1.3. Công dụng và các hoạt chất sinh học
1.3.2. Các hoạt tính sinh học của cây măng cụt (Garcinia mangostana L.)
1.3.2.1. Hoạt tính chống oxy hóa [13,22,24, 26, 41]
Năm 1994, Yoshikawa và các cộng sự thực hiện phương pháp dọn gốc 2,2- diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) đối với phần chiết metanol từ vỏ quả măng cụt.
α và β mangostin đã chỉ ra hoạt tính chống oxy hóa thông qua sử dụng phương pháp sắt thiocyanat. Năm 1995, Williams và các cộng sự đã phát hiện ra α- mangostin làm giảm quá trình oxy hóa LDL (low density lipoproteins) đối với con người, được cảm ứng bởi đồng hay gốc peroxyl. Họ cũng phát hiện ra rằng α- mangostin, thứ nhất là kéo dài thời gian chậm trế của các đien liên hợp ở 234 nm
theo liều lƣợng, thứ hai là giảm bớt quá trình sản xuất TBARS (thiobarbituric reactive substances), và thứ ba là làm giảm khả năng tiêu thụ α-tocopherol, đƣợc cảm ứng bởi sự oxi hóa LDL. Sau đấy, năm 2000, Mahabusarakam và các cộng sự cũng nhận ra rằng α-mangostin và những dẫn xuất tổng hợp từ đó ngăn cản quá trình giảm mức tiêu thụ α-tocopherol, đƣợc cảm ứng bởi sự oxy hóa LDL. Những tác giả này cũng nhận ra rằng sự thay đổi cấu trúc của α-mangostin cũng làm thay đổi hoạt tính chống oxy hóa. Cụ thể, sự thay thế giữa C-3 và C-6 với dẫn xuất aminoethyl làm tăng hoạt tính; bất kỳ sự thay thế nào cùng với các nhóm metyl, axetat, propanediol hay nitrile đều khử hoạt tính chống oxy hóa.
Mặt khác, Leong và Shui (2002) đã so sánh toàn bộ khả năng chống oxy hóa của 27 loại trái cây có giá trị trên thị trường Singapo, bao gồm cả măng cụt, có sử dụng phép phân tích ABTS và DPPH; và họ chỉ ra rằng các chất tách ra từ trái măng cụt có vị trí thứ 8 về hiệu quả chống oxy hóa.
Năm 2006, Weecharangsan và các cộng sự đã nghiên cứu hoạt tính chống oxy hóa và bảo vệ thần kinh của bốn phần chiết thu đƣợc từ vỏ trái măng cụt (bao gồm: nước, 50 % etanol, 95 % etanol, và etyl axetat). Khả năng chống oxy hóa được đánh giá dựa vào phương pháp DPPH sử dụng 1, 10, 50 và 100 μg/mL ở mỗi phần chiết. Phần chiết từ nước và etanol (50 %) chỉ ra khả năng chống oxy hóa cao (nồng độ ức chế theo thứ tự định sẵn ở 50 % (IC50) là 34,98 ± 2,24 và 30,76 ± 1,66 μg/mL). Khả năng chống oxy hóa của những phần chiết này đƣợc kiểm nghiệm trên dòng tế bào ung thƣ ngoài sọ (neuroblastoma – NG108-15) thông qua H2O2; cả 2 phần chiết đều bộc lộ tính bảo vệ thần kinh khi đƣợc sử dụng ở nồng độ 50 μg/mL. Phần chiết chứa 50 % etanol có tính bảo vệ thần kinh cao hơn phần chiết nước. Gần đây hơn, năm 2007, Chomnawang và các cộng sự đã chỉ ra là cặn chiết etanol từ măng cụt sở hữu hoạt tính chống oxy hóa đáng kể, đƣợc xác định thông qua sự ức chế về thông tin của các gốc DPPH là 50 %. Phần tách ra này đã thể hiện chỉ số IC50 ở 6,13 μg/mL bằng cách so sánh với các cặn etanol của Houttuynia cordata, Eupatorium odoratum và Senna alata (theo thứ tự IC50 là 32,53, 67,55 và 112,46 μg/mL). Thêm vào đó, phần chiết từ trái măng cụt khử
