Loài Địa hoàng (Rehmannia glutinosa) đã đƣợc sử dụng làm dƣợc liệu lâu năm tại các nƣớc Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, là một trong 50 loại thảo dƣợc cơ bản và quan trọng trong Danh mục thuốc từ thực vật đƣợc sử dụng trong y học cổ truyền Trung Quốc [67].
* Kỹ thuật nhân giống bằng củ
Thông thƣờng Địa hoàng đƣợc nhân giống bằng củ. Mầm củ thƣờng mọc vào mùa xuân ở nhiệt độ thích hợp từ 18-25oC. Sau khi trồng 35-45 ngày, cây bắt đầu ra rễ củ và rễ phát triển nhanh chóng vào cuối tháng 7 đến giữa tháng 10, sau 140 ngày có thể thu hoạch củ Địa hoàng [25]. Thực tế trong sản xuất, củ Địa hoàng thƣờng bị nhiễm virus và nấm làm ảnh hƣởng trực tiếp đến năng suất và chất lƣợng củ Địa hoàng. Bên cạnh đó việc nhân
giống bằng hạt không thể thực hiện đƣợc do tỷ lệ nhân giống thấp, chất lƣợng cây giống kém [50,70]. Cây Địa hoàng ngày càng bị thoái hóa do bị nhiễm virus, nấm bệnh hay do nhân giống sinh dƣỡng liên tiếp qua nhiều thế hệ. Năng suất củ giảm cũng do trình độ canh tác của nông dân, đồng thời việc thƣờng chọn các củ lớn để bán, những củ nhỏ dùng để làm giống cũng làm ảnh hƣởng đến năng suất [25].
Chính vì vậy việc tuyển chọn giống Địa hoàng bằng những củ giống tốt, thuần chủng, cho năng suất cao và áp dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật vào thực hiện nhân giống để tạo ra nguồn giống tốt, chất lƣợng cao là vấn đề cần quan tâm.
* Kỹ thuật trồng trọt
Với hệ canh tác độc canh liên tiếp của loài R. glutinosa, các vùng đất
quanh rễ cây sẽ tích tụ dịch tiết autotoxicity: axit hữu cơ (axit cinnamic, 2,4- di-tert-butylphenol và axit vanillic), aldehit, phenolic. Các hợp chất này có tác động tiêu cực đến sự đa dạng di truyền của vi sinh vật đất Rhizospheric, làm
cho cây có xu hƣớng bị nhiễm nhiều sâu bệnh, ảnh hƣởng tới khả năng sinh trƣởng, phát triển, làm giảm năng suất và chất lƣợng củ. Do vậy, cần phải luân canh cây Địa hoàng và trồng trên các vùng đất mới [60].
Mô hình trồng R. glutinosa tại tỉnh Sơn Tây, Trung Quốc đã sử dụng chủng vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens CC09 để kháng bệnh thối rễ, thối củ của loài R. glutinosa. Kết quả cho thấy: tại thời điểm thu hoạch đã giảm 55,5% tỷ lệ củ bị thối, và tăng năng suất tới 28,6% [64]. Kết quả này mở ra hƣớng phòng trị bệnh cho loài R. glutinosa. Sử dụng nấm Ceratobasidium sp. trong gây trồng R. glutinosa, làm tăng đáng kể kích thƣớc của rễ củ và hàm lƣợng
chlorophyll trong củ [28].
* Nghiên cứu về sâu bệnh hại
Trên thế giới đã có một số tài liệu công bố về bệnh hại trên cây Địa hoàng. Những bệnh này chủ yếu xuất hiện ở các vùng trồng Địa hoàng tại
Trung Quốc và Đài Loan. Chen và cs (2007) đã xác định đƣợc tác nhân gây bệnh chết cây cây Địa hoàng ở Đài Loan bao gồm nấm Fusarium oxysporum
và Pythium splendens đã đƣợc phân lập từ rễ củ và củ. Kết quả lây bệnh nhân tạo cho thấy nấm Fusarium oxysporum là tác nhân chính gây bệnh héo vàng và thối củ Địa hoàng còn nấm Pythium splendens là tác nhân chính gây bệnh chết rạp cây con. Cũng theo tác giả tản nấm của nấm F. oxysporum và P. splendens phát triển mạnh ở nhiệt độ 30°C, và bào tử của nấm F. oxysporum
nảy mầm thích hợp ở nhiệt độ 25oC [27].
