Con còng có cái cẳng còn co co
Có con cua cái có cái càng cong cong....
Lê Quốc Thắng 
(Con còng con cua)

Sam là con vật gì, hoạt tính máu thế nào mà nhiều phòng thí nghiệm đua nhau khảo cứu, tìm kiếm phương cách trích chiết để chế tạo thành thuốc như vậy?

Trừ phi là người sống ở miền biển, hay có dịp thấy con sam lẫn lộn với tôm cá mà dân chài thường đánh bắt được, ít người biết con vật nầy, nếu không là trong chuyện cổ tích. Có người vợ đợi chồng lâu không thấy về, bèn bỏ nhà bỏ cửa đi tìm dọc theo bờ biển. Đến chân hòn núi lớn, mệt quá bà ngủ thiếp đi. Thần Cây thấy bà là người chung tình, tặng bà viên ngọc quý dặn ngậm vào miệng sẽ giúp bà ra hải đảo gặp chồng nhưng luôn phải ngậm miệng để viên ngọc khỏi rơi ra ngoài. Thật bà gặp lại chồng và cõng chồng vượt biển cả đưa về nhà. Trên đường mải vui vẻ hàn huyên, bà há miệng lớn, viên ngọc rơi mất. Hai vợ chồng cũng rơi xuống biển chết đi và hóa thành đôi sam. Vì vậy ngày nay người ta thường thấy sam cái đèo sam đực dưới biển. Sam là một con vật sống dưới biển, vì vậy còn được gọi cua biển, to cở bàn tay, có loại lớn gấp đôi, gấp ba.

Có những con trưng bày ở Viện Bảo tàng Vạn vật học Paris lớn đến 30-40 cm đường kính. Hình thể cốt yếu của nó là một cái thân trên có hai mai cử động độc lập với nhau: phần đầu ngực (prosoma) hình móng ngựa, to gấp đôi phần bụng (opisthosoma) hình thang. Giữa phần bụng thọc ra một mũi nhọn gọi là gai đuôi (telson), dài bằng bề rộng thân, mà lúc ban đầu nhiều người không biết đó là cái sừng hay cái đuôi. Phía trên, ở phần đầu ngực có đến bốn mắt: cặp lớn ở hai bên, cặp nhỏ nằm chính giữa. Phía dưới, đằng trước, có sáu cặp phần phụ (appendice): một cặp ngắn gồm có ba đốt gọi là kìm (chélicère), từ đấy có tên ngành phụ Chelicerata, và năm cặp dài vất vưởng; mỗi chân gồm có bảy đốt mà đốt cuối cùng là một cái kềm để bắt và xé mồi. Cũng ở phía dưới, đoạn giữa, có bảy cặp phần phụ: một cặp rất ngắn không cử động được gọi làchelicerum, một cặp có lỗ ở đằng cuối là cơ quan sinh dục và năm cặp chân mang dùng làm cơ quan bơi lội, có cặp kèm thêm bộ phận hô hấp. Người ta thường lẫm con so với con sam, nhất là vói bé sam vì sam to con hơn, tuy so có tiết diện hình tròn hoặc hình trúng, không có gai trong khi sam có tiết diện hình tam giác, ở đỉnh có gai nhọn như lưỡi chua. Khác nhau nữa là so chứa đựng trong thịt độc tố tetrodotoxin có triệu chứng gây liệt cơ hô hấp và hạ huyết áp, nấu chín vẫn không bị tiêu diệt, ăn vào có thể bị ngộ độc, tê môi, đau bụng, nôn ói, hôn mê, chết được.

