Khảo sát hoạt tính chống oxi hóa và ức chế enzym α-glucosidase của riềng nếp - alpinia galanga (L.) swartz họ zingiberaceae

Mục tiêu của nghiên cứu nhằm khảo sát hoạt tính chống oxi hóa và ức chế α-glucosidase đề tìm nguồn nguyên liệu chống oxi hóa tự nhiên ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm, và sản xuất thuốc điều trị đái tháo đường.

Y Học TP Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số * 2018 Nghiên cứu Y học KHẢO SÁT HOẠT TÍNH CHỐNG OXI HĨA VÀ ỨC CHẾ ENZYM α-GLUCOSIDASE CỦA RIỀNG NẾP - ALPINIA GALANGA (L.) SWARTZ HỌ ZINGIBERACEAE Võ Đăng Khoa*, Đỗ Thị Hồng Tươi*, Nguyễn Đinh Nga* TĨM TẮT Mục tiêu: Khảo sát hoạt tính chống oxi hóa ức chế α – glucosidase đề tìm nguồn ngun liệu chống oxi hóa tự nhiên ứng dụng công nghiệp thực phẩm, sản xuất thuốc điều trị đái tháo đường Đối tượng phương pháp nghiên cứu: Thân rễ rễ riếng nếp Alpinia galanga (L.) chiết xuất phương pháp ngấm kiệt với dung mơi cồn 96 % Sau lắc phân bố với dung mơi có độ phân cực tăng dần (n-hexan, n-hexan – cloroform (1:1), cloroform, ethyl acetat, aceton) Các cao phân đoạn sử dụng để sàng lọc hoạt tính sinh học in vitro Hoạt tính chống oxi hóa thực theo phương pháp bắt giữ gốc tự DPPH Khả ức chế enzym α-glucosidase đánh giá theo phương pháp so màu báo cáo Ranilla (2010) với chất p-Nitrophenyl-α-D-glucopyranosid (pNPG) Kết quả: Kết bước đầu nghiên cứu cho thấy cao phân đoạn aceton chiết từ thân rễ riềng nếp khơng tác động chống oxi hóa (IC50 = 112,53 µg/ml) mà ức chế enzym α-glucosidase mạnh với IC50 = 59,1 µg/ml) so với IC50 acarbose 463,80 µg/ml Hoạt tính chống oxi hóa thân rễ tốt rễ Kết luận: Các kết nghiên cứu cho thấy riếng nếp Alpinia galanga (L.) dược liệu tiềm đưa vào nghiên cứu sâu tác động chống oxi hóa hiệu kiểm soát đường huyết in vivo nhằm phát triển thuốc trị đái tháo đường tương lai Từ khóa: Alpinia galanga, chống oxi hóa, ức chế α – glucosidase ABSTRACT RESEARCH ON ANTIOXIDANT AND α – GLUCOSIDASE INHIBITORY ACTIVITIES OF ALPINIA GALANGA (L.) SWARTZ Vo Dang Khoa, Do Thi Hong Tuoi, Nguyen Dinh Nga * Y Hoc TP Ho Chi Minh * Supplement Vol 22 - No 1- 2018: 465 - 468 Objectives: This study aimed to evaluate antioxidant and α – glucosidase inhibitory activities of Alpinia galanga (L.) Swartz Materials and methods: Ethanol extract of rhizomes and roots of Alpinia galanga (L.) in ethanol solvent (96 %) has been investigated After separation with different solvents (n-hexan, n-hexan – chloroform (1:1), chloroform, ethyl acetate, acetone) by the same volume, respectively, the fractions have been used for screening biological activities in vitro The antioxidant activity was determined through the measurement of DPPH radical scavenging activity The α-glucosidase inhibitory activity of the fractions was assessed according to the chromogenic method reported by Ranilla et al (2010) with substrate p-Nitrophenyl-α-D-glucopyranoside (pNPG) At the end of this study, the comparison between rhizome and root antioxidant activity was determined Results: Preliminary results showed that the acetone fraction exerted not only the greatest antioxidant activity (IC50 = 112.53 µg/ml) but also glucosidase inhibitory activity (IC50 = 59.1 µg/ml) while IC50 of acarbose *Khoa Dược, Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh Tác giả liên lạc: PGS TS Nguyễn Đinh Nga ĐT: 0908836969 Chuyên Đề Dƣợc Email: nganguyendinh@ump.edu.vn 465 Nghiên cứu Y học Y Học TP Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số * 2018 is 463.80 µg/ml More experiments indicated that rhizome gave better antioxidant activity than root Conclusion: Our results suggest that Alpinia galanga (L.) has valuable potential in biological activities which should be continuous researched in vivo and clinical trials to develop new natural antioxidative compounds used in food industry and antidiabetic drugs in the future Keywords: Alpinia galanga, antioxidant, α-glucosidase inhibitors nghiên cứu khảo sát tác động ĐẶT VẤN ĐỀ chống oxi hóa ức chế enzym α-glucosidase Tỉ lệ bệnh nhân đ{i tháo đường bệnh riềng nếp liên quan đến gốc tự ngày tăng cao ĐỐI TƢỢNG-PHƢƠNGPHÁP NGHIÊNCỨU vấn nạn y tế Việt Nam Tốc độ phát triển bệnh ngày nhanh, gây Dƣợc liệu thiệt hại lớn kinh tế chất lượng Rễ thân rễ riềng nếp thu hái sống bệnh nhân Đ{i tháo đường chiếm 6,3% huyện Trà Cú, tỉnh Trà Vinh định danh tổng số năm sống tử vong sớm Ước Bộ mơn Thực Vật, Khoa Dược, Đại học Y tính, năm 2010 tỷ lệ đ{i tháo đường nhóm tuổi Dược TP Hồ Chí Minh Mẫu làm từ 20 – 79 tuổi 2,9% tương ứng 1,65 triệu người nước máy, phơi âm can nghiền thành bị bệnh dự báo tăng lên 3,42 triệu người kích cỡ bột thơ vào năm 2030, gia tăng 88000 người năm(2) Chiết xuất cao toàn phần cao phân đoạn Việc tìm liên quan nguy bệnh tật Bột dược liệu chiết ngấm kiệt với bùng nổ gốc tự dẫn đến ethanol 96% Dịch chiết ethanol bốc trọng đến chất có tác dụng ngăn ngừa oxi 45 oC Cao toàn phần chiết phân bố lỏng – hóa chống gốc tự lỏng với dung mơi có độ phân cực Riềng nếp (Alpinia galanga (L.) Swarzt) tăng dần (n-hexan, n-hexan - cloroform (1:1), (Zingiberaaceae) dược liệu nghiên cứu cloroform, etyl acetat, aceton) để thu cao rộng rãi sử dụng y học cổ truyền phân đoạn nhiều quốc gia giới Ở Việt Nam, riềng Phƣơng pháp thử nghiệm hoạt tính ức chế nếp sử dụng để điều trị đau bụng, nôn enzym 𝛼-Glucosidase in vitro mửa, chán ăn sốt rét(3) Theo G Raviraja Shetty Hoạt tính ức chế α-glucosidase chất thử cộng sự, năm 2005(5) thân rễ riềng nếp xác định theo phương pháp Ranilla sử dụng chất chống oxy hoá, cộng sự, 2010, với chất p-Nitrophenyl-α-Dthuốc trị đ{i tháo đường Hơn nữa, số glucopyranoside (pNPG) nghiên cứu khác cho thấy chiết xuất từ thân rễ có khả chống oxy hố, kháng nấm, kháng khuẩn, chống đ{i tháo đường, kháng loét, kháng viêm, kích thích hệ thần kinh trung ương, diệt côn trùng giảm béo Hiện nay, cơng trình nghiên cứu nước Riềng nếp tập trung nghiên cứu sâu khả kháng vi sinh vật, chủ yếu tác động nấm da chưa có nghiên cứu khảo sát tác động kiểm soát đường huyết chống oxi hóa chưa thấy tài liệu quốc tế có báo cáo khả ức chế enzym α – glucosidase in vitro Vì vậy, mục tiêu 466 Một cách tóm tắt cho 50 L mẫu thử glucosidase 0,2 UI / mL 40 l dung dịch đệm phosphat pH = 6,9 hoạt hóa trước 30 phút 37 °C vào giếng, bổ sung 40 l pnitrophenyl α-D-glucopyranoside 1mM, để phản ứng 20 phút Kết thúc phản ứng 130 ml dung dịch đệm cacbonat (pH 9,7)(1) Kết pnitrophenol đo đầu đọc ELISA bước sóng λ = 405 nm Thực song song với chứng dương acarbose Các thí nghiệm thực lặp lại lần phần trăm ức chế tính theo công thức