Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.3. Giới thiệu về cây măng cụt
1.3.1. Đặc điểm sinh học
Măng cụt có tên khoa học là Garcinia mangostana L.thuộc họ Clusiaceae (Guttiferae). Măng cụt là loại cây gỗ to, có thể cao tới 20 m, lá dày, màu lục sẫm, hình thuôn dài 15-20 cm, rộng 7-10
cm. Quả măng cụt hình cầu, to bằng quả cam trung bình, vỏ ngoài màu đỏ sẫm, dày, phía dưới có lá dài, phía đỉnh có đầu nhụy. Trong quả có từ 6 đến 18 hạt, quanh hạt có áo hạt ăn được (hình 1.4 ). Măng cụt được trồng rộng rãi ở Nam Bộ. Ở nhiều nước như Malaysia, Indonesia, Philipin và Campuchia, nước sắc vỏ quả
măng cụt thường được dùng để chữa bệnh đi ngoài hay bệnh lỵ [8].
1.3.2. Các chất xathone trong măng cụt
Măng cụt có chứa nhiều chất hóa học khác nhau và thành phần của chúng thay đổi tùy theo từng bộ phận của cây. Ví dụ, hàm lượng tannin ở vỏ cây là khoảng 9-13% nhưng ở vỏ quả chỉ khoảng 5,5%. Các chất hóa học chính được tìm thấy trong đối tượng này là tannin, chất nhựa (resin), pectin và các dẫn xuất xanthone.
Măng cụt là thực vật giàu các chất xanthone nhất được phát hiện cho đến nay. Trong số hơn 200 dẫn xuất xanthone được phát hiện ở thực vật thì có đến
Hình 1.4. Quả măng cụt (Garcinia
hơn 60 dẫn xuất được tìm thấy ở măng cụt và tập trung nhiều ở phần vỏ quả. Với những tính chất sinh học đặc biệt quý, các chất xanthone, đặc biệt là xanthone từ măng cụt đang được các nhà khoa học hết sức quan tâm. Bảng 1 giới thiệu một số xanthone chính có trong vỏ quả măng cụt.
Bảng 1. Công thức hóa học một số xanthone có trong vỏ quả măng cụt [47]
STT Hợp chất CTHH 1 α- Mangostin (1,3,6,7- Tetrahydroxy-2,8-diprenylxanthone;7-Me ether) C24H26O6 2 β- Mangostin (1,3,6,7- Tetrahydroxy-2,8-diprenylxanthone;3,7-Di-Me ether) C25H28O6 3 γ- Mangostin ( 1,3,6,7- Tetrahydroxy-2,8-diprenylxanthone) C23H24O6 4 3-isomagostin C24H26O6 5 1-isomagostin C24H26O6 6 Garcinone A C24H28O7 7 Garcinone B C24H26O7 8 Egonol C19H18O5 1.3.3. Sinh tổng hợp các chất xanthone
Xanthone ở thực vật được tổng hợp chính từ acetate và acid shikimic, một sản phẩm trung gian của quá trình biến đổi acid amin thơm. Vì vậy, nó được gọi là con đường sinh tổng hợp shikemate-acetate. Tuy nhiên, ở các loài thực vật bậc thấp, xanthone được tổng hợp hoàn toàn chỉ từ acetate mà thôi [47].
Quá trình tổng hợp xathone theo con đường shikemate-acetate (Hình 1.5) bao gồm những bước chính là: (i) sự kết hợp của acid shikimic với acetate, (ii) sự hình thành chất trung gian benzophenon và (iii) sự oxy hóa phân tử benzophenon để hình thành nên vòng xanthone.
Các dẫn xuất của acid shikimic được sử dụng như là các tiền chất cho sự sinh tổng hợp các tetrahydroxyxanthone. Các loài thực vật thuộc các họ khác nhau có các con đường sinh tổng hợp tetrahydroxyxanthone khác nhau. Điều này liên quan tới thành phần các enzyme và cơ chất tham gia vào quá trình sinh tổng hợp, dẫn đến sự hình thành các chất trung gian khác nhau. Sự tổng hợp
tetrahydroxyxanthone từ 3-hydroxybenzoate và benzoate trong Centaurium erythraea và Hypericum androsaemum được trình bày ở hình 1.5.
1.3.4. Tác dụng sinh học của các chất xanthone trong cây măng cụt
Các chất xanthone trong cây măng cụt có nhiều đặc tính dược lý và các hoạt tính sinh học quý. Chính vì thế, việc tìm thấy các xanthone trong măng cụt được coi là một trong những phát hiện lớn của y học. Những hoạt tính sinh học chủ yếu đã được phát hiện bao gồm:
1.3.4.1. Hoạt tính kháng khuẩn
Các xanthone trong măng cụt có tác dụng diệt khuẩn mạnh. Hàng loạt các nghiên cứu đã chỉ ra rằng xanthone của măng cụt trong đó có mangostin có khả năng kháng nấm và ức chế sự phát triển của vi khuẩn Staphylococcus aureus
kháng methicilin ở nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) khoảng 0,3 – 1,2 µg/ml, thấp hơn nhiều so với giá trị MIC của chất kháng sinh vancomycin với vi khuẩn này (3,13 – 6,25 µg/ml) [47]. Không những thế, α-mangostin của vỏ quả măng cụt còn có tác dụng ức chế hoạt tính enzyme HIV-1 protease với nồng độ ức chế 50% hoạt độ enzyme (IC50) là 5,1 µM.
