Nghiên cứu hoạt tính sinh học của một số hợp chất chiết tách từ lá đu đủ (carica papaya linn)

Ở nước ta, cao chiết với cồn từ lá đu đủ được nghiên cứu trong một số mô hình ung thư thực nghiệm và được chứng minh có tác dụng ức chế sự phát triển của khối u gây bởi tế bào ung thư Sa

hiên cứu sinh

Hồ Thị Hà

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Hồ Thị Hà

NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT

CHIẾT TÁCH TỪ LÁ ĐU ĐỦ (Carica papaya Linn)

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Hà Nội – 2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Hồ Thị Hà

NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT

CHIẾT TÁCH TỪ LÁ ĐU ĐỦ (Carica papaya Linn)

Chuyên ngành: Công nghệ sinh học

Mã số: 62420201

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

1 PGS.TS Đỗ Thị Hoa Viên

2 TS Lê Quang Hòa

Hà Nội – 2014

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố

Hà Nội, ngày tháng năm 2014

Hồ Thị Hà

ii

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành Luận án Tiến sĩ này, bên cạnh sự cố gắng nỗ lực của bản thân, tôi

đã nhận được sự động viên và giúp đỡ rất lớn của nhiều thầy, cô giáo và tập thể nghiên cứu khoa học

Tôi xin bày tỏ lòng cảm tạ và đội ơn sâu sắc đến PGS.TS Đỗ Thị Hoa Viên và

TS Lê Quang Hòa – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, là những người đã tận tình

hướng dẫn, định hướng, đào tạo và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành Luận án

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô ở Bộ môn Công nghệ sinh học - Viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm - ĐHBKHN đã giảng dạy, chỉ bảo và tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận án này

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô Viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm - ĐHBKHN đã giảng dạy, chỉ bảo và tạo điều kiện giúp đỡ tôi trau dồi kiến thức chuyên môn và cuộc sống

Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới TS Phạm Văn Cường, TS Đoàn Thị Mai Hương, ThS Nguyễn Thùy Linh phòng Tổng hợp hữu cơ, Viện Hóa Sinh Biển, Viện hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã hướng dẫn tôi quy trình công nghệ tách chiết các chất trong lá đu đủ

Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn đồng nghiệp trong khoa công nghệ Lương thực thực phẩn, lãnh đạo trường Cao đẳng Công nghệ và Kinh tế Hà Nội đã tạo điều kiện giúp đỡ về thời gian và vật chất để tôi hoàn thành Luận án này

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng kính yêu và biết ơn tới gia đình, bạn bè đã thực

sự động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian tôi học tập tại Trường Đại học Bách Khoa

Hà Nội, ngày tháng năm 2014

Nghiên cứu sinh

Hồ Thị Hà

iii

MỤC LỤC

MỤC LỤC iii 

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT vi 

DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ iviii 

DANH MỤC CÁC HÌNH ix 

ĐẶT VẤN ĐỀ 1 

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 4 

1.1 Giới thiệu về cây đu đủ 4 

1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 6 

1.2.1 Nghiên cứu về thành phần hóa học của lá đu đủ 6 

1.2.2 Nghiên cứu về hoạt tính sinh học của lá đu đủ 6 

1.3 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 7 

1.3.1 Nghiên cứu về thành phần hóa học của lá đu đủ 7 

1.3.2 Nghiên cứu về hoạt tính sinh học của lá đu đủ 10 

1.4 Sơ lược về nhóm alkaloid 22 

1.4.1 Phân bố trong thiên nhiên 22 

1.4.2 Cấu tạo hóa học và phân loại alkaloid 23 

1.4.3 Tính chất chung của alkaloid 24 

1.4.4 Các alkaloid có trong lá đu đủ 25 

1.5 Quá trình caspase 27 

1.5.1 Khái niệm caspase 27 

1.5.2 Phân loại caspase 27 

1.5.3 Cơ chế của quá trình caspase 28 

1.6 Kích thích miễn dịch 30 

1.6.1 Các tế bào tham gia đáp ứng miễn dịch 30 

1.6.2 Cơ chế chống ung thư của hệ miễn dịch 32 

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 

2.1 Thiết bị nghiên cứu 33 

2.1.1 Các thiết bị dùng cho nghiên cứu hóa học 33 

2.1.2 Các thiết bị dùng cho nghiên cứu sinh học 33 

2.2 Vật liệu nghiên cứu 33 

2.2.1 Mẫu thực vật 33 

iv

2.2.2 Hóa chất và các vật liệu khác 33 

2.3 Các phương pháp phân lập và xác định cấu trúc hợp chất 34 

2.3.1 Phương pháp chiết 34 

2.3.2 Sắc ký cột 34 

2.3.3 Sắc ký lớp mỏng 35 

2.3.4 Phổ hồng ngoại 35 

2.3.5 Phổ khối lượng 35 

2.3.6 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 36 

2.4 Các phương pháp thử hoạt tính sinh học 36 

2.4.1 Phương pháp nuôi cấy tế bào in vitro 36 

2.4.2 Phương pháp thử độ độc tế bào (cytotoxic assay) 36 

2.4.3 Phương pháp xác định hoạt tính enzyme caspase 3/7 38 

2.4.4 Phương pháp xác định hoạt tính chống oxy hóa bằng cách loại bỏ gốc tự do DPPH 39 

2.4.5 Phương pháp xác định hoạt tính chống oxy hoá in vitro bằng thử nghiệm malonyl dialdehyd (MDA test) 40 

2.4.6 Phương pháp xác định hoạt tính chống oxy hoá in vitro trên tế bào gan chuột 41 

2.4.7 Phương pháp thử hoạt tính kháng vi khuẩn và nấm 42 

2.4.8 Phương pháp thử hoạt tính kích thích miễn dịch 43 

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 45 

3.1 Phân lập một số hợp chất có trong lá đu đủ 45 

3.1.1 Chiết phân đoạn cặn chiết trong lá đu đủ 45 

3.1.2 Chiết tách thu cặn chiết ở phân đoạn CH2Cl2 47 

3.1.3 Phân lập cặn chiết phân đoạn CH2Cl2 48 

3.1.4 Phân lập các hợp chất từ một số phân đoạn của cặn chiết CH2Cl2 49 

3.2 Xác định cấu trúc của các hợp chất đã được phân lập 52 

3.2.1 Hợp chất CP1 52 

3.2.2 Hợp chất CP2 55 

3.2.3 Hợp chất CP3 60 

3.2.4 Hợp chất CP4 61 

3.2.5 Hợp chất CP5 65 

3.2.6 Hợp chất CP6 68 

v

3.3 Đánh giá khả năng gây độc tế bào ung thư của các phân đoạn cặn chiết 71 3.3.1 Đánh giá khả năng gây độc tế bào ung thư của các phân đoạn cặn chiết 71 3.3.2 Đánh giá khả năng gây độc tế bào ung thư biểu mô KB của các phân đoạn từ cặn chiết CH2Cl2 75 3.4 Đánh giá khả năng gây độc tế bào của các hợp chất phân lập từ lá đu đủ 77 3.4.1 Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư biểu mô KB của các hợp chất phân lập từ lá đu đủ 77 3.4.2 Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư máu HL-60 của các hợp chất phân lập từ lá đu đủ 79 3.4.3 Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư phổi LU-1 của các hợp chất phân lập từ lá đu đủ 82 3.4.4 Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư vú MCF-7 của các hợp chất phân lập từ lá đu đủ 83 3.4.5 Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào thường NIH 3T3 của các hợp chất phân lập từ lá đu đủ 85 3.5 Đánh giá khả năng kích hoạt enzyme caspase 3/7 của hợp chất carpaine và

pseudocarpaine lên tế bào ung thư phổi LU-1 89 

3.5.1 Đánh giá khả năng kích hoạt enzyme caspase 3/7 của hợp chất carpaine lên tế

bào ung thư phổi LU-1 90 

3.5.2 Đánh giá khả năng kích hoạt enzyme caspase 3/7 của hợp chất pseudocarpaine

lên tế bào ung thư phổi LU-1 91 3.6 Đánh giá khả năng chống oxy hóa của các hợp chất phân lập từ lá đu đủ 93 

3.6.1 Kết quả chống oxy hóa in vitro bằng phương pháp loại bỏ gốc tự do DPPH của

vi

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

ATCC American Type Culture Collection

DEPT Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer

DMEM Dulbecco’s Modified Eagle Medium

DMSO Dimethylsulfoxide

DPPH 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl

ESI-MS Electron Spray Ionization – Mass Spectroscopy

EtOH Ethanol

HL-60 Human acute promyelocytic leukemia

HMBC Heteronuclear Multiple Bond Correlation

1H-NMR Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy

HPLC High Performance Liquid Chromatography

HR-ESI-MS High Resolution Electron Spray Ionization – Mass Spectroscopy HSQC Heteronuclear Single Quantum Correlation

J (Hz) Spin-spin J(Hz)

KB Human epidermic carcinoma in the mouth

m Multiplet

vii

MCF-7 Human breast carcinoma

MEME Minineal Essential Medium with Eagle’s Salt MeOH Methanol

NOESY Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy

PSF Penicillin - Streptomicin - Fungizone

δ (ppm) δ (ppm = part per million)

viii

DANH MỤC CÁC BẢNG,SƠ ĐỒ

Bảng 1.1: Tác dụng của chất chiết từ đu đủ lên các dòng tế bào ung thư khác nhau 13 

Bảng 1.2: Hoạt tính chống ung thư của glucosinolate, phenolic và carotenoid trong đu đủ 14 

Bảng 1.3: Tính chất hoá học của carpaine và dẫn xuất của carpaine trong lá đu đủ Carica papaya 26 

