Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ mang tên "Nghiên cứu tài nguyên cây thuốc các huyện ven biển của tỉnh Thái Bình và đề xuất biện pháp bảo tồn, phát triển bền vững" được thực hiện xuất phát từ yêu cầu bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển nguồn tài nguyên dược liệu tại đồng bằng châu thổ sông Hồng. Tỉnh Thái Bình có bờ biển trải dài qua hai huyện Thái Thụy và Tiền Hải, nằm trong vùng ảnh hưởng của Khu dự trữ sinh quyển châu thổ sông Hồng được Chương trình Con người và Sinh quyển (MAB) của UNESCO công nhận vào tháng 12 năm 2004 (bao gồm các xã ven biển của ba tỉnh Thái Bình, Nam Định và Ninh Bình). Địa bàn ven biển Thái Bình sở hữu hai khu vực đa dạng sinh học cửa biển trọng yếu: Rừng ngập mặn Thái Thụy (thuộc các xã Thụy Trường, Thụy Xuân, Thụy Hải, thị trấn Diêm Điền, Thái Đô, Thái Thượng) và Khu Bảo tồn thiên nhiên Tiền Hải (thuộc các xã Nam Hưng, Nam Phú, Nam Thịnh). Theo số liệu kiểm kê rừng của Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Thái Bình năm 2015, diện tích đất lâm nghiệp vùng ven biển của tỉnh đạt trên 9.610 ha, trong đó trên 3.700 ha là rừng trồng tập trung tại Tiền Hải và Thái Thụy. Do tác động của thiên tai (điển hình là cơn bão số 8 cuối năm 2012 với gió cấp 12, giật cấp 14 đã cuốn trôi và phá hủy hơn 1.500 ha rừng) cùng áp lực khai thác của con người, diện tích rừng ngập mặn bị suy giảm, đẩy nhiều loài thực vật có giá trị y học đứng trước nguy cơ đe dọa sinh tồn.

Khoảng trống nghiên cứu được tác giả xác định cụ thể: Mặc dù Thái Bình được biết đến với các cây thuốc thương mại như Hòe, Diệp hạ châu, nguồn tài nguyên cây thuốc phong phú của địa phương vẫn chưa được chuyển hóa thành thế mạnh kinh tế - xã hội. Các công trình nghiên cứu về thực vật làm thuốc và hiệu năng sử dụng của chúng trên địa bàn Thái Bình trước đây còn rất hạn chế, chủ yếu tập trung vào cây lương thực. Tri thức bản địa về kinh nghiệm sử dụng cây thuốc trong nhân dân phong phú nhưng chưa từng được điều tra, tổng kết có hệ thống. Các nghiên cứu trước đây mới chỉ dừng ở việc liệt kê sơ bộ thành phần loài, số liệu chưa cập nhật, thiếu vắng các khảo sát chuyên sâu về thành phần hóa học, hoạt tính sinh học và chưa gắn kết với các giải pháp bảo tồn nguồn gen thực tế.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án được xác định rõ ràng:

  • Mục tiêu chung: Nhằm bảo tồn và phát triển các loài thực vật có tiềm năng chữa bệnh tại các huyện ven biển của tỉnh Thái Bình.
  • Mục tiêu cụ thể:
    1. Tìm hiểu hiện trạng nguồn tài nguyên cây thuốc tại các huyện ven biển của tỉnh Thái Bình. Đánh giá được tình hình khai thác và sử dụng tài nguyên cây thuốc tại các huyện ven biển của tỉnh Thái Bình.
    2. Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học 1 đến 2 loài cây thuốc tại các huyện ven biển của tỉnh Thái Bình.
    3. Đề xuất giải pháp bảo tồn và khai thác, sử dụng bền vững nguồn tài nguyên cây thuốc tại các huyện ven biển của tỉnh Thái Bình.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng: Tài nguyên cây thuốc thuộc các ngành thực vật bậc cao có mạch và tri thức sử dụng thuốc dân gian của cộng đồng địa phương; các hợp chất tự nhiên và hoạt tính sinh học từ các loài cây thuốc tiềm năng được lựa chọn (Mỏ quạ và Tầm bóp).
  • Phạm vi không gian: Địa bàn hai huyện ven biển Thái Thụy và Tiền Hải, tỉnh Thái Bình (với tổng diện tích tự nhiên 483 km²).
  • Phạm vi thời gian: Các đợt khảo sát, điều tra thực địa thu thập mẫu vật và tri thức bản địa được triển khai trong giai đoạn từ năm 2014 đến năm 2016.

