Hiện nay, viêm nhiễm đang là căn bệnh rất phổ biến ở Việt Nam cũng như
trên thế giới. Viêm là một đáp ứng bảo vệ cơ thể của hệ miễn dịch trước sự tấn công của tác nhân bên ngoài (vi sinh vật, tác nhân hóa, lý, cơ) hoặc của tác nhân bên trong (hoại tử do thiếu máu cục bộ, bệnh tự miễn). Đây là một đáp ứng miễn dịch tự
nhiên. Quá trình viêm thường kèm theo các triệu chứng sưng, nóng, đỏ và đau, do các mạch máu giãn nở, đưa nhiều máu đến nơi tổn thương. Các bạch cầu cũng theo mạch máu xâm nhập vào mô, tiết các chất prostaglandin, cytokine nhằm tiêu diệt
hoặc trung hòa các tác nhân gây tổn thương. Khi viêm không lành sẽ có thể trở
thành viêm mãn tính.
Phân loại viêm
- Theo nguyên nhân: viêm nhiễm khuẩn và viêm vô khuẩn. Viêm nhiễm khuẩn hình thành do tác nhân gây bệnh như: virus, vi khuẩn, nấm, ký sinh trùng… có thể khư trú hay lan toả toàn thân.
- Theo vị trí: viêm nông và viêm sâu
- Theo dịch rỉ viêm: viêm thanh dịch, viêm tơ huyết, viêm mủ… - Theo diễn biến: viêm cấp và viêm mãn
Viêm là hiện tượng bệnh lý bao gồm một loạt những thay đổi tại chỗ và toàn thân, bắt đầu ngay khi tác nhân gây viêm xâm nhập vào cơ thể. Trong phản ứng viêm, các tế bào như bạch cầu đa nhân trung tính, đại thực bào, bạch cầu ưa axit, bạch cầu ưa bazơ, tế bào nội mô sản xuất ra các chất trung gian hoá học như
prostaglandin, histamine, leucotrien… Các chất trung gian hoá học vừa giải phóng lại hoạt hoá một số tế bào khác, giải phóng các polypeptide gọi là các cytokine.
Những thay đổi về hình thái và sinh hoá gặp trong quá trình viêm diễn biến theo quy luật. Mặc dù mức độ và thời gian của các giai đoạn viêm có thể thay đổi, nhưng quá trình viêm thường diễn biến qua 3 giai đoạn: giai đoạn tổn thương tổ
chức, giai đoạn rối loạn vận mạch và thoát dịch rỉ viêm, giai đoạn tăng sinh tổ chức
để hàn gắn tổn thương.
Các tác nhân gây viêm tác động lên cơ quan và mô gây ra 2 hậu quả chủ yếu là:
- Gây tổn thương tế bào mô làm giải phóng ra các chất trung gian hoá học như histamine, PG… gọi là các chất trung gian gây viêm. Các chất trung gian gây viêm bao gồm: các acid amin (như histamine, serotonin gây ra phản ứng dị ứng); các dẫn xuất của axit béo (gồm các prostaglandin PG là các chất trung gian gây viêm quan trọng nhất gây ra phản ứng viêm); các men lysosom (collagenase, elastase, hyaluronidase, chymotrysinase…); các lymphokin (yếu tố ức chế di tản đại thực bào (MIF), yếu tố hoá ứng động); các kinin (bradykinin, kalidin…có nguồn gốc từ các protein huyết tương).
- Gây rối loạn tuần hoàn và chuyển hoá các sản phẩm chuyển hoá trung gian, chính các sản phẩm này cũng đóng vai trò như các chất trung gian gây viêm.
Các đáp ứng viêm xảy ra giống nhau cho dù nguyên nhân ban đầu khác nhau cho thấy có thể có một con đường sinh lý bệnh chung cho tất cả các quá trình bệnh lý này. Đó là sự sản xuất các cytokine gây viêm, các phân tử bám dính, các chất trung gian vận mạch và các gốc tự do oxy hoá ROS trong tiến trình đáp ứng miễn dịch-viêm.
