Giới thiệu về miễn dịch học

Một số nghiên cứu đã chứng minh rằng các đặc tính chức năng của chiết xuất fucoidan có liên quan chặt chẽ với công thức cấu trúc, thành phần của đường, hàm lượng sulfat và vị trí nhóm su

1 Introduction

Living animals, including humans, ingest food and digest it to obtain essential nu trients for maintaining physical strength Nutrient absorption produces energy that can be used

in different metabolic systems, mainly growth [1], development [2], and repro duction [3] Thus, a well-balanced diet is very crucial to sustain not only host health but also host immunity against invading pathogens In this context, food additives that boost the

immune system can provide additional benefits to the host Recently, with the growing concern towards healthcare, the use of artificial chemical compounds, including

antibiotics is increasingly being avoided Thus, researchers have been looking for

naturally derived substances that can be beneficial for human health without any side effects Of these, bioactive compounds from seaweed sources, including micro- and macro-algae, are promising candidates with multiple beneficial functions, including

antioxidant [4], anti-inflammation [5] and anti-cancer activity [6] “Fucoidans” refer to fucose-containing polysaccharides with sulfate groups, extracted from brown seaweed species such as Fucus vesiculosus, Cladosiphon okamuranus, Lami naria japonica and Undaria pinnatifida [7] It is well-known that fucoidans are present in the seaweed cell wall to sustain cell membrane stability and protect their structure against dehydration [8] The structure of fucoidans has been correlated with their biolog ical and immunological activities, such as antioxidant, coagulant, thrombotic, inflammatory, anti-viral, anti-lipidemic, anti-metastatic, anti-diabetic and anti-cancer effects [9] Although fucoidan extracts have been widely used in various health care prod ucts including food supplements [10] and cosmetics [11], their bioactivities were reported to be sensitive to alterations in their structural composition Moreover, understanding their functional

properties are complicated since it is dependent on fucoidan extraction methods and the different seaweed species [12] Some studies have demonstrated that functional

characteristics of fucoidan extracts are closely linked to their structural formula,

compositions of sugars, sulfate content and sulfate group positioning [9,13] Therefore, more knowledge about structural and chemical characteristics of fucoidan is essential to better understand functional properties of the fucoidan

Động vật sống, bao gồm cả con người, ăn thức ăn và tiêu hóa nó để có được các chất dinh dưỡng cần thiết để duy trì sức mạnh thể chất Sự hấp thụ chất dinh dưỡng tạo ra năng lượng có thể được sử dụng trong các hệ thống trao đổi chất khác nhau, chủ yếu là tăng trưởng [1], phát triển [2] và sinh sản [3] Do đó, một chế độ ăn uống cân bằng là rất quan trọng để duy trì không chỉ sức khỏe của vật chủ mà còn cả khả năng miễn dịch của vật chủ chống lại mầm bệnh xâm nhập Trong bối cảnh này, các chất phụ gia thực phẩm giúp tăng cường hệ thống miễn dịch có thể mang lại lợi ích bổ sung cho vật chủ Gần đây, với mối quan tâm ngày càng tăng đối với chăm sóc sức khỏe, việc sử dụng các hợp chất hóa học nhân tạo, bao gồm cả thuốc kháng sinh ngày càng được tránh xa Do đó, các nhà nghiên cứu đã tìm kiếm các chất có nguồn gốc tự nhiên có thể có lợi cho sức khỏe con người mà không có bất kỳ tác dụng phụ nào Trong số này, các hợp chất hoạt tính sinh học từ các nguồn rong biển, bao gồm vi tảo và tảo vĩ mô, là những ứng cử viên đầy hứa hẹn với nhiều chức năng có lợi, bao gồm hoạt tính chống oxy hóa [4], chống viêm [5] và chống ung thư [6] “Fucoidans” đề cập đến các polysacarit chứa fucose với các nhóm sunfat, được chiết xuất từ các loài rong biển màu nâu như Fucus vesiculosus, Cladosiphon okamuranus, Lami naria japonica và Undaria pinnatifida [7] Người ta biết rằng fucoidan có trong thành tế bào rong biển để duy trì sự ổn định của màng tế bào và bảo vệ cấu trúc của chúng khỏi mất nước [8] Cấu trúc của fucoidan tương quan với các hoạt động sinh học và miễn dịch của chúng, chẳng hạn như chống oxy hóa, chống đông máu, chống huyết khối, chống viêm, chống vi rút, chống lipid máu, chống di căn, chống bệnh tiểu đường và chống ung thư tác dụng [9] Mặc dù chiết xuất fucoidan đã được sử

