Đông trùng hạ thảo, Cordyceps Sp. đã được biết là có nhiều ý nghĩa dược lý và điều trị, đặc biệt là về mặt sức khỏe con người khiến nó trở thành một ứng cử viên phù hợp cho việc sử dụng dược lý dân tộc. Thành phần chính của chiết xuất từ ​​loại nấm này bao gồm một chất chuyển hóa sinh học mới được gọi là Cordycepin (3′deoxyadenosine) có hoạt tính chống ung thư, chống oxy hóa và chống viêm rất mạnh. Đánh giá hiện tại thảo luận về tiềm năng phổ rộng của Cordycepin bao gồm các hoạt động sinh học và dược lý trong hệ thống miễn dịch, gan, thận, tim mạch cũng như tác nhân chống ung thư. Bài viết dưới đây mô tả cơ chế hoạt động của Cordycepin trong các quá trình phân tử sinh học khác nhau.

Sơ lược về đông trùng hạ thảo

Nấm dược liệu đã được biết đến hàng ngàn năm để sản xuất các chất chuyển hóa sinh học được sử dụng hoặc nghiên cứu để điều trị bệnh. Hơn hai phần ba số ca tử vong liên quan đến ung thư có thể được ngăn ngừa hoặc giảm thiểu bằng cách thay đổi chế độ ăn uống của chúng ta bằng nấm, vì chúng có chứa chất chống oxy hóa (Borchers et al. 2004; Zaidman et al. 2005 ). Đông trùng hạ thảo có lịch sử sử dụng làm thuốc kéo dài hàng thiên niên kỷ ở các vùng của Châu Á (Gu et al. 2007 ). Cái tên Cordyceps được bắt nguồn từ hai từ tiếng Latin, tức là dây và ceps lần lượt có nghĩa là câu lạc bộ và cái đầu. đông trùng hạ thảo militaris thuộc về ngành Ascomycota được phân loại theo thứ tự hypocreales, vì các bào tử được sản sinh bên trong một túi, được gọi là ascus (Wang et al. 2008 ). Là loại nấm gây bệnh trên côn trùng, xuất hiện hàng năm, thường ký sinh trên ấu trùng và nhộng của bọ cánh cứng và nhện. Nó thường sống trên bề mặt của côn trùng nhộng vào mùa đông và dẫn đến sự hình thành cơ thể đậu quả vào mùa hè, điều này chứng tỏ tên gọi của nó là “cỏ mùa hè sâu mùa đông”.

Đông trùng hạ thảo tự trong môi trường tự nhiên

Đông trùng hạ thảo được tìm thấy chủ yếu ở Bắc Mỹ, Châu Âu và Châu Á (Mains 1958 ; Winkler 2010 ; Panda và Swain 2011 ). Ở Ấn Độ, nó được tìm thấy chủ yếu ở các vùng cận núi cao của vùng đất cỏ trên dãy Himalaya thường được gọi là “Keera Ghas”. Gần đây nó đã được báo cáo từ các làng Sutol và Kanol thuộc quận Chamoli của Uttarakhand (Singh et al. 2010 ). Công dụng dân tộc học của Cordyceps sinensis đã được báo cáo từ miền tây Nepal để chữa các bệnh khác nhau như tiêu chảy, nhức đầu, ho, thấp khớp, bệnh gan, v.v. giá trị lâm sàng và thương mại rộng rãi (Devkota 2006 ). Đông trùng hạ thảo đòi hỏi các điều kiện cụ thể để phát triển và có kích thước nhỏ; do đó, việc thu thập quy mô lớn loại nấm này là một nhiệm vụ khó khăn. Tuy nhiên, những người trong độ tuổi 15–65 bao gồm cả đàn ông, phụ nữ, trẻ em trai và gái là đối tượng thu hái chính loại nấm này và giá 1 kg nấm thu hái tự nhiên trên thị trường Nepal dao động từ 30.000 đến 60.000 Rupee Nepal trong khi ở Ấn Độ nó có giá khoảng 100.000 Rupee (Sharma 2004 ). 5 năm qua đã chứng kiến ​​sự khai thác khủng khiếp của Đông trùng hạ thảo làm giảm đáng kể sự xuất hiện tự nhiên của nó (Negi et al. 2006 ; Winkler 2008 ). Những nỗ lực đã được thực hiện để nuôi cấy nhân tạo loại nấm này bằng kỹ thuật lên men bề mặt và chìm.

