1.1 TỔNG QUAN VỀ CHI PILEA VÀ BOEHMERIA HỌ GAI (URTICACEAE)
1.1.3 Giới thiệu về chi Boehmeria
1.1.3.1 Đặc điểm thực vật chi Boehmeria
Chi Boehmeria là một chi lớn của họ Gai (Urticaceae) với 100 loài có nguồn gốc châu Á và Bắc Mỹ [27].
Đặc điểm thực vật: Cây nhỡ hoặc cây gỗ nhỏ, lá mọc đối hay so le, có răng với 5 gân gốc, lá mọc cách hoặc mọc đối, dễ rụng.
Cụm hoa khác gốc, cùng gốc hoặc lƣỡng tính thành xim đơn ở nách lá, đơn độc hoặc tạo thành bông đơn hay thành chùy ở nách lá. Hoa đực thường có 3-4 hoặc
20
5 tiểu nhụy, hoa cái có lá dài dính thành túi, phía đỉnh là một mỏ có 2-4 răng nhỏ, bầu cùng dạng với đài, đầu nhụy đơn, mảnh. Quả bế nằm trong đài và rơi cùng đài [7][27].
Phân bố: Vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới nhƣ Ấn Độ, Trung Quốc, Nhật Bản và Việt Nam.
Công dụng: Một số loài trong họ này đƣợc sử dụng làm rau ăn, một số loài làm thuốc, lấy sợi đan, dệt lưới.
Theo các tác giả Võ Văn Chi, Phạm Hoàng Hộ, chi Boehmeria ở Việt Nam gồm 10 loài sau:
1. Boehmeria clidemioides Miq. var. diffusa (Wedd.) Hand.- Mazz. – Gai lan 2. Boehmeria delavayi Gagn. var. longifolia Gagn. – Gai lá dài;
3. Boehmeria heteroidea Bl. var latifolia Gagn. – Gai lá rộng;
4. Boehmeria holosericea Blume. – Gai toàn tơ;
5. Boehmeria indochinesis Merr. – Gai Đông dương;
6. Boehmeria macrophylla Hornem. – Gai lá to, Gai nước;
7. Boehmeria malabarica (Wall.) Wedd.;
8. Boehmeria nivea (L.) Gaud. – Gai, Gai tuyết, Gai làm bánh;
9. Boehmeria penduliflora Wedd. – Gai thòng.
10. Boehmeria tonkinensis Gagn. – Gai bắc bộ, Đay suối;
1.1.3.2 Tình hình nghiên cứu về thành phần hóa học của chi Boehmeria
Các nghiên cứu trên thế giới về hóa thực vật của chi Boehmeria cho thấy một số nhóm chất thiên nhiên thứ cấp đã đƣợc phân lập từ các loài thuộc chi này bao gồm triterpenoid, flavonoid, alkaloid và một số hợp chất khác. Một số loài Boehmeria đã đƣợc nghiên cứu từ khá lâu nhƣ các loài B. platyphylla, B. tricuspis, B. cylindrica và B. excelsa, B. macrophylla. Cho đến nay, chƣa có nghiên cứu nào về thành phần hóa học các loài thuộc chi Boehmeria ở Việt Nam.
a) Các hợp chất terpenoid
Từ hai loài B. excelsa và B. nivea, các nghiên cứu trước đây đã phân lập đƣợc 9 hợp chất terpenoid, chủ yếu là triterpenoid (Bảng 1.6).
21
Bảng 1.6 Các hợp chất terpenoid đã được phân lập từ chi Boehmeria
TT Tên chất Loài TLTK
30 Acid ursolic B. excelsa, B. macrophylla [28] [29]
85 α-Amyrin B. nivea [30]
86 Acid 2α–hydroxyursolic B. nivea [31]
87 Acid tormentic B. nivea [31]
88 Acid maslinic B. nivea [31]
89 Hederagenin B. nivea [31]
90 Acid betulinic B. excelsa [28]
91 Boehmerone B. excelsa, [28]
92 Boehmerol B. excelsa [28]
Hình 1.7 là cấu trúc của 9 hợp chất terpenoid (84-92) phân lập đƣợc từ hai loài B. excelsa và B. nivea.
Hình 1.8 Cấu trúc các hợp chất terpenoid phân lập từ chi Boehmeria.
