Nhiều người vẫn truyền tai nhau các giai thoại về công dụng y học thần kỳ của sừng tê giác, biến bộ phận này thành mặt hàng bị săn lùng với giá đắt đỏ. Mặt khác, dưới góc nhìn khoa học và sinh học phân tử, không ít ý kiến lại khẳng định sừng tê giác về bản chất không khác gì móng tay hay sợi tóc của con người. Liệu thành phần sinh hóa của hai cấu trúc này giống nhau đến mức nào, và sự khác biệt cấu trúc giữa chúng thực sự nằm ở đâu?
Cả sừng động vật và móng tay người đều có thành phần cấu tạo chủ yếu từ keratin – một loại protein dạng sợi có độ bền cơ học cao [1, 2]. Tuy nhiên, các phân tích chuyên sâu cho thấy giữa chúng tồn tại sự khác biệt về chuỗi axit amin, kiểu sắp xếp phân tử và dạng thức biểu hiện protein giữa các loài [1, 6].
Bản chất sinh học của keratin
Keratin là loại protein cấu trúc sợi chiếm phần lớn trong các phần phụ biểu bì của động vật có vú, chim và bò sát [1]. Chất này được tìm thấy trong tóc, móng tay, sừng, lông cừu, lông vũ và vảy cá [2]. Trong cơ thể sống, keratin đóng vai trò tạo nên các cấu trúc có độ bền cơ học, khả năng cách nhiệt và bảo vệ cơ thể trước các tác động ngoại cảnh [1].
Dựa vào hàm lượng lưu huỳnh cũng như các tính chất lý hóa, keratin thường được phân thành hai nhóm: keratin mềm và keratin cứng [2]. Keratin mềm chủ yếu có mặt ở lớp biểu bì da và các mô biểu mô khác, trong khi keratin cứng tạo nên các mô hóa sừng bảo vệ chắc chắn như móng, móng guốc, lông gai và sừng [4, 5].
Ngoài ra, khi xét cấu trúc thứ cấp, keratin ở động vật có vú chủ yếu tồn tại ở dạng alpha-keratin với chuỗi xoắn [4, 5]. Chuỗi polypeptide cơ bản này liên kết chặt chẽ với nhau thông qua nhiều cầu nối disunfua sinh ra từ axit amin cystine, mang lại tính trơ và khả năng chịu lực đặc trưng [4, 5].
Cấu trúc của móng tay người
Phiến móng tay của con người là một cấu trúc sừng hóa đặc biệt có hàm lượng lưu huỳnh dồi dào [3]. Phân tích mô học cho thấy móng tay người được cấu tạo từ khoảng 80% alpha-keratin cứng và 20% alpha-keratin mềm [3]. Sự kết hợp này mang lại cho móng sự dẻo dai nhất định nhưng vẫn đảm bảo độ cứng vững để bảo vệ đầu ngón tay [3].
Cấu trúc phiến móng được phân chia thành ba lớp chính: lớp lưng, lớp giữa và lớp bụng [3]. Tại lớp giữa, các sợi keratin trung gian (đường kính khoảng 70 Angstrom) được xếp thẳng hàng và định hướng theo chiều ngang, vuông góc với trục phát triển của móng [3]. Trong khi đó, ở lớp lưng và lớp bụng, các sợi keratin lại xếp chồng lên nhau như những viên ngói lợp và không có định hướng ưu tiên nào [3].
Chính sự sắp xếp sợi ngang dọc đặc thù này, cùng với mật độ dày đặc của các liên kết chéo disunfua từ cystine, đã tạo nên độ dẻo dai và hàng rào bảo vệ vững chắc cho móng tay người [3]. Các tế bào ở lớp lưng có màng sinh chất dày lên và hoàn toàn mất nhân [3].
Điểm tương đồng giữa sừng động vật và móng tay
Điểm chung lớn nhất giữa móng tay người và sừng động vật nằm ở khung nền phân tử: cả hai đều là các phần phụ biểu bì chứa đa số là alpha-keratin cứng [2, 4]. Cả móng và sừng đều hình thành từ quá trình sừng hóa (keratinization) của các tế bào biểu mô, trong đó các tế bào sống trải qua quá trình chết theo chương trình để trở thành các tế bào sừng kết dính chặt chẽ bởi chất gắn gian bào [4].
