Bối cảnh và nguồn gốc của vị thuốc thuyền thoái
Mỗi độ hè về, tiếng ve sầu râm ran khắp các vòm cây và để lại trên thân cây những lớp vỏ lột mỏng manh màu nâu nhạt. Trong y học cổ truyền phương Đông, lớp xác ve này không hề bị bỏ đi mà là một vị thuốc quen thuộc mang tên thuyền thoái (thường thu hoạch từ loài ve sầu như Cryptotympana atrata hay Cryptotympana pustulata) [1], [2]. Thuyền thoái từ lâu đã được nhân dân và các thầy thuốc dùng trong các thang thuốc giảm sốt, chữa khàn tiếng, viêm họng hay làm dịu các nốt mẩn ngứa ngoài da [2].
Tuy nhiên, dưới góc nhìn của khoa học hiện đại, xác ve sầu thực chất là một cấu trúc bộ xương ngoài giàu chitin [3], [4]. Trước thực trạng ngành công nghiệp polymer đang tìm kiếm các nguồn nguyên liệu thay thế cho phụ phẩm thủy hải sản truyền thống, nhiều người đặt câu hỏi: Liệu chitin trong xác ve sầu có gì khác biệt so với chitin chiết xuất từ vỏ tôm, cua thông thường?
Về bản chất hóa học cơ bản, chitin từ côn trùng hay từ giáp xác biển đều là polymer sinh học có cấu trúc mạch thẳng tương tự nhau [3], [4]. Dù vậy, các đặc tính liên quan đến độ hòa tan, tỷ lệ khoáng hóa và tiềm năng ứng dụng y sinh giữa các nguồn sinh vật này vẫn mang những nét riêng biệt đáng chú ý [3], [4].
Chitin là gì và cơ chế tác động sinh học
Chitin là loại polymer sinh học phong phú thứ hai trong tự nhiên, chỉ đứng sau cellulose [4]. Về mặt hóa học, chitin là một chuỗi polymer mạch thẳng không phân cực, cấu tạo từ các đơn vị lặp lại beta-(1,4)-2-acetamido-2-deoxy-D-glucose, tức là chỉ khác cellulose ở việc thay thế nhóm hydroxyl bằng nhóm acetamido ở vị trí carbon số 2 [3], [4]. Cấu trúc này liên kết rất chặt chẽ, tạo nên độ bền cơ học cao cho thành tế bào nấm, lớp vỏ ngoài của động vật chân khớp gồm côn trùng, giáp xác, nhiều chân và nhện [3], [4].
Chitin trong tự nhiên được phân loại thành ba dạng tùy thuộc vào hướng sắp xếp của các sợi vi thể: dạng alpha-chitin (các chuỗi chạy ngược chiều nhau), dạng beta-chitin (các chuỗi chạy song song) và dạng gamma-chitin (kết hợp giữa các chuỗi ngược chiều và song song) [4]. Do cấu trúc đóng gói rất khít và liên kết hydro nội phân tử bền vững, chitin tự nhiên hầu như không tan trong nước và đa số các dung môi thông thường ở điều kiện sinh lý [3], [4].
Để khắc phục rào cản độ hòa tan kém, các nhà khoa học thường tiến hành phản ứng khử acetyl một phần của chitin để chuyển hóa thành dẫn xuất chitosan [3], [4]. Khi được biến đổi, chitosan và các dẫn xuất của chitin biểu hiện nhiều đặc tính y sinh ưu việt như tính tương thích sinh học, khả năng tự phân hủy sinh học, không gây dị ứng, không độc hại, đồng thời sở hữu khả năng kháng khuẩn, cầm máu và hỗ trợ quá trình làm lành vết thương [4].