Một con vật kỳ quái như vậy, những nhà vạn vật học đã phát hiện được nhưng lúc đầu ở thể hoá thạch vì sam đã sống từ đời thượng cổ, cách đây 500 triệu năm. Bây giờ sam sống là một mẫu quí báu cho những nhà khảo cứu. Với một lớp vỏ bằng chitin (tức là một chất trùng hợp những đơn vị N-acetylglucosamin nối nhau qua một cầu oxy), sam lột xác theo định kỳ trên dưới một năm (15-16 lần trong 13-14 năm, bắt đầu khi nở từ trứng ra cho đến lúc trưởng thành): vỏ sam gảy theo đường chia hai phần thân và cơ thể lọt thoát ra ngoài. Bên trong có đầy đủ các nội quan quanh một cái bộ xương cũng bằng chitin. Thần kinh hệ cực kỳ giản yếu điều khiển các hoạt động của cơ thể, từ giác quan đến các phần phụ. Giác quan thấy rõ nhất là thị giác. Ngoài bốn mắt đã thấy, còn được phát giác một cặp nhỏ thứ ba nằm dưới bụng! Theo G. Johansson (1933) thì đây còn là một cơ quan thính giác. Thật vậy, quanh đôi mắt ấy có một lớp chitin dày có nhiều lỗ nhỏ mang những sợi tơ cảm giác. Thính giác còn vận dụng qua nhiều lông cảm giác ở dưới chân. Bộ phận tiêu hóa là một cơ quan chuyển biến hóa học và sinh lý học vô cùng phức tạp. Còn hô hấp thì điều hành qua một cơ quan hoàn hảo nhất so với các động vật cùng nhóm. Máu sam mang chất hemocyanin (0,173% đồng và 17,3% đạm) nên nhuộm màu xanh chàm ⁽²⁾.

Một con vật như sam sống lâu trên mặt đất ắt phải trải qua nhiều biến thái. Đó là một vấn đề nan giäi cho các nhà vạn vật học khi muốn phân loại các loài sam. Chỉ có một chuyện đặt tên mà cũng phải mất hơn ba thế kỷ mới tạm đồng ý với nhau. Người viết sách đầu tiên miêu tả sam rõ ràng nhất là Charles de l'Ecluse hay Clusius (1605). Vì chỉ có một mẫu khô lượm được ở đảo Moluques, ông đã lẫn lộn cho đuôi là cái sừng. Sau đó, Jean de Laet khảo sát một con sam vớt từ bờ biển Mỹ châu (1633). Ông cho biết là dân bản xứ, bộ lạc Almouchiquosi, dùng đuôi sam làm tên bắn và gọi sam là siguoc hay siguenoc. Bắt đầu từ đây, rất nhiều người chú trọng đến sam, mỗi người miêu tả mẫu vật mình có trong tay và đặt cho nó một tên khác nhau: Cancer moluccanus (Oligerus Jacobaeus, 1696), Cancer perversus, 1705), ... Ông nầy cho biết người Mã Lai gọi sam là balanca và lấy trứng nấu món ăn rất ngon. Ông kể chuyện đứng trên bờ thấy sam bơi dạo từng cặp, con cái to mạnh đèo con đực trên lưng (ai bảo làm người sướng hơn?). Để chống cự, sam dương đuôi vì đầu có mũi nhọn. Engelbert Kaempler (1777) khảo sát ở Nhật Bản cho biết người xứ Phù Tang gọi sam là kabutogami hay ilkiu. Ở Âu châu, qua 1756 mới có J.C. Schaeffer miêu tả loài Apus cancriformis, khác với loài Monocullus apus của Linnaeus. Ông nầy đợi in lần thứ mười tập Systema naturae (1758) mới bàn đến loài Monocullus polyphemus. Còn Gronovius thì đặt tên sam là Xiphosura (1756-1781).

Trước bao nhiêu là loài sam với bấy nhiêu tên khác nhau, nhà vạn vật học trứ danh O.F. Muller đề nghị một tên chung Limulus cho tất cả ⁽¹⁾. Ngày nay, người ta xếp sam trong ngành phụ Chelicerata của các động vật ngành Anthropoda (tức là ngành động vật có vỏ bằng chitin). Ngành phụ nầy gồm có ba lớp chính: Merostomata, Arachnida (bò cạp nhện) và Pyonogonida. Lớp chính Merostomata lại chia ra làmhai lớp phụ: Xiphosura và Eurypterida. Trong lớp phụ Xiphosura có ba bộ: Limulida, Synziphosura và Aglaspida. Sam bắt được ở bờ biển Việt Nam là các loài Tachypleus tridentatus, Carcinoscapius rotundicauda (tÙc là con so) ÇŠuthuộc bộ Limulida, họ phụ Tachypleinae. Loài sam sống cạnh Mã Lai hay trong vịnh Thái Lan là Tachypleus hoeveni đều cùng thuộc họ phụ Tachypleinae. Bên họ phụ kia, Xyphosurinae, chỉ có một loài Xiphosur polyphenus sống cạnh Mỹ châu, ở Đại Tây Dương. Vì vậy, người Mỹ cũng sớm khảo cứu về con vật lạ lùng nầy. Từ năm 1588, Thomas Hariot đã có nói đến sam. Nhưng phải đợi 300 năm sau (1885), W.H.Howell ở Viện Đại học Johns Hopkins mới tìm ra một tính chất quan trọng của sam là sự đông máu. Ba năm sau đó, Phòng Thí nghiệm Sinh học Đại dương (MBL: Marine Biology Laboratory) được thành lập ở Woods Hole, hướng mạnh về khảo cứu máu sam, đặc biệt của loài Limulus. Ngay cả Phân khoa Tài nguyên Đại dương (Marine Resources Department) của MBL cũng khắc hình con Limulus polyphemus lên khuôn dấu của mình. Sau đó, Leo Loeb tiếp tục khảo cứu về việc tuần hoàn trong cơ thể sam, H.K. Hartline nghiên cứu về thị giác cùng thần kinh thị giác của sam.