Yếu tố nhân kappa B, NF-κB, được phát hiện lần đầu tiên là vào năm 1986 từ tế bào B. Sau đó, NF-κB được tìm thấy trong nhiều loại tế bào khác nhau. NF-κB là một yếu tố sao mã thiết yếu kiểm soát quá trình biểu hiện gen mã hoá của các cytokine tiền viêm trong quá trình sinh lý bệnh viêm. Yếu tố NF-κB có thể được hoạt hoá bởi nhiều tín hiệu viêm khác nhau, dẫn tới sự biểu hiện phối hợp của các gen quy định nhiều cytokine, chemokine, các enzyme và các tế bào kết dính. Sự
hoạt hoá NF-κB bao gồm sự photphoryl hoá và giảm phân giải protein tiếp sau của protein ức chế IκB bởi các IκB kinaza đặc hiệu. NF-κB tác động lên các gen quy
định các cytokine, lên các chemokine có lợi cho quá trình viêm, lên các gen quy
định các enzyme gây sản sinh các chất trung gian của quá trình viêm, lên các gen quy định các thụ thể miễn dịch, cũng như các phần tử dính kết có vai trò mấu chốt trong sự tập hợp ban đầu các bạch cầu đến các vị trí viêm. Trong bệnh lý viêm, TNF-α có thể kích hoạt yếu tố NF-κB và NF-κB thể hiện như một nhân tốđiều hoà gien quan trọng đối với các gien liên quan đến viêm, nhiễm trùng và đáp ứng miễn dịch bao gồm iNOS, IL-1B, IL-6 và TNF-α. NF-κB từ lâu đã được coi là như là một mục tiêu cho các loại thuốc kháng viêm mới. NF-κB không điều tiết sản xuất các cytokine tiền viêm, bạch cầu trung tính hoặc tế bào, mà đóng góp quan trọng đối với các phản ứng viêm. Tuy nhiên, các chức năng chống sự chết rụng của tế bào của NF-κB có thể vừa bảo vệ chống lại viêm nhiễm vừa duy trì các phản ứng viêm nhiễm thông qua hoạt hoá các bạch cầu.
Các cytokine là các protein hay glycoprotein hoà tan tham gia vào các phản
ứng miễn dịch và phản ứng viêm. Các cytokine đóng vai trò truyền tin qua lại giữa các bạch cầu với nhau và giữa các bạch cầu với các tế bào khác. Các cytokine tham gia vào nhiều quá trình sinh học trong cơ thể như tạo phôi, sinh sản, tạo máu, đáp
ứng miễn dịch, viêm và cũng đóng vai trò quan trọng trong nhiều bệnh lý như : bệnh tự miễn, nhiễm khuẩn huyết, ung thư, nhiễm HIV, viêm gan siêu vi… Phần lớn các cytokine được gọi là interleukin dựa theo vai trò của nó trong việc truyền thông tin giữa các tế bào bạch cầu. Các cytokine được phân loại dựa vào nguồn gốc của tế bào phân tiết và kết quả xét nghiệm sinh học. Chúng được phân làm 4 nhóm: interleukine, interferon, cytotoxin, growth factor (yếu tố kích thích tăng trưởng tế
bào) và chemokine. Có hơn 100 các yếu tố khác nhau trong nhóm cytokine đã được biết đến, trong đó có 22 loại interleukin và TNF như: IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-12… Đáp ứng viêm bình thường là sự điều hoà quá trình tập trung, kết dính, xuyên mạch, hoá hướng động, thực bào của các bạch cầu đa nhân trung tính và tiêu diệt các vi khuẩn xâm nhập. Các quá trình này được kiểm soát chặt chẽ
thông qua sự điều hoà các cytokine trợ viêm và kháng viêm được phóng thích bởi các đại thực bào được hoạt hoá. Trong hội chứng đáp ứng viêm hệ thống, phản ứng viêm phụ thuộc vào nồng độ của các cytokine [132].