Đã có nhiều hợp chất có hoạt tính dược lý (ví dụ, Cordycepin) được báo cáo từ Cordyceps sp. Cordycepin (Hình. 1) đã nhận được nhiều sự chú ý do hoạt động sinh học phổ rộng của nó. Nó được biết là can thiệp vào các quá trình sinh hóa và phân tử khác nhau bao gồm cả quá trình sinh tổng hợp purine  (Overgaard 1964 ; Rottman và Guarino 1964 ), tổng hợp DNA/RNA  (Holbein et al. 2009 ) và mTOR (mục tiêu của rapamycin ở động vật có vú)  (Wong và cộng sự 2010 ). Đông trùng hạ thảo đã được đưa vào như một trong những loại nấm ngày càng tăng trong y học cổ truyền Trung Quốc (FTCM) được sử dụng làm phương pháp chữa trị các bệnh hiện đại với nhiều sản phẩm có sẵn trên thị trường. Do những tiến bộ gần đây trong công nghệ sinh học dược phẩm, có thể cô lập các hợp chất hoạt tính sinh học từ Cordyceps và làm cho nó có sẵn ở dạng bột cũng như ở dạng viên nang (ví dụ: Didanosine). Đông trùng hạ thảo và sản phẩm của nó có tác dụng lâm sàng đáng chú ý bao gồm tác động lên gan, thận, tim mạch, hô hấp, thần kinh, tình dục, hệ thống miễn dịch, ngoài ra còn có tác dụng chống ung thư, chống oxy hóa, chống viêm và chống vi khuẩn (Zhou et al. 2008 ;Wang và cộng sự 2011; Lee và cộng sự. 2011a , b ; Trương và cộng sự. 2012 ; Patel và Goyal 2012 ; Yue et al. 2012 ).

Cordycepin trong đông trùng hạ thảo: cơ chế hoạt động

Cấu trúc của Cordycepin rất giống với nucleoside tế bào, adenosine  và hoạt động như một chất tương tự nucleoside.

Ức chế con đường sinh tổng hợp purin

Khi vào bên trong tế bào, Cordycepin được chuyển đổi thành 5′ mono-, di- and triphosphates ức chế hoạt động của các enzym như ribose-phosphate pyrophosphokinase và 5-phosphoribosyl-1-pyrophosphate amidotransferase được sử dụng trong quá trình sinh tổng hợp purin de novo ( Quả sung. 2) (Klenow 1963 ; Overgaard 1964 ; Rottman và Guarino 1964 ).

Cordycepin kích thích chấm dứt chuỗi RNA

Cordycepin thiếu nhóm 3′ hydroxyl trong cấu trúc của nó (Hình. 1), đây là điểm khác biệt duy nhất so với adenosine. Adenosine là một bazơ nitơ và đóng vai trò là nucleoside của tế bào, cần thiết cho các quá trình phân tử khác nhau trong tế bào như tổng hợp DNA và/hoặc RNA. Trong quá trình phiên mã (tổng hợp RNA), một số enzyme không thể phân biệt giữa adenosine và Cordycepin, dẫn đến sự kết hợp của 3′-deoxyadenosine hoặc Cordycepin, thay cho nucleoside bình thường, ngăn cản sự kết hợp thêm của các bazơ nitơ (A, U, G, và C), dẫn đến quá trình phiên mã kết thúc sớm (Hình. 3) (Chen và cộng sự 2008 ; Holbein và cộng sự 2009 ).

Cordycepin trong đông trùng hạ thảo can thiệp vào quá trình truyền tín hiệu mTOR

Cordycepin đã được báo cáo là làm ngắn đuôi poly A của mRNA, điều này càng ảnh hưởng đến sự ổn định của nó bên trong tế bào chất. Người ta quan sát thấy rằng sự ức chế polyadenylation với Cordycepin của một số mRNA làm cho chúng nhạy cảm hơn so với các mRNA khác. Ở liều cao hơn, Cordycepin ức chế sự gắn kết tế bào và giảm sự kết dính khu trú. Việc tăng thêm liều lượng Cordycepin có thể làm tắt đường truyền tín hiệu mTOR (mục tiêu của rapamycin ở động vật có vú) (Hình. 4) (Wong và cộng sự 2010). Tên mTOR bắt nguồn từ thuốc rapamycin, vì thuốc này ức chế hoạt động của mTOR. Các chất ức chế mTOR như rapamycin và CCI-779 đã được thử nghiệm dưới dạng thuốc chống ung thư, vì chúng ức chế hoặc chặn đường truyền tín hiệu mTOR. mTOR là một protein kinase serine/threonine 298 kDa từ họ PIKK (kinase liên quan đến Phosphatidylinositol 3-kinase). MTOR đóng một vai trò rất quan trọng để điều chỉnh quá trình tổng hợp protein. Tuy nhiên, bản thân mTOR được điều chỉnh bởi nhiều loại tín hiệu tế bào như yếu tố tăng trưởng, hormone, môi trường dinh dưỡng và mức năng lượng tế bào của tế bào. Khi các yếu tố tăng trưởng liên kết với thụ thể tế bào, Phosphatidylinositol 3 kinase (PI3K) được kích hoạt, chuyển đổi phosphatidylinositol bisphosphate (PIP2) thành phosphatidyl inositol trisphosphate (PIP3). PIP3 tiếp tục kích hoạt PDK1 (protein kinase phụ thuộc phosphoinositide 1). PDK1 được kích hoạt sau đó phosphoryl hóa AKT 1 kinase và làm cho nó được kích hoạt một phần, sau đó được kích hoạt hoàn toàn bằng phức hợp mTORC2. AKT 1 kinase được kích hoạt bây giờ sẽ kích hoạt phức hợp mTORC1 dẫn đến quá trình phosphoryl hóa 4EBP1 (chất ức chế dịch mã) và làm cho nó không hoạt động, chuyển sang quá trình tổng hợp protein (Wong et al.2010 ). Nghiên cứu xác nhận rằng dưới áp lực dinh dưỡng thấp, Cordycepin kích hoạt AMPK ngăn chặn hoạt động của phức hợp mTORC1 và mTORC2 theo một số cơ chế chưa biết. Phức hợp mTORC2 bị bất hoạt không thể kích hoạt hoàn toàn AKT 1 kinase, từ đó ngăn chặn quá trình truyền tín hiệu mTOR ức chế dịch mã cũng như tăng sinh và phát triển tế bào hơn nữa (Hình. 4).