Nhiều kết quả đã đạt được, nhưng khám phá quan trọng nhất do Frederic Bang thực hiện là nguyên do sự đông máu của Limulus. Một mẫu chiết xuất từ máu sam có khả năng phản ứng với một số lượng độc tố cực kỳ nhỏ kết hợp với những chứng bệnh gốc vi trùng gây sốt, gây sốc, có thể dẫn đến chết. Những độc tố vi trùng, đặc biệt gây sốt, gọi là nội độc tố (pyrogen, endotoxin). Nói cho đúng, Bang chỉ tiếp tục những kết quả của MBL từ 1950. Trước đó, ngay ở MBL, người ta đã khám phá ra được nội độc tố vi trùng gây sốt và trích chiết hoạt chất của nội độc tố là hypopolysaccharid (LPS). Nội độc tố là một thành phần màng tế bào của một số vi trùng thuộc loại Gram âm, nghĩa là khi đem rửa trong rượu chúng mất sắc tím do iôt nhuộm (theo phương pháp của bác sĩ người Đan Mạch Hans Christian Joachim Gram (1850-1938). Phần lớn các vi trùng sống trong nước (mặn hay ngọt, kể cả nước uống) đều thuộc về loại nầy. Khi vi trùng còn sống, nó thải độc tố ra khỏi cơ thể; khi nó chết đi, nội độc tố tụ đọng lại trong nước. Thành thử, khi cần thiết, nước được chế biến, khử trùng để làm nước uống hay dùng trong ngành dược liệu, vi trùng đã chết mà nội độc tố vẫn còn đó. Điếu lạ là sam sống trong một môi trường đầy vi trùng Gram âm và nội độc tố. Người ta tìm đo trong một mililit nước có một triệu vi trùng và trong một gam cát có đến một tỷ con! Rất có thể nhờ sống chung đụng lâu năm, sam đã được miễn dịch. Cũng nên biết thêm nội độc tố, đặc biệt hoạt chất LPS là vô cùng ổn định, bền bỉ. Muốn loại nó ra khỏi nước, phải chưng cất nhiều lần chứ lọc không đủ. Bình tích trữ nước cũng cần phải được khử trùng trước.

Trước đây, muốn biết thuốc có chứa đựng nội độc tố không, người ta tiêm thuốc vào máu thỏ: thỏ lên cơn sốt, bị sốc hay chết đi tùy theo số lượng nội độc tố trong thuốc. Ngày nay, máu sam được dùng để thay thế thỏ vì gặp nội độc tố thì nó đông lại, từ đấy phát hiên ra nội độc tố. Máu sam còn tốt hơn thỏ vì thời gian phát hiện ngắn hơn, khối lượng dùng ít mà kết quả lại chính xác, định lượng được cả nội độc tố.Năm 1964, Frederic Bang và Jack Levin cho xuất bản tập Vai trò của nội độc tố trong sự đông máu Limulus ngoài tế bào. Hai tác giả chỉ cách chế biến một dung dịch trong nước của tế bào máu sam. Máu sam chiết rút ra trong điều kiện vô trùng (có thể lấy được đến 30% tổng số máu của nó) rồi cho vào máy ly tâm để tách rời phần lỏng (plasma); phần đặc còn lại là một hỗn hợp phức tạp những protein và muối kim loại đủ thứ gọi là amebocyt. Cho nó trộn vào nước lọc (lẽ tất nhiên vô trùng): vì số ion trong tế bào lớn hơn số ion trong nước, một áp lực mạnh được gây ra, bẻ gảy amebocyt phương pháp nầy mang tên lysis. Vì vậy danh từ đặt cho chế phẩm là Limulus Amebocyt Lysat (LAL) chỉ vừa nguồn gốc vừa cách thức chế biến thuốc thử. LAL có thể hoạt hóa thêm bằng cách cho tác dụng với các tế bào khác do các muối natri, calci hay magnesi đem lại. Chế biến như vậy, LAL có thể tích trữ ổn định trong thời gian hơn bốn năm. Một công trình vừa được thực hiện ở Viện Nghiên cứu Biển Nha Trang trên sam vớt ngoài biển, sam nuôi trong đầm và sam nuôi phục hồi về hiệu suất trích chiết và hoạt tính LAL của loài Tachypleus tridentatus qua ảnh hưởng của giới tính, khí hậu, điều kiện chiết xuất, phương pháp lysis, dung dịch hoạt hóa, .... Kết quả rất đáng được khuyến khích.

LAL có thể phát hiện những số lượng nội độc tố khoảng một phần triệu gam. Cách thức ứng dụng rất đơn giản: cho một lượng nhỏ LAL trộn với mẫu cần thử rồi ủ ấm trong khoảng một tiếng đồng hồ ở 37⁰C; sau thời gian đó, nếu những cục máu hiện ra tức là mẫu có chứa nội độc tố. Cục máu nầy rất ổn định, nấu lên 180⁰C vẫn không tiêu tan. Một mâu thuẩn cần được nêu lên là LAL, vì quá nhạy đối với vi trùng sinh bệnh, không phân biệt được các loại, nên người ta ít dùng LAL để để cho phát hiện và xác định vi trùng ⁽⁴⁾! Dù sao, vì nó phát hiện được nội độc tố, người ta dùng nó để kiểm tra các dược phẩm, thực phẩm, vaccin, ....có thể trở thành một thành phẩm chiến lược. Được Cơ quan Lương thực và Thuốc men Hoa Kỳ (FDA: Food and Drug Administration) chuẩn y, LAL đang được phổ biến rộng rãi và ngày càng được dùng nhiều.

Từ máu sam, bên cạnh LAL, còn có một loại sản phẩm khác, mang hoạt tính tương tự nhưng ít được biết hơn: lectin. Lectin máu sam là lectin đầu tiên được trích chiết từ động vật. Chúng là những protein hay glycoprotein có khả năng liên kết với các polysaccharid và ngưng kết với các tế bào động vật. Máu sam chiết xuất từ Limulus polyphemus hay Tachypleus tridentatus ^(3,5) gọi là haemolymph, được cho đông lạnh rồi bỏ vào máy ly tâm; phần lỏng tách ra, cho qua nhiều cột sắc phân Sephadex thì được lectin. Muốn có lectin ròng hơn, cần phải sử dụng ái lực sắc phân (affinity chromatography) và sắc phân lỏng HPLC. Từ đấy, tỷ lệ các amin acid trong lectin cũng được xác định minh bạch. Lúc trước, chúng được gọi qua nhiều tên, đặc biệt agglutinin gợi ý rõ nhất nhưng chỉ sát với một phần định nghĩa. Sau cùng, danh từ lectin, từ động từ La Tinh legere (chọn lựa) được công nhận vì chất nầy có khả năng thức biệt những mẫu máu người (Boyle và Slaplaeigh, 1954). Chất lectin đầu tiên được chiết rút từ hột thầu dầu Rinus communis từ năm 1968 (Stellmark)! Lúc ban đầu nó chỉ tìm ra được trong hột, củ, lá, rễ thân cây. Dần dần người ta trích chiết nó từ nấm, vi sinh, động vật bậc thấp (ốc, sên) và ngay từ cả động vật có xương sống (gà, chuột, lươn). Vai trò của lectin trong thảo mộc chưa được xác định rõ ràng nhưng người ta nghĩ nó có nhiệm vụ chống vi trùng, sâu bọ song song với chức vụ cộng tác tích trữ. Tuy nhiên, ứng dụng lectin ngày càng nhiều, trong khắp các lãnh vực huyết học (thức biệt các nhóm máu), miễn dịch học (làm mẫu kháng chất), sinh vật học tế bào (khảo sát về cấu tạo của màng tế bào), khảo cứu ung thư (thức biệt các tế bào ung thối và các tế bào lành mạnh). Ở Khoa Sinh vật học các Trường Đại học Tổng hợp Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh, ngoài máu sam, người ta đã trích chiết lectin từ mít, chay, dâu, muồng, .... Gần đây, trong nhiều phòng thí nghiệm ở Pháp, cộng tác với khảo cứu viên từ Việt Nam qua, lectin hột mít của nhiều loại Artocarpus đã được khảo sát đem dùng để ngăn chận ngăn cản độc trùng VIH của bệnh SIDA tấn công vào hồng huyết cầu con người ⁽⁶⁾.