22 b) Các hợp chất flavonoid
Tương tự như chi Pilea, từ chi Boehmeria cũng đã thu nhận được các hợp chất flavonoid. Cụ thể từ bốn loài B. nivea, B. rugulosa, B. tricuspis và B. holosericea 12 hợp chất flavonoid đã đƣợc phân lập. Tên gọi của các hợp chất đó đƣợc chỉ ra trong Bảng 1.7.
Bảng 1.7 Các hợp chất flavonoid đã được phân lập từ chi Boehmeria
TT Tên chất Loài TLTK
33 Quercetin B. tricuspis [32]
93 2,4,4'-Trihydroxychalcone B. nivea [33]
94 Chalcone-6'-hydroxy-2',3,4-trimethoxy-4'- O-β-D-glucopyranoside
B. rugulosa [34]
95 Genistein B. macrophylla [29]
96 Isoflavone-3',4',5,6-tetrahydroxy-7-O-[β-
D-glucopyranosyl-(1→3)-α-L- rhamnopyranoside]
B. rugulosa
[34]
97 Isoflavone-3',4',5,6-tetrahydroxy-7-O-[β-
D-glucopyranosyl-(1→6)-β-D- glucopyranosyl-(1→6)-β-D- glucopyranosyl-(1→3)-α-L- rhamnopyranoside]
B. rugulosa
[34]
98 Rutin B. nivea, B.
tricuspis, B.
B. holosericea
[32]
[35][36]
99 Taxifolin B. tricuspis [32]
100 Avicularin B. tricuspis [32]
101 Epicatechin B. tricuspis [32]
102 Epiafzelechin B. tricuspis [32]
103 Astragalin B. tricuspis, B.
holosericea
[32]
104 Kaempferol-3-O-rutinoside B. tricuspis, B.
holosericea
[32]
23
Cấu trúc của các hợp chất flavonoid (93-104) đã đƣợc phân lập từ chi Boehmeria nêu ở Hình 1.9.
Hình 1.9 Cấu trúc các hợp chất flavonoid được phân lập từ chi Boehmeria.
c) Các hợp chất alkaloid
Cho đến nay từ các loài thuộc chi Boehmeria đã xác định đƣợc cấu trúc của 8 alkaloid (105-112), chủ yếu là alkaloid chứa khung phenanthroquinolizidine và phenanthroindolizidine. Chúng có mặt trong nhiều loài khác nhau thuộc chi Boehmeria nhƣ B. platyphylla, B.rugulosa, B. cylindrica, B. pannosa, B. siamensis và B. caudata. Tên gọi và cấu trúc của các hợp chất alkaloid đã đƣợc phân lập từ chi Boehmeria đƣợc chỉ ra trong Bảng 1.8 và Hình 1.10.
24
Bảng 1.8 Các hợp chất alkaloid đã được phân lập từ chi Boehmeria
TT Tên chất Loài TLTK
105 3,4-Dimethoxy-ω-(2’- piperidyl) acetophenone
B. platyphylla, B.rugulosa [12] [34]
106 Julandine B. platyphylla, B.
cylindrica
[12][37]
107 Cryptopleurine B. platyphylla , B. pannosa, B. cylindrica, B. caudata
[12] [38]
[39]
108 Boehmeriasin A B. siamensis [40]
109 Boehmeriasin B B. siamensis [40]
110 3-(4-Hydroxyphenyl)-4- (3- methoxy-4-hydroxy phenyl)- 3,4-dehydro quinolizidine
B. siamensis [41]
111 (-)-(15R)-
Hydroxycryptopleurine
B. pannosa [39]
112 Uracil B.nivea [36]
Hình 1.10 Cấu trúc các hợp chất alkaloid từ chi Boehmeria.
25 d) Các hợp chất khác
Các nghiên cứu về thành phần hóa học các loài thuộc chi Boehmeria cho thấy sự có mặt của một số hợp chất khác 113-125, trong đó chủ yếu là các chất thuộc nhóm phenolic. Tên gọi của các hợp chất đó đƣợc chỉ ra trong Bảng 1.9.