Ý nghĩa khoa học của luận án là hoàn thiện danh lục, đánh giá toàn diện tính đa dạng của hệ thực vật làm thuốc tại vùng ven biển Thái Bình, đồng thời bổ sung các dẫn liệu thực nghiệm về hóa học và dược lý cho các đối tượng nghiên cứu.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Tổng quan tài liệu của luận án được trình bày trong Chương 1 (dài 31 trang), phân tích toàn diện lịch sử nghiên cứu tài nguyên cây thuốc ở quy mô quốc tế và trong nước:

Tình hình nghiên cứu cây thuốc trên thế giới

Về điều tra và thống kê:

  • Ấn Độ: Nền y học cổ truyền ghi nhận tác phẩm cổ xưa "Rig - Veda" (khoảng 4500 TCN); văn bản vào khoảng 100 SCN mô tả chi tiết 341 loại dược thảo có nguồn gốc khoáng chất và động vật; thế kỷ thứ 6 TCN, tác phẩm "Sushruta Amhita" của Sushruta mô tả 700 cây thuốc; hệ thống y học cổ truyền Ayurveda cận đại đã đánh giá và sử dụng hiệu quả khoảng 2.000 cây cỏ làm thuốc.
  • Trung Quốc: Bản thảo "Pen T’Sao" do Thần Nông (Shen Nung) biên soạn năm 2500 TCN đề cập 365 vị thuốc và cây thuốc; tác phẩm "Thủ hậu cấp thư" thời nhà Hán (168 TCN) thống kê hơn 52 đơn thuốc trị bệnh từ cây cỏ; "Bản thảo cương mục" thế kỷ XVI của Lý Thời Trân thống kê 1.200 vị dược liệu; các cộng đồng thiểu số sử dụng khoảng 8.000 loài làm thuốc (trong đó Tây Tạng dùng 3.294 loài); năm 1985 xuất bản cuốn "Cây thuốc Trung Quốc"; Li công bố hơn 1.000 loài cây thuốc sắp xếp theo chữ cái Latinh.
  • Các khu vực khác: Kovalena (1972) xuất bản "Chữa bệnh bằng cây thuốc" tại Liên Xô cũ; Perry (1985) công bố 1.000 loài cây dược liệu Đông Nam Á trong "Medicinal Plants of East and Southeast Asia"; tại Kenya ghi nhận 448 loài cây thuốc tại vùng Mt. Nyiru Turkana; tại Kosovo người dân vùng Alps Albania sử dụng 89 loài thuộc 39 họ (chiếm nhiều nhất là Rosaceae, Asteraceae, Lamiaceae); người Douala tại Cameroon sử dụng 94 loài thuộc 84 chi và 46 họ; cuốn sách "Badianus" của Martin de la Cruz (1552) tại Mexico liệt kê 251 loài thảo dược của người Aztec; thổ dân Yaegl tại Úc dùng 32 loại thuốc thuộc 21 loài.

Về giá trị kinh tế và chiết xuất hoạt chất tự nhiên:

  • Thống kê của WHO chỉ ra 25% các loại thuốc hiện hành có nguồn gốc từ thực vật, với 121 hợp chất có hoạt tính đang được ứng dụng lâm sàng; 11% trong số 252 loại thuốc thiết yếu của WHO có nguồn gốc thảo mộc. Tỷ lệ bệnh nhân dùng thảo dược cho một số bệnh mãn tính: ung thư vú 12%, bệnh phổi 21%, HIV 22%, hen suyễn 24%, thấp khớp 26%.
  • Thị trường thương mại dược liệu: Năm 1998, 12 loại dược liệu chính tại Mỹ đạt 552 triệu USD; Trung Quốc giai đoạn 1979-1990 đưa ra 41 chế phẩm thuốc mới từ thảo dược, doanh số năm 1992 đạt 11 tỉ nhân dân tệ; Hồng Kông nhập khẩu 190 triệu USD dược liệu mỗi năm; Nhật Bản nhập 21.000 tấn năm 1979 và đạt giá trị 1,1 tỷ USD năm 2006.
Năm Nhập khẩu (nghìn USD) Xuất khẩu (nghìn USD)
1987 960,39 733,38
1988 1.080,12 829,64
1989 853,87 795,79
1990 - 901,87
1991 - 694,25
Trung bình - 590,99

(Nguồn số liệu: COMTRADE data base được trích dẫn trong văn bản)

  • Các phát hiện hóa dược tiêu biểu: Hợp chất chống ung thư từ Thông đỏ vùng Thái Bình Dương mang lại doanh số 500 triệu USD/năm; hoạt chất Vincristine và Vinblastine từ Dừa cạn Madagaxca chữa bệnh Hodgkin và bạch cầu đem lại 160 triệu USD/năm cho Viện bào chế Eli Lilly and Co; hoạt chất artemisinin, indirubin tại Trung Quốc; thuốc Kanglaite từ Ý dĩ (Coix lachryma-jobi) thử nghiệm điều trị ung thư phổi tại Mỹ năm 2003; hoạt chất Michellamine B chống HIV từ dây leo Cameroon; bài thuốc trị tụ cầu vàng kháng methicillin (MRSA) từ tỏi, hành tây, rượu vang và mật bò công bố tháng 4 năm 2015 bởi Đại học Nottingham.
  • Dữ liệu NAPRALERT (1985) ghi nhận 3.500 cấu trúc hóa học mới từ tự nhiên (2.618 từ thực vật bậc cao, 512 từ thực vật bậc thấp). Viện Ung thư Quốc gia Hoa Kỳ (NCI) đã sàng lọc 35.000 loài thực vật nhằm tìm kiếm hoạt tính chống ung thư.
  • Công tác bảo tồn quốc tế: Phân định hai hình thức In situ (bảo tồn tại chỗ) và Ex situ (bảo tồn chuyển vị). Các mốc chính sách gồm Hội nghị Alma-Ata (1979), Hội nghị WHO lần thứ 40 (1987), Hội thảo Quốc tế về bảo tồn cây thuốc tại Chiang Mai - Thái Lan (1988 do WHO, IUCN, WWF phối hợp tổ chức), Hướng dẫn bảo tồn cây thuốc năm 1993. Toàn cầu có 12.754 khu bảo tồn được Liên hợp quốc công nhận năm 1997 với diện tích 8 triệu km²; khoảng 2.000 vườn thực vật trên thế giới, tiêu biểu như Vườn thực vật Hoàng gia Kew (38.000 loài), Vườn thực vật Missouri (nghiên cứu tại 35 nước), Vườn cây thuốc Quảng Tây (thành lập 1959, 202 ha, hơn 2.400 loài).

