TỔNG QUAN về THÀNH PHẦN hóa học và tác DỤNG SINH học của mướp ĐẮNG

Cây mướp đắng (tên tiếng Anh: bitter gour, bitter melon, balsam pear) có tên khoa học là Momordica charantia L. thuộc họ Bầu bí (Cucurbiaceae), và còn có các tên khoa học khác đồng nghĩa là M. indica L., M. elegens Salisb., M. chinensis Sprengel, và M. thollonii Cogn. Sở dĩ có tên gọi mướp đắng là do quả giống quả mướp và có vị đắng. Ở Việt Nam mướp đắng còn có tên là khổ qua, ổ qua (miền nam), mướp mủ (dân tộc Mường, Thanh Hóa), má hói khôm (dân tộc Tày, Cao Bằng). Mướp đắng là cây leo sống một năm được trồng để thu hái lá và quả làm thức ăn ở rất nhiều nơi trên thế giới, như châu Á, châu Mỹ, châu Phi, và vùng biển Caribe. Có hai thứ của loài này là M. charantia var. minima Williams Ng và M. charanta var. maxima Williams Ng Quả mướp đắng cũng được nhân dân khắp thế giới này dùng làm thức ăn và thuốc chữa các bệnh như đái tháo đường, bệnh giun sán, loét dạ dày, chữa các vết thương, và rất nhiều bệnh khácỞ nước ta, quả mướp đắng cũng được dùng làm thức ăn và thuốc phòng và chữa bệnh đái tháo đường, mệt mỏi, thấp khớp, chốc đầu

TỔNG QUAN VỀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA

MƯỚP ĐẮNG

1 Cây mướp đắng

Cây mướp đắng (tên tiếng Anh: bitter gour, bitter melon, balsam pear) có tên khoa học

là Momordica charantia L thuộc họ Bầu bí (Cucurbiaceae), và còn có các tên khoa học khác đồng nghĩa là M indica L., M elegens Salisb., M chinensis Sprengel, và M thollonii Cogn.

Sở dĩ có tên gọi mướp đắng là do quả giống quả mướp và có vị đắng Ở Việt Nam mướp đắngcòn có tên là khổ qua, ổ qua (miền nam), mướp mủ (dân tộc Mường, Thanh Hóa), má hóikhôm (dân tộc Tày, Cao Bằng) Mướp đắng là cây leo sống một năm được trồng để thu hái lá

và quả làm thức ăn ở rất nhiều nơi trên thế giới, như châu Á, châu Mỹ, châu Phi, và vùng biển

Caribe [1], [2] Có hai thứ của loài này là M charantia var minima Williams & Ng và M charanta var maxima Williams & Ng [2] Quả mướp đắng cũng được nhân dân khắp thế giới

này dùng làm thức ăn và thuốc chữa các bệnh như đái tháo đường, bệnh giun sán, loét dạ dày,chữa các vết thương, và rất nhiều bệnh khác [1], [2] Ở nước ta, quả mướp đắng cũng đượcdùng làm thức ăn và thuốc phòng và chữa bệnh đái tháo đường, mệt mỏi, thấp khớp, chốc đầu[3], [4]

Các nghiên cứu ngoài nước về cây mướp đắng

2 Nghiên cứu về hóa học

Các nghiên cứu về thành phần hóa học chính của cây mướp đắng cho thấy trong mướpđắng có các alkaloid, chất béo, tinh dầu, các protein, các steroid, triterpen thuộc nhómcucurbitan và nhóm olean, các glycosid (tức là các saponin) của chúng, và các vitamin vàkhoáng chất [1], [2], [5]

Vitamin có trong quả là các vitamin A, B, và C [1] Các nguyên tố vi lượng gồm có Cu,