dụng rộng rãi trong các sản phẩm chăm sóc sức khỏe khác nhau bao gồm thực phẩm

bổ sung [10] và mỹ phẩm [11], hoạt tính sinh học của chúng được báo cáo là nhạy cảm với những thay đổi trong thành phần cấu trúc của chúng Hơn nữa, việc hiểu các đặc tính chức năng của chúng rất phức tạp vì nó phụ thuộc vào phương pháp chiết xuất fucoidan và các loài rong biển khác nhau [12] Một số nghiên cứu đã chứng minh rằng các đặc tính chức năng của chiết xuất fucoidan có liên quan chặt chẽ với công thức cấu trúc, thành phần của đường, hàm lượng sulfat và vị trí nhóm sulfat [9,13] Vì thế, hiểu biết thêm về đặc điểm cấu trúc và hóa học của fucoidan là điều cần thiết để hiểu rõ hơn

về các đặc tính chức năng của fucoidan

The intestine is the most dynamic and the largest compartment of the immune system where nutrient digestion and absorption take place Moreover, it plays a critical role in host immunity to maintain intestinal homeostasis through several interactions between immune cells and microbes, and the immune cells actively monitor, recognize, and differentiate food antigens from external antigens including pathogens [14] Thus, many studies have attempted to modulate the intestinal immune system by employing

immunostimulants (or immune modulators) It is well-understood that the stimulants could induce intestinal immunity by stimulating pattern recognition receptor signaling pathways in antigen presenting cells and epithelial cells, resulting in the production of certain cytokines or chemokines [15,16] Fucoidan, a candidate immunostimulant, may improve host intestinal immunity, considering its immunological role as a functional supplement Breast cancer bearing rats fed a fucoidan supplemented diet have been reported to exhibit significantly improved intestinal barrier functions and altered diversity and composition of intestinal flora, showing that fucoidan can be a potential protective agent against breast cancer [17]

Ruột là khoang năng động nhất và lớn nhất của hệ thống miễn dịch, nơi diễn ra quá trình tiêu hóa và hấp thụ chất dinh dưỡng Hơn nữa, nó đóng một vai trò quan trọng trong khả năng miễn dịch của vật chủ để duy trì cân bằng nội môi đường ruột thông qua một số tương tác giữa các tế bào miễn dịch và vi khuẩn, và các tế bào miễn dịch chủ động theo dõi, nhận biết và phân biệt các kháng nguyên thực phẩm với các kháng nguyên bên ngoài bao gồm mầm bệnh [14] Do đó, nhiều nghiên cứu đã cố gắng điều chỉnh hệ thống miễn dịch đường ruột bằng cách sử dụng các chất kích thích miễn dịch (hoặc bộ điều biến miễn dịch) Người ta hiểu rõ rằng các chất kích thích có thể tạo ra khả năng miễn dịch đường ruột bằng cách kích thích các con đường truyền tín hiệu của thụ thể nhận dạng mẫu trong các tế bào trình diện kháng nguyên và tế bào biểu mô, dẫn đến việc sản xuất một số cytokine hoặc chemokine [15,16] Fucoidan, một ứng cử viên kích thích miễn dịch, có thể cải thiện khả năng miễn dịch đường ruột của vật chủ, coi vai trò miễn dịch của nó như một chất bổ sung chức năng Những con chuột mang bệnh ung thư vú được cho ăn chế độ ăn bổ sung fucoidan đã được báo cáo là đã cải thiện đáng kể chức năng hàng rào ruột và thay đổi sự đa dạng và thành phần của hệ vi khuẩn đường ruột, cho thấy rằng fucoidan có thể là một chất bảo vệ tiềm năng chống lại ung thư vú [17]

A recent study on zebrafish [18] demonstrated that fucoidan extracted from Okinawa mozuku (Cladosiphon okamuranus) altered the composition of intestinal microbiota and the number of intestinal neutrophils and macrophages In addition, fucoidan treatment with a meal significantly decreased the expression of pro-inflammatory genes (IL1b) in the adult zebrafish intestine, highlighting the potential immunomodulatory functions of fucoidan