đƣợc đáng kể sản phẩm ROS (reactive oxygen species) của PML (polymorphonuclear leucocytes) với 77,8 % tỉ lệ ức chế superoxide anion, theo thứ tự là 62,6 %, 44,9 % và 35,18 %. Cũng trong năm 2007, Haruenkit và các cộng sự đã chỉ ra tính chống oxy hóa của măng cụt dựa vào phân tích DPPH và ABTS. Họ đã tìm ra chỉ tiêu của các chất tương đương trolox trên 100 g tính theo khối lượng tươi, theo các phân tích DPPH và ABTS lần lượt là 79,1 và 1268,6 μM. Bên cạnh đó, với các loài chuột đƣợc cho ăn theo khẩu phần ăn kiêng cơ bản bổ sung thêm 1% cholesterol cộng với 5% măng cụt thì sự tăng thể huyết tương và sự giảm tính chống oxy hóa đƣợc thấy rõ với việc ngăn cản mỗi cholesterol.
Năm 2004, Moongkarndi và các cộng sự đã chỉ ra rằng phần chiết từ măng cụt làm giảm hiệu quả quá trình sản xuất ROS nội bào, thông qua phương pháp DCFH-DA (2,7-dichlorofluorescein diacetate) trong dòng tế bào SKBR3.
Năm 2008, Chin và các cộng sự đã nghiên cứu khả năng hoạt động loại bỏ HO. của các xanthon tách ra từ măng cụt. Trong số 16 xanthon đƣợc kiểm nghiệm chỉ có duy nhất γ-mangostin có khả năng này (IC50 0,2 μg/mL). Sau đó, họ cũng kiểm tra các xanthon tương tự thông qua quá trình cảm ứng của khử quinone ( QR, phase II drug-metabolizing enzyme), thử nghiệm trên các tế bào murine hepatoma.
Tất cả các xanthon, ngoại trừ α-mangostin đều gây cảm ứng với hoạt động khử QR. Nồng độ làm gấp đôi giá trị hoạt động cảm ứng QR của các hợp chất trên lần lƣợt là: 1,3 μg/mL ( 1,2-dihydro-1,8,10-trihydroxy-2-(2-hydroxypropan-2-yl)-9- (3-methylbut-2-enyl)furo[3,2-a]xanthen-11-one), 2,2 μg/mL (6-deoxy-7- demethylmangostanin), 0,68 μg/mL (1,3,7-trihydroxy-2,8-di-(3-methylbut-2- enyl)xanthon, 0,95 μg/mL (mangostanin).
1.3.2.2. Hoạt tính kháng ung thư
Rất nhiều nghiên cứu cho thấy xanthon trong vỏ măng cụt có hoạt tính chống ung thƣ[13,31]. Các loại dòng tế bào nhƣ: Dòng tế bào ung thƣ biểu mô gan, dòng tế bào ung thư vú ở người SKBR3 và dòng tế bào bạch cầu ở người được sử dụng.
Năm 2002, Ho và các cộng sự đã nhận ra rằng garcinone E gây hiệu quả độc tố tế bào rất mạnh mẽ trên dòng tế bào ung thƣ biểu mô gan. Họ đã nghiên cứu hiệu quả độc tố tế bào của 6 xanthon đƣợc tách ra từ vỏ quả măng cụt và nhận thấy rằng garcinone E là độc tố tốt nhất. Chính vì vậy, garcinone E đƣợc thử nghiệm chống lại các dòng tế bào ung thƣ gan HCC36, TONG, HA22T, Hep3B, HepG2 và SK-Hep-1; dòng tế bào ung thƣ phổi NCI-Hut 125, CH27 LC-1, H2891 và Calu-1; dòng tế bào ung thƣ dạ dày AZ521, NUGC-3, KATO-III và AGS.