Bảng 3.1: Kết quả chiết phân đoạn cặn chiết trong lá đu đủ 45 

Bảng 3.2: Khối lượng các phân đoạn từ cặn chiết CH2Cl2 của lá đu đủ 48 

Bảng 3.3: Số liệu phổ NMR của hợp chất CP1 và chất tham khảo 54 

Bảng 3.4: Số liệu phổ NMR của hợp chất CP4 và chất tham khảo 64 

Bảng 3.5: Kết quả thử hoạt tính kháng vi khuẩn và nấm của các hợp chất phân lập từ lá đu đủ 96 

Bảng 3.6: Kết quả kích thích tế bào lympho của các hợp chất phân lập từ lá đu đủ 98 

Sơ đồ 3.1: Sơ đồ phân đoạn các cặn chiết từ lá đu đủ 46 

Sơ đồ 3.2: Sơ đồ chiết thu cặn CH2Cl2 từ lá đu đủ 47 

Sơ đồ 3.3: Phân lập các hợp chất từ cặn chiết CH2Cl2 của lá đu đủ 51 

ix

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Cây và lá đu đủ 5 

Hình 1.2: β- sitosterol  Hình 1.3: Daucosterol 6 

Hình 1.4: Sterculin A,  Hình 1.5: Cycloart-25-ene-3β,24 (R/S)-diol 6 

Hình 1.6: Carpaine,   Hình 1.7: Pseudocarpaine 8 

Hình 1.8: Dehydrocarpaine I,   Hình 1.9: Dehydrocarpaine II 8 

Hình 1.10: Prunasin   Hình 1.11: Sambunigrin 8 

Hình 1.12: 5,7 - dimethoxycoumair Hình 1.13: Axit protocatechuic Hình 1.14: Axit chlorogenic 9 

Hình 1.15: Axit malic  Hình 1.16: Axit quinic 9 

Hình 1.17: Nicotiflorin  Hình 1.18: Rutin 10 

Hình 1.19: Caffeoyl malate, Hình 1.20: ρ-coumaroyl malate, Hình 1.21: Feruloyl malate 10  Hình 1.22: Benzyl isothiocyanate  Hình 1.23: Benzyl glucosinolate 14 

Hình 1.24: Quá trình hoạt hóa tiền caspase xúc tác bởi các caspase đã hoạt hóa 28 

Hình 1.25: Quá trình hoạt hóa caspase hành quyết và qua đó khuếch đại mức độ caspase hoạt hóa trong tế bào 28 

Hình 2.1 Sơ đồ biểu diễn phản ứng trung hòa gốc DPPH của các chất chống oxy hóa 39 

Hình 2.2: Tương quan giữa độ hấp thụ và nồng độ DPPH 40 

Hình 2.3: Phản ứng tạo phức màu giữa MDA và axit thiobarbituric 41 

Hình 3.1: Phổ 1H-NMR của hợp chất CP1 53 

Hình 3.2: Phổ 13C-NMR của hợp chất CP1 53 

Hình 3.3: Cấu trúc hóa học của hợp chất danielone 54 

Hình 3.4: Phổ HR-ESI-MS (+) của hợp chất CP2 55 

Hình 3.5: Phổ positive [M + Na] của hợp chất CP2 56 

Hình 3.6: Phổ 13C-NMR của hợp chất CP2 56 

Hình 3.7: Phổ 1H-NMR của hợp chất CP2 57 

Hình 3.8: Một số tương tác chính trên phổ HMBC và COSY của CP2 57 

Hình 3.9: Phổ COSY của hợp chất CP2 58 

Hình 3.10: Phổ HMBC của hợp chất CP2 58 

Hình 3.11: Phổ HSQC của hợp chất CP2 59 

Hình 3.12: Cấu trúc hóa học của hợp chất carpainone 59 

Hình 3.13: Phổ ESI-MS negative của hợp chất CP3 60 

Hình 3.14: Phổ 1H-NMR của hợp chất CP3 61 

Hình 3.15: Cấu trúc hóa học của hợp chất axit pluchoic 61 

x

Hình 3.16: Phổ 13C-NMR của hợp chất CP4 62 

Hình 3.17: Phổ 1H-NMR của hợp chất CP4 63 

Hình 3.18: Một số tương tác chính trên phổ COSY và HMBC của chất CP4 63 

Hình 3.19: Cấu trúc hóa học của hợp chất apocynol A 64 

Hình 3.20: Phổ 13C-NMR của hợp chất CP5 65 

Hình 3.21: Phổ 1H-NMR của hợp chất CP5 66 

Hình 3.22: Một số tương tác chính trên phổ HMBC và COSY của hợp chất CP5 66 

Hình 3.23: Phổ DEPT của hợp chất CP5 67 

Hình 3.24: Cấu trúc hóa học của hợp chất carpaine 67 

Hình 3.25: Phổ 13C-NMR của hợp chất CP6 69 

Hình 3.26: Phổ 1H-NMR của hợp chất CP6 69 

Hình 3.27: Phổ DEPT của hợp chất CP6 70 

Hình 3.28: Cấu trúc hóa học của hợp chất pseudocarpaine 70 

Hình 3.29: Hoạt tính gây độc tế bào ung thư biểu mô KB của các phân đoạn cặn chiết từ lá đu đủ 71 

Hình 3.30: Hoạt tính gây độc tế bào ung thư phổi LU-1 của các phân đoạn cặn chiết từ lá đu đủ 72 

Hình 3.31: Hoạt tính gây độc tế bào ung thư vú MCF-7 của các phân đoạn cặn chiết từ lá đu đủ 73 

Hình 3.32: Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các phân đoạn cặn chiết 74 

Hình 3.33: Hoạt tính gây độc tế bào ung thư biểu mô KB của các phân đoạn từ cặn chiết CH2Cl2 của lá đu đủ 76 

Hình 3.34: Hoạt tính gây độc tế bào ung thư biểu mô KB của các hợp chất phân lập từ lá đu đủ 78 

Hình 3.35: Tác dụng ức chế tế bào ung thư biểu mô KB của hợp chất carpaine ở các nồng độ 20; 4; 0,8 µg/ml 79 

Hình 3.36: Tác dụng ức chế tế bào ung thư biểu mô KB của hợp chất pseudocarpaine ở các nồng độ 20; 4; 0,8 µg/ml 79 

Hình 3.37: Hoạt tính gây độc tế bào ung thư máu HL-60 của các hợp chất phân lập từ lá đu đủ 80 

Hình 3.38: Tác dụng ức chế tế bào ung thư máu HL-60 của hợp chất carpaine ở các nồng độ 20; 4; 0,8 µg/ml 81 

Hình 3.39: Tác dụng ức chế tế bào ung thư máu HL-60 của hợp chất pseudocarpaine ở các nồng độ 20; 4; 0,8 µg/ml 81 

Hình 3.40: Hoạt tính gây độc tế bào ung thư phổi LU-1 của các hợp chất phân lập từ lá đu đủ 82 

Hình 3.41: Tác dụng ức chế tế bào ung thư phổi LU-1 của hợp chất carpaine ở các nồng độ 20; 4; 0,8 µg/ml 83 

xi

Hình 3.42: Tác dụng ức chế tế bào ung thư phổi LU-1 của hợp chất pseudocarpaine ở các nồng độ 20; 4; 0,8 µg/ml 83 Hình 3.43: Hoạt tính gây độc tế bào ung thư vú MCF-7 của các hợp chất phân lập từ lá đu

đủ 84 Hình 3.44: Tác dụng ức chế tế bào ung thư vú MCF-7 của hợp chất carpaine ở các nồng độ 20; 4; 0,8 µg/ml 85 Hình 3.45: Tác dụng ức chế tế bào ung thư vú MCF-7 của hợp chất pseudocarpaine ở các nồng độ 20; 4; 0,8 µg/ml 85 Hình 3.46: Hoạt tính gây độc tế bào thường NIH 3T3 của các hợp chất phân lập từ lá đu đủ 86 Hình 3.47: Tác dụng ức chế tế bào thường NIH 3T3 của hợp chất carpaine ở các nồng độ 20; 4; 0,8 µg/ml 87 Hình 3.48: Tác dụng ức chế tế bào thường NIH 3T3 của hợp chất pseudocarpaine ở các nồng độ 20; 4; 0,8 µg/ml 87 Hình 3.49: Tổng hợp kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất phân lập từ lá

đu đủ 88 Hình 3.50: Kết quả kích hoạt enzyme caspase 3/7 của hợp chất carpaine lên tế bào 90 Hình 3.51: Kết quả kích hoạt enzyme caspase 3/7 của hợp chất pseudocarpaine lên tế bào 91 Hình 3.52: Hoạt tính chống oxy hóa bằng phương pháp loại bỏ gốc tự do DPPH của các hợp chất phân lập từ lá đu đủ 93 Hình 3.53: Hoạt tính chống oxy hóa bằng phép thử MDA của các hợp chất phân lập từ lá

đu đủ 94 Hình 3.54: Hoạt tính chống oxy hóa trên tế bào gan chuột của các hợp chất phân lập từ lá

đu đủ 95 

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

1 Tính cấp thiết của đề tài

Việt Nam là nước nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm, mưa nhiều Với điều kiện thuận lợi như vậy nên hệ thực vật Việt Nam phát triển rất đa dạng, các loại cây ăn quả cũng rất phong phú và mang nhiều nét đặc thù riêng Chúng là nguồn nguyên liệu quan trọng trong nhiều ngành kinh tế khác nhau và trong đời sống hàng ngày của con người

Cây đu đủ (Carica papaya Linn) là một loại cây ăn quả có nguồn gốc từ vùng nhiệt

đới châu Mỹ Hiện nay, đu đủ được trồng ở các nước vùng nhiệt đới, những nơi có nhiệt độ bình quân trong năm không thấp hơn 150C Sản lượng đu đủ trên thế giới khoảng trên 5 triệu tấn quả/năm [17]