Điểm tương đồng và khác biệt giữa chitin xác ve và vỏ tôm cua
Nguồn cung cấp chitin thương mại truyền thống từ trước đến nay chủ yếu dựa vào vỏ tôm và vỏ cua từ ngành công nghiệp chế biến hải sản [3]. Tuy nhiên, việc khai thác chitin từ các loài côn trùng và động vật chân khớp trên cạn đang mở ra hướng tiếp cận mới nhờ những đặc tính cấu trúc độc đáo [5], [4].
Về mặt cấu trúc phân tử, các nghiên cứu hóa sinh khẳng định chitin cô lập từ côn trùng và alpha-chitin thương mại từ vỏ tôm có cấu trúc hóa học và tính chất hóa lý gần như tương đương nhau [4]. Cả hai đều mang cấu trúc mạng lưới sợi bền chắc và đều thuộc dạng alpha-chitin với các chuỗi liên kết đối song song [4].
Khác biệt đáng kể nhất giữa nguồn gốc giáp xác và côn trùng nằm ở hàm lượng khoáng hóa và quá trình xử lý chiết xuất [5], [4]. Vỏ của các loài động vật thủy sinh như giáp xác thường tích tụ một lượng lớn khoáng chất vô cơ, chủ yếu là canxi cacbonat [5], [6]. Ví dụ, các nghiên cứu trên bộ xương ngoài của sam biển (Limulus polyphemus) cho thấy lượng khoáng dư thừa sau khi phân tích nhiệt lên tới khoảng 30% [5]. Để tách được chitin tinh khiết từ vỏ tôm, cua biển, quá trình xử lý bắt buộc phải trải qua công đoạn khử khoáng bằng axit rất mạnh và tốn nhiều hóa chất [4].
Ngược lại, lớp vỏ lột của côn trùng trên cạn như xác ve sầu có tỷ lệ khoáng hóa thấp hơn, chủ yếu là cấu trúc mạng lưới protein liên kết với chitin [3], [4]. Điều này giúp quy trình xử lý, tinh sạch chitin từ xác côn trùng trở nên nhẹ nhàng hơn, giảm bớt lượng axit sử dụng so với quy trình khử khoáng từ vỏ tôm cua [4].
Bằng chứng khoa học về chiết xuất chitin và ứng dụng của thuyền thoái
Các nhà khoa học đã tiến hành nhiều thực nghiệm nhằm khảo sát việc thu nhận chitin từ các loài côn trùng và đánh giá ứng dụng y học của xác ve sầu.
Năm 2012, một nghiên cứu chiết xuất chitin từ loài bọ cánh cứng Holotrichia parallela đã minh chứng rõ tiềm năng của chitin côn trùng [4]. Nghiên cứu sử dụng hóa chất HCl 1 M và NaOH 1 M, sau đó dùng dung dịch thuốc tím KMnO4 1% để tẩy màu [4]. Kết quả ghi nhận hiệu suất thu hồi chitin đạt 15% [4]. Khi tiến hành so sánh với mẫu alpha-chitin thương mại chiết xuất từ vỏ tôm thông qua quang phổ hồng ngoại (FTIR), nhiễu xạ tia X (XRD), kính hiển vi điện tử quét (SEM) và phân tích nguyên tố, các nhà khoa học nhận thấy hai mẫu có cấu trúc hóa học và đặc tính hóa lý hoàn toàn tương đương [4].
Ở khía cạnh ứng dụng y sinh học của dẫn xuất chitosan từ các nguồn sinh học thay thế, nghiên cứu năm 2021 tại Uganda đã tiến hành phân lập và xác định đặc tính của chitosan từ nấm ăn, vảy cá rô phi sông Nile và vòi voi hại chuối [3]. Kết quả cho thấy hàm lượng tro của chitosan thu được dao động từ 1,55% đến 3,5%, hàm lượng nitơ từ 6,6% đến 7,0%, và khối lượng phân tử đạt từ 291 đến 348 kDa [3]. Phổ FTIR cho thấy độ tương đồng cao với chitosan thương mại, đạt độ khử acetyl (DD) từ 77,8% đến 79,1% [3]. Mẫu phân tích XRD của chitosan từ vòi voi hại chuối và nấm đều cho đỉnh nhiễu xạ tại góc 2theta là 19,5 độ [3]. Nghiên cứu này kết luận chitosan từ các nguồn sẵn có tại địa phương có hoạt tính kháng khuẩn ở nồng độ cao và mang đặc tính tương đương chitosan truyền thống, thích hợp dùng trong y sinh [3].