Keratin trong sừng và móng đều có khả năng hấp thụ các hợp chất có hại, ion kim loại nặng và các chất hữu cơ bay hơi [2]. Do cấu trúc mạng lưới sợi bền vững và sự hiện diện của nhiều liên kết disunfua, cả móng tay lẫn sừng đều có tính chất không tan trong nước và các dung môi hữu cơ thông thường [1, 5].
Cả hai cấu trúc này đều trơ với các enzyme phân giải protein thông thường trong hệ tiêu hóa [5]. Chỉ một số loại enzyme đặc biệt gọi là keratinase mới có khả năng cắt đứt các liên kết peptide trong cấu trúc keratin [5]. Quá trình phân hủy này cũng đòi hỏi sự hỗ trợ của các tác nhân khử, ví dụ như natri thioglycolate, mới có thể phá vỡ hoàn toàn cấu trúc sừng [5].
Bằng chứng khoa học về sự khác biệt
Mặc dù có chung tên gọi keratin, chuỗi axit amin tạo nên phân tử này khác nhau đáng kể về số lượng, kích thước, điện tích và trình tự sắp xếp giữa các loài [2]. Thành phần hóa học và các đặc tính của keratin thay đổi tùy thuộc vào nguồn gốc sinh học của chúng [2].
Một nghiên cứu công bố năm 1990 đã ứng dụng kỹ thuật điện di hội tụ đẳng điện (isoelectric focusing - IEF) trên gel polyacrylamide 5,2% để khảo sát các keratin hòa tan [6]. Mẫu nghiên cứu bao gồm mẫu sừng từ hai loài tê giác khác nhau, so sánh với mẫu tóc và móng của người, lông và sừng của nhiều loài động vật như hươu, linh dương, bò, mèo, dê [6]. Mẫu protein được xử lý bằng dung dịch chứa urê 12M, Trizma base 74mM và dithiothreitol (DTT) 78mM trong 48 giờ để tách chiết [6].
Kết quả điện di cho thấy mỗi loài biểu hiện ít nhất 20 dải băng protein khác nhau trên bản gel nhuộm bạc [6]. Các dải băng này khác biệt rõ rệt về vị trí, số lượng và sắc độ màu [6]. Đối với hai mẫu sừng tê giác, phần lớn các dải băng xuất hiện ở vùng pH từ 4 đến 5 [6]. Dù hai loài tê giác có kiểu mẫu dải băng tương đối giống nhau, các nhà nghiên cứu vẫn phát hiện sự khác biệt đủ để phân biệt từng loài [6]. Thử nghiệm này xác nhận rằng keratin có tính đa hình cao và sự tương đồng về mẫu protein phụ thuộc vào mối quan hệ phát sinh loài: các loài càng gần nhau về mặt tiến hóa thì kiểu mẫu dải băng protein càng tương tự nhau [6]. Móng tay người và sừng tê giác vì vậy có các chuỗi protein đặc trưng riêng biệt chứ không hoàn toàn đồng nhất [1, 6].
Về thành phần khoáng chất và hóa học phụ trợ, nghiên cứu trên sừng linh dương saiga năm 2012 bằng kỹ thuật sắc ký lỏng hiệu năng cao ghép khối phổ (HPLC-MS) và quang phổ hồng ngoại cho thấy thành phần chính gồm keratin, canxi photphat, vitamin A và có hàm lượng kẽm cao [7]. Ở mô sừng động vật, quá trình sừng hóa và biệt hóa tế bào biểu bì cũng được kiểm soát bởi các hormone và phụ thuộc trực tiếp vào nguồn cung cấp dưỡng chất, vitamin, khoáng chất cùng các nguyên tố vi lượng [4].
Giới hạn của bằng chứng và các hiểu lầm thường gặp
Một hiểu lầm phổ biến là quan niệm cho rằng sừng động vật nói chung và sừng tê giác nói riêng chứa các hoạt chất trị bệnh đặc biệt mà cơ thể người không có. Tuy nhiên, các phân tích khoa học cho thấy sừng chủ yếu cấu thành từ keratin và các khoáng chất thông thường như canxi photphat [7]. Bản thân keratin là một protein khó tiêu hóa, gần như không thể bị phân cắt bởi các men tiêu hóa thông thường nếu không qua xử lý hóa học hoặc enzyme chuyên biệt [3, 5].