Garcinone E đã tỏ rõ sự phân bố lớn về hiệu quả phụ thuộc liều lƣợng và thời gian độc tố tế bào chống lại các dòng tế bào ung thƣ khác nhau; ngoại trừ tế bào ung thƣ phổi CH27 LC-1, tất cả các dòng tế bào đƣợc kiểm nghiệm đều bị tiêu diệt.
Chỉ số về liều lượng gây chết người ở garcinone 50% (LD50) chống lại các dòng tế bào trên là khoảng từ 0,1–5,4 μM. Hiệu quả chống ung thƣ của garcinone E theo thứ tự là nhƣ sau: SK-hep-1 > HA22T > HepG2 > Hep3B > HCC36.
Năm 2003, Matsumoto và các cộng sự đã nghiên cứu ảnh hưởng của 6 xanthon (α, β và γ-mangostin, mangostinone, garcinone E và 2-isoprenyl-1,7- dihydroxyl-3-methoxy xanthon) đƣợc tách ra từ vỏ quả măng cụt với khả năng ức chế sự phát triển tế bào của dòng tế bào mắc bệnh bạch cầu ở người HL60. Họ đã khảo sát hiệu quả độc tố tế bào 72h tính từ sau khi ủ bệnh với các xanthon ở 5 hay 40 μM. Tất cả các xanthon đã chỉ ra hiệu quả ức chế hoàn toàn, nhƣng α, β và γ- mangostin hiệu quả hoàn toàn từ 10 μM trở đi. Hợp chất có hàm lƣợng lớn nhất trong cặn là α-mangostin, đó cũng là chất có hoạt tính ức chế cao nhất (IC50 10 μM). Sau này, α- mangostin đƣợc phát hiện ra là có cả hiệu quả đối với các dòng tế bào mắc bệnh bạch cầu khác: K562, NB4 và U937. Những dòng tế bào này thường bị α- mangostin ức chế ở 5–10 μM.
Năm 2005, Matsumoto và các cộng sự đã nghiên cứu khả năng chống tăng trưởng của 4 prenyl xanthon (α, β, γ-mangostin và methoxyl-β- mangostin) trên tế bào ung thư ruột người DLD-1. Ngoại trừ methoxyl-β- mangostin, 3 xanthon còn lại ức chế mạnh mẽ sự phát triển tế bào ở 20 μM và 72h; khả năng chống ung thƣ của chúng phụ thuộc vào số nhóm hydroxy.
Năm 2006, Suksamrarn và các cộng sự đã tách đƣợc 3 prenyl xanthon mới từ vỏ quả măng cụt (mangostenones C, D và E), cùng với 16 xanthon đƣợc biết đến trước đó. Khả năng gây độc tố tế bào của các xanthon này được kiểm nghiệm chống lại 3 dòng tế bào ung thƣ khác nhau: ung thƣ biểu bì mồm (KB), ung thƣ vú (BC-1), và ung thƣ phổi (NCI-H187). Mangostenone C đã đƣợc chứng minh hiệu quả độc tố tế bào chống lại 3 dòng tế bào này, với IC50 theo thứ tự là 2,8, 3,53, 3,72 μg/mL. Tuy nhiên, α-mangostin hiệu quả nhất với tế bào BC-1 (IC50 0,92 μg/mL), tốt hơn thuốc ellipticine (IC50 1,46 μg/mL); α-mangostin cũng có hiệu quả độc tố tế bào chống lại tế bào KB (IC50 2,08 μg/mL); và gartanin cũng có thể ức chế sự tăng trưởng của NCI-H187 (IC50 1,08 μg/mL).