sau: Chuyên Đề Dƣợc Y Học TP Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số * 2018 % Ức chế = (C-S)/Cx100% C: độ hấp thu mẫu trắng; S: độ hấp thu mẫu thử(4) Giá trị IC50 định nghĩa nồng độ mẫu thử ức chế 50% hoạt tính enzyme alphaglucosidase theo điều kiện khảo nghiệm nêu(1) Phƣơng pháp đánh bắt gốc tự DPPH(5,7) Hoạt tính chống oxy hố phân đoạn chiết đo khả bắt gốc tự 1,1diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) Tác động thu dọn DPPH xác định phương pháp cải tiến từ phương pháp BrandWilliams cộng sự, (1995) Gamez cộng sự, (1998) Các phân đoạn chiết xuất riềng nếp pha methanol thành dãy nồng độ từ 0,1-1,0 mg / ml DPPH hòa tan methanol nồng độ 0,005% trộn với mẫu thử, lắc để 30 phút bóng tối 37 °C Khả thu dọn gốc tự DPPH xác định đo quang phổ 517 nm Thử nghiệm lặp lại ba lần, kết giá trị trung bình lần thử Khả thu gọn gốc tự (RSA) tính sau: % RSA = 100(1-AE/AD), AE độ hấp thu dung dịch chứa chiết xuất chất chống oxy hoá (mẫu thử) AD độ hấp thu dung dịch methanol DPPH (mẫu trắng) Hoạt tính chống oxy hố mẫu thử acid ascorbic biểu nồng độ cần thiết để ức chế 50% gốc tự DPPH (IC50 g / ml) tính từ biểu đồ % RSA nồng độ mẫu thử KẾT QUẢ Hoạt tính chống oxi hóa Dịch chiết rễ có khả thu dọn gốc tự tốt với IC50 242,09 µg/ml nhiên thấp dịch chiết thân rễ thấp nhiều so với vitamin C (IC50 dịch chiết thân rễ vitamin C 117,72 6,64 µg/ml) Chuyên Đề Dƣợc Nghiên cứu Y học Bảng 1: Hoạt tính chống oxi hóa dịch chiết thân rễ rễ Riềng nếp Nồng độ mẫu thử (µg/ml) 50 100 150 200 250 IC50 (µg/ml) Phần trăm thu gọn gốc tự DPPH (%) Thân rễ Rễ 23,76 3,69 43,54 14,50 64,86 27,21 82,70 42,06 91,47 50,66 117,72 242,09 Bảng 2: Tỉ lệ phần trăm hoạt tính bắt gốc tự DPPH (%) phân đoạn dãy nồng độ thử nghiệm Tỉ lệ phần trăm hoạt tính bắt gốc tự DPPH (%) H HC C E A W 50 27,18 16,41 26,44 25,80 100 42,98 29,77 46,00 46,33 150 53,63 44,77 62,25 66,04 200 63,67 59,76 84,41 83,14 250 72,26 67,88 92,14 92,29 400 34,57 500 41,79 600 49,11 31,72 700 53,55 36,83 800 59,88 43,87 900 47,08 1000 51,74 IC50 (µg/ml) 635,26 141,21 173,63 113,93 112,53 953,90 Nồng độ mẫu thử (µg/ml) H = n-hexan; HC = n-hexan – cloroform (1:1, v/v); C = chloroform; E = ethyl acetat; A = aceton; W = nước; (-) = không thực thử nghiệm nồng độ Bảng 3: Hoạt tính thu dọn gốc tự DPPH cao phân đoạn Riềng nếp Mẫu thử H HC C E A D Vit C IC50 μg/ml 635,26 141,21 173,63 114,93 112,53 953,90 6,64 H = n-hexan; HC = n-hexan – cloroform (1:1, v/v); C = chloroform; E = ethyl acetat; A = aceton; W = nước Ph}n đoạn aceton có khả bắt gốc tự tốt so s{nh với tất c{c ph}n đoạn lại với IC50 l| 112,53 g / ml, thấp so với chứng dương acid ascorbic với giá trị IC50 6,64 467 Y Học TP Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số * 2018 Nghiên cứu Y học g / ml, nhiên có tiềm sử dụng chất chống oxi hóa tự nhiên, ứng dụng công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm dược phẩm Hoạt tính ức chế enzym α-glucosidase Chuẩn bị giai mẫu thử R0, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 có nồng độ tương ứng với nồng độ (thử khơng); 15,625; 31,25; 62,5; 125; 250; 500; 1000 g/ml Thí nghiệm tiến hành chứng dương acarbose với nồng độ (thử không); 15,625; 31,25; 62,5; 125; 250; 500; 1000 g/ml Mỗi nồng độ kèm theo thử không lặp lại lần Bảng 4: Hoạt