1.4.3.1. Tính chất vật lý [8, 12]
- Phần lớn alkaloid trong thiên nhiên công thức cấu tạo có oxy, nghĩa là trong công thức có C, H, N, O, những alkaloid này thường ở thể rắn ở nhiệt độ thường. Những alkaloid thành phần cấu tạo không có oxy thường ở thể lỏng. Các alkaloid ở thể rắn thường kết tinh được và có điểm chảy rõ ràng.
- Mùi vị: đa số alkaloid không có mùi, có vịđắng và một số ít có vị cay. - Màu sắc: hầu hết các alkaloid đều không màu trừ một số ít có màu vàng.
- Độ tan: nói chung các alkaloid base không tan trong nước, dễ tan trong các dung môi hữu cơ như methanol, ethanol, ether, chloroform, benzen,…Trái lại các muối alkaloid thì dễ tan trong nước, hầu như không tan trong các dung môi hữu cơ ít phân cực.
- Năng suất quay cực: phần lớn alkaloid có khả năng quay cực.
1.4.3.2. Tính chất hóa học [8, 12]
- Hầu như alkaloid đều có tính base yếu, song cũng có chất có tác dụng như base mạnh có khả năng làm xanh giấy quỳ như nicotin. Cũng có chất có tính base rất yếu như cafein, piperin,… Một số trường hợp ngoại lệ có những alkaloid không có phản ứng kiềm như colchicin, ricinin, theobromin và cá biệt có chất có phản ứng axit yếu như arecaidin, guvacin.
25
Do có tính base yếu nên có thể giải phóng alkaloid ra khỏi muối của nó bằng những kiềm trung bình và mạnh như NH4OH, MgO, carbonat kiềm, NaOH,…
Tác dụng với các axit tạo ra các muối tương ứng.
Alkaloid kết hợp với kim loại nặng (Hg, Bi, Pt,…) tạo ra muối phức. Các alkaloid cho phản ứng với một số thuốc thử chung của alkaloid.
1.4.3.3. Hoạt tính sinh học của alkaloid [7, 8]
Alkaloid là những chất có hoạt tính sinh học quan trọng, có nhiều chất rất độc. Tác dụng lên hệ thần kinh trung ương: nhiều alkaloid có tác dụng trên hệ thần kinh trung ương gây ức chế như morphin, codein, scopolamin, reserpin hoặc gây kích thích như strychnin, cafein, lobelin,…
Tác dụng lên hệ thần kinh giao cảm: nhiều alkaloid tác dụng lên hệ thần kinh giao cảm gây kích thích: ephedrin, hordenin, làm liệt giao cảm: ergotamin, yohimbin hoặc kích thích phó giao cảm: pilocarpin, eserin.
Tác dụng với huyết áp: có alkaloid làm tăng huyết áp (aphedrine, hydrastine), có chất làm hạ huyết áp (yohimbine, alkaloid của cây ba gạc).
Tác dụng lên tim: một số ít có tác dụng lên tim như ajmalin, quinidin và α - fagarin được dùng làm thuốc chữa loạn nhịp tim.
Tác dụng lên vi khuẩn, ký sinh trùng: có alkaloid diệt ký sinh trùng: quinine độc đối với ký sinh trùng sốt rét, emetine và conessine độc đối với amip dùng để chữa lỵ.
Tác dụng chống ung thư: nhiều alkaloid đã được chiết xuất từ thực vật để làm thuốc chữa ung thư rất hiệu quả, ví dụ: vinblastine, vincristine, colchamine, ellipticine,…
Vinblastin (tên gọi ngắn của vincaleucoblastin) được chiết xuất từ cây dừa cạn. Là thuốc thiết yếu điều trị ung thư vú, ung thư phổi, ưng thu tử cung,…[7].Vincristin (tên gọi ngắn của vincaleucocristin) được chiết xuất từ cây dừa cạn. Dùng điều trị bệnh bạch cầu lympho, u tủy cấp tính ở trẻ em,…[7]. Cepharanthin là một alkaloid được tách chiết từ rễ củ loài Bình Vôi hoa đầu (Stephania cepharanthan Hayata) đang được chú ý. Những thử nghiệm cho thấy, cepharanthin có tác dụng trị lao, kích thích hệ miễn dịch, làm tăng tác dụng của thuốc chống ung thư, ức chế virut gây suy giảm hệ miễn dịch ở người (HIV) [7].