1.3.4.2. Hoạt tính kháng nấm
Mangostin của măng cụt có khả năng kháng được một số loài vi khuẩn gây bệnh ngoài da như Trichophyton mentagrophytes, Microsporum gypseum và
Epidermophyton floccosum ở nồng độ 1µg/ml, nhưng không có tác dụng trên
nấm Candida albicans [7]. Ngoài ra, một số xanthone tách từ vỏ măng cụt còn
có hoạt tính chống các loại nấm gây bệnh cho lúa mì và các cây nông nghiệp như Fusarium oxysporum, Alternaria tenuis và Dreschlera oryzae.
1.3.4.3. Tác dụng chống oxi hóa
Mangostin trong măng cụt được chứng minh là có khả năng chống oxi hóa, thậm chí còn mạnh hơn gấp nhiều lần so với các vitamin nhóm C và nhóm E. Các nghiên cứu in vitro của Williams và cs [58] và tiếp theo là của
làm ức chế sự oxi hóa các lipoprotein có tỷ trọng thấp (low density lipoprotein – LDL). Chúng đóng vai trò như là các chất săn lùng gốc tự do để bảo vệ các LDL khỏi bị tổn thương oxi hóa, vì thế ngăn ngừa được hội chứng xơ vữa động mạch và có tác dụng làm chậm sự lão hóa.
1.3.4.4. Tác dụng chống viêm (anti-inflamation)
Nakatami và cs [45] đã chứng minh được γ-mangostin trong măng cụt là chất ức chế mạnh của COX (cyclooxgenase)-2. Enzyme COX-2 là tác nhân gây viêm trong cơ thể người. Các enzyme này thường có mặt ở các bệnh nhân bị đau khớp hay bị viêm khớp. Các tác giả đã phát hiện thấy chất này làm giảm rõ rệt sự hình thành enzyme COX-2. Hội chứng viêm kinh niên là một trong những căn nguyên hàng đầu dẫn đến bệnh tiểu đường tuýp 2, các chất xanthone có thể giúp ngăn ngừa bệnh này thông qua việc làm giảm và điều hòa lượng đường trong máu, tăng sinh lực cho cơ thể người bệnh.
1.3.4.5. Hoạt tính chống ung thư
Hoạt tính chống ung thư của các dẫn xuất xanthone trong măng cụt được đặc biệt quan tâm trong thời gian gần đây do chúng có khả năng ức chế sự phát triển của các dòng tế bào ung thư khác nhau. Sato và cs [52] khi nghiên cứu tác dụng gây apoptosis của 8 dẫn xuất xanthone khác nhau trên tế bào ung thư ưa crôm (pheochromocytoma) ở chuột đã phát hiện thấy các dẫn xuất này đều có tác dụng gây ra hiện tượng apoptosis nhưng α-mangostin có tác dụng mạnh nhất. Nhóm nghiên cứu của Ho [33] lại phát hiện thấy garcinone-E có hoạt tính diệt mạnh các tế bào ung thư người thuộc các dòng ung thư dạ dày, phổi và gan. Đặc biệt, Matsumoto và cs [42] khi nghiên cứu tác dụng của 6 xanthone khác nhau từ vỏ quả măng cụt lên sự phát triển của dòng tế bào ung thư bạch cầu HL-60 ở người đã thu được một kết quả hết sức thú vị là tất cả các dẫn xuất xanthone nghiên cứu đều có tác dụng ức chế, trong đó α-mangostin có hoạt tính ức chế hoàn toàn ở nồng độ 10µM thông qua con đường apoptosis.
Nhìn chung, các nghiên cứu đều cho thấy rằng các dẫn xuất xanthone từ măng cụt có tác dụng ức chế có hiệu quả sự phát triển của nhiều dòng tế bào ung thư người khác nhau và có thể nói các chất này có rất nhiều tiềm năng ứng dụng trong điều trị bệnh ung thư.
Việt Nam là nước trồng măng cụt nhiều. Đây chính là nguồn nguyên liệu phong phú để tinh sạch, nghiên cứu tác dụng sinh học và khả năng ứng dụng của các chất xanthone, đặc biệt là hoạt tính kháng biofilm .Cơ chế sâu về tác dụng kháng biofilm của chất này cũng như tiềm năng ứng dụng của nó là vấn đề rất hấp dẫn, cần phải được làm sáng tỏ.