Đại thực bào là những tế bào bạch cầu có vai trò quan trọng trong hệ miễn dịch không đặc hiệu cũng như hệ miễn dịch đặc hiệu ởđộng vật có xương sống. Vai trò của chúng là thực bào các thành phần cặn bã của tế bào và các tác nhân gây bệnh. Ngoài ra, nó còn đóng vai trò các tế bào trình diện kháng nguyên khởi động
đáp ứng miễn dịch đặc hiệu của cơ thể. Đại thực bào có thể lưu hành tự do trong máu hay cố định tại các tổ chức. Một khi đại thực bào được hoạt hoá bởi sự hiện diện của các tác nhân gây bệnh như: vi khuẩn, endotoxin, leukotrien…, nó sẽ phóng thích một loạt các cytokine. Đại thực bào sản xuất 5 loại cytokine chính là: IL-1, IL- 6, IL-12, IL-18 và TNF-α.
IL-6 là một cytokine được giải phóng bởi nhiều loại tế bào, không những
được sản sinh từ đại thực bào hoạt động mà còn có nguồn gốc từ các tế bào T, B, tế
bào gốc tuỷ xương, nội mạc thành mạch, nguyên sợi bào, tế bào keratin. IL-6 có tác dụng ở hầu hết các tế bào, có vai trò quan trọng trong biệt hoá tế bào B thành các tế
bào tạo kháng thể, tập hợp các bạch cầu đã được biệt hoá, kích thích gan sản xuất các protein trong giai đoạn cấp tính của bệnh. Mặc dù chủ yếu được coi là một tác nhân gây viêm, IL-6 cũng có hoạt tính kháng viêm. IL-6 hoạt hoá các tế bào lympho, tăng sản xuất kháng thể [76].
IL-12 là một cytokine hetorodimeric (dimer dị thể), mã hoá bởi hai gen riêng biệt IL-12A(p35) và IL-12B (p40), được sản sinh từ các tế bào trình diện antigen chính như monocyte, đại thực bào, tế bào răng cưa, tế bào B, tế bào keratin. IL-12
đóng vai trò trung tâm trong việc khởi đầu và điều tiết của các tế bào miễn dịch [100, 101].
TNF-α (yếu tố hoại tử u) là một cytokine có nguồn gốc chủ yếu từ các đại thực bào, có vai trò quan trọng trong cơ chế đáp ứng của các cơ quan trong cơ thể
với các tổn thương và nhiễm trùng. TNF-α có cấu tạo trimer đồng thểđược phân tiết từ đại thực bào, tế bào T, B, nguyên sợi bào. Chúng có tác động sinh học trên hầu hết các tế bào có nhân và có thểở dạng hòa tan trong dịch chất hoặc ở dạng liên kết trên bề mặt màng. Nó có tác dụng gây độc trực tiếp đối với tế bào ung thư mà không có tác dụng đối với các tế bào bình thường. TNF-α không chỉ có tác dụng gây hoại tử khối u mà nó còn đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển của một đáp ứng viêm hữu hiệu, có tác dụng thanh lọc các tác nhân gây bệnh khác nhau xâm nhập vào cơ thể.
Phản ứng đáp ứng viêm được khởi nguồn từ sự xâm nhập của mầm bệnh hay sự tổn thương mô gây ra bởi các gốc tự do, là một chuỗi các phản ứng trong mạch và tế bào. Một số chất trung gian hoá học quan trọng gây viêm là interleukin IL-1, IL-6, IL-12, TNF-α (tumor necrosis factor-α), prostaglandin… Các thuốc kháng viêm đều nhằm mục tiêu là hạn chế sự sản sinh các cytokine tiền viêm này. Dưới tác dụng của LPS, các tế bào tua DCs sinh ra từ tuỷ xương được biết đến là sản sinh ra các cytokine: IL-6, IL-12p40 và TNF-α [112].