1.4.4. Các alkaloid có trong lá đu đủ
Lá đu đủ có chứa các alkaloid: carpaine, pseudocarpaine, dehydrocarpaine I, dehydrocarpaine II và choline. Ngoài ra còn có một số alkaloid khác (nicotin, cotinin, myosmin) ở mức độ vi lượng [2, 61].
26
Carpaine là một alkaloid chính trong loài đu đủCarica papaya Linn, được tìm thấy hầu hết trong các phần của cây và trong hạt. Carpaine được tìm thấy trong lá đu đủ với nồng độ khá cao. Hàm lượng carpaine trong lá đu đủ trồng ở Nigerian là 0,01 - 0,015% so với khối lượng lá khô và lên đến 0,2% ở Malayan. Tuy nhiên, Tang (1978) đã phân lập được alkaloid dehydrocarpaine I và II từ lá đu đủ ở Havaii với hàm lượng cao hơn carpaine. Điều đó chứng tỏ hàm lượng carpaine khác nhau giữa các loài đu đủ, độ già của lá và điều kiện trồng trọt, các phần khác nhau của cây [87, 95]. Nó cũng được tìm thấy trong các giống đu đủ cùng loài như Caricaceae, Vasconcellosia và Apocynaceae. Trong lá đu đủCarica papaya trồng ở Nigerian cũng được tìm thấy một lượng lớn alkaloid choline. Hàm lượng choline cao hơn cả carpaine, khoảng 0,02% so với khối lượng lá khô [87, 95].
Bảng 1.3: Tính chất hoá học của carpaine và dẫn xuất của carpaine trong lá đu đủCarica papaya
[87, 95].
Tên Dẫn xuất Công thức
phân tử Khối lượng phân tử Hình dạng vật lý Điểm nóng chảy ( 0C ) Carpaine C28H50N2O4 478.714 Hình lập phương 119 - 120 1,2 - dehydro Dehydrocarpaine I C28H48N2O4 476.698 Dẻo dính - 1,1’,2,2’ - Tetradehydro Dehdrocarpaine II C28H46N2O4 474.682 Dẻo dính - 2 - Epimer Pseudocarpaine C28H50N2O4 478.714 Tinh thể 65 - 68 2 - Epimer, hydrochloride - - Tinh thể 295
Alkaloid carpaine có một số tính chất dược lý như sau: Theo báo cáo, carpaine hoàn toàn có tính chất giống digitalis (lá Mao Địa Hoàng) và Emetine (C28H50N2O4) nhưng không có các tác dụng phụ (Burdick, 1971). Tuffley và Williams đã phát hiện carpaine làm giảm huyết áp, làm giảm nhu động ruột. Nó cũng gây ra giản tử cung và giãn phế quản. Van Ryn (1987) đã báo cáo rằng carpaine và pseudocarpaine làm giảm nhịp tim
27
và suy yếu cơ bắp. Nghiên cứu dịch chiết lá đu đủ với cồn đã cho thấy nó có tác dụng như thuốc an thần và làm giản cơ chính (Gupta, 1990). Carpaine được chứng minh là thuốc giãn mạch ngoại vi và có thể làm giảm huyết áp ởđộng vật. To và Kyu (1934) đã có báo cáo carpaine có thể làm thuốc điều trị a-mip rất tốt. Ramas wany và Srusi (1960) đã chứng minh nó ức chế vi khuẩn gây bệnh lao phổi. Ngoài ra carpaine cũng đã được báo cáo là có hoạt tính chống chảy máu [87, 95].