Tình hình nghiên cứu cây thuốc tại Việt Nam

  • Lịch sử ghi nhận: Chu Tiên (1429) biên soạn "Bản thảo cương mục toàn yếu"; Tuệ Tĩnh (1471) viết "Nam Dược thần hiệu" (11 quyển, 496 vị thuốc Nam, 241 vị từ thực vật, 579-630 loài cây); Lý Thời Trân (1595) đề cập 1.094 vị thảo mộc; Hải Thượng Lãn Ông (1772) xuất bản "Lãn Ông tâm lĩnh" (66 quyển); thời kỳ Pháp thuộc có công trình "Catalogue des produits de L’indochine" của Crevost và Petelot (1928, tập V mô tả 368 cây thuốc).
  • Giai đoạn hiện đại: GS.TS. Đỗ Tất Lợi xuất bản "Dược liệu học và các vị thuốc Việt Nam" (1957, mô tả hơn 100 cây thuốc), bộ sách "Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam" (1962-1965 gồm 6 tập; tái bản lần 7 năm 1995 đạt 792 loài; tái bản lần 13 năm 2005); Đỗ Huy Bích và Bùi Xuân Chương xuất bản "Sổ tay cây thuốc Việt Nam" (1980, 519 loài, 150 loài mới); Viện Dược liệu điều tra tại 2.795 xã thuộc 351 huyện của 47 tỉnh thành, ghi nhận 1.863 loài năm 1985 theo hệ thống Takhtajan và đạt 3.948 loài thực vật làm thuốc năm 2002; Võ Văn Chi bảo vệ luận án phó tiến sĩ năm 1976 (1.360 loài miền Bắc), công bố danh mục năm 1991 (2.280 loài), "Từ điển cây thuốc Việt Nam" năm 1997 (3.200 loài) và bộ mới năm 2012 (4.472 loài thuộc 1.862 chi, 338 họ); năm 2016 Viện Dược liệu công bố "Danh lục cây thuốc Việt Nam" với 5.117 loài và dưới loài (1.823 chi, 360 họ).
  • Tiềm năng kinh tế: Ngành đông dược tư nhân năm 1995 tiêu thụ 20.000 tấn dược liệu khô; Traphaco tiêu thụ 500 tấn dược liệu/năm của hơn 100 loài; cả nước có 286 cơ sở sản xuất tân dược sử dụng nguyên liệu thảo mộc sản xuất 1.294 chế phẩm (chiếm 23% danh mục cấp phép); các hoạt chất chiết xuất trong nước gồm Berberin, Palmatin, Rotundin, Artesunat. Thị trường dược phẩm tăng trưởng 16%/năm, giá trị tiêu thụ năm 2013 đạt 3,3 tỷ USD.
  • Tri thức bản địa và bảo tồn: Tri thức chính thống (hơn 40 bệnh viện YHCT, khoảng 700 loài trong sách, nhu cầu 30.000 tấn/năm, 39.381 bài thuốc dân gian của 12.000 lương y); Y học nhân dân (khoảng 6.000 loài sử dụng trong cộng đồng). Danh mục thuốc thiết yếu lần IV quy định 188 vị YHCT và 60 loài thuốc Nam thiết yếu cấp xã. Nghiên cứu thực vật dân tộc học (2000-2010) tại các dân tộc H'mông, Dao, Tu Dí, Mường, Thái, Khơ Mú, Tày, Nùng, Hoa; phát triển thuốc Ampelop từ Chè dây (Ampelopsis cantoniensis), Trà Bạch tật lê từ Gai chông (Tribulus terrestris), Berberin từ Vàng đắng (Coscinium fenestratum).
  • Danh lục Đỏ cây thuốc Việt Nam (Nguyễn Tập, 2007) ghi nhận 144 loài theo chuẩn IUCN (2001). Các công trình bảo tồn tiêu biểu: Nguyễn Duy Thuần (VQG Bạch Mã), Trần Văn Ơn (cộng đồng người Dao tại VQG Ba Vì), Dự án Bảo tồn nguồn gen Viện Dược liệu (1997-2009 lưu giữ hơn 500 loài, 65 loài nguy cơ cao), Lưu Đàm Cư (Lào Cai với hơn 40 loài).

Tình hình nghiên cứu tại Thái Bình và các đối tượng cụ thể

Thái Bình có Hội Đông y với 92 chi hội cơ sở, hơn 1.000 hội viên, có Bệnh viện Y học cổ truyền, Đại học Y Dược Thái Bình, Cao đẳng Y tế Thái Bình. Các đề tài đã công bố tại địa phương:

  • Công ty Khải Hà (2013): Nghiên cứu sản xuất Đương quy và Ngưu tất.
  • Nguyễn Xuân Quýnh: Đánh giá đa dạng sinh vật bãi bồi Tiền Hải.
  • Trần Văn Đạt: Quy hoạch rừng ngập mặn đê biển Thái Bình.
  • Lê Minh Hà (2014): Chiết tách rotundin từ cây Bình vôi tại Thái Bình.
  • Nguyễn Văn Song: Nhãn hiệu tập thể "Tỏi Thái Thụy".

Về hai loài cây nghiên cứu sâu:

  1. Cây Mỏ quạ (Cudrania tricuspidata (Carr.) Bur, họ Moraceae): Còn gọi là Mỏ quạ ba múi, Hoàng lồ, Vàng lồ, Xuyên phá thạch. Là cây bụi chịu hạn, nhựa mủ trắng, cành nhiều gai cong như mỏ quạ. Kinh nghiệm cụ lang Long (Hải Dương) dùng lá tươi chữa vết thương phần mềm phối hợp lá trầu không, thòng bong, hàn the (Desmodium heterophyllum), bột phấn cau, phấn chè, ô long vĩ, phèn phi. Rễ dùng 10-30g trị huyết ứ, bế kinh. Hoạt chất chính: flavonoid và xanthone (cudraxanthone D, L, M ức chế ung thư dạ dày; senegalensin, isoerysenegalensein E ức chế sinh NO; cudratrixanthones C, G-I, O bảo vệ thần kinh; ức chế enzyme PTP1B, neuraminidase, alpha-glucosidase, tyrosinase).
  2. Cây Tầm bóp (Physalis angulata L., họ Solanaceae): Cây thảo hàng năm, quả mọng bọc trong đài phồng như lồng đèn. Thành phần hóa học chủ yếu là withanolide (với nhóm khung không đổi gồm 41 chất 5,6-epoxide withanolide, 13 chất 5-ene withanolide, 35 chất trung gian; nhóm khung biến đổi gồm 15 chất physalin, 7 chất neophysalin, 10 chất withaphysalin, 2 chất 14,20-epoxide, 15 chất vòng D thơm, 7 chất ixocarpalactone, 6 chất perulactone, 8 chất khác). Hoạt tính sinh học: Gây độc tế bào in vitro trên các dòng ung thư phổi NCI-H23, ung thư vú T-47D, buồng trứng Caov-3, tiền liệt tuyến DU145, ung thư gan HepG2, vú MCF-7, xương MG-63; hoạt chất physangulatin A-N (Sun et al.); physangulide B (Maldonado et al., IC50 0,43 µM trên PC-3 và 0,35 µM trên SKLU-1); physagulide A-H (Ma et al.); physalin F (Ooi et al., kích hoạt apoptosis qua caspase-3 và c-myc; Wu et al. trên dòng A498); physalin B (Hsu et al., IC50 < 4,6 µg/mL trên A375, A2058); hoạt tính chống sốt rét Plasmodium falciparum của physalin B, D, F, G (Sá et al., IC50 2,2-6,7 µM); kháng viêm (Bastos et al.); kháng lao Mycobacterium tuberculosis (Pietro et al., Helvaci et al.); bảo vệ tế bào thần kinh gốc vùng đồi thị của physalin D (liều 5 mg/kg in vivo và 10 µM in vitro).

Vị trí của luận án: Luận án là công trình tổng kiểm kê đầu tiên về tài nguyên cây thuốc tại hai huyện ven biển Thái Thụy và Tiền Hải, giải quyết khoảng trống về tính thiếu hụt dữ liệu thực vật học có hệ thống kết hợp với thử nghiệm hóa thực vật và hoạt tính sinh học chuẩn mực trên địa bàn nghiên cứu.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án kết hợp đồng thời phương pháp định tính (phân loại thực vật học, điều tra thực vật dân tộc học) và phương pháp định lượng thực nghiệm (phân lập cấu trúc hóa học, sàng lọc độc tính tế bào, chống oxy hóa, độc tính cấp):

Khung lý thuyết và phân loại

  • Hệ thống tiến hóa thực vật: Sắp xếp theo Takhtajan (1975) đến cấp ngành và lớp; cấp họ, chi, loài trong từng lớp xếp theo vần chữ cái tiếng Latinh theo Brummitt (1992). Danh pháp khoa học được chỉnh lý và đối chiếu theo Tropicos và Chỉ mục tên thực vật quốc tế (The International Plant Name Index - IPNI).
  • Phân tích phổ dạng sống: Dựa trên hệ thống phân chia của Raunkiaer (1934).
  • Tiêu chí đánh giá bảo tồn: Tiêu chuẩn Sách đỏ Việt Nam (2007) và Danh lục Đỏ của Hiệp hội Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế (IUCN, 2014).