Tiềm năng dược phẩm và điều trị của đông trùng hạ thảo

Loài đông trùng hạ thảo còn được gọi là y học cổ truyền Trung Quốc (TCM) vì nó có ứng dụng rộng rãi trong dược phẩm (Bảng 2) và lĩnh vực y tế (Ng và Wang 2005 ; Russell và Paterson 2008 ). Loại nấm dược liệu này đã được chú ý trong Đại hội thể thao toàn quốc Trung Quốc năm 1993, khi một nhóm vận động viên nữ phá chín kỷ lục thế giới, cam kết rằng họ đã dùng Đông trùng hạ thảo thường xuyên. Trước đây đã có báo cáo rằng Đông trùng hạ thảo cũng giúp tăng cường sức bền thể chất nên rất hữu ích cho người cao tuổi và vận động viên. Các tài liệu gần đây xác nhận thêm rằng Đông trùng hạ thảo tăng cường năng lượng tế bào dưới dạng ATP (adenosine triphosphate). Sau quá trình thủy phân phốt phát từ ATP, rất nhiều năng lượng được giải phóng và được tế bào sử dụng tiếp (Dai et al. 2001 ; Siu et al. 2004). Các nghiên cứu của nhiều nhà nghiên cứu trước đây về Đông trùng hạ thảo đã chứng minh rằng nó có tác dụng chống vi khuẩn, chống nấm, diệt ấu trùng, chống viêm, chống tiểu đường, chống oxy hóa, chống khối u, kích thích tình dục, điều hòa miễn dịch, chống ung thư. -HIV và nhiều hoạt động khác (Bảng 2).

Nhiều nghiên cứu cho rằng đông trùng hạ thảo giúp tăng sức bền

Đông trùng hạ thảo từ lâu đã được sử dụng như một loại thuốc bổ phổi và thận, đồng thời điều trị viêm phế quản mãn tính, hen suyễn, bệnh lao và các bệnh khác của hệ hô hấp. Tác dụng tim mạch của Đông trùng hạ thảo đang được các nhà nghiên cứu chú ý thường xuyên hơn vì nó hoạt động thông qua nhiều cách có thể bằng cách hạ huyết áp cao thông qua tác dụng giãn trực tiếp hoặc qua trung gian thông qua các thụ thể M-cholinergic dẫn đến cải thiện tuần hoàn máu não và mạch vành (Zhu et al. 1998b ). Như vậy, Đông trùng hạ thảo có ý nghĩa ở cấp độ điều trị cũng như khắc phục những bất thường trong nhịp co bóp (còn gọi là rối loạn nhịp tim). đông trùng hạ thảo chiết xuất cũng đã được tìm thấy như một nguồn đầy hứa hẹn để tăng cung lượng tim lên đến 60 % trong việc tăng cường điều trị suy tim mãn tính thông thường (Chen 1995 ). Sản phẩm từ Đông trùng hạ thảo tự nhiên và Đông trùng hạ thảo nuôi cấy cũng đã được chứng minh là làm giảm đáng kể độ nhớt của máu và nồng độ fibrinogen ngăn ngừa nhồi máu cơ tim (Zhu et al. 1998b ). Một nghiên cứu khác cho thấy rằng các sản phẩm lên men của Cs4 làm giảm mức tiêu thụ oxy của cơ tim ở động vật trong điều kiện phòng thí nghiệm cho thấy tác dụng chống thiếu khí đáng kể (Zhu et al. 1998a). Những nghiên cứu này cung cấp bằng chứng mạnh mẽ rằng Cs4 và dung dịch lên men của nó ngăn chặn sự kết tập tiểu cầu được kích thích bởi collagen hoặc adenosine diphosphate (ADP). Tiêm tĩnh mạch chiết xuất Đông trùng hạ thảo đậm đặc (90 μg/kg mỗi phút, iv) giúp giảm 51–71 % kết tập tiểu cầu 51 Cr ở nội mô động mạch chủ bụng ở thỏ (Zhu et al. 1998b ).

Xa xưa đã biết đến đông trùng hỗ trợ tốt các bệnh liên quan đến đường hô hấp

Sưu tầm và biên dịch

DS Quốc Thái

CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM