Sự phong phú về thành phần hóa học và các nhóm chất có hoạt tính sinh học cao làm cho các loài thuộc chi Polygonum có nhiều tác dụng sinh dược học quý giá
như chống oxy hóa, chống ung thư, kháng khuẩn, kháng nấm, kháng virus hiệu quả.
1.1.3.1. Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm
Bộ phận trên mặt đất của P. acuminatum được sử dụng để chữa lành vết thương và các rối loạn liên quan đến nhiễm nấm, chống lại các loại nấm men. Trong các chất phân lập từ cây này (polygodial, isopolygodial, drimenol và confertifolin), hợp chất polygodial có phổ kháng nấm rộng hơn và có giá trị MIC thấp nhất [43].
P. ferrugineum Wedd. được sử dụng để chữa lành vết thương và là chất khử trùng, kháng nấm trong y học cổ truyền Argentina. Năm 2011, López SN và cộng sự đã chứng minh tác dụng kháng nấm của các phần chiết n-hexan, điclometan, metanol từ cây này. Hợp chất cardamonin 2 có phổ kháng nấm MIC = 25-50 μg/mL và có tác dụng ức chế chọn lọc chủng nấm Epidermophyton floccosum với giá trị MIC = 6,2 μg/mL [99].
Trong thí nghiệm đĩa khuẩn, các phân đoạn chiết clorofom và etanol của P.
chinense được chứng minh có tác dụng kháng lại Bacillus subtilis, Stapphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Aspergillus niger, Escherichia coli, Candida albicans. Kết quả cho thấy, ở nồng độ 100 àg/disc vựng khỏng B. subtilis tốt nhất là 2,23 cm, S. aureus là 1,18 cm, C. albicans là 1,2 cm; Ở nồng độ 25μg/disc vùng kháng E coli tốt là 0,93 cm, A. niger là 1,5 cm. Thí nghiệm này cũng cho thấy phần chiết etanol thể hiện hoạt tính kháng vi khuẩn Gram (+) tốt hơn so với vi khuẩn Gram (-) [101].
Rễ P. cuspidatum và hoạt chất của nó là emodin được chứng minh tác dụng trực tiếp kháng lại Vibrio vulnificus, một loại vi khuẩn gây ra nhiễm trùng huyết dễ dẫn đến tử vong. Trong một khảo nghiệm, Kim JR và cộng sự nhận thấy rằng rễ P.
cuspidatum ngăn chặn sự chết cấp tính, ngăn ngừa tổn hại về hình thái của tế bào HeLa và RAW264.7 gây bởi V. vulnificus, ức chế sự sống sót, tăng trưởng của V.
vulnificus trong nước thường và nước biển [78]. Dịch chiết metanol và các phân đoạn chiết khác nhau của cây này có khả năng ức chế 20 chủng vi khuẩn gây sâu răng Gram (+) và Gram (-) bao gồm Streptococcus mutans và S. sobrinus; nồng độ ức chế tối thiểu MIC 0,5-4,0 mg/ml và nồng độ diệt khuẩn tối thiểu MBC cao gấp
2-4 lần so với MIC [22], [134]. Các chất resveratrol, picied, resveratrolosid, emodin, physcion, emodin-1-O-glucosid cũng được chứng minh có tác dụng diệt khuẩn đối với các vi khuẩn gây độc thực phẩm Bacillus cereus, Listeria monocytogenes, S. aureus, E. coli và Salmonella anatum [131].
1.1.3.2. Tác dụng chống oxy hóa
Có thể nói chống oxy hóa là tác dụng nổi bật của các loài thuộc chi Polygonum do chúng có chứa các hợp chất polyphenol (acid phenolic, flavonoid) và các dẫn xuất glycosid của nó. Hàng loạt cặn chiết và các hợp chất được phân lập từ chi này thể hiện khả năng chống oxy hóa mạnh theo cơ chế loại gốc tự do. Có thể kể đến các loài P. amplexicaule, P. hydropiper L, P. minus, P. multiflorum, P. maritimum L, P. sachalinensis [46].
Với tổng hàm lượng phenolic và flavonoid khá cao là 677,4 ± 62,7 μg/g và 112,7 ± 13 μg/g. Phần chiết etanol của P. aviculare L. được chứng minh có tác dụng chống oxy hóa trong thí nghiệm quét gốc tự do superoxid, lipid peroxy và hydroxyl gây ra sự phân cắt ADN với các giá trị IC50 tương ứng là 50 μg/mL, 0,8 μg/mL, 15 μg/mL [66].
Năm 2010, Cui JJ và cộng sự công bố tác dụng chống oxy hóa của phân đoạn polysaccharid từ P. cillinerve (Nakai) Ohwi trên mô hình ức chế miễn dịch gây bởi cyclophosphamid. Theo nghiên cứu này, chuột được cho uống dịch chiết chứa polysaccharid sau khi gây tổn thương bằng cyclophosphamid. Các chỉ số gan, lá lách, tuyến ức và các thông số sinh hóa đã được đánh giá cho các mô khác nhau (gan, tim và thận). Kết quả cho thấy, dịch chiết polysaccharid chống lại sự ức chế miễn dịch gây ra bởi cyclophosphamid và nâng cao đáng kể khả năng chống oxy hóa thông qua các chỉ số tổng công suất oxy hóa, catalase, superoxide dismutase và glutathione peroxidase cấp. Nó cũng làm tăng chỉ số gan, lá lách, tuyến ức và giảm malondialdehyd ở chuột [39].
Khả năng chống oxy hóa và hàm lượng phenolic tổng tính theo trọng lượng khô trong lá và thân của cây P. cuspidatum là 56,22 mmol trolox/100g và 6,33g acid gallic/100g [67]. Hợp chất resveratrol tăng cường khả năng chống oxy hóa, bảo
vệ nhân tế bào biểu mô phế quản (HBE1) chống sự chết gây ra bởi khói thuốc lá [161]. Hợp chất piceid có tác dụng chống oxy hóa và trực tiếp bảo vệ tế bào thần kinh do có khả năng giảm sản sinh malondialdehyd; giảm thương tổn tế bào thần kinh nhận thức gây ra bởi oxy glucose; làm tăng các hoạt động của superoxid dismutase và catalase; cải thiện tình trạng suy kém về nhận thức ở chuột mất trí nhớ [92]. Phần chiết nước P. cuspidatum có khả năng ức chế mạnh enzym xanthin oxidase với giá trị IC50=38 μg/mL, cho thấy P. cuspidatum đóng một vai trò quan trọng trong điều trị bệnh gút [84].
1.1.3.3. Tác dụng giảm đau, chống viêm
Cặn chiết nước P. glabrum (PG) được đánh giá tác dụng giảm đau trên chuột thông qua các mô hình gây quặn đau bởi acid acetic, bởi máy tail-flick, mâm nóng và loét chân gây bởi formalin. Các thuốc giảm đau đối chứng là aspirin (25 mg/kg, IP), pentazocine (10 mg/kg, IP) và indomethacin (5 mg/kg, IP). Kết quả cho thấy với liều uống 30 phút trước khi thử nghiệm 12,5, 25, 50 và 100 mg/kg đã làm giảm đáng kể số cơn quặn đau do acid acetic gây ra và giảm thời gian phản ứng mâm nóng. Trong thí nghiệm gây quặn đau bởi acid acetic, tác dụng giảm đau với liều 25, 50 và 100 mg/kg có hiệu quả hơn aspirin. Trong thí nghiệm gây quặn đau bởi máy tail-flick tác dụng giảm đau với liều 50 và 100 mg/kg có hiệu quả hơn pentazocine. Các thử nghiệm giảm đau tiền lâm sàng của PG đã được thực hiện trên mô hình gây loét chân chuột bởi formalin và được chứng minh theo cả hai cơ chế trung ương và ngoại vi [81].