Một nghiên cứu gần đây trên cá ngựa vằn [18] đã chứng minh rằng fucoidan được chiết xuất từ Okinawa mozuku (Cladosiphon okamuranus) đã làm thay đổi thành phần của hệ

vi sinh vật đường ruột và số lượng bạch cầu trung tính và đại thực bào đường ruột Ngoài ra, điều trị bằng fucoidan trong bữa ăn làm giảm đáng kể biểu hiện của gen gây viêm (IL1b) trong ruột cá ngựa vằn trưởng thành, làm nổi bật các chức năng điều hòa miễn dịch tiềm năng của fucoidan

Therefore, in this review, we provide an overview of the diversity of the structural and chemical composition of fucoidans and their possible immunological effects on the intestine accompanied by gut microbiota alteration Furthermore, we suggest the

prospective application of fucoidan in modulating host intestinal diseases

Do đó, trong bài đánh giá này, chúng tôi cung cấp một cái nhìn tổng quan về sự đa dạng của thành phần cấu trúc và hóa học của fucoidan và các tác động miễn dịch có thể có của chúng đối với ruột kèm theo sự thay đổi hệ vi sinh vật đường ruột Hơn nữa, chúng tôi đề xuất ứng dụng tiềm năng của fucoidan trong việc điều chỉnh các bệnh đường ruột của vật chủ

2 Influence of Fucoidans on Intestinal Bowel Function

Owing to its anatomical position, the gastrointestinal (GI) tract is a specialized bar rier to maintain intestinal homeostasis by physically separating the intestine from the external environment [19] In addition to nutrient uptake, the GI tract plays an important role in maintaining intestine immunity by identifying “Good” or “Bad” foreign antigens and

enabling their interaction with diverse intestinal cells [20] Notably, Xue, et al [17], Zuo,

et al [21] suggest that dietary fucoidans can directly stimulate intestinal cells Here, to understand physiological function of dietary fucoidans, we discuss how fucoidans can affect intestinal non-immune cells and immune cells (Table 1)

Do vị trí giải phẫu của nó, đường tiêu hóa (GI) là một rào cản chuyên biệt để duy trì cân bằng nội môi đường ruột bằng cách tách ruột ra khỏi môi trường bên ngoài về mặt vật lý [19] Ngoài việc hấp thu chất dinh dưỡng, đường tiêu hóa đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì khả năng miễn dịch của ruột bằng cách xác định các kháng nguyên ngoại lai “Tốt” hoặc “Xấu” và cho phép chúng tương tác với các tế bào ruột khác nhau [20] Đáng chú ý, Xue, et al [17], Zuo, et al [21] gợi ý rằng fucoidan trong chế độ ăn uống có thể kích thích trực tiếp các tế bào ruột Ở đây, để hiểu chức năng sinh lý của fucoidan trong chế độ ăn uống, chúng tôi thảo luận về cách fucoidan có thể ảnh hưởng đến các tế bào không miễn dịch và tế bào miễn dịch trong ruột (Bảng 1)

2.1 Effect on “Non-Immune Cells”

The intestinal epithelial barrier includes various types of cells, such as enterocytes, goblet cells, Paneth cells, and enteroendocrine cells, which are derived from multipotent intestinal stem cells (ISCs) A recent study showed that dietary components can also affect the differentiation of intestinal progenitor cells [22] Lgr5+ ISCs can only recognize digested fructose and further differentiate into absorptive (i.e., enterocytes) or secretory progenitors (i.e., tuft cells, goblet cells, and Paneth cells), respectively In addition, the intake of car bohydrates and proteins ameliorates intestinal epithelial injury by

increasing membrane permeability [23] Enterocytes line the surface of the epithelium in the small and large intestines, joined to each other by tight junctions They are known to interact with nutrients including polysaccharides through antigen uptake and endocytosis [24] Another study demonstrated that fucoidan extracted from Sargassum cinereum reduced the growth of the colon cancer cell line Caco-2, which has characteristics similar

to enterocytes with a brush border epithelial layer [25] In a study using human

enterocyte-like HT-29-luc cells treated with extracts from Undaria pinnatifid, higher superoxide anion radical scavenging capacities and increased cell viability were shown compared to control groups [26] Other studies on Caco-2 cell lines [27] showed that the eggshell membrane protein from chitosan/fucoidan nanoparticles reduced NO products and expression levels of TNF-α and IL-6, as well as having increased the paracellular permeability of fluorescein isothiocyanate-dextran in IECs, suggesting the importance of increasing bioavailability of fucoidan extracts to optimize their efficacy on immune

