Nấm CORDYCEPS

Trần Minh Quân

                                               
 

             Chi nấm Cordyceps thuộc nhóm nấm Ascomycetes (ngành=phylum Ascomycota) gồm khoảng trên 250 loài nấm khác nhau (có những tác giả ghi là đến 500-700 loài) , sống ký sinh trên một số giá thể chuyên biệt. Các nhà khoa học, dựa trên các phân tích DNA, từ 2007 đã sửa đổi sự phân loại của hai họ Cordycipitatea và Clavicipitatea để tạo ra một họ nấm mới Ophiocordycipitaceae đồng thời chuyển một số nấm thuộc chi Cordyceps sang Ophiocordyceps trong đó có Cordyceps sinensis thường được biết dưới tên Đông trùng Hạ thảo (xin xem bài Đông trùng Hạ thảo).

           Dựa trên các đặc tính di truyền phân tử, Sừng và các Cộng sự viên (2007) đã chia Cordyceps thành 4 loài gồm Cordyceps, Ophiocordyceps, Metacordyceps và Elaphocordyceps.

           Tên Cordyceps, theo đa số tác giả, được cho là phát xuất từ tiếng latin cord nghĩa là chùy và ceps= đầu; một số tác giả khác cho là từ tiếng Hy lạp cordyle để thu ngắn thành cordy = có bướu, phồng to và trong tiếng Hy lạp: cordylos có nghĩa là con nòng nọc.

       Nấm Cordyceps có thể được tạm chia thành 2 nhóm:

   - Nhóm ký sinh trên một nấm khác sống dưới mặt đất: khoảng 15 loài.

   - Nhóm ký sinh nơi côn trùng = entomophage (đa số), ngoài ra còn có riêng vài loài lại ký sinh nơi nhện.

          Cordyceps phân bố rộng tại những vùng nhiệt đới Á châu và Phi châu; khoảng trên 20 loài có mặt tại Âu châu, Bắc Mỹ có khoảng 16 loài.
 

(Nấm Cordyceps không phải là loài nấm duy nhất sống ký sinh nơi côn trùng; một số loài nấm khác như Isaria, Paecilomyces, Beauveria.. đều có khả năng ký sinh trên côn trùng. (Beauveria bassiana, ký sinh trên sâu tằm, gây sâu chết cứng và tạo vị thuốc Bạch cương tằm ) (Xin xem bài Sâu tằm)

* Một số đặc điểm thực vật học và sinh học:

           Nấm Cordyceps được xem là có khả năng biến đổi sinh học của ký chủ để sinh tồn và sinh sản. Cordyceps tiết ra những proteases và chitinases là những men phân hóa vỏ bên ngoài của côn trùng ký chủ. Khi nuôi trên môi trường lỏng nhân tạo, Cordyceps tiết ra những men để phân hóa các chất trong môi trường và sau đó hấp thụ các chất đường và acid amin.. Côn trùng khi bị Cordiceps xâm nhập có những hiện tượng bị phân hủy theo trình tự: bắt đầu là chất béo cơ thể, sau đó là vách cơ thể rồi hệ tuần hoàn máu/lympho và vách ruột. Chất béo cơ thể côn trùng cung cấp cho nấm năng lượng để biến dưỡng, đồng thời thế hệ kế tiếp của nấm cũng có thể được chuyển vào buồng trứng của côn trùng ở giai đoạn này. Màu vàng cam của nấm thường được tạo ra từ sắc tố nơi phần bụng của ký chủ (nhất là kiến). Quả thể của nấm thường là nơi tồn trữ các acid béo chưa bão hòa..                                                    

 

                              

 Cordyceps: attack of the killer fungi (Đông trùng hạ thảo: sự tấn công của nấm sát thủ)

 