Năm 2007, Nakagawa và các cộng sự đánh giá hoạt tính của α-mangostin thông qua thí nghiệm với các tế bào DLD-1. Kết quả là số lƣợng tế bào quan sát đƣợc bị giảm đi nhờ xử lý với mangostin 20 μM. Hiệu quả càng rõ rệt hơn khi xử lý kết hợp giữa mangostin 2,5 μM với 5-fluorouracil 2,5 μM (5-FU).
Tóm lại, các kết quả chỉ ra rằng α-mangostin và các chất tương tự có thể sẽ là những “ ứng cử viên” trong việc chữa và điều trị ung thƣ.
1.3.2.3. Hoạt tính chống viêm và chống dị ứng
Có những bằng chứng về khả năng chống viêm và chống dị ứng của măng cụt trên những mẫu thí nghiệm khác nhau, ví dụ nhƣ tế bào RBL-2H3 (2002) và tế bào u thần kinh đệm ở chuột (2002, 2004, 2006), động mạch chủ ở ngực loài thỏ và khí quản ở chuột lang (1996) và vài mẫu thí nghiêm trên loài gặm nhấm (1979, 2004) [11- 13,18,20,21,33-36, 43-48].
Năm 1979, Shankaranarayan và các cộng sự đã tạo ra các dẫn xuất tổng hợp từ xanthon (3-O-methyl mangostin, 3,6-di-O-methyl mangostin, mangostin triaxetat, 1-isomangostin, mangostin-3,6-di-O-(tetra axetyl)-glucosid và mangostin-3,6-di-O-glucosid) từ α-mangostin, đƣợc sử dụng trong nghiên cứu dƣợc lý, cũng giống nhƣ α-mangostin. Khả năng hoạt động trong miệng và bụng
(50 mg/kg) của α-mangostin, 1-isomangostin và mangostin triaxetat đã thể hiện hoạt tính chống viêm trên các loài gặm nhấm, đƣợc kiểm nghiệm khi dùng chích qua màng phúc mô hay khi cho uống nơi chuột bị gây phù chân bằng carrageenan, hay bằng cách cấy cục bông gòn dưới da. Các chất này không có hiệu ứng ổn định màng tế bào. Trong phần tác dụng lên hệ trung ƣơng, chúng ta thấy mangostin ức chế tổng hợp COX-2, đó cũng là một cơ chế chống viêm.
Năm 2002, Nakatani và các cộng sự sử dụng dịch chiết etanol 100 %, 70
%, 40 % và nước, tìm thấy dung dịch etanol 40% ức chế phóng thích histamin qua trung gian IgE. Dung dịch này cũng ức chế tổng hợp prostaglandin E-2 (PGE-2).
Phản ứng phản về qua da thụ động bị ức chế đáng kể bởi dịch chiết 40%. Tác dụng chống dị ứng của dung dịch này mạnh hơn dung dịch một loại cây ngấy (Rubus suavissimus) thường dùng ở Nhật.
Gần đây, năm 2008, Chen và các cộng sự đã chứng minh rằng α và γ- mangostin ức chế hiệu quả quá trình sản xuất NO. và độc tố tế bào đến các tế bào RAW 264,7. Số lƣợng sản xuất NO. ở 3 đến 25 μM đƣợc xác định liên lục, chỉ số IC50 đối với α và γ-mangostin là 12,4 và 10,1 μM. Hai hợp chất là α và γ- mangostin cũng khử một cách hiệu quả quá trình tổng hợp PGE2 (IC50 11,08 và 4,5 μM). Hiệu quả của những xanthon này đƣợc thông qua bằng cách xác định sự cảm ứng của iNOS (nitric oxide synthase) và enzym COX.
