Tỏc dụng sinh học của cỏc chất thứ cấp từ thực vật rất đa dạng và phong phỳ. Cho đến nay, cơ chế tỏc dụng của chỳng cũn nhiều điểm chưa hoàn toàn sỏng tỏ. Một số tỏc dụng chớnh của cỏc chất thứ cấp từ thực vật được tập trung nghiờn cứu là tỏc dụng chống oxy hoỏ [110, 147, 170], tỏc dụng khỏng khuẩn, chống viờm [4, 41, 104, 203] cũng như gần đõy là cỏc nghiờn cứu về tỏc dụng chống sự phỏt triển của tế bào ung thư [74, 109] hay virut HIV [70].
1.4.2.1. Tỏc dụng chống oxy hoỏ của cỏc hợp chất thứ cấp từ thực vật
Một trong những cơ sở sinh hoỏ quan trọng để cỏc chất thực vật thứ sinh thể hiện được hoạt tớnh sinh học của chỳng là khả năng kỡm hóm cỏc quỏ trỡnh oxy hoỏ được sinh ra bởi cỏc gốc tự do hoạt động. Tuy nhiờn hoạt tớnh này thể hiện mạnh hay yếu phụ thuộc vào đặc điểm cấu tạo hoỏ học của từng hợp chất cụ thể. Cỏc nghiờn cứu tỏc dụng chống oxy hoỏ của cỏc chất thứ cấp từ thực vật chủ yếu tập trung vào nhúm flavonoid. Do bản chất cấu tạo từ polyphenol nờn flavonoid ở trong tế bào thực vật hoặc trong cơ thể động vật và người chịu tỏc động của cỏc biến đổi oxy hoỏ- khử, bị oxy hoỏ từng bước và tồn tại ở cỏc dạng hydroquinon, semiquinon, quinon. Semiquinon hoặc quinon là những gốc tự do bền vững, cú thể nhận điện tử và hydro từ những chất cho khỏc nhau để trở lại dạng hydroquinon. Cỏc chất này cú khả năng phản ứng với cỏc gốc tự do hoạt động để triệt tiờu chỳng. Kết quả là hạn chế quỏ trỡnh bệnh lý do cắt đứt dõy chuyền phản ứng oxy hoỏ.
Ngoài cơ chế trờn, flavonoid cũn kỡm hóm sự phỏt sinh cỏc gốc tự do hoạt động do cú khả năng tạo phức với cỏc ion kim loại chuyển tiếp như Fe2+, Cu2+ v.v... để chỳng khụng thể xỳc tỏc cho phản ứng Fenton sinh ra cỏc gốc hoạt động như OH, O [1].
Liờn quan đến tỏc dụng chống oxy húa của flavonoid, hai axit bộo trong cấu tạo màng tế bào đó được nghiờn cứu khỏ kỹ là linoleic và metyl linolenate [110]. Tỏc dụng chống oxy hoỏ của flavonoid tăng dần khi tăng nồng độ của chỳng và tuõn theo trật tự fustin < catechine < quercetine < rutine = luteoline < kaempferole < morine đối với axit linoleic và rutine < cathechine < morine = kaempferole đối với methyl linolenate. Cỏc flavonoid được coi là cỏc chất chống oxy húa ở mức độ cao dựa vào khả năng loại bỏ cỏc gốc tự do và cỏc gốc oxy hoạt động. Tuy nhiờn cỏc nghiờn cứu cho thấy rằng hoạt tớnh chống oxy húa khỏc nhau ở cỏc flavonoid khỏc nhau [93]. Cỏc nghiờn cứu gần đõy của Hà Thị Thanh Bỡnh và tập thể [4] trờn cõy chố cho thấy khả năng chống oxy húa in vitro cú liờn quan với hàm lượng polyphenol tổng số.