Phương pháp nghiên cứu thực vật và tri thức bản địa

  • Phương pháp kế thừa: Kế thừa dữ liệu từ "Cây cỏ Việt Nam" (Phạm Hoàng Hộ, 1999-2000), "Từ điển cây thuốc Việt Nam" (Võ Văn Chi, 1996, 2012), "Danh lục các loài thực vật Việt Nam" (2001-2005), "Cây thuốc và động vật làm thuốc ở Việt Nam" (Đỗ Huy Bích, 2006), "Thực vật chí đại cương Đông Dương" (Lecomte, 1908-1931), "Flora of China".
  • Khảo sát thực địa theo tuyến: Thiết lập 5 tuyến điều tra đi qua các khu dân cư và sinh cảnh đại diện trong 2 đợt (mỗi đợt 6-7 ngày):
    • Tuyến 1: Các xã khu Đông huyện Tiền Hải.
    • Tuyến 2: Các xã khu Tây huyện Tiền Hải.
    • Tuyến 3: Các xã khu Nam huyện Tiền Hải.
    • Tuyến 4: Các xã khu Tây huyện Thái Thụy.
    • Tuyến 5: Các xã khu Đông huyện Thái Thụy.
  • Định loại mẫu vật: So sánh hình thái cơ quan sinh sản và cơ quan dinh dưỡng theo khóa phân loại lưỡng phân. Mẫu tiêu bản được xử lý và lưu giữ tại phòng Tiêu bản thực vật, Bộ môn Sinh học, Trường Đại học Y Dược Thái Bình (lưu giữ 20 mẫu vật nghiên cứu).
  • Phương pháp điều tra tri thức bản địa (PRA): Sử dụng mẫu phiếu điều tra thiết kế sẵn (Phụ lục 3 và Phụ lục 4), đối tượng phỏng vấn là các ông lang từ 50 tuổi trở lên có kinh nghiệm sử dụng cây thuốc trong cộng đồng.

Phương pháp nghiên cứu hóa học

  • Chiết xuất: Mẫu thực vật thu hái ngoài thực địa được cắt nhỏ, sấy khô ở 50°C, nghiền mịn. Chiết bằng dung môi metanol (MeOH) có hỗ trợ siêu âm kèm gia nhiệt, cô cất thu hồi dung môi dưới áp suất giảm bằng máy cất quay chân không để thu cặn chiết toàn phần.
  • Kỹ thuật sắc ký:
    • Sắc ký lớp mỏng (TLC): Bản mỏng tráng sẵn silica gel DC-Alufolien 60 F254 và pha đảo RP18 F254s (Merck). Phát hiện vết chất bằng đèn UV (bước sóng 254 nm và 368 nm) hoặc phun dung dịch axit sunfuric (H2SO4) 10% rồi hơ nóng, hoặc dùng hơi ammoniac.
    • Sắc ký lớp mỏng điều chế: Thực hiện trên bản mỏng Silica gel 60G F254.
    • Sắc ký cột (CC): Sử dụng chất hấp phụ Silica gel pha thường (cỡ hạt 0,040 - 0,063 mm, 240 - 430 mesh), Silica gel pha đảo ODS hoặc YMC; kỹ thuật sắc ký cột áp suất trung bình (MPC) và sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC).
  • Xác định cấu trúc hóa học: Đo độ quay cực [α]D trên máy JASCO DIP-1000 KUY; khối phổ phân giải cao FTICR-MS và LC-MS; phổ cộng hưởng từ hạt nhân ghi trên máy Bruker AM500 FT-NMR Spectrometer (Viện Hóa học) với chất nội chuẩn Tetrametyl Silan (TMS). Các kỹ thuật phổ bao gồm: ¹H-NMR (thang đo 0-14 ppm), ¹³C-NMR (thang đo 0-240 ppm), DEPT (DEPT 90 và DEPT 135), HSQC, HMBC, NOESY.

Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học

  • Hoạt tính gây độc tế bào ung thư in vitro: Thực hiện theo phương pháp Sulforhodamine B (SRB) của Monks (1991) tại Phòng Thử nghiệm Sinh học - Viện Công nghệ Sinh học. Đánh giá mật độ quang học protein tế bào tổng số ở bước sóng 515 nm trên máy ELISA Plate Reader (Bio-Rad). Dòng tế bào ung thư gồm: A-549 (phổi), HeLa (cổ tử cung), PANC-1 (tụy) thử nghiệm đối với Tầm bóp (đối chứng dương: Ellipticine); KB (biểu mô), LU1 (phổi), MCF-7 (vú), HL-60 (bạch cầu) thử nghiệm đối với Mỏ quạ (đối chứng dương: Etoposide, Mitoxantron). Đối chứng âm là DMSO 10%. Nồng độ pha loãng thử nghiệm: 100; 20; 4; 0,8; 0,16 µg/mL. Giá trị IC50 được tính toán bằng phần mềm TableCurve. Tiêu chuẩn đánh giá: Hoạt tính được xác nhận khi IC50 < 20 µg/mL (đối với cao chiết thô/phân đoạn) hoặc IC50 ≤ 4 µg/mL (đối với hoạt chất tinh khiết).