Fe, Mg, Zn, Ca, [5] Chất béo trong quả (và hạt) mướp đắng gồm các acit béo thông thường(các acid stearic, oleic, linoleic, linolenic ) và cả lipid (ester của các acid béo với glycerin),glycolipid, phospholipid [2], [5] Trong hạt chứa tinh dầu và có rất nhiều thành phần thôngthường như anethol, apiol, cineol, limonen, octanal, pinen, safrol, selinen [6] Quả mướpđắng có chứa nhiều protein (albumin, blobulin, glutelin, niacin ) [1], [2], [7] Parkash vàcộng sự cũng đã phân lập được từ hạt mướp đắng 1 protein có khối lượng phân tử 9,7 kD vàđặt tên cho nó là charantin [8] Các alkaloid cũng được biết có ở trong mướp đắng là

1

momordicine [1], [2], [9], và các alkaloid này cũng được gọi là các charantin [2] Tuy nhiên, theo cách hiểu chung, charantin là tên gọi chung của những hoạt chất chính có tác dụng của mướp đắng [1], [2], [9] Theo các tài liệu nghiên cứu, thành phần hóa học và có tác dụng

sinh học chính của mướp đắng lại là các saponin và các triterpen, tồn tại trong tất cả các bộphận (gốc rễ, thân, lá, quả, hạt) của cây [1], [2] Các saponin trong mướp đắng có cả hai nhómchính là saponin steroid và saponin triterpen Trong phần tổng quan này, chúng tôi sẽ trình bàysâu về cấu trúc hóa học, hàm lượng, sự phân bố của các hoạt chất có nhiều tác dụng sinh họcnày

Các steroid saponin trong mướp đắng gồm có một số dẫn xuất của -sitosterol vàsitosterol vàstigmastadien (Hình 1) Năm 1965, Sucrow W đã phân lập và xác định được 6 steroid saponin

(1−6) từ quả mướp đắng [11] Trong đó, hai chất số 1 (còn có tên là -sitosterol vàsitosterol glycosid hay dauscosterol) và 2 (5,25-sitosterol vàstigmastadien-sitosterol và3-sitosterol vàD-sitosterol vàglucosid) được phân lập theo tỉ lệ 1 :1, và được

Sucrow đặt tên là charantin Đến năm 1989, Guevara và cộng sự cũng công bố hai ester của

steroid saponin (7 và 8) tách được từ quả mướp đắng [12] Năm 1997, một steroid tồn tại dưới dạng tự do (9) được Begum và cộng sự phân lập, xác định cấu trúc là 3-sitosterol vàhydroxy-sitosterol vàstigmasta-sitosterol và

5,14-sitosterol vàdien-sitosterol và16-sitosterol vàone, và đặt tên là momordenol [13] Như vậy, trong quả mướp đắng có chứasteroid cả ở dạng aglycon và dạng glycosid

OH O

OR

HO

9

O

Hình 1 Các steroid glycosid phân lập được từ quả mướp đắng

(Glu: -sitosterol vàD-sitosterol vàglucose, Ac: acetyl)

Các nghiên cứu khác về hóa học đã cho thấy thành phần hóa học chính của cây mướpđắng những triterpen thuộc nhóm cucurbitan, tồn tại cả dưới dạng aglycon và dạng glycosid(saponin) Các thành phần này có nhiều trong các bộ phận của cây đặc biệt là quả và thân cây.Ngoài ra các triterpen thuộc nhóm ursan và olean cũng được tìm thấy dưới dạng aglycon Cấutrúc cơ bản của các nhóm hợp chất này được mô tả trong Hình 2

3

8 9 11 12 18

30

14 15

16 17 20

23 24 25 27

3 5 10

19

6 7 8 9 11

12 18

14

15 16

17

20 21 22

23 24

25

27 26

29

28 13

1

4 2

3 5 10

19

6 7 8 9 11

30

14

15 16

17

20 21 22

23 24

25

27 26

29

28 13

Hình 2 Cấu trúc cơ bản của các triterpen trong mướp đắng.