Cỏc chất thứ cấp từ thực vật khi trong cơ thể cú thể tồn tại ở dạng oxy hoỏ hoặc dạng khử và tuỳ thuộc vào cỏc điều kiện khỏc nhau nú sẽ thể hiện hoạt tớnh sinh học khỏc nhau kỡm hóm hoặc kớch thớch hoạt động enzyme. Một số chất thứ cấp cú tỏc dụng lờn nhiều enzyme tham gia quỏ trỡnh đường phõn như piruvate kinase, lactate dehydrogenase, malate dehydrogenase, alcohol dehydrogenase, oxidoreductase v.v... cỏc enzyme tổng hợp axit nucleic, tổng hợp protein, bảo vệ oxy húa khử như protein kinase, ARN polymerase v.v... Nghiờn cứu của Constatinou và tập thể [63] cho thấy cỏc hợp chất flavonoid cú tỏc dụng ức chế hoạt độ enzyme ADN topoisomerase. Đối với vi khuẩn gõy sõu răng S. mutans, nhiều
enzyme trờn màng, enzyme bảo vệ oxy hoỏ khử và enzyme tham gia trong quỏ trỡnh đường phõn của vi khuẩn này bị ảnh hưởng bởi cỏc chất thứ cấp từ thực vật. Cỏc nghiờn cứu của Nguyễn Thị Mai Phương và tập thể [29] cho thấy hợp chất polyphenol α-mangostin từ dịch chiết vỏ măng cụt cú thể ức chế cỏc 50% hoạt độ cỏc enzyme PTS, NADH oxidase, glucosyl transferase với nồng độ từ 0,02 đến 0,5%. Xiao và tập thể [207, 208] cũng phỏt hiện dịch chiết thụ cũng như phõn đoạn
tỏch từ dung mụi hỗn hợp chloroform/methanol của Nidus vespae cú tỏc dụng ức
chế enzyme glucosyl transferase của S. mutans.
1.4.2.2. Tỏc dụng khỏng sinh, khỏng khuẩn của cỏc chất thứ cấp từ thực vật
Tỏc dụng chống viờm và khỏng khuẩn của cỏc chất thứ cấp từ thực vật là một trong những tỏc dụng được quan tõm nghiờn cứu nhiều nhất. Nhiều hợp chất alkaloid, flavonoid, terpene cú tớnh khỏng khuẩn, khỏng nấm được dựng làm thuốc. Một số tỏc giả nghiờn cứu tỏc dụng của anthoxyanin và leucoanthoxyanin lờn vi khuẩn Samonella và thấy cú sự kỡm hóm phỏt triển rừ rệt [17].
Cỏc saponin triterpenoid cũng được ứng dụng nhiều trong y dược do chỳng cú tớnh khỏng viờm, ức chế sự phỏt triển của nhiều loài vi khuẩn. Trong rễ của loài Cam thảo (Glycyrhiza uralensis Fisch) người ta đó tỏch được một saponin triterpenoid gọi là glycyrrhizin cú tỏc dụng chống viờm và đó được bào chế thành kem để điều trị bệnh nha chu. Hợp chất artemisine là một sesquiterpen lacton tỏch chiết từ loài Thanh hao hoa vàng (Artemisia annua L.) cú tỏc dụng diệt ký sinh trựng sốt rột mạnh, hiện đó và đang được ứng dụng để điều trị bệnh sốt rột [17].
Những nghiờn cứu sàng lọc của cỏc nhà khoa học Trung Quốc và Nhật Bản trong thời gian gần đõy cho biết, nhiều hợp chất trong nhúm ellagitannin, gallotanin cú hoạt tớnh ức chế enzyme sao chộp ngược của virus HIV, đỏng chỳ ý là cỏc hợp chất nobotanin B và punicalin [17].
Cepharathin một alkaloid khỏc được tỏch chiết từ rễ của loài Bỡnh vụi hoa đầu (Stephania cepharantha Hayata) đang được chỳ ý đặc biệt ở Nhật Bản, Trung Quốc và nhiều nước trong khu vực. Cỏc thử nghiệm cho biết cepharanthin cú tỏc dụng trị vi khuẩn lao. Từ loài Sắn dõy (Pueraria montana Merr.) người ta đó chiết được một số hợp chất isoflavonoid như daizein, pueratin v.v... cú tỏc dụng điều trị cỏc bệnh về tim mạch và cảm sốt.