          Cordyceps có thể xâm nhập ký chủ dưới dạng bào tử, thường đi vào phổi côn trùng. Thử nghiệm di chuyển nơi ở (tổ) của kiến (ký chủ) cho thấy nấm cũng biến đổi theo để phù hợp với cách sinh hoạt của ký chủ. Ký chủ khi bị nấm tấn công cũng phải thay đổi cách sống để sinh tồn và sự thay đổi này lại giúp nấm phát triển và sinh sản..ví dụ như khi ký chủ (sâu) rời khỏi tổ, bị làm mồi cho các sinh vật săn mồi khác sẽ giúp sự chuyển nấm sang một ký chủ thứ nhì.. Khi chất dinh dưỡng trong cơ thể ký chủ cạn dần và khi nấm đã đủ phát triển, nấm sẽ xâm nhập tiếp vào phần não ký chủ, tiết ra hợp chất làm ký chủ mất cảm nhận các pheromones. Cơ thể ký chủ được xem như một kho chất dinh dưỡng cho nấm sẽ phải ở vị trí bị che giấu kín đáo đến khi ký chủ chết.

 

           Một hiện tượng khá lý thú đã được ghi nhận nơi Cordiceps unilateralis (đã được chuyển sang thành Ophiocordyces unilateralis), ký sinh nơi kiến (Camponotus leonardii): Trước khi làm cho kiến chết, nấm tạo kích động khiến kiến di chuyển dời ‘tổ‘ đến một nơi cao hơn, kiến dùng hàm bám vào gân chính ở mặt dưới phiến lá (các nhà thực vật gọi là hiện tượng death grip). Nấm và kiến được lá che, bào tử được phóng thích có cơ hội phân tán rộng hơn.

 

                        

 

 

 

         Sau khi kiến chết, nấm tăng trưởng nhanh chóng, bao phủ xác kiến ở mặt dưới của lá: Chu trình phát triển của nấm có thể được chia thành ba giai đoạn:

      - Giai đoạn Kiến chết.

      - Giai đoạn tạo stroma: một cấu trúc hình trụ dẹp nhô ra từ xác kiến.

        - Giai đoạn tạo quả thể.

Mỗi giai đoạn có thể kéo dài đến ba tháng..

* Tương quan giữa Cordyceps và Ký chủ: Ký sinh hay Cọng sinh (Symbyont)?

        Đa số các nhà nghiên cứu về Nấm cho rẳng tương quan giữa Cordyceps và ký chủ là một dạng ký sinh: Nấm sống bám vào ký chủ, dùng ký chủ làm kho thực phẩm, ăn mòn cơ thể ký chủ đến khi gây tử vong cho ký chủ..

 

         Tuy nhiên một số nhà nghiên cứu khác lại nhìn sự kiện sống bám này khác hơn và cho rằng đây là một "hiện tượng" cọng sinh có lợi cho đôi bên, cả ký chủ lẫn nấm ký sinh? Họ cho rằng môi trường sống của các loài bướm, ngài (riêng các loài bị cordyceps xâm nhiễm) thường rất đặc biệt (điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng..).    

 

          Thiên nhiên có khuynh hướng lựa chọn chống lại ký sinh trùng, nhất là khi ký sinh trùng gây chết ký chủ.  Năng lượng trong côn trùng bị nấm xâm nhập có lẽ được ’kích khởi’ khi nấm sống trong cơ thể. Trong môi trường nuôi cấy nhân tạo, Cordyceps thường ở dạng đơn bào giống như bào tử nấm men (yeast) không tạo quả thể; chỉ trong thiên nhiên, nấm tạo quả thể khi sâu ký chủ chết, có lẽ do một yếu tố kích động (stressor) nào đó. Khi sâu chết, nấm bị đặt vào tình trạng bắt buộc phải lựa chọn giữa sinh sản hoặc chết theo sâu (bình thường trong giới Nấm (Fungi), sợi ty thể là một dạng sinh tồn bền vững, hơn là quả thể). Đối với Cordyceps, stressor có thể là nhiệt độ nóng, lạnh, cháy rừng hay ngập lụt, hay hết thực phẩm..

 

           Trong phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu chưa tìm được các yếu tố stressor để làm cordyceps tạo quả thể dù cho cấy bào tử trên sâu rồi nuôi trong các điều kiện tương tự như trong thiên nhiên!