Ở Việt Nam, cây đu đủ được trồng hầu hết ở các tỉnh miền Bắc và miền Nam Tuy nhiên, chúng được trồng nhiều ở các tỉnh đồng bằng, dọc theo các con sông, trên các loại đất phù sa Các tỉnh trồng nhiều đu đủ như: Hà Nội, Hưng Yên, Hà Nam, Vĩnh Phúc, Tiền Giang, Cần Thơ, các tỉnh Tây Nguyên,… Diện tích trồng đu đủ của cả nước ước khoảng

10000 – 17000 hecta với sản lượng khoảng 200 – 350 nghìn tấn quả [17] Cây đu đủ có lợi thế là loại cây dễ trồng, ra quả sớm, năng suất cao đồng thời toàn bộ thân, lá, quả đều được

sử dụng với nhiều mục đích khác nhau Ngoài việc lấy quả tươi, dùng làm nguyên liệu cho chế biến, đu đủ còn được trồng để lấy nhựa, dùng làm thức ăn chăn nuôi

Trong dân gian lá cây đu đủ được sử dụng để sát khuẩn, kháng nấm, kháng viêm, chữa sốt rét, trừ giun sán,…Đã có nhiều công trình nghiên cứu về hoạt tính sinh học của lá

đu đủ Lá đu đủ được chứng minh là có khả năng chống oxy hóa rất mạnh [32, 88] Hoạt tính chống oxy hóa này do các hợp chất phenol gây ra [33] Lá đu đủ có hoạt tính kháng khuẩn tốt, có khả năng kháng nhiều loại vi khuẩn gram âm, gram dương, các loại nấm [2,73] Ngoài ra, lá đu đủ còn có khả năng kháng viêm, giảm đau [23, 35]

Đặc biệt, người dân Việt Nam đã dùng lá đu đủ chữa trị bệnh ung thư Ở nước ta, cao chiết với cồn từ lá đu đủ được nghiên cứu trong một số mô hình ung thư thực nghiệm

và được chứng minh có tác dụng ức chế sự phát triển của khối u gây bởi tế bào ung thư Sarcoma TG-180 ở chuột nhắt trắng [10] Người dân nước Úc đã dùng lá đu đủ chữa trị bệnh ung thư [96] Đầu năm 2010, một nhóm nghiên cứu Nhật Bản và Mỹ đã thông báo dịch chiết nước lá cây đu đủ có tác dụng ức chế một số dòng tế bào ung thư người như ung thư dạ dày, ung thư phổi, ung thư máu,… Ngoài ra, dịch chiết từ lá đu đủ còn có tác dụng

2

hỗ trợ hệ miễn dịch để tấn công vào các tế bào ung thư Bằng cách thúc đẩy sự gia tăng các sản phẩm cytokine dạng Th1 như là IL-12p40, IL-12p70, INF-γ và TNF-α, các cytokine này có khả năng chống lại khối u [72]

Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu cho thấy lá đu đủ có tác dụng phòng và điều trị ung thư Tuy nhiên, những công bố đều chỉ sơ lược ở dạng dịch chiết và chưa xác định được thành phần nào là hoạt chất Vì vậy, việc tìm hiểu thành phần hóa học và cao hơn nữa là chứng minh được thành phần hoạt chất cụ thể của lá đu đủ là một việc làm hết sức cần thiết, tạo cơ sở khoa học cho việc ứng dụng nguồn nguyên liệu sẵn có ở Việt Nam làm

thuốc điều trị bệnh ung thư Do đó, tôi đã lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu hoạt tính sinh học của một số hợp chất chiết tách từ lá đu đủ (Carica papaya Linn)”

2 Mục tiêu của đề tài

Phân lập và xác định cấu trúc một số hợp chất có hoạt tính sinh học và hợp chất mới có trong lá đu đủ

Đánh giá hoạt tính sinh học của các hợp chất đã được phân lập làm cơ sở khoa học chứng minh cho việc người dân ở một số nước trên Thế Giới sử dụng lá đu đủ chữa trị một

số loại bệnh trong đó có bệnh ung thư

3 Nội dung nghiên cứu

Luận án gồm các nội dung chính như sau:

- Nghiên cứu phân lập và xác định cấu trúc của một số hợp chất có trong lá đu đủ

- Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các phân đoạn cặn chiết từ lá đu đủ

- Đánh giá khả năng gây độc tế bào của các hợp chất phân lập được từ lá đu đủ

- Đánh giá khả năng kích hoạt enzyme caspase 3/7 của hợp chất carpaine và pseudocarpaine trên dòng tế bào ung thư phổi LU-1

- Đánh giá khả năng chống oxy hóa của các hợp chất phân lập từ lá đu đủ

- Đánh giá khả năng kháng vi khuẩn và nấm của các hợp chất phân lập từ lá đu đủ

- Đánh giá khả năng kích thích miễn dịch của các hợp chất phân lập từ lá đu đủ

4 Ý nghĩa khoa học của đề tài

Đã phân lập và xác định được cấu trúc của một số hợp chất có trong lá đu đủ Đây

là những đóng góp đáng tin cậy làm phong phú thêm nguồn tư liệu về cây đu đủ trồng ở Việt Nam

Đã đánh giá được một số hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập từ lá đu đủ

3

5 Tính mới của đề tài

Phân lập và xác định cấu trúc của một hợp chất mới từ lá đu đủ (Carica papaya

Linn) được đặt tên là carpainone

Đã xác định hoạt tính gây độc lên một số dòng tế bào ung thư của các hợp chất phân lập từ lá đu đủ, trong đó hợp chất carpaine và pseudocarpaine thể hiện hoạt tính gây độc tế bào ung thư rõ rệt

Lần đầu tiên xác định được khả năng kích hoạt enzyme caspase 3/7 của hợp chất carpaine và pseudocarpaine trên tế bào ung thư phổi LU-1

Đánh giá được khả năng chống oxy hóa, kháng vi khuẩn, kháng nấm và khả năng kích thích miễn dịch của một số hợp chất phân lập từ lá đu đủ

4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu về cây đu đủ

Họ đu đủ (Caricaceae) trên thế giới gồm có 4 chi và 45 loài, phân bố ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới [28] Ở nước ta có 1 chi và một loài Cây đu đủ có tên khoa học là

Carica papaya Linn Cây nhỏ hoặc nhỡ, cao từ 2 - 4 mét, thân thẳng, không phân nhánh

Lá to, mọc so le, tập trung ở ngọn Cuống lá rất dài, xẻ 5 - 7 thùy sâu, gốc hình tim, đầu nhọn, mỗi thùy lại chia tiếp thành nhiều thùy nhỏ không đều, gân lá hình chân vịt, hai mặt nhẵn [2]

Ở Việt Nam, đu đủ là cây trồng khá lâu đời và chưa xác định được cụ thể thời gian cây được nhập vào Đu đủ trồng gồm nhiều giống, gần như ở mỗi vùng sinh thái đều có một giống khác nhau Nhưng vài năm gần đây, một vài giống cho quả sớm, năng suất và chất lượng cao được nhập trồng [17]

Một số giống đu đủ hiện nay đang được trồng ở Việt Nam bao gồm: giống đu đủ ta,

đu đủ Mêhico, đu đủ So Lo, đu đủ Trung Quốc, đu đủ Thái Lan, đu đủ Đài Loan [17]

* Giống đu đủ ta: bao gồm các giống đu đủ có từ lâu đời ở nước ta Đặc tính chung của nhóm cây này là sinh trưởng khỏe, lá xanh đậm, song phiến lá mỏng, cuống lá dài, mảnh nhỏ và thường có màu xanh Thịt quả màu vàng, mỏng, năng suất thấp

* Giống đu đủ Mêhico: là giống nhập nội trong những năm 70 của thế kỷ 20 Quả dài, tương đối đặc ruột, thịt quả màu vàng, năng suất cao Lá xanh đậm, phiến lá dày, cuống lá to, màu xanh

* Giống đu đủ So Lo: còn có tên gọi khác là đu đủ Mỹ, thân cây cao trung bình, sinh trưởng khỏe Quả hình quả lê, to, thịt quả màu vàng, chất lượng tốt, năng suất cao Là giống yêu cầu nhiệt cao nên được trồng chủ yếu ở các tỉnh phía Nam

* Giống đu đủ Trung Quốc: là giống nhập từ Quảng Đông, Quảng Tây Trung Quốc Cây thấp, sinh trưởng trung bình, năng suất khá cao Quả dài, thuôn dài, thịt quả dày trung bình, thịt quả có màu vàng đến đỏ Lá có màu xanh đậm, chia thùy sâu, phiến lá dày

* Giống đu đủ Thái Lan: là giống được nhập trồng trong thời gian gần đây Cây thấp, năng suất cao, quả to, ruột quả màu vàng, chất lượng tốt Tuy nhiên giống này dễ bị nhiễm bệnh khảm lá

* Giống đu đủ Đài Loan: là giống mới được nhập trồng trong thời gian gần đây Cây thấp, sinh trưởng khỏe, ít nhiễm bệnh, cho năng suất cao, khoảng 60 – 70 kg quả/ cây Thịt

5

quả màu đỏ, ngọt, thơm, mềm mà không nát, vỏ quả cứng dễ bảo quản và vận chuyển Lá

có màu xanh đậm, chia thùy sâu, phiến lá dày

Ở nước ta, đu đủ được trồng hầu hết ở các tỉnh miền Bắc và miền Nam, tuy nhiên chúng được trồng nhiều ở các tỉnh đồng bằng, dọc theo các con sông, trên các loại đất phù

sa và nhiều loại đất khác nhau Các tỉnh trồng nhiều gồm: Hà Nội, Bắc Giang, Hà Nam, Hưng Yên, Tuyên Quang, Vĩnh Phúc, Tiền Giang, các tỉnh Tây Nguyên Diện tích trồng đu

đủ cả nước ước khoảng 10000 - 17000 hecta, với sản lượng khoảng 200 - 300 nghìn tấn quả [19]