Phần chiết etanol của P. bistorta thể hiện tác dụng kháng viêm hiệu quả trong thử nghiệm kháng viêm gây phù nề chân chuột bởi carrageenan. Dịch chiết này có tác dụng trong cả hai giai đoạn sưng cấp tính và mãn tính với giá trị E50 là 158,5 mg/kg thể trọng chuột [48].
Tác dụng chống viêm của cặn chiết nước rễ P. cuspidatum được chứng minh qua khả năng ức chế sự tổng hợp nitơ oxit (NO) và ức chế sự hoạt hóa enzym cyclooxygenase 2 (COX-2) gây bởi lipopolysaccharid (LPS) trên tế bào RAW 264.7 [79]. Hoạt chất resveratrol từ cây này thể hiện khả năng chống viêm do ức
chế NF-κB và sự tổng hợp NO trên tế bào biểu mô đường hô hấp chính (IC50 = 3,6
± 2,9 μM), ức chế bạch cầu hạt, đại thực bào (IC50 = 0,44 ± 0,17 μM), IL-8 (IC50 = 4,7 ± 3,3 μM) và ức chế sự hoạt hóa enzym COX-2 trong các tế bào [47].
1.1.3.4. Tác dụng kháng u, chống ung thư
Các phân đoạn hexan và clorofom của P. bistorta đều có tác dụng độc tế bào đối với các dòng tế bào ung thư P338 (bạch cầu lymphocytic Murine), J82 (ung thư biểu mô bàng quang) HL60 (bệnh bạch cầu) và LL2 (ung thư phổi Lewis) [118].
Các hợp chất phân lập từ P. cuspidatum đặc biệt là anthranoid (emodin và dẫn xuất) và stilbenoid (resveratrol và dẫn xuất) thể hiện hoạt tính chống ung thư, ức chế protein-tyrosine kinase; trong đó emodin chọn lọc cao đối với hai gen đột biến gây ung thư khác nhau Src-Her-2/neu và ras oncogene [33]. Đáng chú ý, tác dụng chống ung thư của resveratrol là ngăn chặn sự sinh trưởng của một loạt các tế bào khối u bao gồm ung thư máu, đa u tủy, ung thư vú, tuyến tiền liệt, dạ dày, đại tràng, tuyến tụy, tuyến giáp, u ác tính đầu, ung thư biểu mô tế bào vảy cổ, ung thư biểu mô buồng trứng và ung thư biểu mô cổ tử cung [13]. Nó có khả năng ức chế sự tăng sinh của các tế bào ung thư L-02, Hep-G2, MCF-7, MCF-7/ADM nhưng không gây độc cho các tế bào thường [52], ức chế tăng sinh và tự diệt tế bào theo chương trình ở tế bào lympho không biệt hóa ALCL [83]. Gần đây resveratrol được công bố có khả năng ức chế tế bào ung thư gan Hep-G2 thông qua việc giảm cyclin D1, p38 MAP kinase, Akt và Pak1 [111], chống lại ung thư vú gây ra bởi 7,12- dimethylbenz(a)anthracen (DMBA) trên chuột cái Sprague Dawley [23], chống lại ung thư ruột kết (in vitro, in vivo), làm giảm số tổn thương ở các khối u lành hoặc ác tính [74].
11 phân đoạn khác nhau từ dịch chiết metanol-nước của P. bistorta L. chứa hàm lượng lớn acid phenolic như gallic, protocatechuic, p-hydroxybenzoic, chlorogenic, vanillic, syringic đã được chứng minh tác dụng chống ung thư thông qua thử nghiệm độc tế bào trên dòng tế bào ung thư gan ở người (HCCLM3) với cỏc giỏ trị IC50 trong khoảng86,5 ± 3 àg/mL-126,8 ± 3 àg/mL [71].
