MỤC LỤC
Nhiều hợp chất hoạt tính sinh học đã được phát hiện trong những thực phẩm mà chúng ta tiêu thụ như: ngũ cốc, các loại đậu, quả hạch, dầu ô liu, rau, trái cây, trà và rượu vang đỏ và các hợp chất phenolic có trong các loại thực phẩm này có đặc tính. Điều kiện tiên quyết để đưa bất kỳ nguyên liệu thực vật nào vào nuôi cấy in vitro là khử trùng bề mặt để loại bỏ các vi sinh vật bám dính, điều này thường được thực hiện với dung dịch của chất khử trùng như natri hypochloride. Các mẫu thích hợp sau đó được cấy trên môi trường bán rắn chứa đủ lượng chất dinh dưỡng và quan trọng nhất là chất điều hòa sinh trưởng thực vật, và được nuôi cấy trong điều kiện môi trường được kiểm soát.
Tùy thuộc vào nguyên liệu ban đầu và môi trường dinh dưỡng, các loại nuôi cấy khác nhau có thể được thiết lập, được phân loại là nuôi cấy tế bào (huyền phù tế bào, nguyên sinh chất hoặc tế bào giao tử), nuôi cấy mô (mô sẹo hoặc mô biệt hóa) hoặc nuôi cấy cơ quan (chồi, rễ, hoặc phôi hợp tử). Một mặt, sự hình thành mô sẹo (khối tế bào biệt hóa) có thể được tạo ra, và khi chuyển sang môi trường lỏng, các khối mô sẹo có thể phân hủy thành các tập hợp nhỏ và các tế bào đơn lẻ, nhờ đó thu được nuôi cấy huyền phù tế bào. Với mục đích sản xuất chất chuyển hóa thứ cấp, hầu hết nghiên cứu thường tập trung vào nuôi cấy huyền phù tế bào vì tốc độ tăng trưởng tương đối nhanh và khả năng mở rộng quy mô thành các hệ thống lò phản ứng sinh học.
Vì lý do này, các nghiên cứu trước đây và đang tiến hành cũng đề cập đến việc áp dụng các cơ quan nuôi cấy trong ống nghiệm như chồi, rễ hoặc phôi để sản xuất các chất chuyển hóa của thực vật, mặc dù chi phí canh tác quy mô lớn cao do nhu cầu về các lò phản ứng sinh học đặc biệt cho đến nay vẫn chưa được cải thiện. Thiết kế lò phản ứng sinh học sẽ phụ thuộc vào loại hình nuôi cấy: bể khuấy, cũng như các lò phản ứng cột bong bóng và vận chuyển khí để huyền phù tế bào; lò phản ứng phun sương hoặc phun sương và hệ thống ngâm tạm thời để nuôi cấy cơ quan (bao gồm cả rễ tơ). Việc sản xuất in vitro các chất chuyển hóa thứ cấp có một số ưu điểm khác biệt so với việc chiết xuất từ toàn bộ thực vật như: không có hạn chế theo mùa và có thể dự đoán được, đáng tin cậy và sản xuất liên tục quanh năm.
Nhiều chất chuyển hóa thứ cấp được phát hiện là có hiệu quả trong việc kiểm soát nhiễm trùng huyết bao gồm allicin, aloin, cepharanthine, chrysin, curcumin, cyanidin, acid gallic, gingerol, ginsenoside, glycyrrhizin, hesperidin, kaempferol, narciclasine, naringenin, naringin, piperine, quercetin, resveratrol, acid rosmarinic, shogaol, silymarin, sulforaphane, thymoquinone, umbelliferone và zingerone. Các tác dụng bảo vệ do các hợp chất này gây ra có thể được quy cho các đặc tính chống oxy hóa của chúng cũng như tạo ra các cơ chế chống oxy hóa nội sinh, và cũng thông qua quá trình điều chỉnh giảm phản ứng viêm và giảm các dấu hiệu sinh hóa và viêm của nhiễm trùng huyết. Những phát hiện này cho thấy rằng các chất chuyển hóa thứ cấp này có thể có giá trị điều trị tiềm năng trong việc kiểm soát nhiễm trùng huyết, nhưng các nghiên cứu trên người phải được thực hiện để cung cấp sức mạnh cho khả năng.
Hợp chất này cũng làm giảm nồng độ IL-6 và TNF-α trong huyết tương, giảm tỷ lệ tử vong do nhiễm trùng huyết do CLP gây ra, tăng peroxide hóa lipid và cải thiện hệ thống phòng thủ chống oxy hóa thông qua việc phục hồi superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPX) và nồng độ catalase (CAT) trong các mô thận. Cepharanthine, một alkaloid được phân lập từ Stephania cepharantha Hayata, đã chứng minh tính hiệu quả trong việc kiểm soát các hội chứng phản ứng viêm toàn thân bao gồm nhiễm trùng huyết bằng cách ức chế sự gia tăng nồng độ cytokine gây ra bởi LPS (IL-6, TNF-α và nồng độ nitrat/nitrit) trong huyết thanh chuột. Cepharanthine, một alkaloid được phân lập từ Stephania cepharantha Hayata, đã chứng minh tính hiệu quả trong việc kiểm soát các hội chứng phản ứng viêm toàn thân bao gồm nhiễm trùng huyết bằng cách ức chế sự gia tăng nồng độ cytokine gây ra bởi LPS (IL-6, TNF-α và nồng độ nitrat/nitrit) trong huyết thanh chuột.