response Furthermore, a study on mice [28] found that fucoidan extracts could inhibit cryptosporidiosis by reducing the adhesion of Cryptosporid ium parvum oocysts in the intestinal epithelial cells These finding demonstrate the cytotoxic roles of fucoidan with potential applications in cancer prevention In a mouse study [29], mucins secretion by mucous/goblet cells was considerably increased in the ileum and feces of tumor necrosis factor (TNF) receptor-associated factor 3-interacting protein 2 (Traf3ip2) mutant mice fed

a diet containing fucoidan from Cladosiphon Okamuranus, suggesting its protective roles against psoriasis

Hàng rào biểu mô ruột bao gồm nhiều loại tế bào khác nhau, chẳng hạn như tế bào ruột,

tế bào cốc, tế bào Paneth và tế bào nội tiết ruột, có nguồn gốc từ tế bào gốc ruột đa năng (ISC) Một nghiên cứu gần đây cho thấy các thành phần trong chế độ ăn uống cũng có thể ảnh hưởng đến sự biệt hóa của các tế bào tiền thân ở ruột [22] Các ISC Lgr5+ chỉ có thể nhận ra fructose đã tiêu hóa và tiếp tục biệt hóa thành tế bào hấp thụ (tức là tế bào ruột) hoặc tế bào tiền thân tiết (tức là tế bào búi, tế bào cốc và tế bào Paneth), tương ứng Ngoài ra, việc hấp thụ carbohydrat và protein giúp cải thiện tổn thương biểu mô ruột bằng cách tăng tính thấm của màng [23] Các tế bào ruột xếp thành hàng trên bề mặt của biểu mô trong ruột non và ruột già, nối với nhau bằng các mối nối chặt chẽ Chúng được biết là tương tác với các chất dinh dưỡng bao gồm polysacarit thông qua sự hấp thu kháng nguyên và nội tiết [24] Một nghiên cứu khác đã chứng minh rằng fucoidan được chiết xuất từ Sargassum cinereum làm giảm sự phát triển của dòng tế bào ung thư ruột kết Caco-2, có đặc điểm tương tự như tế bào ruột với lớp biểu

mô viền bàn chải [25] Trong một nghiên cứu sử dụng các tế bào HT-29-luc giống như tế bào ruột của con người được điều trị bằng chất chiết xuất từ Undaria pinnatifid, khả năng nhặt gốc superoxide anion cao hơn và khả năng sống của tế bào tăng lên đã được thể hiện so với các nhóm đối chứng [26] Các nghiên cứu khác về dòng tế bào Caco-2 [27] cho thấy rằng protein màng vỏ trứng từ các hạt nano chitosan/fucoidan cũng làm giảm các sản phẩm NO và mức độ biểu hiện của vì đã làm tăng tính thấm qua tế bào của fluorescein isothiocyanate-dextran trong IECs, cho thấy tầm quan trọng của việc tăng khả dụng sinh học của chất chiết xuất fucoidan để tối ưu hóa hiệu quả của chúng đối với phản ứng miễn dịch Hơn nữa, một nghiên cứu trên chuột [28] cho thấy chiết xuất fucoidan có thể ức chế bệnh cryptosporidiosis bằng cách giảm sự kết dính của nang trứng Cryptosporid ium parvum trong tế bào biểu mô ruột Những phát hiện này chứng minh vai trò gây độc tế bào của fucoidan với các ứng dụng tiềm năng trong phòng chống ung thư Trong một nghiên cứu trên chuột [29], sự bài tiết chất nhầy bởi các tế bào màng nhầy/tế bào cốc đã tăng lên đáng kể trong hồi tràng và phân của yếu tố hoại tử khối u (TNF) yếu tố liên quan đến thụ thể 3 tương tác với protein 2 (Traf3ip2) ở những con chuột đột biến được cho ăn chế độ ăn có chứa fucoidan từ Cladosiphon Okamuranus, đề xuất vai trò bảo vệ chống lại bệnh vẩy nến