Trong báo cáo kết quả điều tra của tác giả Ann (2012) về các loài
Phytophthora spp. trên các cánh đồng trồng dƣợc liệu bao gồm Địa hoàng
(Rehmannia glutinosa), Đan sâm (Salvia miltiorrhiza), Hoàng kỳ (Astragalus
membranaceus) tại Đài Loan từ năm 2001 đến năm 2009 đã xác định đƣợc 3
loài Phytophthora gây hại nghiêm trọng. Trong đó P. parasitica là tác nhân
gây bệnh nghiêm trọng trên cây Địa hoàng bởi nấm này tấn công vào bộ rễ và thân cây gây thối rễ làm cây mất sức sống và chết. Cả 3 loài Phythopthora
spp. đều thuộc tip A1 và kết quả phân tích ITS và lây bệnh nhân tạo các chủng nấm này trong nhà lƣới đều cho triệu chứng điển hình nhƣ ở ruộng sản xuất [24].
Kết quả chẩn đoán bệnh dựa vào phƣơng pháp ELISA, RT-PCR và phân tích trình tự ADN của gen coat protein đã xác định virus khảm lá thuốc lá (TMV) là tác nhân gây bệnh chính cho Địa hoàng trồng tại tỉnh Hà Nam, Trung Quốc [68].
* Thành phần hóa học của Địa hoàng
Theo Zhang và cs (2008) [70], rễ của Địa hoàng có chứa các nhóm hợp chất: - Iridoidglycoside: catalpol (là hợp chất phân lập đầu tiên từ rễ củ tƣơi), rehmanniaoside A, B, C, D; ajugol, geniposide, 8-epiloganic acid, jioglutoside A, B, melittoside.
- Iridoid aglycon: rehmanglutine A, B, C, D.
- Terpenoid: 3-jononglucoside, rehmaionoside A, B, C, rehmapicroside. - Phenolic esterglycoside: verbascoside, acetylverbascoside, cistanoside, isoverbascoside, jionoside A1, B1, B2, C, D, E, leucosceptoside, martynoside, purpureaside C.
- Carbohydrat: stachyose, D-fructose, D-galactose, manninotriose, raffinose, saccharose, verbascose, D-mannitol.
- Các thành phần khác: acid amin, este của các acid béo.
Trong đó, catalpol là thành phần hóa học quan trọng, đặc trƣng cho dƣợc liệu Địa hoàng, đƣợc Dƣợc điển nhiều nƣớc quy định làm chất đánh dấu nhằm kiếm tra chất lƣợng dƣợc liệu Địa hoàng:
- Dƣợc điển Trung Quốc, sử dụng hàm lƣợng catalpol và verbascosid làm tiêu chí đánh giá chất lƣợng dƣợc liệu Địa hoàng, trong đó, hàm lƣợng catalpol đƣợc qui định không thấp hơn 0,2%; hàm lƣợng verbascosid đƣợc qui định không thấp hơn 0,02%, điều này chứng tỏ mức hàm lƣợng verbascosid có trong Địa hoàng thấp hơn nhiều so với hàm lƣợng catalpol [29].
- Trong chuyên luận Địa hoàng - Dƣợc điển Hồng Kông, catalpol đƣợc sử dụng làm chất đánh dấu trong các chỉ tiêu định tính và định lƣợng. Hàm lƣợng catalpol đƣợc quy định không thấp hơn 0,2% (kiểm tra bằng phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao - HPLC).
- Một số công trình nghiên cứu khoa học về phân tích đánh giá chất lƣợng dƣợc liệu Địa hoàng đều sử dụng catalpol làm tiêu chí đánh giá:
Tác giả Jun và cộng sự (2012) đã phân tích, so sánh hàm lƣợng 8 hợp chất thuộc các nhóm iridoid glycosid (4 chất), phenethyl alcohol glycosid (3 chất) và dẫn xuất furfural (1 chất) trong một số mẫu Địa hoàng, gồm các mẫu Địa hoàng tƣơi và các mẫu Địa hoàng đã qua chế biến. Kết quả thu đƣợc cho thấy, hàm lƣợng catalpol trong các mẫu Địa hoàng là cao nhất (khoảng
19519,33 µg/g - 5172,33 µg/g, tƣơng đƣơng khoảng 1,9% - 0,5%), gấp nhiều lần so với hàm lƣợng các thành phần khác [38].
Cũng nhằm so sánh thành phần hóa học trong các mẫu Địa hoàng chế biến và chƣa chế biến, Li và cộng sự (2001), cũng sử dụng hàm lƣợng catalpol, đƣờng khử và polysaccharid làm tiêu chí đánh giá, kết quả thu đƣợc cho thấy hàm lƣợng catalpol, đƣờng khử và polysaccharid trong mẫu Địa hoàng chƣa chế biến đều cao khoảng gấp hai lần so với mẫu Địa hoàng đã qua chế biến [44].