Hiện nay ở Việt Nam nói chung và miền Bắc nói riêng, giống đu đủ Đài Loan được trồng chủ yếu, với diện tích tương đối lớn Giống đu đủ Đài Loan được trồng là giống lai F1 được nhập từ Đài Loan Tại Hà Nội, chỉ có duy nhất giống đu đủ Đài Loan được trồng

ở các huyện: Gia Lâm, Đông Anh, Sóc Sơn, Thạch Thất,…Với mục đích trồng lấy quả nên cây đu đủ Đài Loan được trồng là đu đủ cái

Với điều kiện thực tế như vậy nên chúng tôi chọn lá đu đủ Đài Loan cho nghiên cứu này

Hình 1.1: Cây và lá đu đủ

6

1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

1.2.1 Nghiên cứu về thành phần hóa học của lá đu đủ

Ở trong nước, cho đến nay đã có một số công bố về các chất có trong lá đu đủ Năm

1983, Nguyễn Tường Vân và cộng sự đã chiết xuất và xác định được alkaloid carpaine trong lá đu đủ [19]

Năm 2007, Hà Thị Bích Ngọc đã sử dụng kỹ thuật HPLC phân tích các chất carotenoid trong lá đu đủ Kết quả cho thấy β-carotene, luteine chiếm tỷ lệ tương ứng là 57,05 và 11,864% so với tổng các chất carotenoid, tuy nhiên không xác định được lycopene [11]

Gần đây, Trần Thanh Hà đã phân lập được 4 chất từ phân đoạn chiết n-hexan của lá

đu đủ Bao gồm, β- sitosterol, daucosterol, cycloart -23-ene-3β,25-diol (sterculin A) và

cycloart-25-ene-3β,24 diol Trong đó, sterculin A và cycloart-25-ene-3β,24 diol là 2 tritecpen lần đầu tiên phân lập từ lá đu đủ [4]

(R/S)-HO

H H

H

O O

22 25

H O

O H

21 22

1 2 3

30 8 9 10

191112 13 14 15 16 17 20 18

232425

26 27

182120

Hình 1.4: Sterculin A Hình 1.5: Cycloart-25-ene-3β,24 (R/S)-diol

1.2.2 Nghiên cứu về hoạt tính sinh học của lá đu đủ

Tác giả Phạm Kim Mãn đã chứng minh cao chiết với cồn từ lá đu đủ có tác dụng ức chế sự phát triển u báng gây bởi tế bào ung thư Sarcoma TG -180 ở chuột nhắt trắng Làm giảm thể tích u, giảm mật độ tế bào ung thư, giảm sự tăng sinh khối u[10]

Theo Đỗ Thị Thảo, cặn chiết methanol của lá đu đủ chỉ có tác dụng gây độc tế bào ung thư phổi LU với IC50 = 19,2 μg/ml, và không có tác dụng gây độc các dòng tế bào ung

7

thư khác như ung thư biểu mô KB, ung thư vú MCF-7, ung thư máu cấp tính HL-60, ung thư tiền liệt tuyến LNCaP, ung thư gan Hepa1c1c7 Đồng thời cặn chiết methanol cũng không gây độc với tế bào gốc tách từ phôi chuột [15]

Năm 1998, Hà Thị Thanh Bình đã ngâm chiết lá đu đủ bằng ethanol, sau đó cặn chiết được chiết phân bố với n-hexan và nước Phần dịch nước điều chỉnh đến pH = 3 - 4

và chiết rút bằng etyl axetat Kiểm tra hoạt động của enzyme peroxidase ở bốn nhóm máu người A, B, O, AB với nồng độ từ 0 – 20mg% theo trọng lượng khô của lá Kết quả: cả ba phân đoạn chiết đều có tác dụng kìm hãm hoạt động của enzyme peroxidase trong máu người, nhưng với mức độ khác nhau Trong đó phân đoạn chiết rút bằng nước có hiệu quả thấp hơn hẳn so với hai phân đoạn còn lại Hai phân đoạn etyl axetat và n-hexan đều có tác dụng kìm hãm mạnh hoạt động của enzyme peroxidase máu người Mức độ kìm hãm của hai phân đoạn này đối với 4 nhóm máu có mối quan hệ như sau: Phân đoạn etyl axetat: AB

> O > A > B Phân đoạn n-hexan: A > O > AB > B [3]

Năm 1999, Nguyễn Quốc Khang và Hà Thị Thanh Bình đã nghiên cứu tác dụng kháng khuẩn của flavonoid chiết từ lá đu đủ Các tác giả thí nghiệm với 5 chủng vi khuẩn

và 2 chủng nấm gây bệnh Nồng độ flavonoid thí nghiệm là 0,4 mg/ml Kết quả, flavonoid trong lá đu đủ thể hiện tính kháng khuẩn tốt đối với các chủng vi khuẩn và nấm thử nghiệm

bao gồm: Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Salmonella typhi T239, Salmonella typhi T241, Candida albicans, Candida stellaloides [6]

Như vậy, các kết quả nghiên cứu đã khẳng định trong lá đu đủ có các hợp chất alkaloid carpaine, carotenoid, flavonoid và một số triterpene Đồng thời, cặn chiết lá đu

đủ đã được chứng minh là có tác dụng gây độc một số dòng tế bào ung thư

1.3 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

1.3.1 Nghiên cứu về thành phần hóa học của lá đu đủ

Cho đến nay, đã có nhiều công bố về thành phần hóa học của lá đu đủ Kết quả phân tích định tính cho thấy trong lá đu đủ ngoài các hợp chất trao đổi sơ cấp còn có các chất: tannin, alkaloid, saponin, glycosid, phytosterol, phenol, flavonoid, steroid, terpenoid,… [74, 99, 104] Alkaloid có khung piperidin, chủ yếu là carpaine, pseudocarpaine, dehydrocarpaine I, dehydrocarpaine II, choline, …[61, 74].Ngoài ra còn có vitamin C, E, nguyên tố khoáng Ca, K, Mg, Zn, Mn, Fe, [28, 74]

H 2 C

C H2 CC

H H H

C H3( C H2)7

O

C = O

N C

N C

H2C

C H 2

C C

H H C H3

H ( C H 2 ) 7

O

C = O

N C

C C H2 C H2C

Hình 1.6: Carpaine Hình 1.7: Pseudocarpaine

Năm 1967, carpaine cũng được phân lập từ lá cây Azima Tetracantha Lam

(Salvadoraceae) bởi Ball và cộng sự [34]

Carpaine được phân lập từ lá cây đu đủ trồng ở Nigeria với hàm lượng 0,01 - 0,015%

so với lá khô và thấp hơn ở Mỹ và châu Á [87, 95]

Năm 1979, Chung – Shih Tang đã phân lập được 2 alkaloid piperideine là dehydrocarpaine I và dehydrocarpaine II từ lá đu đủ [39]

O

O O

O

Hình 1.8: Dehydrocarpaine I Hình 1.9: Dehydrocarpaine II

Năm 2002, David và cộng sự đã xác định được prunasin và sambunigrin trong lá đu

đủ [42].Trong cùng năm đó, Elin S Olafsdottir và cộng sự cũng xác định được prunasin trong lá đu đủ với hàm lượng rất nhỏ, khoảng 0,005% so với khối lượng lá khô [45]

9

Năm 2007, Antonella Canini và cộng sự đã sử dụng kỹ thuật sắc ký khí khối phổ để phân tích các hợp chất phenol trong lá đu đủ trồng tại West Cameroon (Africa) Kết quả đã xác định được các thành phần với khối lượng như sau: mg/g (lá khô): axit caffeic: 0,25;

axit p - coumaric: 0,33; axit protocatechuic: 0,11; kaempferol: 0,03; quercetin: 0,04 và

5,7-dimethoxycoumair: 0,14 Cấu trúc phân tử của một số phenolic trong lá đu đủ như sau [27]

H O O C

O H

O H O

O H

O H

O H O

Hình 1.12: 5,7 - dimethoxycoumair Hình 1.13: Axit protocatechuic Hình 1.14: Axit chlorogenic

Năm 2012, Adlin Afzan và cộng sự đã xác định được 12 hợp chất có trong lá đu đủ, bao gồm [24]

1 alkaloid piperideine là carpaine

2 axit hữu cơ: axit malic, axit quinic

5 dẫn xuất của axit malic: caffeoyl malate, coumaroyl malate (isomer 1), coumaroyl malate (isomer 2), feruloyl malate (isomer 1), feruloyl malate (isomer 2)

4 flavonol glycoside: quercetin-3-O-(2’’,6’’-di-O-rhamnopyranosyl)glucopyranoside (manghaslin), kaempferol-3-O-(2’’,6’’-di-O-rhamnopyranosyl)glucopyranoside (clitorin), quercetin-3-O-rutinoside (rutin), kaempferol-3-O-rutinoside (nicotiflorin)

O H O

Hình 1.15: Axit malic Hình 1.16: Axit quinic

O H

O H

O O

O O

O H

O H

O HO

HO

O HO

O OH

HO

O OH

Hình 1.19: Caffeoyl malate Hình 1.20: ρ-coumaroyl malate Hình 1.21: Feruloyl malate

1.3.2 Nghiên cứu về hoạt tính sinh học của lá đu đủ

Trong y học cổ truyền, các bộ phận khác nhau của đu đủ bao gồm cả lá, vỏ cây, rễ,

mủ, hoa, hạt đều được sử dụng để điều trị một số bệnh Người dân ở Indonesia đã dùng dịch ép lá đu đủ uống chữa rốt rét và những bệnh sốt khác Trong y học dân gian Ấn Độ, quả đu đủ chín làm dễ tiêu, lợi tiểu, trị đầy hơi Nhựa từ quả xanh có tác dụng trị giun sán