Quả mướp đắng chứa nhiều triterpen tồn tại dưới dạng tự do (aglycon) Năm 2005, các

nhà khoa học Nhật Bản đã phân lập được 5 triterpen thuộc nhóm cucurbitan 10−14 từ quả

mướp đắng thu hái tại Nhật [14] Một năm sau, cũng là các nhà khoa học Nhật Bản công bố

thêm các aglycon 15−19 thuộc nhóm này được tách từ quả [15] Các triterpen 20−22 được đặt

tên lần lượt là momordicin, momordicinin, momordicilin thuộc nhóm usane đã được xác định

có trong quả mướp đắng thu hái tại Paskitan [13] Một triterpen thuộc nhóm oleane là

erythrodiol (23) và một số khác là karounidiol (24), isokarounidiol (25), và các dẫn xuất của

chúng cũng được tìm thấy trong hạt của quả mướp đắng [16] Cũng từ quả mướp đắng, một sốlượng lớn saponin triterpene đã được phân lập và xác định cấu trúc Điều thú vị là hầu hết cácsaponin triterpen đều thuộc nhóm cucurbitan, là nhóm đặc trưng của các cây thuộc họCucurbitaceae (bầu bí) Các saponin là các glycosid của aglycon thuộc nhóm cucurbitan vàđường thông thường được gắn vào ở các vị trí số 3, 6 và vị trí số 25 Năm 1980, Okabe vàcộng sự lần đầu tiên tách được hai triterpen glycosid từ hạt của quả mướp đắng và đặt tên là

momordicoside A (26) và momordicoside B (27) [17] Các năm sau đó, nhóm tác giả này lần lượt công bố các saponin 29−36 (Hình 4) chiết xuất từ quả và hạt mướp đắng và đặt tên lần lượt là momordicoside C, D, E, … [18], [19], [20] Hai chất số 35 và 36 được xác định là chất

mang lại vị đắng cho quả mướp đắng [20] Cũng vẫn các tác giả Nhật Bản công bố thêm rất

nhiều saponin cucurbitan 37−63 (Hình 4) từ quả mướp đắng được thu hái tại Nhật vào năm

2001, 2006, và 2007 [21], [22], [23] Các nhà khoa học Trung Quốc cũng tìm thấy saponin

cucurbitan 64−67 từ quả mướp đắng thu hái tại Quảng Tây [24], một tỉnh giáp với miền đông bắc của Việt Nam Có hai saponin thuộc nhóm olean, 68 và 69, được Murakami phân lập từ

quả thu hái tại Nhật Bản [21] Ngoài các steroid, triterpen, và glycosid của chúng, người ta cònphân lập được các hợp chất phenol từ quả mướp đắng [15], [25] Các hợp chất phenol này chủ

yếu là các acid hữa cơ và dẫn xuất của chúng.

Như trên đã trình bày các thành phần hóa học chính trong quả mướp đắng cho thấy thànhphần chủ yếu là các steroid, triterpen thuộc nhóm cucurbitan và các glycosid của chúng,saponin steroid và saponin triterpen Các triterpen cucurbitan cũng là thành phần hóa họcchính trong tất cả các bộ phận của cây, gồm gốc rễ [26], thân, cành, và lá [27], [28], [29] Cácsaponin triterpen thuộc nhóm cucurbitan cũng được tìm thấy trong thân, cành và lá của câymướp đắng [30]

Các nghiên cứu khoa học cũng nêu rõ những thành phần hóa học mang lại vị đắng choqủa mướp đắng là các chất saponin triterpen cucurbitan có nhóm aldehyd (CHO) tại vị trícacbon số 19 [20], [30], [31] Trong đó hai saponin có hàm lượng lớn trong quả là

momordicoside K (35) và momordicoside L (36), được tìm thấy trong tất cả các mẫu quả

mướp đắng nghiên cứu được thu hái tại nhiều nơi tại châu Á [31]

5

HO OHC

OH OH

OH OH

26 R = gentiobioside

27 R = -D-xylopyranosyl(1 4)-[-D-glucopyranosyl

(1 6)]--D-glucopynoside

O HO

HO

OH

O O HO

HO

OH OH

gentiobioside

GenO

OH

OH OH

O

OH

O O HO

HO

OH OH

O HO

HO

OH OH

O

-D-xylopyranosyl(1 glucopyranosyl(1 6)]--D-glucopynoside

4)-[-D-Hình 4 Các saponin triterpen phân lập được từ quả mướp đắng.