2.2 Effect on “Immune Cells”

Fucoidan has also been reported to modulate immune cell counts and their functions A study employed immunohistochemistry to identify fucoidan-positive cells and their cell

types in the small intestine of rats fed 2% fucoidan The authors detected fucoidan and ED1 (macrophage marker) double-positive cells, indicating that intestinal macrophages may be the main cell type to internalize fucoidan [30] A recent study showed that

fucoidan treatment also affects the production of intracellular reactive oxygen species

and recruit ment of macrophages and neutrophils in LPS-induced RAW 264.7 murine macrophage cell lines and zebrafish larvae [31] In the case of dendritic cells (DCs),

significantly lower expressions of MHCII and CD86 was observed in bone

marrow-derived DCs of non-obese diabetic mice fed fucoidan compared to those in the control group [32] This suggests that fucoidan conserves DCs in an immature state, exerting

immune tolerance in mice Fucoidan also prevented the nuclear translocation of nuclear factor (NF)-κB p52 in B cells, and stimulated murine B cell proliferation for 48 h

incubation after co-stimulation with interleukin (IL)-4 and anti-CD40 antibodies [33],

suggesting a defensive role against im munoglobulin (Ig) E-associated diseases

Significant increase in CD8+ T cells and decrease in the ratio of CD4+/CD8+ T cells

were observed in the spleen of mice fed with high molecular weight fucoidan compared

to those in the control group, suggesting that dietary fucoidan could increase cytotoxic T cell response [34] Another group found that oligo fucoidan-treated mononuclear cells isolated from the peripheral blood of asthmatic patients showed larger Th1 and Treg

populations and increased IL-10 production than the control group, indicating potential anti-inflammatory functions of the fucoidans [35] A study on mice [36] found that

fucoidan can increase CD40, CD80, CD86, IL-6, IL-12 and TNF-α in spleen DCs and

promote T cell proliferation of CD4+ and CD8 T+ cells, indicating that fu coidan can

stimulate Th1 immune responses A recent study on human mononuclear U937 cells [37] found that fucoidan extract from Fucus vesiculosus L showed higher inhibition of MAPK p38 than those of SB203580, a potent p38 MAPK inhibitor, and greater inhibi tion of

COX-2 enzyme activity than the synthetic non-steroidal anti-inflammatory drug

indomethacin with increasing the fucoidan amounts Ruslan Medzhitov at Yale University recently demonstrated transcriptional changes in γδ T cells induced by a

high-carbohydrate diet, and the regulatory functions of these cells are presumed to modulate carbohydrate transcriptional programs, including monosaccharide transporters, by

controlling IL-22 production [38] Together, these findings suggest that dietary nutrients, such as fucoidan, alter the population of gut immune cells containing macrophages, DCs, B cells, and T cells

Fucoidan cũng đã được báo cáo để điều chỉnh số lượng tế bào miễn dịch và chức năng của chúng Một nghiên cứu sử dụng hóa mô miễn dịch để xác định các tế bào dương tính với fucoidan và các loại tế bào của chúng trong ruột non của chuột được cho ăn 2% fucoidan Các tác giả đã phát hiện các tế bào dương tính kép với fucoidan và ED1 (dấu hiệu đại thực bào), cho thấy rằng các đại thực bào đường ruột có thể là loại tế bào chính

để nội hóa fucoidan [30] Một nghiên cứu gần đây cho thấy rằng điều trị bằng fucoidan cũng ảnh hưởng đến việc sản xuất các loại oxy phản ứng nội bào và tuyển dụng các đại thực bào và bạch cầu trung tính trong các dòng tế bào đại thực bào RAW 264.7 ở chuột

do LPS gây ra và ấu trùng cá ngựa vằn [31] Trong trường hợp tế bào đuôi gai (DC), các biểu hiện MHCII và CD86 thấp hơn đáng kể đã được quan sát thấy ở các DC có nguồn gốc từ tủy xương của những con chuột mắc bệnh tiểu đường không béo phì được cho

ăn fucoidan so với những con trong nhóm đối chứng [32] Điều này cho thấy rằng

fucoidan bảo tồn các DC ở trạng thái chưa trưởng thành, gây ra sự dung nạp miễn dịch