Đối với vị thuốc thuyền thoái trong thực tế lâm sàng, nghiên cứu quy mô lớn năm 2013 dựa trên cơ sở dữ liệu kê đơn bảo hiểm y tế toàn quốc tại Đài Loan đã đánh giá việc ứng dụng xác ve sầu trong điều trị da liễu [2]. Nghiên cứu phân tích 33.355 lượt khám ngoại trú của 12.498 bệnh nhân mắc bệnh mề đay [2]. Kết quả cho thấy bài thuốc Tiêu Phong Tán (Xiao Feng San) là bài thuốc phối hợp được dùng nhiều nhất (chiếm 49,44% các đơn thuốc), và xác ve sầu Cryptotympana pustulata là vị thuốc đơn lẻ được kê nhiều nhất, xuất hiện trong 24,67% tổng số đơn thuốc [2]. Sự kết hợp giữa Tiêu Phong Tán và xác ve sầu cũng là bài thuốc phối hợp đôi phổ biến nhất, chiếm 9,95% [2]. Trung bình mỗi đơn thuốc điều trị mề đay sử dụng 6,18 vị thuốc y học cổ truyền [2].
Lợi ích và giới hạn của các bằng chứng khoa học
Các nghiên cứu thực nghiệm đã chứng minh chitin và dẫn xuất chitosan mang nhiều đặc tính quý giá: khả năng kháng khuẩn, hỗ trợ cầm máu, thúc đẩy quá trình liền sẹo và điều hòa miễn dịch [4]. Việc tận dụng các nguồn sinh khối từ vỏ lột côn trùng mở ra triển vọng giảm áp lực chất thải sinh học và tạo nguồn vật liệu y sinh tự nhiên không phụ thuộc vào mùa vụ đánh bắt hải sản [3], [4].
Tuy nhiên, người đọc cần nhìn nhận rõ các giới hạn của bằng chứng hiện có. Nghiên cứu của Đài Loan về xác ve sầu mới chỉ dừng lại ở phân tích hồi cứu cơ sở dữ liệu kê đơn thực tế, phản ánh tần suất sử dụng kinh nghiệm chứ chưa phải thử nghiệm lâm sàng đối chứng ngẫu nhiên [2]. Bản thân các tác giả nghiên cứu cũng nhấn mạnh cần thêm các thử nghiệm lâm sàng chặt chẽ và nghiên cứu trên mô hình động vật để xác định rõ hiệu quả và cơ chế tác động của vị thuốc này đối với bệnh mề đay [2].
Bên cạnh đó, các nghiên cứu tính chất hóa lý của chitin côn trùng hiện chủ yếu thực hiện trên các loài như bọ cánh cứng Holotrichia parallela hoặc vòi voi hại chuối, chưa có nhiều phân tích chi tiết riêng biệt cho từng loài ve sầu cụ thể [3], [4]. Do đó, không thể vội vàng quy kết rằng việc dùng thô xác ve sầu sẽ mang lại hiệu quả y sinh tương đương với chitosan tinh khiết đã qua xử lý công nghiệp [3], [4].
Hiểu lầm thường gặp về xác ve sầu và chitin
Một hiểu lầm rất phổ biến là nhiều người cho rằng chitin trong xác ve sầu là một chất "thần kỳ", có thể hòa tan và hấp thu trực tiếp khi đun sắc uống [3], [4]. Trên thực tế, chitin tự nhiên có cấu trúc rất chặt chẽ và hoàn toàn không tan trong nước cũng như các dung môi thông thường ở điều kiện sinh lý thông thường [3], [4]. Quá trình sắc thuốc truyền thống không thể hòa tan hay chuyển đổi toàn bộ chitin thành chitosan được nếu không có sự can thiệp của hóa chất chuyên dụng như kiềm đặc hoặc axit [3], [4].