Lá được dùng đắp trị đau thần kinh Ở Peru, quả đu đủ băm nhỏ dùng ngoài chữa vết thương, chống nhiễm khuẩn tại chỗ Nước hãm lá uống gây hạ huyết áp, làm dễ tiêu hóa Ở Haiti, nhân dân uống dịch ép quả để trị tăng huyết áp, uống nước ngâm rễ trị viêm niệu đạo, đắp lá nấu chín trị thấp khớp, chấn thương, bong gân [2, 9, 96]

1.3.2.1 Hoạt tính chống ung thư

Các hợp chất từ thực vật có khả năng điều trị, ngăn ngừa ung thư ngày càng được chú ý do chi phí thấp, ít có tác dụng phụ so với việc điều trị bằng hóa chất hay chiếu xạ Lá

và các bộ phận khác của cây đu đủ đã được nhiều dân tộc ở một số nước trên thế giới sử dụng trong việc điều trị bệnh ung thư Bài thuốc được lưu truyền là dùng lá đu đủ sắc lấy nước uống chữa bệnh ung thư Tuy nhiên, chưa có thử nghiệm lâm sàng trên người về việc dùng các bộ phận của cây đu đủ để điều trị bệnh ung thư

Có báo cáo về một người phụ nữ bị bệnh ung thư dạ dày đã di căn đến tuyến tụy Hàng ngày, cô ấy uống khoảng 750 ml nước chiết lá đu đủ (1 lá khô đun với 3000 ml nước cho đến khi cạn còn 750 ml) Uống hai giai đoạn, một giai đoạn khoảng 90 ngày Sau đó

ép quả đu đủ và lycopene tinh khiết đều không ức chế sự phát triển của tế bào ung thư vú MDA-MB-21 Lycopene chiết từ quả đu đủ không ức chế sự tăng sinh của các dòng tế bào khác [96].

Đu đủ có chứa lycopene Lycopene làm tăng cường liên kết thông tin giữa các tế bào Hai cơ chế đã được đề xuất nhằm giải thích cơ chế chống ung thư của lycopene là không oxy hóa và oxy hóa [85]

Quá trình điều hòa miễn dịch của tế bào T, đây được xem là cơ chế ức chế tế bào ung thư vú khi điều trị bằng lycopene trên những con chuột Đây là một cơ chế quan trọng

mà các tế bào trao đổi với nhau giúp cho các chức năng luôn được đảm bảo Nó cũng ngăn ngừa sự phát triển không kiểm soát được của các tế bào ung thư và điều chỉnh chu kỳ phân bào Chu kỳ phân bào của tế bào là tập hợp có trật tự cao của các giai đoạn trong quá trình phân chia tế bào Việc sử dụng lycopene như là một tác nhân chống ung thư để điều tiết chu kỳ phân bào bằng cách ức chế sự tăng trưởng của tế bào bất thường [85]

Những tác động của chất chiết từ qủa đu đủ lên tế bào ung thư vú MCF-7 đã được kiểm tra cùng với các loại quả khác trong nghiên cứu của Garcia-Solis và cộng sự Trong nghiên cứu này, tác giả đã đánh giá tác dụng ức chế tế bào ung thư của các chất chống oxy hóa như β–carotene, polyphenol, flavonoid Trong số 14 loại cây thường sử dụng ở Mexico (bơ, ổi, xoài, lê, nho, cà chua, đu đủ,…) Garcia-Solis đã công bố chỉ có đu đủ là ức chế đáng kể sự phát triển của tế bào ung thư vú Các chất chiết xuất từ quả đu đủ đã có tác dụng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư vú MCF7 ở cả 5 nồng độ thử nghiệm (0,01; 0,5; 1; 2; 4%) trong thời gian 72 giờ Tại nồng độ 2 và 4% đã ức chế 30 và 53% sự sinh trưởng của tế bào ung thư Điều thú vị là, hoạt tính ức chế sự phát triển của tế bào ung thư không tương quan với tổng hàm lượng phenolic hoặc các chất chống oxy hóa chiết từ quả [96]

Ngược lại, Jayakumar và cộng sự lại kết luận rằng trong số 13 loại quả (lựu, thanh long, sầu riêng, nho, táo,…) những loại quả có hàm lượng polyphenol, flavonoid cao hơn thì có tác dụng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư vú MCF7 Trong nghiên cứu này,

12

chất chiết vỏ quả đu đủ bằng etanol đã ức chế sự phát triển của tế bào ung thư và loại bỏ nitric oxit (khoảng 35% nitric oxit đã được loại bỏ ở nồng độ chất chiết 640 µg/ml)[96].Rumiyati và cộng sự đã chứng minh trong lá đu đủ có chứa protein bất hoạt ribosome (RIPs) RIPs có khả năng gây độc tế bào ung thư vú T47D với IC50 = 2,8 μg/ml Đồng thời nghiên cứu này đã chứng minh ảnh hưởng của protein có chứa RIPs lên gen p53 và Bcl-2, ảnh hưởng của các protein đến quá trình phân bào của dòng tế bào ung thư vú T47D Mức

độ biểu hiện của p53 tăng lên đến 59,4% còn protein Bcl-2 giảm xuống còn 63% Các kết quả này cho thấy RIPs có khả năng dẫn đến quá trình tự chết của tế bào ung thư [83]

Năm 2008, Morimoto và cộng sự đã công bố chất chiết bằng nước từ các phần khác nhau của đu đủ có tác dụng ngăn ngừa, tiêu diệt hoặc ức chế nhiều loại tế bào ung thư như:

dạ dày, phổi, tuyến tụy, gan, máu, lymphoma, bệnh bạch cầu, Các tác giả đã thử dịch chiết đu đủ nồng độ 1,25 - 27 mg/ml và sử dụng 3H-thymidine là yếu tố đánh dấu Kết quả, các phần khác nhau của đu đủ (rể, thân, quả) đều có hoạt tính chống ung thư Các tác giả

đã tiến hành sắc ký lọc gel dịch chiết lá đu đủ để chia thành các phân đoạn có trọng lượng khác nhau, sau đó đánh giá hoạt tính chống ung thư của các phân đoạn Họ tìm thấy hai phân đoạn có khả năng ức chế sự phát triển của các dòng tế bào ung thư thử nghiệm, một phân đoạn chứa các phân tử có trọng lượng 1700; 1000; 700 và 300 và phân đoạn còn lại gồm các hợp chất với trọng lượng phân tử 600, 400 và 200 Các hợp chất trong phân đoạn chứa các phân tử có trọng lượng 1700; 1000; 700 và 300 có UV ở bước sóng 260 nm[96] Năm 2010, Otsuki và cộng sự đã nghiên cứu tác dụng chống ung thư của dịch chiết lá

đu đủ bằng nước (nồng độ 0,625-20 µg/ml) với các dòng tế bào ung thư khác nhau, bao gồm các dòng tế bào khối u rắn và tế bào tạo máu Kết quả không có sự khác biệt giữa các dòng tế bào ung thư, điều đó có nghĩa là cơ chế diệt tế bào được thông qua việc kích hoạt quá trình tự chết của tế bào ung thư.Tác giả chứng minh dịch chiết từ lá đu đủ làm tăng hàm lượng các cytokine, hỗ trợ hệ miễn dịch để tấn công vào các tế bào ung thư Bằng cách thúc đẩy sự gia tăng các sản phẩm cytokine dạng Th1 như là IL-12p40, IL-12p70, INF-γ và TNF-α, các cytokine này có khả năng chống lại khối u Sau đó tác giả sử dụng màng lọc để tách thành 2 phần có trọng lượng phân tử khác nhau Các chất có hoạt tính chống ung thư và điều hòa miễn dịch được xác định là nằm ở phần có trọng lượng phân tử nhỏ hơn 1000 [72]

Các nghiên cứu ở điều kiện in vitro về việc dùng đu đủ để ức chế, tiêu diệt tế bào ung thư được tóm tắt trong bảng sau

13

Bảng 1.1: Tác dụng của chất chiết từ đu đủ lên các dòng tế bào ung thư khác nhau

trong điều kiện in vitro [85, 96]

Dòng tế bào ung thư Phương pháp xử lý Kết quả

- Tế bào ung thư vú

- Lycopene chiết từ quả đu

Tế bào ung thư vú MCF-7

xử lý với sodium

nitroprusside, oxit nitric

Dịch chiết ethanol vỏ quả

đu đủ (50-640 µg/ml)

Ức chế sự phát triển của tế bào ung thư vú MCF-7

Tế bào ung thư vú T47D Phân mảnh protein RIPs

phân lập từ lá

- Các phân mảnh protein gây độc tế bào (IC50=2,8 mg/ml)

- Kích hoạt quá trình tự chết với biểu hiện của p53 (tăng 59,4%) và BCl-2 (giảm 63%)

- Tế bào ung thư dạ dày

- Ung thư tuyến tụy

- Ung thư buồng trứng

Dịch chiết nước của lá đu

đủ (1,25-27 mg/ml)

Tác dụng chống ung thư, nồng độ tác dụng phụ thuộc vào từng dòng tế bào ung thư và ngăn chặn sự tổng

- Ung thư gan HepG2,

- Ung thư phổi PC14

- Ung thư tuyến tụy

- Ung thư biểu mô H2452

Dịch chiết nước lá đu đủ làm giảm cytokine IL-2 và IL-4, trong khi đó lại làm tăng cytokine Th1 như là IL-12p40, IL-12p70, INF-γ

và TNF-α

Các nhà khoa học tại Nhật Bản đã làm rõ cơ chế hoạt động của một benzyl isothiocyanate tìm thấy trong đu đủ Benzyl isothiocyanate tác động vào quá trình phân bào và kích hoạt quá trình tự chết của tế bào ung thư Khi các tế bào ung thư chết theo chương trình, chúng không còn khả năng gây bệnh [85, 96]

Hợp chất benzyl glucosinolate đã ức chế mạnh tế bào ung thư phổi H69 với IC50 = 6,5 µmol/lít Điều này đã được Ze-You Li và cộng sự chứng minh năm 2012 [105]