41

O GlcO

OH OH OH

GlcO

55

O AllO

56

O GlcO

OH

OH OH

OH

OH

OH OH O

OH

OH OGlc

O OH

H OH OH HO

O

O OH COOH

O OH

H OH OH

HO O OH

H OH OH HO

COOH

Hình 4 (tiếp) Các saponin triterpen phân lập được từ quả mướp đắng.

3 Nghiên cứu về tác dụng sinh học

Dịch chiết của quả mướp đắng và các hoạt chất của nó đã được chứng minh có rất nhiềutác dụng sinh học [1], [2], [3], [4], [9], [10] Trong đó, các tác dụng chủ yếu được nghiên cứunhiều nhất được liệt kê sau đây

Kháng khuẩn

Dịch chiết cồn của quả mướp đắng cũng cho tác dụng ức chế vi khuẩn gây bệnh viêm loét

dạ dày tá tràng Helicobacter pylory [32] Dịch chiết nước và cồn của lá cây mướp đắng có tác

dụng kháng vi khuẩn [33] Tác dụng ức chế sự phát triển của dịch chiết lá trên các vi khuẩn

Escheria coli, Salmonella paratyphy, Shigella dysenterae và Streptomyces griseus đã được chứng minh trên mô hình in vitro [34], [35] Dịch chiết cồn từ lá cũng cho tác dụng ức chế vi khuẩn lao Mycobacterium tuberculosis nuôi cấy bằng phương pháp BACTEC [36].

Kháng virus

Mướp đắng và một số hoạt chất của nó đã được chứng minh có tác dụng kháng virus [1],[10] Alpha momorcharin, beta momorcharin và một số protein chiết được từ quả và hạt mướpđắng có tác dụng chống virus HIV [1] Dịch chiết từ lá của mướp đắng cũng cho tác dụngchống HIV [1] Các protein cũng có tác dụng kháng các virus khác là herpes và poliovirus

Chống sốt rét

Kohler và cộng sự [37] đã chứng minh tác dụng yếu chống ký sinh trùng sốt rét

Plasmodium vinckei petteri 279.

Kháng viêm giảm đau

Dịch chiết hạt mướp đắng được chứng minh có tác dụng chống viêm, giảm đau [38].Saponin momordin Ic và aglycon tương ứng là acid oleanolic đã được biết là các hoạt chất cótác dụng [39]

Chống vữa xơ động mạch

Tác dụng hạ cholesterol trong máu đã được chứng minh bởi nhiều thí nghiệm trên in vivo

[1] Các thí nghiệm này được tiến hành trên cả động vật bình thường và động vật bị đái tháo

13

đường, đều cho kết quả tốt Mới gần đây, Tsai và cộng sự cũng chứng minh rằng cho chuộtlang uống dịch chiết từ mướp đắng sẽ có tác dụng chống oxy hóa cholesterol trong máu vàgiảm nguy cơ bị vữa xơ động mạch [40].

Chống loét dạ dày

Mướp đắng đã được chứng minh có tác dụng chống loét dạ dày trên chuột do rượu(EtOH) gây ra [41] hay do HCl-sitosterol vàEtOH gây ra sau khi dùng indomethacin [42] Hoạt chất có tácdụng đã được xác định là momordin Ic [41] Điều rất thú vị là dịch chiết quả mướp đắng cũng

có tác dụng ức chế vi khuẩn Helicobacter pylori, một vi khuẩn gây ra bệnh loét dạ dày, tá

tràng [32]

Chống ung thư

Đã có nhiều nghiên cứu, cả in vitro và in vivo, chứng minh tác dụng chống ung thư của

mướp đắng [1] Dịch chiết quả mướp đắng ức chế sự phát triển của khối u [43] và tế bào ungthư [44] Tsao và cộng sự đã chứng minh sự ức chế một số tế bào ung thư của alpha-sitosterol vàmomorcharin [45] Năm 1998, Lee và cộng sự cũng chứng tỏ rằng dịch chiết MeOH và cácsaponin momordin I, Id, và Ie có tác dụng ức chế sự phát triển của một số tế bào ung thư [45].Takemoto và cộng sự đã nghiên cứu khả năng chống ung thư của mướp đắng trên lâm sàng[46] và nêu rõ cơ chế của nó là ức chế enzym có tên là guanylate cyclase [46], [47] Nhómnghiên cứu của Takemoto cũng thấy dịch chiết từ quả mướp đắng có tác dụng chống ung thưtrên chuột [48] Một số saponin thuộc nhóm cucurbitan cũng có tác dụng chống sinh khối utheo cơ chế trung hòa các dạng hoạt động của oxy (reactive oxygen species – RSO), đặc biệt làcác gốc tự do [23]