Một hiểu lầm ngược lại là cho rằng sừng tê giác "giống hệt 100%" móng tay người. Mặc dù cùng thuộc họ protein keratin cứng, trích đoạn nghiên cứu đã chỉ ra keratin của mỗi loài mang chuỗi axit amin, kích thước và điện tích phân tử riêng biệt [1, 6]. Sự sắp xếp không gian của các sợi sừng và mức độ liên kết chéo cũng tạo nên độ bền và tính chất vật lý khác nhau ở từng loài [1, 4].
Cần lưu ý rằng các tài liệu khoa học hiện có trong bài chỉ tập trung vào việc định danh vật liệu sinh học, phân tích cấu trúc sợi nano, tính chất hóa lý của keratin hoặc ứng dụng kỹ thuật điện di để nhận diện loài [1, 2, 6]. Chưa có bất kỳ nghiên cứu lâm sàng nào trong các trích đoạn này chứng minh sừng tê giác hay móng người có tác dụng điều trị bệnh lý ở người.
Nhóm đối tượng cần thận trọng
Người tiêu dùng tuyệt đối không nên tin vào các lời quảng cáo truyền miệng về việc sử dụng sừng tê giác để hạ sốt, giải độc hay điều trị các bệnh nan y như ung thư. Các nghiên cứu hiện tại chỉ xác nhận đây là dạng protein cấu trúc tương tự lông, móng, không mang hoạt tính chữa bệnh [1, 2, 6].
Những người có bệnh lý cấp tính, sốt cao, co giật hoặc mắc các bệnh mạn tính nguy hiểm cần đến các cơ sở y tế để được chẩn đoán và điều trị theo phác đồ khoa học. Việc tự ý sử dụng các chế phẩm từ sừng động vật không rõ nguồn gốc vừa gây tốn kém chi phí, vừa tiềm ẩn nguy cơ ngộ độc do các chất bảo quản hoặc kim loại nặng lắng đọng trong mô sừng [2]. Phụ nữ mang thai, người đang cho con bú và trẻ nhỏ càng không nên sử dụng các sản phẩm truyền miệng chưa được kiểm chứng khoa học.
Gợi ý chăm sóc cấu trúc sừng tự nhiên
Thay vì tìm kiếm các sản phẩm từ sừng động vật đắt đỏ và không có căn cứ điều trị, việc duy trì sức khỏe cho các cấu trúc keratin của chính cơ thể như móng và tóc là giải pháp thực tế hơn rất nhiều.
- Dinh dưỡng cân đối: Quá trình biệt hóa tế bào sừng phụ thuộc mật thiết vào nguồn cung ứng dưỡng chất [4]. Thiếu hụt dinh dưỡng sẽ dẫn đến việc tạo ra lớp sừng kém chất lượng và dễ bị tổn thương [4]. Do đó, khẩu phần ăn hàng ngày cần cung cấp đủ protein, các vitamin và khoáng chất thiết yếu (như kẽm) để hỗ trợ quá trình keratin hóa diễn ra bình thường [3, 8].
- Bảo vệ móng trước hóa chất: Do keratin có thể bị biến tính hoặc suy yếu dưới tác động của các chất khử và hóa chất mạnh [5], nên mang găng tay bảo hộ khi tiếp xúc với chất tẩy rửa để tránh làm tổn hại liên kết disunfua và lớp lipid bảo vệ của móng.
- Thăm khám khi có bất thường: Khi nhận thấy phiến móng tay bị đổi màu, giòn, dễ gãy hoặc biến dạng, người dân nên tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa da liễu để tìm nguyên nhân chính xác, thay vì tự ý bổ sung các loại thực phẩm chức năng đắt tiền không rõ nguồn gốc.
Khoa học hiện đại đã chứng minh sừng động vật và móng tay người có chung bản chất là protein keratin cứng, được hình thành từ quá trình sừng hóa biểu mô [2, 4]. Dù có sự khác biệt nhất định về trình tự axit amin và kiểu dải băng protein đặc trưng cho từng loài [1, 6], sừng động vật hoàn toàn không chứa "thần dược" như lời đồn thổi. Việc hiểu đúng bản chất sinh học giúp bảo vệ sức khỏe bản thân và ngăn chặn các hành vi săn bắt động vật trái phép.