O

O S

O O

O - N

Hình 1.22: Benzyl isothiocyanate Hình 1.23: Benzyl glucosinolate

Bảng số liệu sau đây tóm tắt các kết quả nghiên cứu về hoạt tính chống ung thư, cơ chế tác dụng của ba nhóm chất glucosinolate, phenolic và carotenoid đã được tìm thấy trong các phần khác nhau của cây đu đủ [96]

Bảng 1.2: Hoạt tính chống ung thư của glucosinolate, phenolic và carotenoid trong đu đủ [96]

Các hợp chất đã được

chiết tách

Hoạt tính chống ung thư của các hợp

chất tinh khiết

Nghiên cứu in vivo trên chuột, các hợp

chất này đã có tác dụng ức chế: ung thư ruột, ung thư gan, ung thư phổi đã di căn,

ung thư tuyến tụy

- Benzyl glucosinolate: 4 µmol/g hạt, 0,04

µmol/g thịt quả, 2 µmol/g vỏ

- Benzyl isothiocyanate (giảm trong vỏ và

tăng trong thịt quả suốt thời gian phát triển)

Ung thư bàng quang, ung thư vú

Nghiên cứu in vitro trên: ung thư vú

MDA-MB-231, ung thư vú MCF7, ung thư ruột kết HCT-116, ung thư tiền liệt

tuyến

Glucosinolate tổng số: 18,7 ±0,8 µmol/g

hạt

Benzyl glucosinolate: 6-8 µmol/g hạt,

0,4-0,6 µmol/g thịt quả (quả non)

- Ung thư máu HL-60

- Ung thư tuyến tụy

- Ung thư xương sarcoma U-2

- Ung thư dạ dày AGS

- Ung thư ruột kết HT29 Benzyl isothiocyanate:

Nghiên cứu in vivo trên chuột có tác dụng

ức chế: ung thư gan, ung thư biểu mô, ung

Trong vỏ ở 4 độ chín khác nhau (phenolic

giảm trong quá trình chín)

Nghiên cứu in vitro có tác dụng ức chế:

ung thư phổi, ung thư tiền liệt tuyến, ung thư dòng tế bào monocytic U937, ung thư tuyến tụy T98G

- Ức chế sự tăng sinh tế bào

- Cảm ứng biểu hiện gen ức chế khối u

- Tăng cường chức năng miễn dịch

- Ức chế enzyme ở pha I và II trong chu

Nhóm chất: Carotenoid

Quả xanh trưởng thành:

Lycopene: 1,5 - 12 µg/g

Nghiên cứu in vivo trên cơ thể người có

tác dụng phòng ung thư phổi, ung thư tiền

Nghiên cứu in vivo trên chuột có tác dụng

ức chế: ung thư da, ung thư phổi, ung thư

vú, ung thư ruột kết, ung thư tiền liệt tuyến, ung thư dạ dày, ung thư gan

Nghiên cứu in vitro có tác dụng ức chế:

ung thư ruột kết HuCC, ung thư bạch cầu EHEB, tế bào lympho nguyên bào, ung thư gan, ung thư biểu mô, ung thư tiền liệt tuyến, ung thư ruột kết

Quả:

Carotenoid tổng số: 3,4 mg/100g

β-carotene: 0,38 mg/100g

Lycopene: 2,07 mg/100g

Có tác dụng ức chế: ung thư phổi, ung thư

vú MCF7, ung thư phổi dòng A549

- Điều hòa miễn dịch

- Ức chế enzyme ở pha I và II trong chu

kỳ phân bào

- Cảm ứng quá trình phân chia tế bào

ở pha I và II trong chu kỳ phân bào, ức chế sự kết dính tế bào và xâm lấn, ức chế sự truyền tín hiệu và điều hòa miễn dịch,…

1.3.2.2 Hoạt tính chống oxy hóa

Gốc tự do được tạo ra trong cơ thể bằng nhiều cách khác nhau Nó có thể là sản phẩm của những căng thẳng thần kinh, mệt mỏi, ô nhiễm môi trường, thuốc lá, dược phẩm, tia phóng xạ,…Theo các nhà khoa học thì gốc tự do có thể là nguyên nhân gây ra trên 60 loại bệnh trong đó có bệnh ung thư Một số hợp chất tự nhiên có tác dụng chống oxy hóa như polyphenol, flavonoid, carotenoid,…chúng có khả năng loại bỏ gốc tự do Một số hợp chất khác lại có khả năng kích thích các enzyme chống oxy hóa như: enzyme peroxydase, enzyme catalase, enzyme enreductase

Srikanth dùng nước để chiết các chất có trong lá đu đủ Chất chiết thu được đem thử hoạt tính chống oxy hóa bằng các phương pháp khác nhau như: DPPH, 2,2-azinobis-(3-ethyl benzothiazoline-6-sulphonate), axit nitric, superoxit, hydroxylion và lipid peroxidase Giá trị IC50 tương ứng của các phương pháp là: 198, 185, 244, 323, 461 và 922 µg/ml [88]

Năm 2013, Vuong và cộng sự đã tối ưu hóa được điều kiện chiết phenol tổng số trong lá đu đủ bằng dung môi nước Bột chiết phenol tổng số thô đem so sánh hoạt tính chống oxy hóa với butylate hydroxytoluen, vitamin C, vitamin E và epigallocatechin gallate Kết quả, bột chiết phenol tổng số thô từ lá đu đủ có hoạt tính chống oxy hóa thấp hơn butylate hydroxytoluen, vitamin C, vitamin E và epigallocatechin gallate [78]

19

Năm 2008, Ayoola và các cộng sự đã chứng minh chất chiết lá đu đủ bằng ethanol

có hoạt tính chống oxy hóa Nồng độ chất chiết cần có để ức chế 50% gốc tự do DPPH

IC50 là 0,58 mg/ml, trong khi đó vitamin C có IC50 là 0,054 mg/ml [32]

Năm 2013, một nghiên cứu đã được tiến hành để so sánh hoạt tính chống oxy hóa

từ các bộ phận khác nhau của cây đu đủ bao gồm: quả chín, quả xanh, hạt và lá non Hai tác nhân được sử dụng để đánh giá là DPPH và β - carotene Kết quả cho thấy hoạt tính chống oxy hóa giảm dần theo thứ tự: lá non →quả xanh → quả chín → hạt Tuy nhiên, các hoạt chất có tác dụng chống oxy hóa còn chưa được phân lập [63]

Năm 2011, Aysun và cộng sự đã chứng minh các giống đu đủ khác nhau có tổng hàm lượng phenol khác nhau và hoạt tính chống oxy hóa cũng khác nhau Có mối quan hệ

tỷ lệ thuận giữa khả năng chống oxy hóa và tổng hàm lượng phenol trong lá đu đủ Điều đó chứng tỏ rằng các chất phenol gây ra hoạt tính chống oxy hoá [33]

Như vậy, kết quả các nghiên cứu khẳng định lá đu đủ chứa các chất có hoạt tính chống oxy hóa Tuy nhiên, các nghiên cứu này chủ yếu dừng lại ở chất chiết thô hoặc nhóm chất, nghiên cứu về hoạt tính chống oxy hóa của các hợp chất tinh khiết chiết tách từ

lá đu đủ còn rất hạn chế

1.3.2.3 Hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm

Lá đu đủ có tính kháng khuẩn tốt, điều này được chứng minh bởi Elisa Friska Romasi

và cộng sự Lá đu đủ được ngâm chiết với 3 loại dung môi ethanol, ethyl acetate và hexan Các chất chiết đem thử hoạt tính kháng 4 chủng vi khuẩn, đồng thời quan sát ảnh hưởng của pH, NaCl và nhiệt độ đến hoạt tính kháng khuẩn Kết quả cho thấy, chất chiết

n-bằng ethyl acetate ức chế cả 4 chủng Bacillus stearothermophilus, Listeria monocytogenes, Pseudomonas sp và Escherichia coli Tác dụng kháng khuẩn bị ảnh hưởng bởi pH và nhiệt

độ, có tác dụng tốt hơn ở pH thấp NaCl có ảnh hưởng tới khả năng kháng vi khuẩn

Bacillus stearothermophilus và Escherichia coli, với hai chủng vi khuẩn còn lại không bị

ảnh hưởng Chất chiết ức chế bào tử Bacillus stearothermophilus rất tốt [45]

Cao lá đu đủ có tác dụng kháng khuẩn đối với Typhimurium mentagrophytes, T rubrum và Staphylococcus aureus Cao chiết từ vỏ và hạt có tác dụng kháng khuẩn đối với Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa và Shigella flexneri Benzyl isothiocyanate phân lập từ đu đủ, ức chế sự phát triển của nhiều

loại vi khuẩn gram dương, gram âm như Escherichia coli, Penicillium notatum và Shigella

Rễ đu đủ có tác dụng kháng khuẩn yếu [2]

Chất chiết bằng ethanol 95% của lá và thân đu đủ được thử nghiệm hoạt tính kháng

vi khuẩn gram âm và gram dương tại nồng độ 5 và 10 mg/ml Kết quả chất chiết từ lá có khả năng kháng khuẩn tốt hơn chất chiết từ thân Nồng độ ức chế tối thiểu của lá 1250 –

5000 μg/l, của thân 1250 – 10000 μg/l [79]

Năm 2011, Pedro và cộng sự đã thử hoạt tính kháng nấm của dịch chiết lá và hạt đu

đủ bằng cồn ethanol Kết quả, dịch chiết từ lá ức chế mạnh các chủng nấm thử nghiệm

Nồng độ ức chế tối thiểu MIC là 0,625 mg/ml đối với Fusarium spp và > 10 mg/ml đối với Colletotrichum gloeosporioides [75]