Bảng 1.9 Một số hợp chất khác được phân lập từ chi Boehmeria
TT Tên chất Loài TLTK
113 Emodin B. nivea, B. macrophylla [33][29]
114 Emodin-8-O-β-glucopyranoside B. nivea [33]
115 Physcion B. nivea [33]
116 Polydatin B. nivea [33]
117 Kiwiionoside B. nivea [33]
118 Eugenyl β-rutinoside B. nivea [33]
119 Acid 3-hydroxy-4-methoxy benzoic B. nivea [33]
120 Acid trans-p-hydroxycinamic B. nivea [33]
121 Acid cinamic B. macrophylla [29]
122 Scopoletin B. macrophylla [29]
123 Sweroside B. macrophylla [29]
124 β-sitosterol B.macrophylla, B.nivea [36][29]
125 β-sitosterol glucoside B.macrophylla [29]
Hình 1.11 Cấu trúc một số hợp chất khác được phân lập từ chi Boehmeria.
1.1.3.3 Tình hình nghiên cứu về hoạt tính sinh học của chi Boehmeria
26
Các loài thuộc chi đƣợc sử dụng nhiều trong y học cổ truyền chữa nhiều bệnh khác nhau. Ở Việt Nam, nhiều loài thuộc chi Boehmeria đƣợc sử dụng trong các bài thuốc an thai và lợi tiểu [3]. B. siamensis đã đƣợc sử dụng trong y học dân gian ở Trung Quốc để chữa các bệnh mày đay, thấp khớp [42]. Vỏ thân cây B. rugulosa được nghiền thành bột đã được sử dụng như một phương thuốc chữa gãy xương trong y học truyền thống Ấn Độ [43]. Loài B. nivea là một thảo dƣợc tự nhiên, đã đƣợc sử dụng lâu đời trong y học cổ truyền để điều trị một số bệnh như chữa lành vết thương, cầm máu, giảm sưng [3]. Cho đến nay, trên thế giới mới chỉ một số loài thực vật chi Boehmeria đƣợc nghiên cứu hoạt tính sinh học nhƣ B. rugulosa, B. siamensis, B. pannosa, B. cylinca, B. tricuspis, và B.nivea. Trong các công bố nổi bật nhất là hoạt tính gây độc tế bào ung thƣ, hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm.
Hai hợp chất alkaloid boehmeriasin A (108) và B (109) phân lập từ dịch chiết ethanol của lá B. siamensis đã đƣợc thử hoạt tính gây độc tế bào trên 12 dòng tế bào ung thƣ thử nghiệm. Kết quả cho thấy, hợp chất 108 thể hiện hoạt tính gây độc tế bào trên 12 dòng tế bào ung thƣ gồm ung thƣ phổi (A549, NCI- H460), ung thƣ ruột kết (HT-29, COLO-205), ung thƣ vú (MCF-7, MDA-MB- 231), ung thƣ tuyến tiền liệt (DU-145, PC-3), ung thƣ thận (ACHN, UO-31) và bệnh bạch cầu (K562, HL-60) với giá trị GI50 từ 0,2 đến 100 ng/mL, trong khi 109 cho hoạt tính thấp hơn [41]. Yan J và cộng sự sau đó cũng chỉ ra rằng 121 có khả năng ức chế mạnh sự gia tăng của tế bào ung thƣ vú MDA-MB-231 thông qua việc ức chế pha sinh trưởng G1 của tế bào ung thư [44].
Từ cặn chiết methanol rễ loài B. pannosa ức chế mạnh tình trạng thiếu oxy trong tế bào ung thƣ, Cai và cộng sự đã phân lập đƣợc các hợp chất (-)- cryptopleurine (107) và (-)-(15R)-hydroxycryptopleurine (111). Kết quả thử hoạt tính sinh học cho thấy hai hợp chất này ức chế sự tình trạng thiếu oxy gây ra bởi gen dưới sự kiểm soát của yếu tố phản ứng thiếu oxy (HRE) trong tế bào ung thư dạ dày AGS của người với giá trị IC50 là 8,7 và 48,1 nM, tương ứng [39].
Các hợp chất 3,4 dimethoxy-ω-(2’-piperidyl)acetophenone (105), julandine (106) và cryptopleurine (107) cũng đƣợc thử hoạt tính sinh học. Kết
27
quả cho thấy cryptopleurine thể hiện các hoạt tính sinh học thú vị nhƣ chống lên men, kháng nấm, kháng virus. Cryptopleurine cũng đã đƣợc chứng minh là chất kích thích, làm phồng da và có độc tính đáng kể trên động vật, gây độc cho trứng và có độc tính trên các dòng tế bào ung thƣ thử nghiệm. Khả năng gây độc của cryptopleurine là do sự ức chế trong sinh tổng hợp protein ở mức độ ribosome [37].
Dịch chiết ethanol lá loài B. rugulosa thể hiện hoạt tính hạ đường huyết đáng kể trên chuột bị tiểu đường gây ra do alloxan. Các hợp chất flavonoid glycoside phân lập từ dịch chiết này gồm chalcone-6'-hydroxy-2',3,4-trimethoxy-4'-O-β-D- glucopyranoside (94), isoflavone-3',4',5,6-tetrahydroxy-7-O-[β-D-glucopyranosyl- (1→3)-α-L-rhamno pyranoside] (96), isoflavone-3',4',5,6-tetrahydroxy-7-O-[β-D- glucopyranosyl-(1→6)-β-D-glucopyranosyl-(1→6)-β-D-glucopyranosyl-(1→3)-α-L- rhamnopyranoside] (97) đã đƣợc thử hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm. Kết quả cho thấy ở nồng độ 25 μg/ml, các hợp chất này có hoạt tính kháng khuẩn mạnh chống lại hai chủng vi khuẩn Staphylococcus aureus và Streptococcus mutans và hoạt tính kháng nấm mạnh với ba tác nhân gây bệnh nấm Microsporum gypseum, Microsporum canis và Trichophyton rubrum [34].
Một số hoạt tính khác cũng đƣợc nghiên cứu từ các loài chi Boehmeria. Các nghiên cứu về hoạt tính sinh học đã chứng minh rằng lá và rễ B.nivea thể hiện hoạt tính chống virus viêm gan B trên mô hình in vivo. B. nivea có tác dụng chống viêm trên các đại thực bào bằng cách ức chế p38 và JNK phosphoryl hóa [45] từ đó cho thấy rằng nó có thể đƣợc sử dụng nhƣ một tác nhân chống viêm. Nghiên cứu về hoạt tính sinh học của loài B.nivea cho thấy loài này có hoạt tính kháng enzyme glucosidase và cholinesterase điều đó gợi ý rằng B. nivea là một trong những sự lựa chọn tốt cho việc điều trị bệnh tiểu đường loại II, ung thư và các bệnh thoái hóa thần kinh [46][47].
1.1.3.4 Loài Boehmeria holosericea Blume
Tên khoa học : Boehmeria holosericea Blume Tên tiếng Việt : Gai toàn tơ, Gai dại
Chi : Boehmeria
Họ : Urticaceae
28 Đặc điểm thực vật
Cây loại cây cỏ cứng, cao từ 1-4 m, thân đỏ, có lông nằm. Lá có phiến xoan tròn, dài 8-12 cm, đầu nhọn, đáy tròn, gân từ đáy 3, gân phụ 2 cặp, có lông nằm hai mặt, cuống dài 2-3 cm. Gié dài vào 20 cm, mang chụm đồng chu, chụm to 4 mm sau 8 mm ở trái, gần nhƣ liên tục, bao hoa 4 phân, cao 1 mm, tiểu nhụy 4. Bế quả trong đài có lông.
a) cây b) quả
Hình 1.12 Ảnh cây Boehmeria holosericea Blume (thu hái tháng 10/2004).
Phân bố
Loài Boehmeria holosericea Blume mọc nhiều ở Hàn Quốc, Nhật, Trung Quốc và Việt Nam. Ở nước ta, được phân bố nhiều ở các tỉnh Đà Lạt, Hà Nội và các tỉnh miền núi phía bắc nhƣ Lạng Sơn [3][7][8].
Công dụng
Loài Boehmeria holosericea Blume đƣợc trồng để sử dụng để lấy sợi vì sợi gai bền, chắc, chịu lực, chịu mặn. Sợi gai thường được pha trộn với sợi polyeste, sợi bông và tơ tằm trong công nghệ dệt.
Cho đến nay, nghiên cứu về hóa thực vật loài Boehmeria holosericea Blume mới chỉ dừng lại ở việc phân lập một số hợp chất flavonoid từ cặn chiết methanol năm 1975 là rutin (98), astragalin (103), kaempferol-3-O-rutinoside (104) [32], ở Việt Nam chƣa có công bố nào về nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học loài thực vật này.
29