* Nấm Cordyceps và Ký chủ:

           Các loài Cordyceps sống ký sinh trên các nấm mọc dưới đất, hầu như chỉ thuộc nhóm nấm Elaphomyces (Truffes des cerfs); các loài cordyceps này thường gồm: Cordyceps capitata, Cordyceps longiseg mentis=Cordyceps canadensis, Cordyceps rouxii , Cordyceps intermedia, Cordyceps ophioglossiodes, Cordyceps japonica ..

 

              
 

                Cordyceps capitata  /   Cordyceps canadensis

       
 

         
 

                   Cordyceps rouxii
 

 

              Các loài Cordyceps, ký sinh trên côn trùng (entomophage) thường có những liên hệ đặc biệt với một nhóm hay nhiều khi chỉ với riêng một côn trùng ký chủ. Chúng sống ký sinh bám vào côn trùng ở một giai đoạn "chính xác" nào đó trong chu trình sống của côn trùng, có thể là sâu, nhộng (chrysalides) hay bướm ngài (imago) nhưng cũng có khi không tùy thuộc vào chu trình biến thái của côn trùng:

         Ký chủ                                            Loài Cordyceps

  - Sâu bướm ngài         / C. gracilis. C. militaris (ít khi xẩy ra)

  - Nhộng                     / C. militaris, C. tuberculata, C. bifusispora

  - Bướm trưởng thành  / C. tuberculata, C. militaris (ít xẩy ra).

  - Sâu của bọ cánh cứng / (Coleoptera) / C. stylophora, C entomorrhiza (trên bọ hung) C. larvicola (trên bọ sừng helops)

   - Bọ trưởng thành                        / C. entomorriza (ít xẩy ra)

    - Bọ cochenille                          / C. clavulata

    - Ruồi                              / C.forquignonii, C. sphecocephala (ít)

    - Ong vò vẻ                                 / C. sphecocephala

     - Kiến                            / C. myrmecophila, C. formicivora.

   Ký sinh nơi nhện (thường là loài nhện Tarentula) : C. arachneicola ; C. engleriana..

 

                                
 

              Grasshopper infected and consumed by Cordyceps fungus.

           Châu chấu bị nhiễm nấm Đông Trùng Hạ Thảo và bị tiêu thụ.

 

                    

 

  

 

              Cordyceps, Le Champignon Parasite Qui Fait Pousser Des Cornes Aux Insectes .               

                               

 

                         

 

This is what happens when the parasitic fungus Cordyceps replaces every tissue inside of a tarantula. Some species even have mind control abilities, turning ants into zombies that spread the infection.
 

(Đây là những gì xảy ra khi nấm ký sinh Cordyceps thay thế mọi mô bên trong một con tarantula. Một số loài thậm chí còn có khả năng điều khiển tâm trí, biến kiến thành zombie lây lan dịch bệnh.)
 

                                      

                                     

 

                                     

                                 

            Cordyceps: attack of the killer fungi (Đông trùng hạ thảo: sự tấn công của nấm sát thủ)

 

                  
                  
        

                  

                  

                  
 

 

                           

 

  

                             

 

             

Cordyceps is a parasite that controls body of its victim and literally grows through it to spray parasite spores .

(Đông trùng hạ thảo là một loại ký sinh trùng kiểm soát cơ thể nạn nhân và phát triển qua cơ thể đó để phun ra bào tử ký sinh trùng.)

 

* Vài loài Cordyceps có hoạt tính dược học:

1- Cordyceps militaris: Nhộng trùng thảo , Scarlet Caterpillarclub fungus.

           Đây là loài Cordiceps được nghiên cứu nhiều nhất (chỉ sau Đông Trùng Hạ thảo đã chuyển sang chi Ophiocordyceps). Nấm có quả thể (fruiting body) thuôn hình ống, phình to về phía đầu giống như một cái chùy, dài 0.5-4cm, có khi đếm 7cm, đường kính 2-4mm, phần đầu (có khả năng sinh sản) màu cam hay cam-đỏ, phần đuôi dính vào thân của một con sâu (bướm hay ngài) nằm dưới mặt đất, phần cuống này, vô sinh, dài 1-3cm, đuờng kính 1- 1.5mm, hơi dợn sóng màu cam nhạt. Bào tử dạng sợi, phân đoạn, mỗi đoạn chỉ dài 2-4.5micron

 

Cordyceps militaris

             Nấm Cordyceps militaris phân bố khá rộng tại những vùng cận nhiệt đới và ôn đới ở Bắc Mỹ, Nam Mỹ, Âu châu và Đông Á và cả Bắc Úc. (Mycologia , E.B Mains).