Tác dụng hạ đường huyết và chống đái tháo đường

Đây là tác dụng quan trọng nhất, được nghiên cứu nhiều nhất và đã được áp dụng điều trịtheo cả y học dân gian và y học hiện đại ở các nước châu Á và châu Phi

Tác dụng hạ đường huyết của dịch chiết quả mướp đắng đã được chứng minh qua các thínghiệm trên chuột [1], [2], [10] Các nghiên cứu cho thấy tác dụng hạ đường huyết khi uốngcao chiết từ quả mướp đắng ở chuột bình thường [49], [50], chuột gây đường huyết cao bằngstreptozotocin [51], [52], [53] hay bằng alloxan [54], [55] Tác dụng hạ đường huyết của dịchchiết quả vẫn có khi thử trên mô hình chuột đái tháo đường typ 2 bằng cách gây đột biến gen[56] Có nhiều nghiên cứu cũng cho thấy dịch chiết từ quả mướp đắng còn có tác dụng hạ

đường huyết ở người đái tháo đường trên lâm sàng [57], [58], [59]

Về hoạt chất có tác dụng hạ đường huyết, các nghiên cứu gần đây đã nêu rõ các triterpen thuộc nhóm cucurbitan và glycosid của chúng (saponin cucurbitan) là những hoạt chất chính có tác dụng Harinantenaina và cộng sự chỉ ra rằng những triterpen trong

phân đoạn ether của quả mướp đắng có tác dụng hạ đường huyết ở chuột đái tháo đường gâybằng alloxan, nhưng các steroid aglycon lại không có tác dụng này [15] Năn 2008, Cheng vàcộng sự chứng minh trên mô hình tế bào rằng các triterpen cucurbitan có tác dụng kích thích

sự hoạt động của enzym AMPK (AMP-sitosterol vàactivated protein kinase) và làm tăng sự hấp thuglucose vào trong tế bào Điều này giúp các tế bào tiêu thụ nhiều glucose và do đó sẽ làm hạglucose trong máu [60] Phân đoạn chứa các saponin của quả cũng được các nhà khoa họcNhật Bản thấy có tác dụng hạ đường huyết và điều hòa mỡ máu [61], [62] Điều này đượcminh chứng rõ ràng hơn bởi công trình nghiên cứu của Tan và cộng sự [24] Công trình nàycho thấy rõ các saponin triterpen phân lập được từ quả mướp đắng kích thích enzym AMPKtrên mô hình tế bào và điều hòa hàm lượng mỡ và đường trong máu trên mô hình in vivo

Độc tính

Các nghiên cứu khoa học đã chỉ ra rằng mướp đắng nói chung và quả mướp đắng nóiriêng có rất ít độc tính [1], [2], [9] Khi ăn quả mướp đắng lâu dài, liên tục, để chữa đái tháođường hay một số bệnh khác đều không cho thấy bị tổn thương các cơ quan của cơ thể Một sốtác dụng phụ có thể có là đau đầu, đi ngoài, nôn mửa nhưng ít gặp [9], [63]