Cơ quan cảm nhận IgE gây hoạt động truyền tính trạng tín hiệu trong tế bào, dẫn tới sự giải phóng chất trung gian gây bị viêm, ví dụ nhƣ histamin. Đây chính là khả năng quan trọng nhất trong vài giả thiết về dị ứng. Dựa trên những thông tin đó, Itoh và các cộng sự (2008) đã giải thích rằng các xanthon đƣợc tách ra từ quả măng cụt (α, β và γ- mangostin), ngăn cản quá trình mất hạt nhỏ của bạch cầu trong hoạt động Ag gián tiếp của IgE trên tế bào bạch cầu RBL-2H3 ở chuột. Các tác giả này cũng giải thích rằng cơ chế ức chế của quá trình mất hạt nhỏ nhờ xanthon là do sự ngăn cản của đường chạy SYK/PLCγs/PKC.
Tất cả những dữ liệu kể trên chỉ ra rằng các xanthon đƣợc tách ra từ quả măng cụt có thể là một mục tiêu mới về các hợp chất chống viêm và chống dị ứng.
1.3.2.4. Hoạt tính chống khuẩn, chống nấm và chống virut [13,18]
Năm 1983, Sundaram và các cộng sự đã nghiên cứu hoạt tính chống vi khuẩn và chống nấm của α–mangostin và 4 dẫn xuất của nó. Họ nhận thấy rằng vi khuẩn S. aureus, P. aeruginosa, Salmonella typhimurium và Bacillus subtilis dễ bị tổn thương cao đối với các xanthon này; ngược lại các vi khuẩn Pro-teus sp, Klebsiella sp và Escherichia coli chỉ bị tổn thương ở một mức độ nào đấy. Về nấm, α–mangostin và 4 dẫn xuất của nó có tác dụng ức chế mạnh mẽ với các loại Epidermophyton floccosum, Alternaria solani, Mucor sp., Rhizupus sp. và Cunninghamella echinulata, ngƣợc lại Trichophyton mentagrophytes, Microsporum canis, Aspergillus niger, Aspergillus flavus, Penicillium sp., Fusarium roseum và Curvularia lunata chỉ bị tổn thương nhẹ. Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC, nồng độ thấp nhất của hợp chất chống vi khuẩn gây ức chế sự tăng trưởng có thể quan sát được của vi sinh vật sau giai đoạn ủ bệnh) của α–mangostin là giữa 12,5 và 50 μg/mL đối với vi khuẩn, giữa 1 và 5 μg/mL đối với nấm. Sự sắp xếp về khả năng kháng khuẩn và kháng nấm nhƣ sau: α–mangostin >
isomangostin > 3-O-metyl mangostin > 3,6-di-O-metyl mangostin. Mangostin triaxetat không có hoạt tính.
Năm 1986, Mahabusarakam và các cộng sự đã điều tra về hoạt tính chống khuẩn của mangostin, gartanin, γ-mangostin, 1-isomangostin và 3-isomangostin được tách từ trái măng cụt chống lại S. aureus, cả chủng bình thường lẫn chủng kháng penicillin. Chỉ số MIC (μg/mL) của các hợp chất đƣợc sắp xếp theo thứ tự sau: đối với các chủng bình thường là methicillin (3,9) > α–mangostin (15,6) > γ- mangostin (31,2) > 1-isomangostin (62,5) > 3-isomangostin (125) > gartanin (250); đối với các chủng kháng penicillin là α–mangostin (1,56-12,5) > methicillin (1,56-12,5) > 1-isomangostin (125) > 3-isomangostin (250), γ-mangostin (250) và gartanin (250). Thêm vào đó, hoạt tính của mangostin, gartanin và γ-mangostin
chống lại Candida albicans, Cryptococcus neoformans, T. mentagrophytes và Microsporum gypseum cũng đƣợc kiểm nghiệm; kết quả là có hoạt tính trung bình chống lại T. mentagrophytes, Microsporum gypseum nhƣng lại không thể hiện hoạt tính chống lại C. albicans, C. neoformans.
Năm 1996, Linuma và các cộng sự đã nghiên cứu hiệu quả ức chế của vài xanthon, được tách ra từ vỏ quả măng cụt, chống lại sự tăng trưởng của S.aureus đề kháng methicillin (MRSA–methicillin resistant S.aureus). α–mangostin ức chế hiệu quả rõ rệt, với chỉ số MIC từ 1,57-12,5 μg/mL.