tính ức chế enzym 𝛼-glucosidase cao phân đoạn Mẫu thử H HC C E A W Acarbose IC50 μg/ml 82,4 131,7 179,8 125,4 59,1 679,7 463,8 H = n-hexan; HC = n-hexan – cloroform (1:1, v/v); C = chloroform; E = ethyl acetat; A = aceton; W = nước Kết bảng cho thấy hầu hết cao ph}n đoạn thân rễ Riềng nếp cho hoạt tính ức chế α-glucosidase (trừ ph}n đoạn nước) Các hợp chất cho hoạt tính ức chế α-glucosidase Riềng nếp tập trung v|o ph}n đoạn phân cực trung bình (đặc biệt l| ph}n đoạn aceton) Các kết phù hợp với nghiên cứu Srividya cộng (2010): Dịch chiết cồn riềng nếp cho hiệu ức chế α-glucosidase tương đương acarbose(6) Ở nghiên cứu cao ph}n đoạn aceton cho hoạt tính ức chế αglucosidase cao (IC50 = 59,1 g / mL), cao ph}n đoạn n-hexan, n-hexan-cloroform (1: 1, thể tích / thể tích), cloroform, ethyl acetat v| nước ức chế α-glucosidase với giá trị IC50 tương ứng 82,4; 131,7; 179,8; 125,4 679,7 g / mL Đặc biệt cao ph}n đoạn aceton cho hoạt tính ức chế 468 α-glucosidase mạnh chứng dương acarbose khoảng lần (IC50 463,8 g / mL) Acarbose chất làm giảm hấp thu carbohydrate ruột v| l|m giảm glucose huyết sau ăn bệnh nhân tiểu đường Vì vậy, Riềng nếp có nhiều triển vọng đưa v|o nghiên cứu dược liệu kiểm soát đường huyết BÀN LUẬN Cao ethanol chiết từ bột thân rễ rễ Riềng nếp cho hoạt tính chống oxi hóa, cao chiết từ thân rễ cho hoạt tính mạnh rễ Cao phân đoạn A (aceton) Riềng nếp vừa có tác động chống oxi hóa vừa ức chế enzym α-glucosidase mạnh KẾT LUẬN Các kết định hướng cho nghiên cứu tác dụng chống oxi hóa tác động kiểm soát đường huyết thân rễ Riềng nếp TÀI LIỆU THAM KHẢO Bachhawat J et al (2011), "Screening of fifteen Indian ayurvedic plants for alpha-glucosidase inhibitory activity and enzyme kinetics", Int J Pharm Pharm Sci 3, pp 267-274 Bộ Y Tế (2015), Báo cáo chung tổng quan ngành y tế 2014, Nhà xuất Y Học, Hà Nội, pp 157-171 Đỗ Tất Lợi (2006), Những thuốc vị thuốc Việt Nam, Nhà xuất Y Học, Hà Nội, pp 400-401 Lotulung PDN et al (2014), "In vitro antidiabetic activities of extract and isolated flavonoid compounds from Artocarpus altilis (Parkinson) Fosberg", Indonesian Journal of Chemistry 14 (1), pp 7-11 Shetty GR et al (2015), "Pharmacology of an endangered medicinal plant Alpinia galanga-a review", Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences (1), pp 499511 Srividya A et al (2010), "Antioxidant and antidiabetic activity of Alpinia galanga", IJPPR 3, pp 6-12 Tennyson S et al (2012), "In vitro antioxidant activity of Ageratum houstonianum Mill (Asteraceae)", Asian Pacific Journal of Tropical Disease 2, pp S712-S714 Ngày nhận báo: 18/10/2017 Ngày phản biện nhận xét báo: 01/11/2017 Ngày báo đăng: 15/03/2018 Chuyên Đề Dƣợc ... Keywords: Alpinia galanga, antioxidant, α-glucosidase inhibitors nghiên cứu khảo sát tác động ĐẶT VẤN ĐỀ chống oxi hóa ức chế enzym α-glucosidase Tỉ lệ bệnh nhân đ{i tháo đường bệnh riềng nếp liên... thấy hầu hết cao ph}n đoạn thân rễ Riềng nếp cho hoạt tính ức chế α-glucosidase (trừ ph}n đoạn nước) Các hợp chất cho hoạt tính ức chế α-glucosidase Riềng nếp tập trung v|o ph}n đoạn phân cực... cho hoạt tính mạnh rễ Cao phân đoạn A (aceton) Riềng nếp vừa có tác động chống oxi hóa vừa ức chế enzym α-glucosidase mạnh KẾT LUẬN Các kết định hướng cho nghiên cứu tác dụng chống oxi hóa tác