1.5. Quá trình caspase [58, 89, 102, 106] (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1.5.1. Khái niệm caspase
Caspase viết tắt của cysteine-aspartic protease (enzyme protease dạng cysteine- aspartic) hay cysteine-dependent aspartate-directed protease (enzyme protease phụ thuộc vào cysteine và dẫn hướng bởi aspartic) là một họ của protease cysteine đóng vai trò quan trọng trong quá trình tự chết của tế bào, hoại tử và sưng viêm.
Caspase có vai trò rất quan trọng đối với việc tự chết của tế bào, một dạng chết tế bào được lập trình, trong giai đoạn sinh trưởng và phát triển cũng như trong phần lớn các giai đoạn sống của một cá thể trưởng thành và được gọi là "kẻ hành quyết" các tế bào. Một số caspase cũng tham gia vào hoạt động của hệ miễn dịch trong quá trình trưởng thành của lympho bào. Quá trình tự chết của tế bào bị sai lệch là một trong những nhân tố chính gây ra sự phát triển của khối u và gây ra các bệnh tự miễn dịch.
1.5.2. Phân loại caspase
Caspase khơi mào CASP 2, 8, 9 và 10
Caspase hành quyết CASP3, 6 và 7
Caspase dùng trong phản ứng sưng viêm CASP1 (ICE), 4 và 5
Nhiều nghiên cứu cho thấy họ enzyme caspase đóng vai trò trung tâm trong việc truyền tín hiệu apoptosis. Cho đến nay đã có 15 loại caspase được chia thành 2 nhóm chính là caspase gây viêm và caspase liên quan đến apoptosis (bao gồm caspase 2, 3, 6, 7, 8, 9, 10, 15). Trong đó caspase 3, 7 tham gia vào quá trình caspase cắt các protein khác trong tế bào, mở đầu cho quá trình apoptosis. Các caspase này sẽ thực hiện quá trình chết tế bào theo chu trình apoptosis. Việc xác định khả năng kích hoạt enzyme caspase có thể cho ta biết cơ chế tác động của một số hoạt chất có tiềm năng điều trị ung thư.
28
Có hai nhóm caspase chính trong quá trình tự chết của tế bào: caspase khơi mào
hay casapse đỉnh, và caspase phản ứng hay caspase hành quyết. Caspase khơi mào có chức năng cắt gọt các caspase hành quyết (đang ở dạng bất hoạt) qua đó kích hoạt chúng, nhờđó hàm lượng caspase hoạt hóa trong tế bào tự chết tăng lên rất nhanh. Khi được kích hoạt, caspase hành quyết cắt gọt các protein khác trong tế bào, mở đầu cho quá trình tự chết. Việc khơi mào các phản ứng dây chuyển này được điều tiết bởi các chất ức chế caspase, ví dụ như CED-9 và Bcl-2.
1.5.3. Cơ chế của quá trình caspase
Hình 1.24: Quá trình hoạt hóa tiền caspase xúc tác bởi các caspase đã hoạt hóa [106]
Hình 1.25: Quá trình hoạt hóa caspase hành quyết và qua đó khuếch đại mức độ caspase hoạt hóa trong tế bào [106]
Caspase được điều hòa ở cấp độ sau quá trình dịch mã để đảm bảo rằng chúng có thểđược hoạt hóa nhanh chóng. Ban đầu, chúng được sản sinh trong tế bào ở dạng chưa được kích hoạt gọi là tiền-caspase, bao gồm một vực trước (prodomain), một tiểu đơn vị nhỏ và một tiểu đơn vị lớn. Tiền caspase sẽđược hoạt hóa bằng một phản ứng phân giải
29
protein được xúc tác bằng các caspase đã được hoạt hóa khác khiến hai tiểu đơn vị bị cắt rời nhau ra rồi hợp lại thành một thể dị nhị tụ (heterodimer). Hai thể như vậy hợp lại thành một thể tứ tụ - đó là caspase đã được hoạt hóa. Đến lượt mình caspase này lại tham gia vào quá trình hoạt hóa các tiền caspase khác tạo nên một phản ứng dây chuyền.