Hiểu lầm thứ hai là quan niệm xác ve sầu có thể chữa dứt điểm hoàn toàn các bệnh dị ứng, mề đay hay viêm da cơ địa [2]. Mặc dù thuyền thoái là vị thuốc đơn lẻ được kê đơn nhiều nhất trong cơ sở dữ liệu điều trị mề đay tại Đài Loan, nó thường được dùng phối hợp cùng các vị thuốc khác trong bài thuốc Tiêu Phong Tán chứ không dùng đơn độc, và y văn hiện đại vẫn chưa có bằng chứng khẳng định khả năng chữa khỏi hoàn toàn bệnh này [2].
Ai nên thận trọng khi tiếp xúc hoặc sử dụng?
Xác ve sầu thu nhặt ngoài tự nhiên thường bám dính nhiều tạp chất, đất cát, bụi bẩn và các loại nấm mốc hoại sinh trong môi trường đất ẩm [1]. Nếu không được làm sạch và bào chế đúng kỹ thuật, việc sử dụng thô có thể gây nhiễm trùng đường tiêu hóa hoặc kích ứng da.
Những người có cơ địa dị ứng nghiêm trọng, tiền sử dị ứng với các loài chân khớp hoặc động vật giáp xác nên thận trọng khi tiếp xúc hoặc sử dụng chế phẩm từ xác ve. Mặc dù cấu trúc chitin tinh khiết được cho là không gây dị ứng, các tạp chất protein còn sót lại trong quá trình lột xác của côn trùng vẫn có nguy cơ kích hoạt phản ứng quá mẫn [4].
Phụ nữ đang mang thai, phụ nữ cho con bú và trẻ nhỏ khi có các triệu chứng mẩn ngứa, mề đay ngoài da cần đi khám chuyên khoa y tế thay vì tự ý thu hái xác ve sầu để đun uống theo kinh nghiệm dân gian. Người có bệnh lý mạn tính đang điều trị thuốc Tây y cần tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa để tránh tương tác thuốc bất lợi.
Cách áp dụng thực tế và lời khuyên sử dụng
Trong đời sống hàng ngày, nếu muốn sử dụng thuyền thoái như một vị thuốc hỗ trợ cho các chứng ngứa ngáy hay viêm họng, người dân nên tìm mua tại các nhà thuốc y học cổ truyền có uy tín [2]. Thuyền thoái đạt chuẩn phải là lớp vỏ lột nguyên vẹn, đã được rửa sạch bùn đất, phơi khô kiệt và bảo quản trong điều kiện vô trùng, tránh nấm mốc [1].
Không nên tự ý thu gom xác ve bám trên thân cây ven đường hoặc trong các khu vực vườn tược có phun thuốc trừ sâu, bởi dư lượng hóa chất độc hại có thể bám dính trên lớp vỏ ngoài. Khi dùng trong các bài thuốc cổ truyền, thuyền thoái thường được loại bỏ phần đầu và chân, chỉ lấy phần thân và sắc cùng các thảo dược khác dưới sự kê đơn của thầy thuốc có chuyên môn [2].
Tóm lại, chitin trong xác ve sầu và vỏ tôm cua có sự đồng nhất về bản chất polymer sinh học, mở ra nhiều tiềm năng trong lĩnh vực khoa học vật liệu và y sinh học tương lai [3], [4]. Tuy nhiên, trong chăm sóc sức khỏe thường ngày, người dân cần giữ cái nhìn khoa học, tỉnh táo, không thần thánh hóa công dụng của xác ve sầu và luôn tuân thủ tư vấn của nhân viên y tế trước khi áp dụng bất kỳ phương pháp điều trị nào [2].
