Nghiên cứu hoạt chất sinh học trong sao biển Astropecten Polyacanthus tạo thực phẩm chức năng cho vận động viên điền kinh

Nghiên cứu hoạt chất sinh học trong sao biển Astropecten Polyacanthus tạo thực phẩm chức năng cho vận động viên điền kinh Nghiên cứu hoạt chất sinh học trong sao biển Astropecten Polyacanthus tạo thực phẩm chức năng cho vận động viên điền kinh luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Tạ Thu Hằng NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH SINH HỌC HẠ ĐƯỜNG HUYẾT VÀ HẠ CHOLESTEROL MÁU CỦA MỘT SỐ NHÓM CHẤT CHÍNH TỪ CÂY NOPAL (OPUNTIA SP.) ĐƯỢC NHẬP VÀO VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC H Nội - 2018 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Tạ Thu Hằng NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH SINH HỌC HẠ ĐƯỜNG HUYẾT VÀ HẠ CHOLESTEROL MÁU CỦA MỘT SỐ NHÓM CHẤT CHÍNH TỪ CÂY NOPAL (OPUNTIA SP.) ĐƯỢC NHẬP VÀO VIỆT NAM Chuyên ngành: Hóa sinh học Mã số : 62420116 LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS LÊ TẤT KHƢƠNG PGS.TS NGUYỄN VĂN MÙI H Nội - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Nghiên cứu sinh Tạ Thu Hằng LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, nhận giúp đỡ chân thành quý báu tập thể, thầy cô giáo, nhà khoa học, đồng nghiệp, bạn bè người thân Trước hết xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc kính trọng tới PGS.TS Lê Tất Khương, PGS.TS Nguyễn Văn Mùi người thầy tận tình hướng dẫn, quan tâm giúp đỡ động viên tơi suốt q trình học tập thực luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Lãnh đạo Viện nghiên cứu Phát triển Vùng tạo điều kiện tốt cho tơi hồn thành nghiên cứu Tơi xin cảm ơn thầy cô giáo, Bộ môn sinh lý thực vật hóa sinh, Bộ mơn Tế bào-mơ phơi -Lý sinh, khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên ủng hộ giúp đỡ thời gian qua Tôi xin cảm ơn tập thể cán phịng Hóa thực vật 2, Phịng Dược lý-Viện Dược liệu giúp đỡ chuyên môn nghiên cứu Tôi xin gửi lời cảm ơn đến đồng nghiệp, cán phịng Cơng nghệ sinh học Nơng nghiệp, Viện Nghiên cứu Phát triển Vùng ủng hộ giúp đỡ suốt thời gian học tập thực luận án Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới người thân gia đình ln ủng hộ, hết lịng chia sẻ khó khăn động viên tơi để tơi có đủ thời gian nghị lực thực luận án Nghiên cứu sinh NCS Tạ Thu Hằng MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU 11 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 14 1.1 Cây xƣơng rồng Nopal số nghiên cứu chi Opuntia 14 1.1.1 Đặc điểm thực vật 14 1.1.2 Thành phần hóa học xƣơng rồng thuộc chi Opuntia 17 1.1.3 Hoạt tính sinh học chi Opuntia 20 1.1.3.1 Tác dụng hạ glucose huyết, hạ cholesterol chi Opuntia 20 1.1.3.2 Các hoạt tính sinh học khác chi Opuntia 24 1.2 Những nghiên cứu hoạt tính sinh học hạ glucose huyết, hạ cholesterol từ loài thực vật khác 27 1.3 Bệnh đái tháo đƣờng 29 1.3.1 Định nghĩa, phân loại 29 1.3.2 Tiêu chuẩn bệnh đái tháo đƣờng (ĐTĐ) 30 1.4 Tình hình bệnh ĐTĐ biến chứng ĐTĐ 30 1.4.1 Tình hình ĐTĐ giới Việt Nam 30 1.4.2 Biến chứng đái tháo đƣờng 32 1.4.3 Cơ chế bệnh sinh đái tháo đƣờng 34 1.4.3.1.Cơ chế bệnh sinh đái tháo đƣờng type 34 1.4.3.2 Cơ chế bệnh sinh đái tháo đƣờng type 35 1.5 Một số đích tác dụng số thuốc điều trị ĐTĐ 41 1.5.1.