Nhưng như vậy thì làm thế nào kích hoạt phản ứng dây chuyền này khi chưa có caspase hoạt hóa nào? Chúng ta thấy tiền caspase khơi mào có một vực trước rất dài, vực này bao gồm các phần nhỏ hơn như vực trưng tập (caspase recruitment domain - CARD) hay vực phản ứng chết (death effector domain - DED) (caspase-8 và -10). Khi nhận được tín hiệu tự chết các vực này sẽ giúp tiền caspase tương tác với các protein tiếp hợp để hình thành một phức hợp hoạt hóa (activation complex). Sau khi đã ở trong trạng thái phức hợp hoạt hóa, các tiền caspase khơi mào sẽđược đưa lại rất gần nhau đến mức chúng được hoạt hóa thành caspase - quá trình hoạt hóa này mang tính một chiều và không đảo ngược được. Các caspase khơi mào này sẽ tiếp tục xúc tác quá trình hoạt hóa các tiền caspase khác như đã nói ở trên.
Phản ứng dây chuyền hoạt hóa caspase có thểđược kích hoạt bởi:
Granzyme B (phóng thích bởi tế bào T độc và tế bào diệt tự nhiên NK - natural killer cell) kích hoạt caspase-3 và -7.
Thụ quan chết (như Fas, thụ quan TRAIL và thụ quan nhân tố hoại tử khối u) kích hoạt caspase-8 và -10.
Thể tự chết (điều tiết bởi cytochrome c và họ Bcl-2) kích hoạt caspase-9.
Ở đây, có hai chu trình kích hoạt caspase được hiểu rõ nhất, đó là chu trình nội tại và
chu trình ngoại lai, mỗi chu trình lại sử dụng những phức hợp hoạt hóa khác nhau và tiền caspase khơi mào khác nhau.
Như đã nói, trong khi các caspase khơi mào có chức năng hoạt hóa các caspase khác, các caspase hành quyết có chức năng phân giải một số protein nào đó trong tế bào gọi là protein mục tiêu, ví dụ như các sợi tơ lamin của nhân tế bào khi chúng bị cắt thì cấu trúc của phiến nhân sẽ sụp đổ. Một mục tiêu khác là ICAD/DFF45, chất ức chế của những loại caspase có tác dụng hoạt hóa DNase hay nhân tố phân rã AND số 45 hoặc một loại protein ức chế enzyme endonuclease làm phân rã ADN. Một mục tiêu khác là các protein làm nên bộ khung tế bào hay những sợi dây nối liền các tế bào với nhau. Điều này làm tế bào tách ra khỏi các tế bào xung quanh và phình thành hình cầu để dễ bị các thực bào xử
30
lý. Qua đó ta thấy hoạt tính của caspase không chỉ mang tính phá hủy và khuếch đại mà còn mang tính một chiều, tức là khi quá trình chết rụng đạt đến một mức nào đó thì không thể nào đảo ngược được.
Các thí nghiệm cho thấy những loại caspase cần cho quá trình tự chết thay đổi tùy loại tế bào và tùy loại kích ứng. Ví dụ như khi bất hoạt gien mã hóa caspase-3 thì quá trình tự chết chỉ bị suy giảm ở não còn ở các cơ quan khác vẫn bình thường. Và mỗi loại caspase cũng có những protein mục tiêu khác nhau của riêng mình.
1.6. Kích thích miễn dịch
1.6.1. Các tế bào tham gia đáp ứng miễn dịch [1, 18] (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1.6.1.1. Lympho bào T
Các tế bào tiền thân dạng lympho từ tổ chức tạo máu đi đến tuyến ức, phân chia, biệt hóa thành các lympho bào chịu trách nhiệm đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào được gọi là lympho bào T. Lympho bào T chiếm khoảng 70% tổng số lympho bào máu ngoại vi và chiếm đa số các lympho bào ở các hạch lympho.
Nhờ có các kháng thểđơn dòng đối với các dấu ấn bề mặt của các lympho bào T mà người ta đã xác định được một số các nhóm của lympho bào T.
- Nhóm lympho bào T có chức năng ức chế và gây độc tế bào (Ts, Tc). Nhóm này có kháng nguyên CD8 trên bề mặt.