Năm 2013, Okunola và cộng sự đã dùng nước, ethanol, acetone chiết lá đu đủ tươi và khô Nồng độ dịch chiết thử nghiệm là 25; 50; 100 μg/ml trên cả vi khuẩn và nấm Các dịch chiết đều có hoạt tính kháng với vi khuẩn gram dương và gram âm Dịch chiết ethanol, acetone có hoạt tính mạnh hơn so với dịch chiết nước Dịch chiết từ lá khô có tác dụng mạnh với vi khuẩn gram dương và gram âm Trong khi đó, dịch chiết từ lá tươi chỉ có tác dụng mạnh với vi khuẩn gram âm Dịch chiết từ lá khô còn có khả năng kháng một số loại vi khuẩn mà thuốc kháng sinh đã không thể ức chế, đồng thời hoạt tính kháng khuẩn mạnh hơn hoạt tính kháng nấm [73]

Lá đu đủ được chiết bằng các dung môi: ethanol, methanol, ethyl acetate, acetone, chlorofom, ete dầu hỏa, n-hexan và nước nóng Các dịch chiết dùng thử hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm Kết quả, tất cả các dịch chiết đều có hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm

Trong đó, dịch chiết chlorofom có hoạt tính kháng vi khuẩn Micrococcus luteus mạnh nhất

và dịch chiết acetone có hoạt tính kháng nấm Candida albicans mạnh nhất[36]

Năm 2012, Moses Alo và cộng sự đã chứng minh dịch chiết lá đu đủ bằng nước lạnh

và ethanol đều có hoạt tính ức chế vi khuẩn Salmonella typhi [66]

Các nhà khoa học ở Ấn Độ đã ngâm chiết lá và thân đu đủ bằng ethanol, ethyl acetate rồi tiến hành thử hoạt tính kháng vi khuẩn gram dương và gram âm Kết quả, dịch chiết ức chế vi khuẩn gram âm tốt hơn gram dương Nồng độ ức chế tối thiểu của dịch chiết là 50-

200 mg/ml Phân tích sơ bộ cho thấy dịch chiết chứa alkaloid, tanin, saponin và phenol [69]

Không chỉ lá đu đủ có hoạt tính kháng khuẩn mà rễ đu đủ cũng được một số tác giả chứng minh là có hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm [22, 44, 76]

Như vậy, kết quả các nghiên cứu khẳng định lá đu đủ chứa các chất có tác dụng ức chế sự phát triển của vi khuẩn và nấm Tuy nhiên, các nghiên cứu này mới chỉ dừng lại ở chất chiết thô, chưa có nghiên cứu về hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm của các hợp chất tinh khiết chiết tách từ lá đu đủ

Các con chuột thí nghiệm được gây viêm Chất chiết lá đu đủ bằng nước được sử dụng để chống viêm và giảm đau Kết quả cho thấy chất chiết với liều lượng sử dụng 100

và 200 mg/kg trọng lượng cơ thể đã làm giảm nhẹ các khối viêm Đồng thời có tác dụng giảm đau rõ rệt Kết quả này vừa được các nhà khoa học Nigeria công bố năm 2013 [23] Năm 2011, các tác giả ở Malaysia đã cho chuột uống chất chiết từ lá đu đủ với liều lượng 2000mg/kg thể trọng, uống một liều duy nhất, theo dõi trong 14 ngày Kết quả,

22

chuột không bị chết, không làm thay đổi trọng lượng cơ thể Các cơ quan nội tạng bình thường Ngoài chất béo trung tính, các thông số sinh hóa khác không thay đổi so với nhóm đối chứng [54]

Năm 2012, Adlin và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu độc tính cấp của lá đu đủ trên chuột Tác giả đã cho chuột uống 0,01; 0,14; 2 g/kg thể trọng, liều lặp lại trong 28 ngày Kết quả, chất chiết không làm chuột chết, trọng lượng cơ thể, lượng thức ăn, nước uống không thay đổi Các thông số huyết học giữa nhóm thí nghiệm và nhóm đối chứng không

có sự khác biệt Kiểm tra mô bệnh học của tất cả các cơ quan nội tạng không có sự thay đổi [24]

Năm 2011, Nisar và cộng sự đã sử dụng chất chiết lá đu đủ bằng nước để điều trị cho bệnh nhân sốt xuất huyết Kết quả cho thấy lá đu đủ chiết bằng nước có khả năng chống lại bệnh sốt xuất huyết [70]

Năm 2013, Swati Patil và cộng sự đã công bố chất chiết lá đu đủ bằng nước làm tăng

số lượng tiểu cầu và làm giảm thời gian đông máu ở chuột [93]

1.4 Sơ lược về nhóm alkaloid

Alkaloid là nhóm hợp chất tự nhiên hiện diện khá nhiều trong các họ thực vật với cấu trúc hóa học và hoạt tính sinh học rất đa dạng [12] Alkaloid là những hợp chất hữu cơ có chứa nitơ, đa số có nhân dị vòng, có phản ứng kiềm, thường gặp trong thực vật và đôi khi

có trong động vật, thường có dược lực mạnh và phản ứng hóa học với một số thuốc thử gọi

là thuốc thử chung của alkaloid [8]

1.4.1 Phân bố trong thiên nhiên [8]

Ngày nay đã biết khoảng trên 16000 alkaloid từ hơn 5000 loài, hầu hết ở thực vật bậc

cao chiếm khoảng 15 - 20% tổng số các loại cây, tập trung ở một số họ: Apocynaceae (họ Trúc đào) có gần 800 alkaloid, Papaveraceae (họ Thuốc phiện) có gần 400 alkaloid, Fabaceae (họ Đậu) có gần 350 alkaloid,…

Ở động vật, các nhà khoa học cũng đã tìm thấy alkaloid và số lượng ngày càng nhiều hơn Ví dụ: alkaloid samandarin, samandaridin, samanin có trong tuyến da của loài kỳ

nhông Salamandra maculosa và Salamandra altra

Trong cây, alkaloid thường tập trung ở một số bộ phận nhất định Ví dụ: alkaloid tập trung ở hạt như mã tiền, cà phê, tỏi độc,… Alkaloid tập trung ở quả như ớt, hồ tiêu, thuốc phiện,… Alkaloid tập trung ở lá như benladon, coca, thuốc lá, chè,…

23

Rất ít trường hợp trong cây chỉ có một alkaloid duy nhất mà thường có hỗn hợp nhiều alkaloid, trong đó alkaloid có hàm lượng cao được gọi là alkaloid chính, còn những alkaloid khác có hàm lượng thấp hơn thường được gọi là alkaloid phụ Những alkaloid trong cùng một cây thường có cấu tạo tương tự nhau nghĩa là chúng có cùng nhân cơ bản chung Ví dụ: isopelletierin và metylisopelletierin trong vỏ lựu đều có nhân piperidin Hàm lượng alkaloid trong cây thường rất thấp, trừ một số trường hợp như cây canhkina hàm lượng alkaloid đạt 6 - 10%, trong nhựa thuốc phiện 20 - 30% Một dược liệu chứa 1 - 3% alkaloid đã được coi là có hàm lượng alkaloid khá cao

Hàm lượng alkaloid trong cây phụ thuộc vào nhiều yếu tố như khí hậu, ánh sáng, chất đất, phân bón, giống cây, bộ phận thu hái, thời kỳ thu hái,…

Trong cây, alkaloid ít khi ở trạng thái tự do (alkaloid base), mà thường ở dạng muối của các axit hữu cơ như citrat, tactrat, malat, oxalat, axetat,…tan trong dịch bào Ở một số cây alkaloid kết hợp với tanin hoặc kết hợp với axit đặc biệt của chính cây đó như axit meconin trong thuốc phiện, axit tropic trong một số cây họ cà, axit aconitic có trong cây ô đầu,… Có một số ít trường hợp alkaloid kết hợp với đường tạo ra dạng glycoalkaloid như

solasonin và solamacgin trong cây cà lá xẻ (Solanum lacinniatum)

1.4.2 Cấu tạo hóa học và phân loại alkaloid [8, 12]

Alkaloid là những base bậc 1, bậc 2, bậc 3, đôi khi là các alkaloid có nitơ bậc 4 Hầu hết alkaloid có nitơ tham gia vào nhân dị vòng, nhưng cũng có alkaloid mà nitơ ở ngoài vòng Alkaloid thường được phân loại tùy theo cấu trúc của nhân

1.4.2.1 Alkaloid không có nhân dị vòng

Những alkaloid thuộc nhóm này có nitơ nằm ngoài mạch thẳng, còn gọi là

“protoalkaloid” Ví dụ capsaicin trong ớt, mescalin (C11H17NO3) trong cây Lophophora williamsii, ephedrin (C10H15NO) trong ma hoàng, colchicin (C22H23NO6) trong hạt tỏi độc

1.4.2.2 Alkaloid có nhân dị vòng

Các alkaloid loại này có thể có một vòng hay nhiều vòng Chia nhóm này thành nhiều nhóm khác nhau, một số nhóm chính như sau: dẫn xuất của nhân pyrrol hoặc pyrrolidin; dẫn xuất của nhân pyridin hoặc piperidin; dẫn xuất của nhân tropan (= piperidin + N - metyl pyrrolidin); những alkaloid là dẫn xuất của nhân quinolin; những alkaloid là dẫn xuất của nhân isoquinolin; những alkaloid là dẫn xuất của nhân quinolizidin (hay octahydropyridocolin = norlupinan); những alkaloid là dẫn xuất của nhân indol; dẫn xuất

24

của nhân imidazol; những alkaloid là dẫn xuất của nhân Purin (= imidazol + pyrimidin), dẫn xuất của nhân quinazolin; những alkaloid là dẫn xuất của nhân acridin, dẫn xuất của nhân pyrrolizidin