  • Hoạt tính chống oxy hóa và bảo vệ tế bào gan in vitro: Phân lập tế bào gan chuột nuôi cấy trên đĩa 96 giếng (mật độ 1 × 10⁴ tế bào/giếng) theo phương pháp Kiso et al., gây stress oxy hóa bằng H2O2 nồng độ 100 µM trong 2 giờ, đánh giá sự sống sót của tế bào bằng thử nghiệm MTT (đo quang ở 492 nm). Tính giá trị ED50 bằng phần mềm TableCurve 2D phiên bản 4 (độ tin cậy R² ≥ 0,95). Hoạt tính bảo vệ gan được công nhận khi ED50 < 20 µg/mL (cao thô) hoặc ED50 ≤ 4 µg/mL (chất tinh khiết).

  • Độc tính cấp: Thử nghiệm trên chuột nhắt trắng dòng BALB/c (20 ± 2 g, 6 chuột/lô), nhịn đói 16 giờ, dùng 7 lô ở các dải liều 5000, 6000, 7000, 8000, 9000, 10000 mg/kg và lô đối chứng uống cồn 10%. Theo dõi liên tục 7 ngày để xác định giá trị LD50 theo công thức:

    $$\text{LD}{50} = \text{LD}{100} - \frac{\sum (a \times b)}{N}$$

    (Trong đó: LD100 là liều thấp nhất gây chết 100% động vật; N là số động vật mỗi lô; a là chênh lệch liều giữa hai mức liên tiếp; b là tỷ lệ tử vong trung bình giữa hai nhóm liên tiếp).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Tổng quan tài liệu

Chương này (31 trang) hệ thống hóa toàn bộ các công trình nghiên cứu về thực vật làm thuốc trên thế giới và Việt Nam; tổng kết các khung chính sách bảo tồn nguyên vị (In situ) và chuyển vị (Ex situ); điểm lại các đề tài thực hiện trên địa bàn tỉnh Thái Bình; trình bày chi tiết đặc điểm thực vật học, công dụng bài thuốc dân gian, thành phần hóa học (flavonoid, xanthone, withanolide, physalin) và các nghiên cứu dược lý quốc tế về cây Mỏ quạ (Cudrania tricuspidata) và cây Tầm bóp (Physalis angulata).

Chương 2. Đối tượng, địa điểm, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương này (10 trang) mô tả cụ thể địa điểm nghiên cứu tại huyện Thái Thụy và Tiền Hải; quy định đối tượng nghiên cứu là thực vật bậc cao có mạch; chi tiết hóa các nội dung điều tra thực địa 5 tuyến; quy trình phỏng vấn PRA; quy trình chiết xuất và phân lập hóa học bằng sắc ký cột, sắc ký lớp mỏng; phương pháp xác định cấu trúc phân tử qua đo độ quay cực, phổ MS, NMR đa chiều (¹H, ¹³C, DEPT, HSQC, HMBC, NOESY); các quy trình chuẩn thức đo hoạt tính gây độc tế bào ung thư (SRB), bảo vệ gan chống oxy hóa (MTT) và quy trình xác định liều chết trung bình LD50 trên động vật thực nghiệm.

Chương Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương này (84 trang) trình bày toàn bộ các dẫn liệu thu thập được ngoài thực địa và dữ liệu thực nghiệm trong phòng thí nghiệm:

  1. Đa dạng thành phần loài cây thuốc: Quá trình điều tra đã phát hiện và lập danh lục gồm 346 loài thuộc 268 chi, 94 họ của 3 ngành thực vật bậc cao có mạch tại hai huyện ven biển Thái Thụy và Tiền Hải.
Các chỉ tiêu so sánh Huyện Thái Thụy, Tiền Hải Việt Nam (*) Tỷ lệ so sánh (%)
Diện tích (km²) 483 330.000 0,15
Số họ 94 338 27,81
Số chi 268 1.862 14,39
Số loài 346 4.472 7,40

*(Số loài cây thuốc Việt Nam theo Võ Văn Chi, 2012)