- Thành phần hóa học:

 

            Cordyceps militaris chứa nhiều hoạt chất như cordycepin, polysaccharides, ergosterol và mannitol (Journal of Pharmacy & Pharmacology Số 57-2005).

            Hoạt chất chính là Cordycepin (3’-deoxyadenosine) một chất có cấu trúc loại nucleoside, được xem là có hoạt tính kháng sinh kiểu nucleic acid có thể ức chế sự chuyển biến của tế bào sang dạng ung thư, giữ tế bào tăng trưởng bình thường do tác động trên DNA. Trong tế bào, cordycepin được chuyển thành 5’mono-, di- và triphosphates có tác động ức chế hoạt động của nhiều men trong tiến trình sinh biến dưỡng purine (Enzyme Microbiology and Technology Số 39-2006).

 

             Cordyceps militaris thường được Dược học cổ truyền Tàu dùng để trị các chứng suyễn, và những bệnh về phổi.

 

                    

 

 

                          Determination and analysis of cordycepin and adenosine. (Xác định và phân tích cordycepin và adenosine)
 

- Các nghiên cứu dược học:

            Các nhà nghiên cứu tại ĐH Dược và Khoa Học Chia Nan (Taiwan) đã dùng nấm (từ lên men) để thử nghiệm về khả năng chống oxy-hóa, ghi nhận nấm có hoạt tính thu nhặt các gốc tự do, tương tự như Đông trùng Hạ thảo (O.sinensis) thiên nhiên..(Journal of Agriculture and Food Chemistry Số 19-2006). Khả năng thu nhặt các gốc tự do được chứng minh bằng nhiều test ‘in vitro’ qua các hoạt động loại DPPH, khử được các phản ứng oxy-hóa gây tác hại nơi tế bào (African Journal of Microbiology Research Số 5-2011)

           Thử nghiệm về khả năng hạ đường của Cordyceps militaris được thực hiện tại ĐH Nông Nghiệp Reung Hoa (Bắc Kinh) trên chuột, ghi nhận trong dịch chiết từ quả thể và sợi ty thể (mycelium) của nấm có những polysaccharide có hoạt tính làm hạ glucose trong máu; hoạt tính này tùy thuộc vào liều lượng sử dụng. Nghiên cứu tại Nam Hàn ghi nhận nước sắc Cordycips militaris giúp gia tăng họạt động của insulin bằng cách cải thiện sự tiêu thụ glucose, khi thử trên cơ bắp của chuột.

 

           Cordyceps militaris có khả năng làm gia tăng số lượng tinh trùng, tăng tỷ lệ của số tinh trùng di động và tăng số lượng các tinh trùng có dạng bình thường nơi những người thiếu tinh trùng. Hoạt tính này kéo dài đến 2 tuần sau khi ngưng dùng thuốc (Cordyceps militaris Số Supplement Năm 2007).

 

             Một polysaccharide có tính acid (acidic polysaccharide=APD) ly trích từ Cordyceps militaris nuôi trên môi trường gíá đậu nành có tác động chống sự tăng trưởng của siêu vi Cúm (influenza virus A) qua hoạt tính làm tăng sự hoạt động của các đại thực bào miễn nhiễm (J. of Agric. Food Chem. Số 55-2007).