1.4.2.3 Alkaloid có nhân sterol

Các alkaloid steroid có một khung cyclopentanoperhydrophenantren và có 1 hoặc 2 nitơ trong mạch nhánh đã đóng vòng ở vị trí C - 17 hoặc ở vị trí C - 3 Chúng là dẫn chất của dãy cholestan (khung có 27C) hoặc là dẫn chất của dãy pregnan (khung có 21 hiếm có

22 hoặc 23C) Hiện nay có trên 100 alkaloid steroid có cấu trúc khác nhau, chúng thường tập trung ở họ cà, họ hành, hò trúc đào, họ hoàng dương,…

1.4.2.4 Alkaloid có cấu trúc terpene

Hiện nay, thấy rất ít alkaloid có cấu tạo monoterpene và sesquiterpene Cấu tạo diterpene có nhiều hơn nhóm mono và sesquiterpene

1.4.3 Tính chất chung của alkaloid

1.4.3.1 Tính chất vật lý [8, 12]

- Phần lớn alkaloid trong thiên nhiên công thức cấu tạo có oxy, nghĩa là trong công thức có C, H, N, O, những alkaloid này thường ở thể rắn ở nhiệt độ thường Những alkaloid thành phần cấu tạo không có oxy thường ở thể lỏng Các alkaloid ở thể rắn thường kết tinh được và có điểm chảy rõ ràng

- Mùi vị: đa số alkaloid không có mùi, có vị đắng và một số ít có vị cay

- Màu sắc: hầu hết các alkaloid đều không màu trừ một số ít có màu vàng

- Độ tan: nói chung các alkaloid base không tan trong nước, dễ tan trong các dung môi hữu cơ như methanol, ethanol, ether, chloroform, benzen,…Trái lại các muối alkaloid thì dễ tan trong nước, hầu như không tan trong các dung môi hữu cơ ít phân cực

- Năng suất quay cực: phần lớn alkaloid có khả năng quay cực

1.4.3.2 Tính chất hóa học [8, 12]

- Hầu như alkaloid đều có tính base yếu, song cũng có chất có tác dụng như base mạnh có khả năng làm xanh giấy quỳ như nicotin Cũng có chất có tính base rất yếu như cafein, piperin,… Một số trường hợp ngoại lệ có những alkaloid không có phản ứng kiềm như colchicin, ricinin, theobromin và cá biệt có chất có phản ứng axit yếu như arecaidin, guvacin

25

Do có tính base yếu nên có thể giải phóng alkaloid ra khỏi muối của nó bằng những kiềm trung bình và mạnh như NH4OH, MgO, carbonat kiềm, NaOH,…

Tác dụng với các axit tạo ra các muối tương ứng

Alkaloid kết hợp với kim loại nặng (Hg, Bi, Pt,…) tạo ra muối phức

Các alkaloid cho phản ứng với một số thuốc thử chung của alkaloid

1.4.3.3 Hoạt tính sinh học của alkaloid [7, 8]

Alkaloid là những chất có hoạt tính sinh học quan trọng, có nhiều chất rất độc Tác dụng lên hệ thần kinh trung ương: nhiều alkaloid có tác dụng trên hệ thần kinh trung ương gây ức chế như morphin, codein, scopolamin, reserpin hoặc gây kích thích như strychnin, cafein, lobelin,…

Tác dụng lên hệ thần kinh giao cảm: nhiều alkaloid tác dụng lên hệ thần kinh giao cảm gây kích thích: ephedrin, hordenin, làm liệt giao cảm: ergotamin, yohimbin hoặc kích thích phó giao cảm: pilocarpin, eserin

Tác dụng với huyết áp: có alkaloid làm tăng huyết áp (aphedrine, hydrastine), có chất làm hạ huyết áp (yohimbine, alkaloid của cây ba gạc)

Tác dụng lên tim: một số ít có tác dụng lên tim như ajmalin, quinidin và α - fagarin được dùng làm thuốc chữa loạn nhịp tim

Tác dụng lên vi khuẩn, ký sinh trùng: có alkaloid diệt ký sinh trùng: quinine độc đối với ký sinh trùng sốt rét, emetine và conessine độc đối với amip dùng để chữa lỵ

Tác dụng chống ung thư: nhiều alkaloid đã được chiết xuất từ thực vật để làm thuốc chữa ung thư rất hiệu quả, ví dụ: vinblastine, vincristine, colchamine, ellipticine,…

Vinblastin (tên gọi ngắn của vincaleucoblastin) được chiết xuất từ cây dừa cạn Là thuốc thiết yếu điều trị ung thư vú, ung thư phổi, ưng thu tử cung,…[7].Vincristin (tên gọi ngắn của vincaleucocristin) được chiết xuất từ cây dừa cạn Dùng điều trị bệnh bạch cầu lympho, u tủy cấp tính ở trẻ em,…[7].Cepharanthin là một alkaloid được tách chiết từ rễ

củ loài Bình Vôi hoa đầu (Stephania cepharanthan Hayata) đang được chú ý Những thử

nghiệm cho thấy, cepharanthin có tác dụng trị lao, kích thích hệ miễn dịch, làm tăng tác dụng của thuốc chống ung thư, ức chế virut gây suy giảm hệ miễn dịch ở người (HIV) [7]

1.4.4 Các alkaloid có trong lá đu đủ

Lá đu đủ có chứa các alkaloid: carpaine, pseudocarpaine, dehydrocarpaine I, dehydrocarpaine II và choline Ngoài ra còn có một số alkaloid khác (nicotin, cotinin, myosmin) ở mức độ vi lượng [2, 61]

26

Carpaine là một alkaloid chính trong loài đu đủ Carica papaya Linn, được tìm thấy

hầu hết trong các phần của cây và trong hạt Carpaine được tìm thấy trong lá đu đủ với nồng độ khá cao Hàm lượng carpaine trong lá đu đủ trồng ở Nigerian là 0,01 - 0,015% so với khối lượng lá khô và lên đến 0,2% ở Malayan Tuy nhiên, Tang (1978) đã phân lập được alkaloid dehydrocarpaine I và II từ lá đu đủ ở Havaii với hàm lượng cao hơn carpaine Điều đó chứng tỏ hàm lượng carpaine khác nhau giữa các loài đu đủ, độ già của

lá và điều kiện trồng trọt, các phần khác nhau của cây [87, 95] Nó cũng được tìm thấy trong các giống đu đủ cùng loài như Caricaceae, Vasconcellosia và Apocynaceae Trong lá

đu đủ Carica papaya trồng ở Nigerian cũng được tìm thấy một lượng lớn alkaloid choline

Hàm lượng choline cao hơn cả carpaine, khoảng 0,02% so với khối lượng lá khô [87, 95]

Bảng 1.3: Tính chất hoá học của carpaine và dẫn xuất của carpaine trong lá đu đủ Carica papaya

[87, 95]

phân tử

Khối lượng phân tử

Hình dạng vật lý

Điểm nóng chảy ( 0 C )

Alkaloid carpaine có một số tính chất dược lý như sau: Theo báo cáo, carpaine

hoàn toàn có tính chất giống digitalis (lá Mao Địa Hoàng) và Emetine (C28H50N2O4) nhưng không có các tác dụng phụ (Burdick, 1971) Tuffley và Williams đã phát hiện carpaine làm giảm huyết áp, làm giảm nhu động ruột Nó cũng gây ra giản tử cung và giãn phế quản Van Ryn (1987) đã báo cáo rằng carpaine và pseudocarpaine làm giảm nhịp tim

27

và suy yếu cơ bắp Nghiên cứu dịch chiết lá đu đủ với cồn đã cho thấy nó có tác dụng như thuốc an thần và làm giản cơ chính (Gupta, 1990) Carpaine được chứng minh là thuốc giãn mạch ngoại vi và có thể làm giảm huyết áp ở động vật To và Kyu (1934) đã có báo cáo carpaine có thể làm thuốc điều trị a-mip rất tốt Ramas wany và Srusi (1960) đã chứng minh nó ức chế vi khuẩn gây bệnh lao phổi Ngoài ra carpaine cũng đã được báo cáo là có hoạt tính chống chảy máu [87, 95]

1.5 Quá trình caspase [58, 89, 102, 106]

1.5.1 Khái niệm caspase

Caspase viết tắt của aspartic protease (enzyme protease dạng aspartic ) hay cysteine-dependent aspartate-directed protease (enzyme protease phụ thuộc

cysteine-vào cysteine và dẫn hướng bởi aspartic) là một họ của protease cysteine đóng vai trò quan trọng trong quá trình tự chết của tế bào, hoại tử và sưng viêm

Caspase có vai trò rất quan trọng đối với việc tự chết của tế bào, một dạng chết tế bào được lập trình, trong giai đoạn sinh trưởng và phát triển cũng như trong phần lớn các giai đoạn sống của một cá thể trưởng thành và được gọi là "kẻ hành quyết" các tế bào Một

số caspase cũng tham gia vào hoạt động của hệ miễn dịch trong quá trình trưởng thành của lympho bào Quá trình tự chết của tế bào bị sai lệch là một trong những nhân tố chính gây

ra sự phát triển của khối u và gây ra các bệnh tự miễn dịch

1.5.2 Phân loại caspase

Caspase dùng trong phản ứng sưng viêm CASP1 (ICE), 4 và 5

Nhiều nghiên cứu cho thấy họ enzyme caspase đóng vai trò trung tâm trong việc truyền tín hiệu apoptosis Cho đến nay đã có 15 loại caspase được chia thành 2 nhóm chính

là caspase gây viêm và caspase liên quan đến apoptosis (bao gồm caspase 2, 3, 6, 7, 8, 9,

10, 15) Trong đó caspase 3, 7 tham gia vào quá trình caspase cắt các protein khác trong tế bào, mở đầu cho quá trình apoptosis Các caspase này sẽ thực hiện quá trình chết tế bào theo chu trình apoptosis Việc xác định khả năng kích hoạt enzyme caspase có thể cho ta

biết cơ chế tác động của một số hoạt chất có tiềm năng điều trị ung thư