Nhiều chất thứ cấp từ thực vật được phỏt hiện cú hoạt tớnh tiờu diệt nhiều loại vi khuẩn đường miệng khỏc nhau. Chen và tập thể [61] đó nghiờn cứu tỏc dụng của 79 loại dịch chiết thực vật lờn vi khuẩn S. mutans và phỏt hiện 3 loại dịch chiết từ M. australia, L. octovalvis và T. orientalis chứa cỏc hợp chất thứ cấp cú tớnh khỏng S. mutans cao nhất. Nhiều hợp chất nhúm flavonoid trong cõy Erythirina variegata,
Ormosia monosperma được phỏt hiện cú tỏc dụng giết nhiều loài vi khuẩn đường
miệng. Song và tập thể [182] phỏt hiện trong phõn đoạn dịch chiết từ cõy
Polygonum cuspidatum cú chứa cỏc hợp chất thuộc nhúm terpenoid, phenolic,
glycoside khụng những cú khả năng ức chế sự phỏt triển S. mutans mà cũn ức chế sự hỡnh thành mảng bỏm răng. Vasconcelos và tập thể [193] trong nghiờn cứu của mỡnh cho thấy cỏc hợp chất từ dịch chiết cõy xoài và cõy neem khụng những cú tỏc dụng ức chế sự phỏt triển S. mutans mà cũn tỏc dụng giết cỏc vi khuẩn đường miệng khỏc như S. salivarius. S. mitis và S. sanguis.
Tại Việt Nam theo nhiều cõy thuốc trong cỏc bài thuốc dõn gian cú tớnh khỏng khuẩn đó được tỡm hiểu [2,16,17]. Tuy nhiờn cỏc nghiờn cứu trong nước cũn thiếu cỏc nghiờn cứu sõu về thành phần, cơ chế tỏc dụng cũng như việc tinh sạch cỏc hợp chất cú trong cỏc cõy thuốc chữa bệnh dõn gian. Theo Đỗ Tất Lợi [16] lỏ Sắn thuyền gió nhỏ cú tỏc dụng ức chế khuẩn như một số thuốc khỏng sinh thường dựng đối với Staphylococcus aureus cũng như với Bacillus proteus, dịch chiết từ lỏ Sắn thuyền cú tỏc dụng chống nhiễm trựng, làm vết thương chúng lành. Kim ngõn là một cõy loại mọc hoang tại nhiều vựng nỳi nước ta. Về tỏc dụng dược lý thỡ nước sắc từ Kim ngõn cú tỏc dụng ức chế rất mạnh với tụ cầu khuẩn, vi khuẩn thương hàn, vi khuẩn lỵ. Từ dịch chiết Hương nhu trắng người ta đó đó tinh chế tinh dầu ogenola được sử dụng làm nước sỳc miệng cú tỏc dụng chữa chỳng hụi miệng và được sử dụng trong nha khoa. Sài đất là cõy mọc hoang ở nhiều tỉnh phớa Bắc nước ta đặc biệt là ở nhưng nơi ẩm mỏt, trờn lõm sàng Sài đất biểu hiện hai tỏc dụng rừ rệt là giảm đau, giảm sốt và khỏng sinh rừ rệt, khụng thấy tớnh độc. Vỏ cõy Sao đen theo Đỗ Huy Bớch và tập thể [2] được dựng trong dõn gian chữa viờm lợi, ỏp xe lợi, sõu răng, làm chắc răng. Theo Đỗ Tất Lợi từ dịch chiết vỏ Sao đen ngõm trong rượu sỳc miệng hàng ngày cú thể làm đỡ đau nhức răng với người bị sõu răng. Nguyễn Thị Mai Phương và tập thể [26] đó bước đầu điều tra một số đối tượng thực vật cú khả năng chống sõu răng dựa trờn kinh nghiệm chữa sõu răng dõn gian như chố xanh (Camellia sinensis L), lỏ lốt (Piper lolot L), lỏ trầu khụng (Piper betle L) và vỏ quả măng cụt (Garcinia mangostana L) và kết quả cho thấy dịch chiết vỏ măng cụt cú triển vọng hơn cả. Trương Uyờn Thỏi và tập thể [32, 33] cũng đó nghiờn cứu khả năng chữa bệnh sõu răng từ dịch chiết cỏc thực vật như lỏ lốt, lỏ lấu, trầu khụng
và đó thử nghiệm thuốc RK94 và BT98 từ dịch chiết thực vật trong việc điều trị bệnh viờm lợi và viờm quanh răng.