- Nhóm lympho bào T có chức năng hỗ trợ lympho bào B trong đáp ứng miễn dịch (TH), có kháng nguyên CD4 trên bề mặt.
Chức năng chính của lympho bào T đã được biết: gây độc qua trung gian tế bào, quá mẫn chậm, hỗ trợ tế bào B, điều hòa miễn dịch thông qua các cytokine (IL, yếu tố kích thích quần thể bạch cầu hạt, đại thực bào, interferon, yếu tố hoại tử,…).
1.6.1.2. Lympho bào B
Từ tế bào gốc, các tiền tế bào B của loài chim đều phân chia biệt hóa ở Bursa Fabricius nên được gọi là lympho bào B, chịu trách nhiệm đáp ứng miễn dịch dịch thể. Lympho bào B của người và của hầu hết các động vật có vú được đặc trưng bởi sự hiện diện sẵn có thụ thể globulin miễn dịch bề mặt (slg: Surface Immunoglobulin). Hầu hết các lympho bào B có thụ thểđặc hiệu cho phần Fc của Ig (Fc receptor), ngoài ra còn có thụ thể với thành phần C3d của bổ thể và với virus Epstein – Barr. Các lympho bào B với các sIg
31
bề mặt (sIgM, sIgD, sIgA, sIgG) đến các hạch lympho ngoại vi, sau khi được kích thích bởi kháng nguyên thì phân chia biệt hóa thành các tương bào sản xuất các kháng thể IgM, IgG, IgA, IgD, IgE và để lại các tế bào nhớ miễn dịch. Với các kháng nguyên có nhiều nhóm quyết định kháng nguyên như polysaccarit (kháng nguyên không phụ thuộc tuyến ức) thì các lympho bào B tự sản xuất Ig không cần sự hỗ trợ của TH. Ngược lại các kháng nguyên phụ thuộc tuyến ức thì lympho bào B cần có sự hỗ trợ của TH mới đáp ứng sản xuất kháng thể. Một số bệnh lý thiếu hụt đáp ứng sản xuất Ig có quan hệ với sự thiếu TH hơn là thiếu các tế bào tiền B.
1.6.1.3. Tế bào diệt tự nhiên (Natural Killer Cell)
Tế bào diệt tự nhiên là một tiểu quần thể tế bào có khả năng diệt một số tế bào đích: tế bào u, tế bào vật chủ bị nhiễm virus. Chức năng quan trọng của tế bào diệt tự nhiên là kiểm soát miễn dịch, ngăn chặn sự di cư của tế bào ung thư qua máu, bảo vệ cơ thể chống lại sự nhiễm virut. Tế bào diệt tự nhiên hoạt hóa tiết ra một số chất nhưγ- interferon, TNF, GM-CSF tác động lên các tế bào khác.
1.6.1.4. Tế bào thực bào đơn nhân
Bao gồm bạch cầu đơn nhân to (monocyte) của máu ngoại vi, tiền mono bào, tế bào tiền thân ở tủy xương và các đại thực bào tổ chức. Tuỳ thuộc vào cơ quan trú ngụ hoạt động mà tế bào thực bào đơn nhân có những tên khác nhau. Ở máu là bạch cầu đơn nhân to (monocyte), ở da là tế bào langerhans, ở gan là tế bào kuffer, ở xương là tế bào tiêu xương (osteoclast), ở phổi là đại thực bào phế nang, ở khớp là tế bào synovia, ở não là microglia, ở bụng là đại thực bào phúc mạc…
Monocyte chiếm 3 -8% tổng số bạch cầu ngoại vi, là loại tế bào lớn có kích thước 15 – 20 µm, nhân hình thận, hơi ưa kiềm, bào tương phong phú, hơi ưa axit, có các hạt bắt màu azur, các lysosome chứa nhiều enzyme thuỷ phân. Mặt ngoài màng bào tương có diềm vi nhung mao. Monocyte có tính hoạt động mạnh, vận động bằng giả túc, lách qua được