Rõ ràng máu sam ngày càng được dùng nhiều và số sam cần thiết ngày càng tăng thêm. Thường sau khi ngủ đông, sam kéo nhau từng cặp trở lại bờ biển để làm nhiệm vụ sinh sản: sam cái đào lỗ đẻ trứng, sam đực từ trên lưng vợ cho tiết và rải tinh trùng xuống trứng. Một con sam cái có thể đẻ 80.000 trứng mỗi mùa, trong nhiều lỗ, mỗi lỗ chứa đựng từ 3000 đến 4000 trứng. Trong thời gian nầy rất dễ bắt sam. Đến đây phải đặt vấn đề môi sinh. Ở Hoa Kỳ, dùng kim rút máu xong, người ta thả sam lại ra biển. Khảo sát nuôi sam thì biết sam chế tạo lại máu khá lanh, từ 3 đến 7 ngày, nhưng amebocyt thì từ 3 đến 4 tháng. Đằng khác, máu sam phục hồi không luôn cống hiến một lysat tốt. Sam có ích cho ta nhưng nếu không có luật lệ bảo vệ thì số sam sẽ ngày càng thuyên giảm, nhất là chưa thấy sam nuôi cho sanh con. Thường sam bắt lại đang còn mang sẹo thì không được chiết rút máu. Đừng nói đến chuyện bắt sam nghiền nhỏ mai để làm phân bón như đã thấy nhiều nơi bên Mỹ. Không phải tình cờ mà bên Nhật Bản, con kabutogami được xem như là một di tích quốc gia. Ở nước ta, không những sam đánh bắt được quanh năm mà kết quả nuôi sam khả quan cũng xác định một tiềm năng rõ rệt cho tương lai trong công cuộc sản xuất LAL Cần biết chăng LAL là sản phẩm đầu tiên dùng trong y học từ biển cả mà ra. Nhưng việc đưa LAL ra làm thương phẩm sẽ gặp nhiều khó khăn phải vượt qua. Trong số nầy, trước nhất là điều kiện vô trùng khi chiết rút và chế biến mà thiết bị một phòng thí nghiệm loại nầy thật vô cùng tốn kém. Thứ nữa là tìm cho ra thị trường thế giới, một thị trường đến nay hầu như là độc quyền của Hoa Kỳ. Như vậy là tuy có tài nguyên, ta cùng một lúc phải giải quyết cả "đầu vô" lẫn "đầu ra".

Thông tin Khoa học và Công nghệ 2 1995,
khoahoc.net 01.2010

1- J. van de Hoeven, Recherches sur l'histoire naturelle et l'anatomie des limules, Loyde (1893)

2- P.P. Grasse, Traité de Biologie, IV (1949) 219

3- J.J. Marchalonis, G.M. Edelman, Limulus polyphemus, J.Mol.Biol. 32 (1968) 453

4- Thomas J. Novitsky, The blood of the Horseshoe Crab, Oceanus 27 (1984) 13

5- B.P. Thuan, A.D. Strosberg, J. Hoebeke, Tachypleus tridentatus, Lectins-Biology, Biochemistry, Chemical Biochemistry 6 (1988) 405

6- E. Blasco, Lien Do Ngoc, P. Aucouturier, J.L. Preud'homme, A. Berra, Mitogenic activity of new lectins from seeds of wild Artocarpus species from Vietnam, C.R. Acad. Sci. Paris 319 (1996) 405-9