Cơ chế khỏng khuẩn của cỏc chất thứ cấp từ thực vật cũn rất ớt được nghiờn cứu. Với nhúm hợp chất phenolic, nhúm được nghiờn cứu kỹ hơn cú thể giải thớch cơ chế khỏng khuẩn theo giả thuyết sau:
- Cỏc hợp chất này ức chế enzyme transpeptidase liờn quan đến việc tổng hợp mucopeptide thành tế bào vi khuẩn.
- Gắn lờn màng bào tương của tế bào vi khuẩn làm giảm tớnh thấm chọn lọc của màng do vậy một số chất cần thiết cho hoạt động sống của vi khuẩn như nucleotide, pyrimidine, purine lọt qua màng bào tương ra ngoài.
- Ức chế tổng hợp axit nucleic và protein của vi khuẩn.
1.4.2.3. Một số tỏc dụng khỏc của cỏc chất thứ cấp từ thực vật
Cỏc chất thứ cấp từ thực vật là nguồn cung cấp nguyờn liệu dồi dào cho việc bỏn tổng hợp một số loại hoỏ dược. Nhiều hoạt chất quan trọng như quinine, morphine v.v... cho đến nay vẫn phải chiết xuất từ dược liệu mà chưa thể sản xuất bằng con đường tự tổng hợp, hoặc nhiều loài thuốc cú thể tổng hợp được nhưng giỏ thành cao nờn vẫn phải chiết xuất từ dược liệu.
Nhiều nguồn nguyờn liệu giàu cỏc hợp chất thứ cấp từ thực vật vừa được sử dụng làm thuốc đồng thời cũng được sử dụng trong thực phẩm làm gia vị như Gừng, Quế, Hồi, Hạt tiờu v.v... Cỏc chất cú mặt trong nguyờn liệu này vừa làm cho thực phẩm cú mựi thơm, màu đẹp, lại vừa kớch thớch cỏc giỏc quan khỏc giỳp ăn ngon miệng. Vanillin thuộc nhúm chất phenol cú hương vị hấp dẫn được sử dụng rộng rói.
Hợp chất rutin hay rutosid tỏch từ Hoa hoố (Styphnolobium japonicum L.) cú tỏc dụng giảm huyết ỏp, giỳp cho cơ thể chống lại cỏc trường hợp đứt mạch mỏu nhỏ khi huyết ỏp tăng cao. Chất tetrahydropalmatin một alkaloid cú nhiều ở loài Bỡnh vụi (Stephania sp.) cú tỏc dụng an thần, giảm đau, giảm ỏp, thần kinh v.v... đó và đang được dựng làm thuốc ngủ khụng gõy nghiện [17].