ở chuột Fucoidan cũng ngăn chặn sự chuyển vị nhân của nhân tố nhân (NF)-κB p52 trong tế bào B, và kích thích sự tăng sinh tế bào B ở chuột trong 48 giờ ủ sau khi đồng kích thích với interleukin (IL)-4 và kháng thể kháng CD40 [33], cho thấy vai trò phòng thủ chống lại các bệnh liên quan đến im munoglobulin (Ig) E Sự gia tăng đáng kể các tế bào

T CD8+ và giảm tỷ lệ tế bào T CD4+/CD8+ đã được quan sát thấy ở lá lách của những con chuột được cho ăn fucoidan trọng lượng phân tử cao so với những con trong nhóm đối chứng, cho thấy rằng chế độ ăn uống fucoidan có thể làm tăng phản ứng tế bào T gây độc tế bào [34 ] Một nhóm khác phát hiện ra rằng các tế bào đơn nhân được điều trị bằng oligo fucoidan được phân lập từ máu ngoại vi của bệnh nhân hen cho thấy quần thể Th1 và Treg lớn hơn và tăng sản xuất IL-10 so với nhóm đối chứng , cho thấy chức năng chống viêm tiềm năng của fucoidan [35] Một nghiên cứu trên chuột [36] đã phát hiện ra rằng fucoidan có thể làm tăng CD40, CD80, CD86, IL-6, IL-12 và TNF-α trong

DC lách và thúc đẩy sự tăng sinh tế bào T của các tế bào T CD4+ và CD8 , cho thấy rằng fu coidan có thể kích thích Phản ứng miễn dịch Th1 Một nghiên cứu gần đây trên các tế bào đơn nhân U937 của con người [37] cho thấy chiết xuất fucoidan từ Fucus vesiculosus L cho thấy khả năng ức chế MAPK p38 cao hơn so với SB203580, một chất ức chế MAPK p38 mạnh và ức chế hoạt động của enzyme COX-2 nhiều hơn so với tổng hợp thuốc chống viêm không steroid indomethacin với việc tăng lượng fucoidan Ruslan Medzhitov tại Đại học Yale gần đây đã chứng minh những thay đổi phiên mã trong các tế bào γδ T gây ra bởi chế độ ăn nhiều carbohydrate và các chức năng điều hòa của các tế bào này được cho là điều chỉnh các chương trình phiên mã

carbohydrate, bao gồm cả chất vận chuyển monosacarit, bằng cách kiểm soát sản xuất IL-22 [38] Cùng với nhau, những phát hiện này cho thấy rằng các chất dinh dưỡng trong chế độ ăn uống, chẳng hạn như fucoidan, làm thay đổi quần thể tế bào miễn dịch đường ruột có chứa đại thực bào, DC, tế bào B và tế bào T

3 Fucoidan Structure

Although there is considerable variation among different algal species in terms of

structural and chemical composition of fucoidans, they generally comprise the (1→3)- linked α-L-fucopyranosyl backbone structure, and occasionally both (1→3)-linked and

(1→4)-linked α-L-fucopyranosyl structures [12] (Figure 1) Fucoidans, produced by the four major orders of brown algae (Chordariales, Laminariales, Ectocarpales and

Fucales), appear to have distinct chemical and structural compositions but similar

backbone structures, providing them with the ability to interact with various proteins, resulting in a wide range of biological activities [39] For example, the positioning of sulfate groups differs among fucoidans from different algal species, which determines their structure and functional capabilities [40] In fucoidans from brown seaweeds of the order Fucales, such as Fucus serratus L., the sulfate groups appear at the C-2 and C-4 positions, whereas in fucoidans from Cladosiphon okamuranus (Chordariales) the sulfate groups are at the C-2 position [41,42]

Fucoidans from Chorda filum (Laminariales) are sulfated at the O-2 and O-4 positions, while those from Ascophyllum nodosum (Fucales) are mainly sulfated at the O-2

position, and in a few cases at O-3 and O-4 positions [43,44] Concerning their chemical composition, most fucoidans are hetero-polysaccharides that contain a fucose-containing residue, but also selectively contain different sugars such as galactose, xylose,

mannose, and glucose [9], and acids such as acetate and uronic acids [45,46]

Furthermore, several studies have indicated that extraction methods and seaweed harvest time could influence fucoidan chemical composition [47] Although the

categorization of fucoidan is not simple due to the difficulties mentioned above, we summarize the previous reports on fucose-containing macroalgae based on its structure (Table 2)