Các nghiên cứu trong nước về cây mướp đắng

Như đã trình bày ở trên, đã có rất nhiều các nghiên cứu khoa học trên thế giới Mặc dùvậy, cây mướp đắng được trồng ở khắp nước ta và chúng ta cũng có các nghiên cứu khoa học

về mướp đắng được trồng và thu hái tại Việt Nam Liệt kê sau đây là một số kết quả chính.Nhóm khoa học của TS Nguyễn Ngọc Hạnh đã công bố một số nghiên cứu về quả và hạtmướp đắng Năm 2004, nhóm tác giả đã công bố cấu trúc hóa học của hai saponin triterpen

thuộc nhóm cucurbitan là momordicosid A (26) và momordicosid B (27) được chiết xuất từ

hạt mướp đắng thu hái tại Tuy Hòa, Phú Yên [64] Nhóm tác giả cũng đã chứng minh caochiết bởi các dung môi khác nhau của hạt mướp đắng có tác dụng tác dụng ức chế menglucosidase, cơ chế làm hạ đường huyết ở người đái tháo đường typ 2 [65] Các hoạt chất có

15

tác dụng ức chế men glucosidase là hai saponin steroid 1 và 2 (theo Sucrow gọi là charantin)

đã tách được từ quả mướp đắng [66]

Nghiên cứu trên lâm sàng, Bùi Chí Hiếu và Nguyễn Kim Phi Loan đã chứng minh đượctác dụng hạ đường huyết của viên khổ qua bào chế từ quả mướp đắng trên bệnh nhân đái tháođường typ 2 [67] Nghiên cứu lâm sàng của Đỗ Thị Minh Thìn cũng cho kết quả tương tự [68]

Có 33,33% bệnh nhân đái tháo đường typ 2 khi uống bột quả mướp đắng khô và cao lỏngchiết từ quả mướp đắng có đường huyết trở về bình thường, và 32,0% số bệnh nhân có kết quảtrung bình [68] Các nghiên cứu của tác giả Lê Thị Ngoan [69] và của Lê Lương Đống vớiĐặng Vũ Thu Hằng [70] đều cho thấy tác dụng hạ đường huyết trên bệnh nhân đái tháo đườngtyp 2 sau khi uống trà khổ qua hay cao lỏng mướp đắng

Nghiên cứu Viện Dược liệu về cây mướp đắng

Các cán bộ khoa học thuộc Viện Dược Liệu, Bộ Y Tế, đứng đầu là GS Đoàn Thị Nhu đãtriển khai nghiên cứu tác dụng của cây mướp đắng từ lâu Giáo sư Đoàn Thị Nhu và cộng sự

đã nghiên cứu về tác dụng hạ đường huyết của cao cồn 40o chiết từ quả mướp đắng trên độngvật thí nghiệm là thỏ [71] Khi cho thỏ bình thường uống cao mướp đắng ở liều 10 g/kg, sau

10 giờ kể từ khi uống các tác giả thấy hàm lượng đường trong máu thỏ giảm 29,9% không có

ý nghĩa thống kê Tuy nhiên khi cho thỏ bị gây đái tháo đường bằng alloxan uống cao lỏng vớiliều 10 g/kg, 8 ngày sau khi tiêm alloxan, thấy hàm lượng đường trong máu thỏ sau 5 giờ kể từkhi uống thuốc giảm 25,54% có ý nghĩa thống kê (p < 0,001) so với trước khi uống Mức tăngđường máu của thỏ ở lô uống cao mướp đắng giảm 68,4% so với lô đối chứng (không uốngthuốc) có ý nghĩa thống kê (p < 0,001), khi cùng so sánh mức đường máu của hai lô này vớimức đường máu của thỏ trước khi tiêm alloxan Kết quả của thí nghiệm chứng tỏ cao lỏngchiết từ quả mướp đắng bằng cồn 40o có tác dụng hạ đường huyết trên thỏ bị gây đái tháođường bằng alloxan

Các nghiên cứu tiếp theo của cán bộ khoa học Viện Dược Liệu về mướp đắng cũng theohướng làm thuốc chữa bệnh đái tháo đường Luận án tiến sĩ “Nghiên cứu thuốc điều trị đái

tháo đường từ quả của cây mướp đắng (Momordica charantia L.)” của TS Phạm Văn Thanh

[72], đề tài “Nghiên cứu thuốc Morantin chữa bệnh đái tháo đường từ quả của cây mướp đắng

(Momordica charantia L.)” do GS Đoàn Thị Nhu làm chủ nhiệm [73], và đề tài “Xây dựng mô