Đích tác dụng làm giảm kháng insulin 41 1.5.2 Thuốc điều trị 44 1.6 Một số phƣơng pháp nghiên cứu tác dụng hạ glucose huyết 44 1.6.1 Mơ hình nghiên cứu in vivo 44 1.6.1.1 Các phƣơng pháp gây ĐTĐ động vật thực nghiệm 45 1.6.1.2 Đánh giá tác dụng hạ glucose huyết in vivo 45 1.6.2 Các mơ hình nghiên cứu in vitro 46 1.7 Bệnh rối loạn lipid máu bệnh nhân ĐTĐ 47 1.7.1 Định nghĩa, phân loại, đặc trƣng rối loạn lipid máu bệnh nhân ĐTĐ type 47 1.7.2 Hậu rối loạn chuyển hóa lipid 50 1.7.3 Điều trị 50 1.7.3.1.Mục tiêu điều trị 50 1.7.3.2.Điều trị rối loạn lipid máu không dùng thuốc 52 1.7.3.3 Điều trị rối loạn lipid máu dùng thuốc 52 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 53 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 53 2.1.1 Nguyên liệu nghiên cứu 53 2.1.2 Hóa chất thiết bị thí nghiệm 53 2.1.2.1 Hóa chất 53 2.1.2.2 Thiết bị thí nghiệm 54 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 55 2.2.1 Nghiên cứu thực vật học 55 2.2.1.1 Mơ tả đặc điểm hình thái 55 2.2.1.2 Nghiên cứu giải phẫu 55 2.2.2 Nghiên cứu hóa học 55 2.2.2.1.Phƣơng pháp xác định thành phần dinh dƣỡng 55 2.2.2.2 Phƣơng pháp chiết phân đoạn 62 2.2.2.3 Phƣơng pháp định tính 62 2.2.2.4 Phƣơng pháp định lƣợng polyphenol toàn phần 65 2.2.2.5 Phƣơng pháp phân lập hợp chất 66 2.2.2.6 Phƣơng pháp xác định cấu trúc hóa học 67 2.2.3 Nghiên cứu tác dụng sinh học 68 2.2.3.1 Xác định độc tính cấp 68 2.2.3.2 Đánh giá tác dụng hạ glucose huyết 69 2.2.3.3 Phƣơng pháp đánh giá tác dụng kích hoạt p-AMPK, p-ACC, ức chế FAS kích thích hấp thu glucose 73 2.2.4 Phƣơng pháp xử lý số liệu thống kê 76 2.2.5 Sơ đồ nghiên cứu 76 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 78 3.1 Nghiên cứu thực vật 78 3.1.1.Đặc điểm hình thái thực vật 78 3.1.2 Đặc điểm giải phẫu 81 3.1.2.1 Cấu tạo giải phẫu thân 82 3.1.2.2 Cấu tạo giải phẫu thân rễ 82 3.1.2.3 Đặc điểm bột 83 3.2 Nghiên cứu hóa sinh học 84 3.2.1 Đánh giá sơ thành phần dinh dƣỡng 03 giống xƣơng rồng Nopal nghiên cứu trồng Việt Nam 84 3.2.2 Nghiên cứu độc tính cấp 03 giống xƣơng rồng Nopal trồng Việt Nam 89 3.2.2.1.Dịch chiết toàn phần từ 03 giống xƣơng rồng Nopal 90 3.2.2.2 Kết thử độc tính cấp cao chiết tổng 03 giống xƣơng rồng Nopal 90 3.2.3 Nghiên cứu tác dụng hạ đƣờng huyết 03 giống xƣơng rồng Nopal trồng Việt Nam 92 3.2.4 Xác định nhóm chất giống xƣơng rồng Jalpa 94 3.2.4.1 Định tính nhóm chất cao phân đoạn giống xƣơng rồng Jalpa 94 3.2.4.2 Định lƣợng polyphenol toàn phần cao phân đoạn 96 3.2.5 Nghiên cứu tác dụng hạ glucose huyết, hạ cholesterol giống xƣơng rồng Jalpa chuột ĐTĐ type 97 3.2.5.1 Gây chuột nhắt ĐTĐ type 97 3.2.5.2 Tác dụng hạ đƣờng huyết cao chiết phân đoạn chuột ĐTĐ type 101 3.2.5.3 Tác dụng hạ mỡ máu chuột ĐTĐ type cao chiết phân đoạn 104 3.2.6 Kết đánh giá chế tác dụng hạ glucose huyết cao chiết phân đoạn thông qua hoạt hóa p-AMPK, p-ACC 111 3.2.7 Phân lập xác định cấu trúc hợp chất từ cao phân đoạn PĐE có tác dụng hạ glucse huyết cholesterol máu tốt 114 3.2.8 Đánh giá tác dụng 04 hợp chất tinh khiết flavonoid từ phân đoạn dịch chiết ethyl acetat (PĐE) p-AMPK p- ACC 124 3.2.8.1.Xác định độ độc tế bào 124 3.2.8.2 Đánh giá tác dụng kích hoạt p-AMPK, p-ACC tế bào mô mỡ 3T3-L1 hợp chất flavonoid 125 3.2.8.3 Tác dụng ức chế FAS theo nồng độ typhaneosid astragalin tế bào mô mỡ 3T3-L1 127 3.2.9 Đánh giá tác dụng kích hoạt p-AMPK, p-ACC tế bào mơ mỡ 3T3L1 theo nồng độ typhaneosid 128 3.2.10 Đánh giá tác dụng hoạt hóa AMPK kích thích hấp thu glucose hợp chất typhaneosid theo nồng độ 129 KẾT LUẬN 132 KIẾN NGHỊ 133 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 134 TÀI LIỆU THAM KHẢO 135 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ACC acetyl-CoA cacboxylase AOAC Association of official Analytical Chemitsts GLP-1 Aminoimidazol 4-carbonxamid ribosid AMPK Adenosine Monophotphate Activated Protein Kinasae ATP Adenosine triphosphate BMI Body Mas Index (chỉ số khối thể) CCT Cao chiết tổng DMEM Môi trƣờng nuôi cấy tế bào Dulbecco’s Modified Eagle Medium DAG Diacylglycerol DMSO Dimethylsulfoxid ĐTĐ Đái tháo đƣờng ELISA Enzyme Linked Immunosorbent Assay (Kỹ thuật miễn dịch liên kết với enzyme) FAO Food and Agriculture Organization of the United (Tổ chức Lƣơng thực Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc) FAS Fatty acid synthase GAD glutamin acid decarboxylase GLP-1 Glucagonlike peptid-1 GLUT Hệ vận chuyển glucose (glucose transporter) HbA1C Glycated hemoglobin (Hemoglobin gắn đƣờng) HDL High Density Lipoprotein (Lipoprotein tỷ trọng cao) HFD High fat diet (chế độ ăn giàu chất béo) HLA human leucocyte antigen HMBC Heteronuclear Multiple Bond Connectivity HSL Hormon –sensitive lipase HSQC Heteronuclear Multiple Quantum Coherence IC50 Haft maxial inhibitory concentration (Nồng độ gây ức chế 50% hoạt tính sinh học hóa sinh IDF International Diabetes Federation (Liên đoàn Đái tháo đƣờng Quốc tế) LC-CoA Long chair-CoA LD50 Lethal dose (Liều gây chết 50% động vật thí nghiệm) Nations LDL Low Density Lipoprotein (Lipoprotein tỷ trọng thấp) MAP Opuntia Milpa Alta MAPK mitogen-activated protein kinase MS Mas Spectroscopy (Phổ khối lƣợng) MTT 3- (4,5- dimethylthiazol-2-YL) 2,5- diphenyl-tetrazolium bromid ND Normal diet NMR Nuclear Magnetic Resonace Spectroscopy (Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân) PĐE Cao phân đoạn ethyl acetat PĐH Cao phân đoạn n-hexan PĐN Cao phân đoạn nƣớc CCT Cao tổng (cồn 70 %) OFI Oputia Ficus-indica OFS Opuntia ficus-indica var.saboten p-ACC Acetyl- CoA cacboxylase đƣợc phosphoryl hóa phân tử serin 79 p-AMPK Adenosine monophosphate activated protein kinase phân tử threonine 172 phosphoryl hóa PĐ Phân đoạn PKC Protein kinase C PPAR Peroxisome proliferator – activated receptor PDH Enzyme pyruvat dehydrogenase Rf Hệ số di chuyển SREPB-1 Sterol regulatory element- binding protein STZ Streptozotocin TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TZD Thiazolidinedione TV Thực vật UNESCO United Nations Educational Scientific and Cultural Organization (Tổ chức Giáo dục, Khoa học Văn hóa Liên hiệp quốc) VLDL Very Low Density Lipoprotein (Lipoprotein tỷ trọng thấp) VOS Hỗn hợp vối, ổi, sen WHO World Health Organization ... glucose huyết, hạ cholesterol chi Opuntia 20 1.1.3.2 Các hoạt tính sinh học khác chi Opuntia 24 1.2 Những nghiên cứu hoạt tính sinh học hạ glucose huyết, hạ cholesterol từ loài thực vật khác... Phƣơng pháp nghiên cứu 55 2.2.1 Nghiên cứu thực vật học 55 2.2.1.1 Mơ tả đặc điểm hình thái 55 2.2.1.2 Nghiên cứu giải phẫu 55 2.2.2 Nghiên cứu hóa học ... 1.2 Những nghiên cứu hoạt tính sinh học hạ glucose huyết, hạ cholesterol từ lo i thực vật khác Nhiều tác giả giới nghiên cứu phát đƣợc tác dụng hạ glucose huyết, hạ cholesterol từ loài thực vật: