Nghiên cứu một số đặc tính sinh dược học của dịch chiết từ cây rau muống (Ipomoea aquatica forsk.)

1 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hiện tốc độ phát triển kinh tế ngày mạnh, đời sống vật chất tinh thần ngày tăng cao, kéo theo phát triển nhanh số loại bệnh có tác động xấu đến chất lượng sống người Trong số có tình trạng thừa cân, BP ĐTĐ Béo phì tình trạng tích lũy mỡ q mức khơng bình thường vùng thể hay toàn thân đến mức ảnh hưởng đến sức khỏe như: bệnh tim mạch, tăng huyết áp, rối loạn lipid máu, tiểu đường, đột quỵ, giảm khả sinh sản, giảm chức hô hấp, tăng viêm xương, khớp, ung thư, bệnh đường tiêu hóa, ….[16] Đái tháo đường (Diabetes mellitus) bệnh rối loạn chuyển hóa có mức tăng nhanh chóng thời gian gần số lượng chi phí điều trị, ngày trở thành gánh nặng kinh tế xã hội nhiều quốc gia giới Đái tháo đường với biểu chung tăng glucose huyết tế bào β đảo tụy Langerhan bị phá hủy khả sản xuất insulin (ĐTĐ typ I) rối loạn trao đổi lipid-glucid dẫn đến đối kháng insulin (ĐTĐ typ II) [1] Bệnh đái tháo đường BP có quan hệ chặt chẽ, ĐTĐ hậu BP (Obesity) thừa cân mức [24] Y học đại cho đời nhiều loại thuốc chữa ĐTĐ hiệu insulin, biguanid… Tuy nhiên loại thuốc có nhiều tác dụng phụ chi phí điều trị đắt đỏ Chính thế, WHO khuyến cáo nghiên cứu phát triển loại thuốc có nguồn gốc từ thảo dược, với ưu điểm nguồn dược liệu sẵn có, dễ sử dụng, giá thành rẻ, tác dụng phụ, dễ cộng đồng chấp nhận, đặc biệt nước phát triển phát triển Thực tế có nhiều loại thảo dược có khả hỗ trợ điều trị bệnh BP ĐTĐ Trong rau muống, thực phẩm quen thuộc nhiều quốc gia giới nghiên cứu chứng tỏ khả điều trị ĐTĐ tốt Điển hình nghiên cứu Trung Hoa, Vienna (Áo), Viện Đại Học North Carolina State University [6]… Ở nước ta, nghiên cứu dược liệu điều trị bệnh ĐTĐ BP khoảng năm trở lại [15], [16], [18], đáng ý trung tâm lớn: Đại học Y Hà Nội, Đại học Dược Hà Nội, Đại học Quốc Gia Hà Nội Viện Dược Liệu Trung Ương Các nhà nghiên cứu Việt Nam chứng minh tác dụng hạ đường huyết nhiều dược liệu, có vị thuốc cổ truyền lâu đời Mướp đắng, Thổ phục linh, thuốc hoàn tồn phân bố nhiều Việt Nam Khơng dừng nghiên cứu sàng lọc tác dụng chất hoạt tính từ thực vật động vật thí nghiệm, nhiều nghiên cứu bước đầu vào tách, tinh chế thành phần hoạt chất từ dược liệu có tác dụng chữa bệnh ĐTĐ Gần đây, nghiên cứu bước đầu cho thấy số hoạt chất phân đoạn dịch chiết vài loài thực vật thuộc họ chua me (Oxali daceae), Tử vi (Lythra ceae), họ Cam chanh (Rutaceae) có chất lượng cao điều trị bệnh BP ĐTĐ Ở Việt Nam rau muống biết đến việc chữa số bệnh giải nhiệt, giải độc, thông máu bổ máu, lợi tiểu, nhuận trường …trị chứng đau dày, xuất huyết, máu cam… [7] Tuy nhiên việc nghiên cứu đặc tính hóa sinh, y dược hoạt chất thiên nhiên từ đối tượng chưa nghiên cứu cách thỏa đáng Chính tiến hành đề tài: “Nghiên cứu số đặc tính sinh dược học dịch chiết từ rau muống (Ipomoea aquatica Forsk.)” Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu tách chiết số đặc tính sinh dược học dịch chiết từ rau muống (Ipomoea aquatica Forsk.) Nội dung nghiên cứu - Tạo mơ hình chuột BP gây ĐTĐ - Đánh giá tác dụng hạ glucose huyết số phân đoạn dịch chiết từ rau muống (Ipomoea aquatica Forsk.) mơ hình chuột gây ĐTĐ STZ - Đánh giá khả ổn định rối loạn trao đổi glucid-lipid số phân đoạn dịch chiết từ rau muống (Ipomoea aquatica Forsk.) chuột ĐTĐ thực nghiệm Đóng góp đề tài Cung cấp số dẫn liệu khoa học thành phần hóa học, hàm lượng nhóm hợp chất hữu cơ, khả chống BP phân đoạn dịch chiết từ rau muống (Ipomoea aquatica Forsk.) Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Hợp chất thứ sinh thực vật Ở thực vật, protein, saccarid, lipid, vitamin, có chất khác có vai trò quan trọng trao đổi chất gọi chất thực vật thứ sinh (plant secondary metabolites) Căn vào tính chất hóa học, hợp chất thực vật thứ sinh chia thành số nhóm như: nhóm phenolic, nhóm terpen nhóm alkaloid 1.1.1 Hợp chất phenolic Dựa vào thành phần cấu trúc người ta chia hợp chất phenolic thành nhóm nhỏ [25] Nhóm hợp chất phenolic đơn giản: Trong phân tử có vòng benzene vài nhóm hydroxyl Tùy thuộc vào số lượng nhóm OH mà chúng gọi monophenol (phenol), diphenol (pyrocatechin, hydroquynone), triphenol (pyrogalol, oxyhydroquynol…) Nhóm hợp chất phenolic phức tạp: Trong thành phần cấu trúc phân tử chúng ngồi vòng thơm benzene (C6) chúng có dị vòng, mạch nhánh Đại diện nhóm có axid cyamic, axid ceramic Nhóm hợp chất phenolic đa vòng: Là nhóm đa dạng hợp chất phenol, có cấu trúc phức tạp liên kết trùng hợp đơn phân Ngoài gốc phenol có nhóm phụ dị vòng mạch nhánh đa vòng Nhóm có flavonoid, tannin coumarin 1.1.1.1 Flavonoid thực vật Flavonoid nhóm hợp chất tự nhiên lớn thường gặp thực vật, phần lớn có màu vàng Flavonoids chuỗi polyphenolic gồm có 15 nguyên tử cacbon hai vòng benzen liên kết đường thẳng có cacbon Flavonoid gồm vòng thơm vòng pyran *Hoạt tính sinh học flavonoid Tác dụng chống oxy hóa (antioxidant): flavonoid có khả kìm hãm q trình oxy hóa dây truyền sinh gốc tự hoạt động Những flavonoid có nhóm hydroxyl xếp vị trí octo dễ dàng bị oxy hóa tác dụng enzyme polyphenoloxydase peroxydase tạo thành dạng semiquinon quinon O2 + Flavonoid (dạng khử) polyphenoloxydase (dạng Hydroquinon) H2O2 + Flavonoid (dạng khử) Flavonoid (dạng oxy hóa) (Semiquinon Quinon) Peroxydaxe (dạng Hydroquinon) Flavonoid (dạng oxy hóa) (Semiquinon Quinon) +H2O - Flavonoid có khả điều hòa hoạt động enzyme khả liên kết với nhóm amin phân tử protein, làm thay đổi cấu hình khơng gian enzyme tạo hiệu ứng điều hòa dị lập thể - Flavonoid có tính kháng khuẩn, kháng virut, tăng khả đề kháng thể kích thích lympho bào, tăng sản xuất interferon, ức chế tựơng bọng (digramilation) - Flavonoid có hoạt tính vitamin pp, làm tăng tính bền đàn hồi thành mạch, giảm sức sống mao mạch - Flavonoid có tác dụng chống ung thư kìm hãm enzyme oxy hóa khử, q trình đường phân hơ hấp, kìm hãm phân bào, phá vỡ cân trình trao đổi chất tế bào ung thư - Tác dụng giảm BP lipid máu - Tác dụng hạ glucose huyết 1.1.1.2 Tannin thực vật Tannin (tannin , tannoid) chất làm se, có mặt cấu trúc tế bào thực vật chúng dạng polyphenolic đóng vai trò hợp chất liên kết kết tủa protein hợp chất hữu khác bao gồm axit amin alkaloids Các hợp chất tannin phân phối rộng rãi nhiều lồi thực vật Chúng đóng vai trò quan trọng bảo vệ thực vật chống lại ăn thịt Đồng thời góp phần quy định tăng trưởng thực vật Tương tự vậy, phá hủy sửa đổi tannin với thời gian đóng vai trò quan trọng q trình chín trái Tannin tìm thấy lồi giới thực vật Tannin tìm thấy lá, chồi, hạt, rễ, mô gốc Trong tế bào gốc tannin thường tìm thấy giai đoạn tăng trưởng cây, chẳng hạn phloem xylem thứ cấp lớp vỏ lớp biểu bì Tannin giúp điều chỉnh phát triển mơ Các polyphenol có nhiều tannin đặc , tìm thấy tất quan thực vật, chiếm 50% trọng lượng khơ lá.Tannin có trọng lượng phân tử khác nhau, từ 500 đến 3.000 ( axit galic este ) lên đến 20.000 (proanthocyanidins) Tannin không tương thích với chất kiềm , gelatin , kim loại nặng, sắt , nước chanh , muối kim loại, chất oxy hóa mạnh sulfat kẽm Cơ sở Đơn vị: Gallic axit Flavone Phloroglucinol Các đơn vị cấu thành tanin 1.1.1.3 Hợp chất coumarin Coumarin chất α-purone có cấu trúc C6 - C3 dị vòng chứa oxy Coumarin kết tinh không màu màu vàng nhạt, vị đắng, cay, có mùi thơm [30] Tính chất hóa học đặc trưng dễ dàng kết hợp với đường glucose tạo thành glycosid dễ tan nước Coumarin Coumarin sử dụng đời sống ngày làm nước hoa, hương liệu, làm chất chống đông máu chất diệt loài nhặm nhấm Trong y học dẫn xuất coumarin có tác dụng chống co thắt, giãn nở động mạch vành, làm bền bảo vệ thành mạch, ngăn cản đột quỵ Một số coumarin khác có tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm, kháng khối u, trừ giun sán giảm đau 1.1.2 Alkaloid Alkaloid hợp chất chứa nitơ, đa số có nhân dị vòng có tính kiềm, thường gặp thực vật động vật Đa số alkaloid thành phần chứa oxy thể rắn (cafein), khơng có oxy thường thể lỏng dễ bay (nicotin) Alkaloid thường khơng có màu, khơng mùi vị đắng Một số alkaloid có màu vàng berberin, palmitin Các alkaloid dạng base thường không tan nước [40] N O N N O N H 3C HO CH N O C affein CH H HO M o r p h in e NH N Nicotin CH3 Alkaloid có tính kiềm yếu, mạch cacbon chứa nitơ định Chúng phản ứng với số thuốc thử đặc trưng như: Bouchardat (kết tủa nâu sẫm), Vans-Mayer (kết tủa trắng vàng) hay Dragendroff (cam) Có khoảng 20% lồi thực vật có hoa có khả sinh alkaloid Trong y học nhiều thuốc chữa bệnh có thành phần alkaloid thuốc gây kích thích ức chế hệ thần kinh trung ương, thuốc điều hòa huyết áp, chữa rối loạn nhịp tim… Một số nghiên cứu gần cho thấy alkaloid chiết từ thực vật có tác dụng hạ glucose huyết như: Berberin (Tinosporacordifolia, Coptis sinensis), Casuarine 6-O-α- glucoside (Syzygium malaccense) 1.1.3 Steroid Steroid loại hợp chất hữu có chứa xếp đặc trưng bốn vòng cycloalkane nối với Ví dụ steroid bao gồm chất béo ăn cholesterol, hormon sinh dục estradiol, testosterone, thuốc chống viêm dexamethasone Lõi steroid bao gồm 20 nguyên tử cacbon liên kết với mang hình thức bốn vòng hợp nhất: ba vòng cyclohexane (được xem vòng A, B, C) vòng cyclopentane (vòng D) Các steroid khác nhóm chức gắn liền với cốt lõi bốn vòng oxi hóa vòng Steroid hợp chất béo hữu hòa tan có nguồn gốc tự nhiên tổng hợp, có cơng thức từ 17 nguyên tử cacbon xếp thành vòng bao gồm sterol axit mật, thượng thận, kích thích tố giới tính Một số steroid có nguồn gốc thiên nhiên như: hợp chất digitalis tiền chất số loại vitamin định Steroid đa dạng phong phú, bao gồm hình thức số loại vitamin D, digitalis, sterol (ví dụ: cholesterol) axit mật Các sterol dạng đặc biệt steroid, với nhóm hydroxyl vị trí khung lấy từ cholestane Hàng trăm steroid riêng biệt tìm thấy thực vật, động vật nấm Tất steroid sản xuất tế bào từ sterol lanosterol (động vật nấm) từ cycloartenol (thực vật) Cả lanosterol cycloartenol lấy từ cyclization triterpene squalene 1.1.4 Terpen thực vật Terpen nhóm hydrocacbon thực vật lớn đa dạng ,được hình thành từ trình polymer hóa tiểu đơn vị isopren 5C (C5H8) ,có cơng thức cấu tạo chung (C5H8)n Trong thực vật terpen tổng hợp thông qua đường trao đổi chất acetate)/mevalonate đường glyceraldehydes 3-phosphate/pyruvate Hầu hết terpen thuộc nhóm hydrocarbon, nhiên chúng bị khử bị oxy hóa để hình thành hợp chất terpenoid khác alcohol, ketone, acid aldehyd 1.2 Bệnh béo phì (Obesity) Bệnh BP (obesity) tổ chức y tế giới WHO định nghĩa là: tình trạng tích lỹ mỡ q mức khơng bình thường vùng thể hay toàn thân tới mức ảnh hưởng tới sức khỏe Tổ chức dùng số khối thể BMI (Body Mass Index) để đánh giá tình trạng dư thừa hay thiếu hụt mỡ người - Đã có khác nồng độ glucose huyết chuột thường tiêm STZ so với nồng độ glucose huyết chuột thường tiêm đệm (tưng ứng 6.25mmol/l 8.12mmol/l, p