1.1.3.5. Tác dụng hạ lipid
Bổ sung phần chiết etanol của P. aviculare vào khẩu phần ăn nhiều chất béo chế của chuột béo phì có tác dụng giảm đáng kể trọng lượng cơ thể, giảm trọng lượng mô mỡ, kích thước adipocyte, gen lipogenic cũng như triglycerid trong huyết thanh, leptin và malondialdehyd [158].
Các chất phân lập từ rễ P.cuspidatum có khả năng làm tăng leptin-mRNA trong mô mỡ (P <0,05) và hạ cholesterol triglycerid (P <0,05); cải thiện chuyển hóa chất béo trong huyết thanh ở chuột bị gan nhiễm mỡ có chất béo được lưu ký trong gan (mà không phải do sử dụng rượu quá mức), có thể đáp ứng với điều trị ban đầu kháng insulin trong đái tháo đường type 2 [72]. Hợp chất piceid được chứng minh có tác dụng hạ lipid máu ở chuột cống và thỏ đã làm tăng triglycerid thông qua sự giảm cholesterol, triglycerid, LDL-c, làm tăng HDL-c [148]. Dịch chiết nước rễ cây này cũng làm giảm sự hình thành este cholesteryl trong tế bào gan của người theo cơ chế ức chế acyl-coenzym A–cholesterol acyltransferase [113].
1.1.3.6. Tác dụng chống virus
Dịch chiết P. tinctorium thể hiện tác dụng kháng virus khá mạnh chống lại HIV-1 (EC50 = 0,5 μg/mL) [165]. P. viscosum cũng thể hiện khả năng chống lại HIV-1 với thành phần hoạt chất là quercetin 3-O-(6''-feruloyl)-β-D- galactopyranosid và viscoazulone [41].
Phần chiết etanol của P.cuspidatum có khả năng ức chế virus viêm gan B- HBV (p<0,0001) với liều tối thiểu là 10 μg/mL, dịch chiết nước có tác dụng ở liều cao hơn (30 μg/mL). Các công bố cho thấy resveratrol có khả năng điều trị lây nhiễm nhân bản virus herpes HSV, HSV-1, HSV-2, thủy đậu-zona VZV, siêu vi HCMV và virus gây nhiễm trùng cấp vùng họng, miệng EBV [114].
1.1.3.7. Các tác dụng khác
Ngoài các tác dụng nổi bật như trên, các loài trong chi Polygonum còn thể hiện khả năng chống dị ứng [100], trị đái tháo đường, giảm đau, chống trầm cảm, ảnh hưởng trên hệ sinh sản [85], chữa lành vết thương [147].
Resveratrol và emodin phân lập từ P. cuspidatum được xem như tác nhân tiềm năng có thể làm giảm tác động của bệnh đái tháo đường type 2. Resveratrol làm
tăng hấp thu glucose trong tế bào C2C12 thông qua kích hoạt protein kinase AMP, đóng vai trò trung tâm trong việc điều tiết chuyển hóa glucose và lipid [112], [160].
Trong khi emodin được chứng minh ức chế chọn lọc mạnh các enzym 11β-HSD1, một tác nhân có thể làm giảm tác động của bệnh đái tháo đường [53].
P.cuspidatum có tác dụng giảm đau theo kiểu Morphin (tác động lên vỏ não và trung tâm dưới vỏ gây ra một phản ứng kích thích hệ thống giảm đau) và theo cơ chế ngoại biên, ức chế thần kinh trung ương, làm giảm các hoạt động của chuột nhưng không gây ngủ, làm giảm đáp ứng kích thích tiếng động, ánh sáng, ức chế được một phần trạng thái hưng phấn do cafein gây ra [8]. Hoạt chất của cây này là resveratrol có tác dụng chống trầm cảm do làm gia tăng đáng kể serotonin và noradrenaline ở mức 40 hoặc 80 mg/kg ở các vùng não [151].