Các thuốc kháng viêm hiện nay được chia làm hai loại: loại steroid và loại không steroid. Trên thị trường hiện nay chủ yếu là các thuốc kháng viêm không steroid (NSAIDs-Nonsteroidal anti-inflammatory drugs), đa số là các thuốc tổng hợp và có tác dụng hầu hết trên các loại viêm không phân biệt nguyên nhân. Cơ chế
hoạt động của các thuốc này là kìm hãm hoạt động của các enzyme cyclooxygenase COX-1 và COX-2, làm giảm tổng hợp các prostaglandin (PG-yếu tố trung gian quan trọng nhất gây nên phản ứng viêm) [135]. COX-1 được tìm thấy nhiều nhất ở
thành mạch máu, dạ dày và thận, trong khi đó COX-2 cảm ứng bởi các cytokine thường tham gia vào phản ứng viêm và có tác dụng xúc tác tạo ra các PG. Sựức chế
tổng hợp các PG của thuốc một mặt là yếu tố quyết định tác dụng kháng viêm của thuốc nhưng lại có tác dụng bất lợi ởđường tiêu hoá và thận khi sử dụng thuốc kéo dài. Hiện nay, các thuốc ức chế chọn lọc COX-2 được xem là ít tác dụng phụ trên dạ dày. Tuy nhiên, đối với các thuốc này, không có thuốc nào hoàn toàn ức chế
COX-2 mà không tác động trên COX-1 [68]. Do đó, bên cạnh các thuốc tổng hợp thì xu hướng tìm kiếm các thuốc kháng viêm có nguồn gốc từ thiên nhiên đang
được đẩy mạnh bởi những tác dụng ưu việt của nó như: tác dụng nhanh, an toàn và ít gây ra các phản ứng phụ.
1.3 MỘT SỐ HỢP CHẤT PHENOLIC THỰC VẬT CÓ HOẠT TÍNH KHÁNG VIÊM
1.3.1 Đặc điểm chung của các hợp chất phenolic
Hợp chất phenolic là nhóm các hợp chất hóa học mà trong phân tử có chứa nhóm chức hydroxyl (-OH) gắn với vòng hydro cacbon thơm. Hợp chất phenolic là các nhóm chất khác nhau rất phổ biến trong giới thực vật, chúng được phân bố rộng rãi trong giới thực vật và là các sản phẩm trao đổi chất phong phú của thực vật. Hơn 8000 cấu trúc phenolic được tìm thấy, từ các phân tử đơn giản như axit phenolic
đến các hợp chất polymer như tannin. Các hợp chất phenolic thực vật có tác dụng chống lại bức xạ tia cực tím hoặc ngăn chặn các tác nhân gây bệnh, ký sinh trùng và
động vật ăn thịt, cũng như làm tăng các sắc màu của thực vật. Chúng có ở khắp các bộ phận của cây, do đó chúng cũng là một phần không thể thiếu trong chế độ ăn uống của con người.
Các hợp chất phenolic rất đa dạng về cấu trúc, dưới đây là một số nhóm chính [56]: Bảng 1.1 Các nhóm hợp chất phenolic cơ bản Nhóm chất Nhóm Cấu trúc cơ bản C6 phenol đơn giản và benzoquinone C6-C1 Axit phenolic và các hợp chất liên quan C6-C2 acetophenol, axit phenylacetic C6-C3 axit cinnamic, Coumarin, isocoumarin và chromone C6-C4 Naphthoquinone C6-C1-C6 Xanthone
C6-C2-C6 stilbene, anthraquinone
C6-C3-C6 Flavonoid
(C6-C3)2 lignan, neolignan
(C6-C1)n tannin thuỷ phân (C6-C3)n Lignin
Vì trong luận án, các hợp chất phân lập được thuộc nhóm chất flavonoid, anthraquinone và naphthoquinone nên chúng tôi giới thiệu sâu hơn về các lớp chất này.