Nhiều chất thứ cấp cú nguồn gốc từ thực vật như alkaloid, coumarin, saponin là những chất cú tớnh độc, nờn được sử dụng làm thuốc bảo vệ thực vật
chống lại cỏc tỏc nhõn phỏ hoại mựa màng, khụng gõy ụ nhiễm mụi trường. Nicotine cú trong cõy thuốc thuốc phiện là chất diệt cụn trựng đầu tiờn được con người sử dụng. Hợp chất coumarin từ loài cỏ ba lỏ cú thể gõy chảy mỏu nội tạng nờn được sử dụng làm thuốc trừ động vật gậm nhấm. Pyrethroid một loại monoterpen cú trong cỏc loài Cỳc là chất cú tỏc dụng diệt cụn trựng rất hiệu quả, đang hứa hẹn là một loại thuốc trừ sõu hại mới do cú độ tồn lưu trong mụi trường ngắn và khụng gõy hại cho động vật [17].
Ngoài ra cỏc chất thứ cấp từ thực vật cũn được sử dụng trong cỏc cụng nghệ hoỏ mỹ phẩm, cụng nghệ sản xuất hàng tiờu dựng v.v...
Việt Nam nằm ở khu vực Đụng Nam Á, nơi cú nguồn tài nguyờn thực vật rất đa dạng và phong phỳ trong đú gồm rất nhiều loài chứa cỏc hợp chất cú hoạt tớnh sinh học cao, và từ ngàn xưa cộng đồng cỏc dõn tộc trờn đất nước ta cũng cú truyền thống sử dụng cõy cỏ để phũng chống, chữa bệnh và bảo vệ sức khoẻ. Theo Ló Đỡnh Mỡi và tập thể [17] hệ thực vật Việt Nam chiếm khoảng 5% tổng số loài thực vật bậc cao đó biết trờn thế giới và khoảng trờn dưới 25% số loài thực vật bậc cao đó biết ở chõu Á. Đõy thực sự là một nguồn tài nguyờn về cỏc hợp chất thực vật thứ sinh mà chỳng ta cần quan tõm nghiờn cứu và khai thỏc.
Cỏc kết quả nghiờn cứu ở Việt Nam gần đõy cho thấy ngày càng nhiều hợp chất thực vật thứ cấp cú hoạt tớnh sinh học được phỏt hiện và nghiờn cứu. Thời gian gần đõy với việc chiết rỳt artemisine từ Thanh hao hao vàng (Artemisia annua L.) và chuyển hoỏ thành cỏc dẫn xuất cú hoạt tớnh cao hơn như artemether, artesunat v.v... làm thuốc chống sốt rột; tỏch chiết berberin từ loài Vàng đắng (Coscinium
fenestratum Colebr); curcumin từ cõy Nghệ (Curcuma long L.); rutine từ loài Hoa
hoố (Styphnolobium japonicum L.) v.v... là những thành cụng bước đầu. Nhiều cụng trỡnh nghiờn cứu của cỏc tỏc giả trong nước [4, 113] cũng đề cập đến tớnh khỏng khuẩn, chống oxy hoỏ thậm chớ cú tỏc dụng với cỏc căn bệnh của thế kỷ như ung thư từ nhiều dịch chiết cỏc thực vật khỏc nhau.
Tuy nhiờn cho đến nay chưa cú nhiều cụng trỡnh nghiờn cứu tại Việt Nam đề cập đến việc điều tra, nghiờn cứu và tỏch chiết cỏc hợp chất thứ cấp từ thực vật cú hoạt tớnh khỏng khuẩn sõu răng và ứng dụng chỳng trong cỏc sản phẩm bảo vệ răng miệng. Chỳng ta cũn thiếu cỏc nghiờn cứu sõu về cơ chế tỏc dụng của cỏc hợp chất
thứ cấp từ thực vật lờn cỏc vi khuẩn đường miệng, đặc biệt là ở vi khuẩn phõn lập từ chớnh đối tượng người Việt Nam. Xuất phỏt từ thực tế tỡnh hỡnh nghiờn cứu trờn thế giới, Việt Nam và để gúp phần khai thỏc sử dụng nguồn tài nguyờn thực vật ở trong nước chỳng tụi đó tiến hành đề tài: “Nghiờn cứu tỏc dụng của một số chất thứ cấp từ thực vật lờn vi khuẩn gõy sõu răng Streptococcus mutans”.
Chương 2