Curcumin làm giảm mức độ của các cytokine như IL-1β, IL-6 và TNF-α, đồng thời cũng cải thiện quá trình chết theo chương trình của gan bằng cách ức chế đường truyền tín hiệu PI3K/AKT và ức chế biểu hiện Caspase/protein liên kết với yếu tố đáp ứng AMP vòng (CREB)/Caspase, đồng thời giảm biểu hiện protein liên quan đến stress oxy hóa và các cytokine trong nhiễm trùng huyết. Hợp chất này ngăn chặn sự sản xuất quá mức prostaglandin E2, prostaglandin F2, leukotriene B4, thromboxane B2 do LPS gây ra, đồng thời làm giảm đáng kể mức biểu hiện cyclooxygenase-2 (COX-2) và iNOS cũng như nồng độ trong huyết tương của các chất trung gian lipid tiền viêm trong điều trị bằng LPS chuột. Hợp chất này ngăn chặn sự sản xuất quá mức prostaglandin E2, prostaglandin F2, leukotriene B4, thromboxane B2 do LPS gây ra, đồng thời làm giảm đáng kể mức biểu hiện cyclooxygenase-2 (COX-2) và iNOS cũng như nồng độ trong huyết tương của các chất trung gian lipid tiền viêm trong điều trị bằng LPS chuột.
Các chất chuyển hóa thứ cấp của thực vật có tác động bất lợi đối với tế bào vi sinh vật theo nhiều cách, chẳng hạn như thay đổi cấu trúc và chức năng của màng tế bào chất cũng như quá trình tổng hợp DNA/RNA, can thiệp vào quá trình trao đổi chất trung gian, tương tác với protein màng, gián đoạn chuyển động của proton dẫn đến rò rỉ ion, ức chế tổng hợp enzyme, đông tụ các thành phần tế bào chất.
Các hợp chất thứ cấp của thực vật đóng một vai trò lớn hơn trong việc tương tác với môi trường hơn là góp phần vào sự tăng trưởng và phát triển. Do đó, các điều kiện môi trường khác nhau bên cạnh việc ảnh hưởng đến sự tăng trưởng cũng có thể ảnh hưởng đến cấu hình và nồng độ của các hợp chất thứ cấp. Các dược tính có nguồn gốc từ các hợp chất thứ cấp có hoạt tính sinh học, đặc biệt là withanolide và physalin.
Nghiên cứu này nhằm mục đích xác định sự đa dạng của các chất chuyển hóa thứ cấp được tìm thấy trong in vitromô sẹo và mô thực vật của ciplukan. Cấu hình withanolide và physalin của các mô sẹo, cây con có nguồn gốc từ chồi lá mầm và cây có nguồn gốc từ hạt đã nảy mầm, được đánh giá bằng phân tích LC-MS. Phân tích LC-MS của chiết xuất metanol cho thấy sự đa dạng về số lượng và loại withanolide và physalins.
Do đó, cải tiến hệ thống nuôi cấy tế bào thực vật để cải thiện withanolide bao gồm cả quá trình sản xuất physalin của P. Nhóm này gồm những chất có tác dụng dược lý khác nhau, nhưng nhìn chung chúng đều có tác động sinh lí mạnh mẽ lên cơ thể, chữa các bệnh về tim mạch, thần kinh và đường ruột. Ngoài ra ở một số chất còn có tác dụng gây mê, kích thích, giảm đau khi ở liều lượng thấp như: Nicotin, Cocain, Piperin, Astropin.
Nicotin: Có thể tác động lên dây thần kinh trung ương và thần kinh ngoại biên làm co mạch máu dẫn đến áp suất mạch máu tăng mạnh. Piperin: Có nhiều trong ớt, khi ăn nhiều sẽ ảnh hưởng đến thành ruột, gây mòn loét thành ruột và thành dạ dày. Tóm lại, tác dụng dược lí chủ yếu của Ancaloid là ảnh hưởng tới hệ thần kinh trung ương: chữa bệnh thần kinh, giảm đau, chữ a đau cơ bắp, chữa co thắt thành mạch.
Bên cạnh đó còn một số dạng chữa bệnh cao huyết áp, diệt kí sinh trùng muỗi sốt rét và một số diệt vi khuẩn amip. Saponin có tác dụng giảm Cholesterol, giảm nguy cơ ung thư, tăng cường khả năng miễn dịch, chất chống oxy hóa, giảm nguy cơ ung thư đại tràng. Ngoài một số loại cây kể trên, thế giới chúng ta còn rất nhiều giống cây thứ cấp khác có các tác dụng rất quan trọng đối với con người, chúng giúp con người cài thiện sức khỏe, cũng như chất lượng cuộc sống trở nên ngày càng tốt đẹp hơn.