Mặc dù có sự khác biệt đáng kể giữa các loài tảo khác nhau về cấu trúc và thành phần hóa học của fucoidan, nhưng chúng thường bao gồm cấu trúc xương sống

α-L-fucopyranosyl được liên kết (13) và ( Các cấu trúc α-L-α-L-fucopyranosyl được liên kết 14) [12] (Hình 1) Fucoidan, được sản xuất bởi bốn bộ tảo nâu chính (Chordariales,

Laminariales, Ectocarpales và Fucales), dường như có thành phần cấu trúc và hóa học riêng biệt nhưng cấu trúc xương sống tương tự nhau, cung cấp cho chúng khả năng tương tác với các loại protein khác nhau, dẫn đến phạm vi rộng hoạt tính sinh học [39]

Ví dụ, vị trí của các nhóm sulfat khác nhau giữa các fucoidan từ các loài tảo khác nhau, điều này quyết định cấu trúc và khả năng hoạt động của chúng [40] Trong fucoidan từ rong biển nâu thuộc bộ Fucales, chẳng hạn như Fucus serratus L., các nhóm sunfat xuất hiện ở vị trí C-2 và C-4, trong khi ở fucoidan từ Cladosiphon okamuranus (Chordariales) các nhóm sunfat nằm ở C-2 vị trí [41,42]

Fucoidan từ Chorda filum (Laminariales) bị sunfat hóa ở vị trí O-2 và O-4, trong khi Fucoidan từ Ascophyllum nodosum (Fucales) chủ yếu bị sunfat hóa ở vị trí O-2, và trong một số trường hợp là O-3 và O- 4 vị [43,44] Liên quan đến thành phần hóa học của chúng, hầu hết fucoidan là hetero-polysacarit có chứa dư lượng fucose, nhưng cũng có chứa một cách chọn lọc các loại đường khác nhau như galactose, xyloza, mannose và glucose [9], và các axit như axetat và axit uronic [45, 46] Hơn nữa, một số nghiên cứu

đã chỉ ra rằng phương pháp chiết xuất và thời gian thu hoạch rong biển có thể ảnh hưởng đến thành phần hóa học của fucoidan [47] Mặc dù việc phân loại fucoidan không đơn giản do những khó khăn nêu trên, chúng tôi tóm tắt các báo cáo trước đây về tảo vĩ

mô chứa fucose dựa trên cấu trúc của nó (Bảng 2)

4 Functional Effects of Fucoidans

4.1 As an “Energy Sources”

Fucoidan as a bioactive compound with high molecular weight and sulfated

polysac charides [64] Fucoidan extracts contain many sugars including fucose,

galactose, xylose, mannose, and glucose [9] While fucose is generally rich in most

brown seaweed species, the proportions of the saccharides vary among different species [65] (Table 2) Microvilli and plasma membranes of enterocytes play a critical role in the digestion and absorption of fucoidan [30] There might be three possible routes of

fucoidan oligosaccharides through intestinal epithelium Many digestive enzymes

including amylase, protease and lipase are attached to the plasma membrane and help

in breakdown of fucoidans to the constituent monosaccharides [66,67] These

compounds may infiltrate enterocytes by active transport via Na+ -dependent glucose

transporters [68] In addition, they could be directly recognized and transported into the epithelium by endocytosis of IECs [69] It is also assumed that they are absorbed as

short-chain fatty acids (SCFAs) by the fermentation by-products from fucoidan [70] The transported nutrients from fucoidan as energy sources could enhance intestinal barrier integrity and maintain intestinal homeostasis by interacting with various intestinal cells

(Figure 2)

Fucoidan như một hợp chất hoạt tính sinh học có trọng lượng phân tử cao và polysac

charide sunfat [64] Chiết xuất Fucoidan chứa nhiều loại đường bao gồm fucose,

galactose, xyloza, mannose và glucose [9] Mặc dù fucose thường có nhiều ở hầu hết các loài rong nâu, nhưng tỷ lệ của các sacarit lại khác nhau giữa các loài khác nhau [65] (Bảng 2) Microvilli và màng plasma của tế bào ruột đóng một vai trò quan trọng trong

quá trình tiêu hóa và hấp thụ fucoidan [30] Có thể có ba con đường có thể có của

fucoidan oligosacarit thông qua biểu mô ruột Nhiều enzyme tiêu hóa bao gồm amylase,