Năm 2003, Saksamrarn và các cộng sự đã nghiên cứu khả năng chống vi trùng lao của các prenyl xanthon lấy từ vỏ quả măng cụt. Trong số chúng, α và β- mangostin và garcinone B thể hiện hiệu quả ức chế thuyết phục nhất chống lại vi trùng lao Mycobacterium tuberculosis, với chỉ số MIC là 6,25 μg/mL, ngƣợc lại, demthylcalabaxanthon và trapezifolixanthon có chỉ số MIC là 12,5 μg/mL, γ- mangostin, garcinone D, mangostanin, mangostenone A và tovophyllin B có chỉ số MIC là 25 μg/mL. Các xanthon có khả năng chống lại vi trùng lao thấp hơn là mangostenol và mangostanol có chỉ số MIC lần lƣợt là 100 μg/mL và 200 μg/mL.
Năm 1994, Phongpaichit và các cộng sự đã nghiên cứu hoạt tính kháng khuẩn của α và γ-mangostin và hỗn hợp mangostin trên 49 chủng MRSA, đƣợc lấy từ các bệnh nhân ở bệnh viện Songklanagarind; 50 chủng MRSA, 13 chủng Enterococcus spp, đƣợc lấy từ các bệnh nhân ở bệnh viện Maha-raj Nakorn Chiang Mai. Hỗn hợp mangostin có hiệu quả thuyết phục nhất chống lại MRSA (MIC 1,48 μg/mL), α và γ-mangostin lần lƣợt là 3,12 và 2,26 μg/mL. Đối với tất cả các chủng Enterococcus spp, mangostin ức chế sự tăng trưởng của chúng ở 1 μg/mL.
Vài sản phẩm tự nhiên đƣợc xác định nhờ vào khả năng ức chế những trạng thái khác nhau đối với chu kỳ của virut làm mất khả năng miễn dịch ở người (HIV-1). Năm 1996, Chen và các cộng sự đã chỉ ra rằng cặn chiết etanol của trái măng cụt ức chế rất hiệu quả với HIV-protease. Hai xanthon đƣợc tách ra từ cặn
này là α và β-mangostin, theo thứ tự thể hiện chỉ số IC50 5,12 ± 0,41 và 4,81 ± 0,32 μM. Tính chất ức chế này không cạnh tranh.
Gần đây, năm 2007, Rassameemasmaung và các cộng sự đã nghiên cứu hiệu quả của một loại thuốc súc miệng từ dƣợc thảo có chứa thành phần chiết từ vỏ quả măng cụt, thông qua thử nghiệm trên 60 người, được chẩn đoán mắc phải bệnh viêm lợi kinh niên ở mức độ nhẹ nhàng hay vừa phải. Kết quả là có tác dụng chống lại các hợp chất chứa lưu huỳnh dễ bay hơi, bệnh bựa răng và chảy máu răng. Chính vì vậy, phần chiết từ vỏ quả măng cụt có thể đƣợc sử dụng nhƣ một tác nhân bổ sung trong việc điều trị hơi thở hôi thối.
1.3.2.5. Hoạt tính chống sốt rét [13]
Một vài xanthon đƣợc tách ra từ măng cụt đã chỉ ra hoạt tính chống sốt rét chống lại plasmodium falciparum trong phòng thí nghiệm. β-mangostin và α- mangostin thể hiện giá trị IC50 theo thứ tự lần lƣợt là 7 và 5,1 μM, trong khi đó mangiferina - một xanthon glucosid, lại thể hiện chỉ số IC50 cao hơn 50 μM (2005). Mặt khác Mahabusarakam và các cộng sự ( 2006) lại nhận ra rằng α – mangostin lại thể hiện chỉ số IC50 là 17 μM chống lại P.falciparum.