 

           Cordyceps militaris có hoạt tính kháng sinh trên các vi khuẩn Clostridia (J. of Agric. Food Chem. Số 48-2000), Một protease chống nấm và diệt bào, ly trích từ quả thể, ngăn chặn được sự tăng trưởng của nấm Fusarium oxysporum. Protease này cũng có tác động diệt bào trên các tế bào ung thư vú và ung thư bọng đái nơi người (Cordyceps militaris Số 13-2009)

     - Hoạt tính trên tế bào ung thư:

              Cordyceps militaris đã được dùng (tại Trung Hoa) trong công thức phối hợp với nhiều dược thảo khác như Tam thất (Panax pseudoginseng) để giúp hổ trợ cơ thể khi trị liệu ung thư bằng phóng xạ và bằng hóa chất. Dịch chiết từ C. militaris nuôi trên môi trường nhân tạo, có khả năng ngăn chặn sự tăng trưởng của tế bào ung thư máu leukemia HL-60 bằng cách tăng hoạt caspase-3. Thử nghiệm trên tế bào ung thư melanoma B16F0 ghi nhận dịch chiết ức chế hoạt dộng của tyrosinase nội bào và gây giảm nồng độ tổng cộng melanin. Sự tăng trưởng của các tế bào ung thư vú (người) loại MDA-MB-231 và MCF-7 đều bị ức chế khi dùng dịch chiết C. militaris (Cordyceps Reviews Số November 1, 2011).

2- Cordyceps ophioglossiodes: Deer fungus parasite

             Đây là loài Cordyceps sống ký sinh trên một nấm khác, loài Elaphomyces (trong khi đa số Cordyceps ký sinh nơi côn trùng).

            Quả thể dài 2-8cm, đường kính có khi đến 1cm, dạng thuôn hình chùy, phần đầu to hơn phần đuôi, chùy không rõ rệt tuy nhiên phần đầu màu đỏ nâu khi nấm non và chuyển sang hơi đen khi trưởng thành; phần thân dưới thường vàng nhạt và dính vào một thể sợi màu vàng nối kết với quả thể của nấm Elaphomyces, thường là Elaphomyces granulatus (Granular hart’s truffle) Bào tử phân đoạn, dạng sợi, Mỗi đoạn nhỏ có kích thước cỡ 2-5 x 1.5-2micron.

 

                                                               

                               Cordyceps ophioglossiodes 
 

           Phân bố tại nhiều nơi trên thế giới, kể cả vùng Đông Bắc Hoa Ký. Tại Trung Hoa: Quảng tây, Tứ Xuyên, Vân Nam..

          Theo dược học cổ truyền Tàu, Nấm có tính bình, vị hơi đắng, dùng bổ Huyết và trị các bệnh rối loạn kinh nguyệt nơi phụ nữ, xuất huyết tử cung.

- Các nghiên cứu dược học:

           - Dịch chiết C ordyceps ophioglossiodes có khả năng bảo vệ tế bào thần kinh SK-N-SH không bị hủy hoại gây ra do beta-amyloid (25-35) và giúp không bị mất trí nhớ khi thử trên chuột (chuột bị gây mất nhận thức vị trí trong không gian bằng cách chích vào não Abeta (25-35) ) . Khả năng này được cho là do hoạt tính thu nhặt các gốc tự do loại ROS gây tác hại trên các tế bào thần kinh não bộ (Biology & Pharmacy Bulletin Số 27-2004).

 

          - Galactoglycan (CO-N) ly trích từ môi trường cấy Cordyceps ophioglossoides, có tác động diệt bào trực tiếp chống một số dòng tế bào ung thư. Phân tích HPLC ghi nhận CO-N có phân tử lượng khoảng 33000, đây là phần có khả năng diệt bào mạnh nhất; sau khi lọc qua gel, các phần có phân tử lượng dưới 6600 chỉ có hoạt tính yếu hơn (Cordyceps Reviews Nov, 1, 2011).

3- Cordyceps sobolifera: Cicada fungus, Nấm ve sầu.

          Quả thể (fruiting body) có thể đơn độc hay mọc thành nhóm, nhô ra từ phần thân trước của xác ve, dài khoảng 2.5-6cm, đường kính 1.5-4mm. Thuôn về phía đầu, hơi phình to dạng chùy, màu nâu đỏ của quế. Nấm ký sinh trên nhộng của ve (Oncotympana maculicollis) hay trên sâu ve núi (Cicada flamata).