1.3.2 Các hợp chất flavonoid
Các hợp chất flavonoid là nhóm hợp chất có ý nghĩa thực tiễn lớn trong số
các polyphenol thiên nhiên vì chúng được phân bố rộng rãi trong giới thực vật, ít
độc và có nhiều hoạt tính sinh học có giá trị. Chúng đa dạng về cấu trúc hóa học và tác dụng sinh học, có mặt ở khắp mọi nơi trong tự nhiên và được phân loại theo cấu trúc hóa học. Flavonoid là những chất màu thực vật, có cấu trúc cơ bản kiểu C6-C3- C6’, gồm hai vòng benzen (vòng A và B) và một vòng pyron (vòng C), trong đó phần nửa C6 là vòng benzen, sự biến đổi thể trạng oxy hóa của phần giữa liên kết C3
Dựa vào vị trí liên kết của vòng thơm với phần benzopyran (khung chroman), có thể chia các hợp chất này thành 3 nhóm:
- Flavonoid (2-phenylbenzopyran) - Isoflavonoid (3-phenylbenzopyran) - Neoflavonoid (4-phenylbenzopyran)
Trong thực vật flavonoid tồn tại chủ yếu ở hai dạng:
- Dạng tự do (aglycol): thường tan trong các dung môi hữu cơ như ete, axeton, cồn nhưng hầu như không tan trong nước.
- Dạng liên kết với gluxit: tan trong nước nhưng không tan trong các dung môi không phân cực như axeton, chloroform. Tùy theo số lượng gốc đường có mặt trong phân tử, phân biệt thành monoglycoside, bioside…
Dưới tác dụng của acid, glycoside bị thủy phân thành đường và aglycon: Glycoside → aglycon + đường
* Hoạt tính sinh học của hợp chất flavonoid
Flavonoid là một nhóm các hợp chất được gọi là “những người thợ sửa chữa sinh hóa của thiên nhiên” nhờ vào khả năng sửa chữa các phản ứng cơ thể chống lại các hợp chất khác trong các dịứng nguyên, virus và các chất sinh ung thư. Nhờ vậy chúng có đặc tính kháng viêm, kháng dịứng, chống virus và ngăn ngừa ung thư.
Các chất flavonoid là những chất oxy hóa chậm hay ngăn chặn quá trình oxy hóa do các gốc tự do gây ra, đây có thể là nguyên nhân làm cho tế bào hoạt động khác thường.
Flavonoid có khả năng tạo phức với các ion kim loại nên có tác dụng như
những chất xúc tác ngăn cản các phản ứng oxy hóa. Do đó, các chất flavonoid có tác dụng bảo vệ cơ thể, ngăn ngừa xơ vữa động mạch, tai biến mạch, lão hóa, thoái hóa gan, tổn thương do bức xạ...
Các flavonoid còn được ứng dụng rộng rãi để điều trị các bệnh nhiễm trùng như chống viêm loét dạ dày, viêm mật cấp tính và mãn tính, viêm gan, thận... Flavonoid còn có tác dụng chống độc, làm giảm thương tổn gan, bảo vệ chức năng gan.
Trên hệ tim mạch, nhiều flavonoid như quercetin, rutin, myciretin, hỗn hợp các catechin của chè có tác dụng làm tăng biên độ co bóp tim. Các flavonoid có tác dụng củng cố, nâng cao sức chống đỡ và hạ thấp tính thẩm thấu các hồng huyết cầu qua thành mạch thông qua tác dụng lên các cấu trúc màng tế bào của nó. Hay nói cách khác nó duy trì độ mềm dẻo của thành mạch, ứng dụng vào điều trị các rối