Các nghiên cứu này chứng tỏ catalpol là thành phần hóa học quan trọng, thƣờng đƣợc sử dụng làm chất đối chiếu trong phân tích kiểm tra chất lƣợng dƣợc liệu Địa hoàng.
* Giá trị dƣợc liệu của Địa hoàng
Củ Địa hoàng tƣơi, khô, hoặc hấp sấy đều đƣợc công khai trong dƣợc điển của Trung Quốc và đƣợc sử dụng rộng rãi trong các bài thuốc truyền thống có tác dụng nhƣ: chống thiếu máu, hạ sốt, kháng viêm, hạ đƣờng huyết và chống lão hóa [41,70] và kiểm soát hệ miễn dịch, ngăn chặn khối u [73], do củ Địa hoàng có chứa các hợp chất iridoid glucoside (catalpol và aucubin), phenylpropanoids (verbascoside và isoverbascoside), các polysaccharide và các axit phenolic [30].
Dịch chiết từ củ loài R. glutinosa có chứa các hợp chất catalpol,
danmelittoside, leonuride, aucubin, melittoside, rehmaglutin,…[23]. Củ loài
R. glutinosa đƣợc sử dụng làm thuốc hạ nhiệt, kháng viêm, hạ đƣờng huyết,
chống tăng huyết áp, và chống lão hóa [70]; ngoài ra còn có tác dụng bổ máu, tăng cƣờng hệ thống miễn dịch, chống rối loạn nội tiết tố (điều trị hội chứng mãn kinh), bảo vệ tim mạch [47,70]. Củ loài R. glutinosa có tác dụng chữa
các rối loạn về gan và thận, sốt cao và chứng ra mồ hôi đêm [40], tác dụng cầm máu, làm tan cục máu đông, lợi tiểu, chống viêm [36]. Dịch chiết ethanol từ củ Địa hoàng có khả năng bảo vệ tế bào thính giác HEI-OC1 [66].
Năm 2013, Zang và cộng sự đã tìm ra 3 loại hợp chất triterpenes mới từ lá cây Địa hoàng là glutinosalactone A-C (1-3) có tác dụng chống lại 3 loại tế bào ung thƣ ở ngƣời là MCF-7 (ung thƣ vú), MG63 (ung thƣ xƣơng) và HepG2 (ung thƣ gan) với giá trị IC50 từ 8,35-39,25 μM [72].
* Tác dụng dƣợc lý của hoạt chất catalpol
Catalpol là một hợp chất thuộc nhóm iridoid glycosid, có tác dụng hạ đƣờng huyết, lợi tiểu, làm thuốc nhuận tràng [46], điều trị bệnh thiếu máu não cục bộ [43], có tiềm năng trong sử dụng điều trị bệnh mất trí nhớ [65].
Catapol là một trong những hợp chất chính trong củ Địa hoàng đƣợc sử dụng rộng rãi để điều trị các rối loạn tiểu đƣờng trong y học cổ truyền Trung Quốc. Catapol kích thích làm tăng sử dụng glucose thông qua tăng tiết β- endophin từ tuyến thƣợng thận ở chuột đái tháo đƣờng [53]. Catapol tăng khả năng tổng hợp glycogen ở chuột đái tháo đƣờng do đó làm tăng sử dụng glucose để giảm đƣờng huyết [37]. Catapol đƣợc dùng để điều trị các rối loạn thoái hóa thần kinh, nó đƣợc vận chuyển vào dịch não tủy của chuột thông qua màng plasma [57]. Nghiên cứu trên chuột cho thấy catapol có thể bảo vệ tế bào hình sao stress oxy hóa do H2O2 gây ra, nó làm tăng khả năng tồn tại của tế bào, ngăn chặn sự suy giảm hoạt động của một số enzym chống oxy hóa nhƣ peroxidasse, reductase. Do đó catapol có thể phát triển nhƣ một loại thuốc phòng ngừa hoặc điều trị cho các bệnh thoái hóa thần kinh liên quan đến stress oxy hóa [69]. Catapol cải thiện đáng kể sự thiếu hụt bộ nhớ trong mô hình chuột thoái hóa thần kinh do tiêm abeta và axit ibotenic vào nhân tế bào [56]. Catapol có tác dụng ức chế các phản ứng viêm trong tế bào hình sao thông qua ức chế hoạt động của yếu tố nf-kB là yếu tố quyết định lớn đối với cơ chế chống viêm, nên catapol có tiềm năng dùng để điều trị các bệnh thoái hóa thần kinh [26]. Do vậy, hợp chất catalpol đang đƣợc quan tâm nghiên cứu, phát triển thành nguyên liệu thuốc.