 

                                      

 

                                             Cordyceps sobolifera

 

          Phân bố tại vùng Đông Á, Tàu (Giang Tô, Phúc kiến, Tứ xuyên..) Việt, Nhật.

          Dược học cổ truyền Tàu cho rằng có tính hàn, vị đắng cam thảo, có các tác dụng làm giảm co thắt, hạ nhiệt, trị bệnh mắt như mắt sưng đỏ, kéo màng cataract.

          Để trị trẻ em khóc đêm, nghiến răng, ho và sưng họng: Nấm ve được dùng phối hợp với Bạch cương tằm, cam thảo..

       - Từ quả thể của Cordyceps sobolifera, các nhà nghiên cứu đã ly trích và tinh chế được Cordysobin, một serine protease. Men này có hoạt tính ức chế được HIV-1 reverse transcriptase (RT) ở nồng độ IC(50)= 2 x 10 (-3) microM. Đây là protease có hoạt tính chống HIV-1 RT mạnh nhất ly trích được từ các loài nấm (Cordyceps Reviews Nov.1, 2011).

 

     - Cordyceps sobolifera có hoạt tính bảo vệ thận chống lại các phản ứng độc hại khi thử nơi chuột bị gây hư thận bằng lipopolysaccharide. Hoạt tính này được giải thích là do khả năng chống oxy-hóa, chống apoptosis và chống hiện tượng tự thực bào (autophagy) (American Journal of Chinese Medicine Số 39-2011).

 

           Glycoproteins trích từ sợi ty thể Cordyceps sobolifera có khả năng giúp bảo vệ hoạt động thanh lọc nơi các quản cầu thận của chuột thử nghiệm bị gây hư hại do cyclosporine (Journal of Ethnopharmacology Số 3-2014).

     - Polysaccharides trong Cordyceps sobolifera có hoạt tính kháng sinh khi thử trên Staphylococcus aureus, Escherichia coli và Bacillus subtilis

     4- Cordyceps sphecocephala

         Cordyceps sphecocephala sống ký sinh trên ong (ong thợ và ong vò vẻ).

           Nấm phân bố tại nhiều nơi: Trung Mỹ (Columbia, Jamaica..) Hoa Kỳ, Á châu Ttrung Hoa, Nhật, Hàn, Nepal, Thái, Taiwan..)

           Quả thể đơn giản, dài 2-5cm, mọc chui ra từ các đốt của thân ong trưởng thành, thường nơi phần giữa của đầu và bụng. Màu vàng đất sét hay vàng nhạt, mỏng, có sợi và hơi xoắn lại, dầy chừng 0.5-1mm. Phần đầu quả thể, có khả năng sinh sản, chiếm khoảng 5-8mm, thuôn và hơi cong.

 

                                      
                                   Cordyceps sphecocephala

           Các phân tích sinh khối nuôi trồng nấm C. sphecocephala ghi nhận được các hợp chất amino acid có tính acid và không phân cực như aspartic acid, glutamic acid, glycine, valine..các polysaccharides phần lớn là các mannose và glucose.

            Dịch chiết từ môi trường cấy Cordyceps sphecocephala có hoạt tính chống suyễn khi thử trên chuột (bị gây hen suyễn bằng cách chích qua màng phúc toan ovalbumin). Kết quả cho thấy có sự gia tăng của các cytokine IL-4, IL-13 và IL-25, giúp chặn các phản ứng miễn nhiễm xẩy ra khi bị suyễn (International Journal of Molecular Medicine Số 26-2010).

                         Trần Minh Quân 4/2015
 

Tài liệu sử dụng:

         - Cordyceps militaris - An Important Medicinal Mushroom (Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry Số 2-2013)

         - Medicinal uses of the mushroom Cordyceps militaris : Current state and prospects (Fitoterapia Vol. 81 December 2010)

         - Fungi Pharmacopoeia (Sinica) (Liu Bo)

         - Les Cordyceps de Belgium (Daniel Ghyselinck