  1. Phân bố taxon trong các ngành thực vật bậc cao có mạch: Hệ cây thuốc tại khu vực chỉ thuộc về 3 trong số 6 ngành thực vật bậc cao có mạch tại Việt Nam, trong đó ngành Ngọc lan chiếm ưu thế tuyệt đối.
Ngành Số họ Tỷ lệ họ (%) Số chi Tỷ lệ chi (%) Số loài Tỷ lệ loài (%)
Dương xỉ (Polypodiophyta) 1 1,05 1 0,37 1 0,30
Thông (Pinophyta) 1 1,05 1 0,37 1 0,30
Ngọc lan (Magnoliophyta) 92 97,87 266 99,26 344 99,40
Tổng cộng 94 100,00 268 100,00 346 100,00
  1. Phân bố theo lớp trong ngành Ngọc lan:
Các lớp trong ngành Ngọc lan Số họ Tỷ lệ họ (%) Số chi Tỷ lệ chi (%) Số loài Tỷ lệ loài (%)
Lớp Ngọc lan (Magnoliopsida) 73 79,30 220 82,70 289 84,00
Lớp Hành (Liliopsida) 19 20,70 46 17,30 55 16,00
Tổng ngành Ngọc lan 92 100,00 266 100,00 344 100,00
  1. Phân bố số lượng loài trong các họ thực vật: Trong toàn bộ hệ cây thuốc, số loài phân bố không đồng đều giữa các họ:
  • 3 họ có trên 15 loài: họ Cúc (Asteraceae - 35 loài/37 loài TVBC có mạch tại vùng, chiếm 94,60%), họ Thầu dầu (Euphorbiaceae - 18 loài/22 loài, chiếm 81,82%), họ Lúa (Poaceae - 16 loài/37 loài, chiếm 43,20%).
  • 5 họ có từ 10 đến 15 loài (tiêu biểu như họ Đậu - Fabaceae với 15 loài/17 loài; họ Cỏ roi ngựa - Verbenaceae với 13 loài/13 loài; họ Cà - Solanaceae với 11 loài/13 loài; họ Bầu bí - Cucurbitaceae với 11 loài/11 loài; họ Dâu tằm - Moraceae với 12 loài/14 loài).
  • 14 họ có từ 5 đến 9 loài.
  • 7 họ có 4 loài; 9 họ có 3 loài; 16 họ có 2 loài; 36 họ chỉ có 1 loài làm thuốc.
  • 6 họ có tỷ lệ 100% loài thực vật bậc cao có mạch hiện diện tại địa phương được sử dụng làm thuốc: Verbenaceae (13/13 loài), Cucurbitaceae (11/11 loài), Caesalpiniaceae (8/8 loài), Commelinaceae (6/6 loài), Rutaceae (5/5 loài), Amaranthaceae (5/5 loài).
  1. Đa dạng về dạng sống: Phổ dạng sống của cây thuốc được phân tích theo hệ thống Raunkiaer (1934) nhằm làm cơ sở định hướng khai thác, thu hái và lập kế hoạch bảo tồn nguồn tài nguyên.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt khoa học và lý luận

  • Cung cấp dẫn liệu khoa học hoàn chỉnh và cập nhật nhất về hệ thực vật làm thuốc tại vùng ven biển Thái Bình: Đã lập danh lục gồm 346 loài cây thuốc thuộc 268 chi, 94 họ của 3 ngành thực vật bậc cao có mạch. Chứng minh rằng mặc dù diện tích hai huyện Thái Thụy và Tiền Hải chỉ chiếm 0,15% diện tích cả nước, nguồn tài nguyên cây thuốc tại đây rất phong phú, chiếm tới 27,81% tổng số họ, 14,39% tổng số chi và 7,40% tổng số loài cây thuốc hiện biết tại Việt Nam.
  • Xác định rõ tính quy luật trong cấu trúc phân loại: Ngành Ngọc lan chiếm ưu thế tuyệt đối (99,40% tổng số loài), trong đó lớp Ngọc lan đóng vai trò chủ đạo (84,00% số loài). Xác định họ Cúc (Asteraceae) là họ đa dạng nhất với 35 loài, tiếp theo là Euphorbiaceae (18 loài), Poaceae (16 loài) và Fabaceae (15 loài).
  • Làm sáng tỏ giá trị tri thức bản địa thông qua điều tra PRA có sự tham gia của các ông lang cao tuổi, tổng hợp các bài thuốc kinh nghiệm dân gian tại vùng duyên hải.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn và ứng dụng

  • Cung cấp cơ sở khoa học tin cậy cho công tác quy hoạch, quản lý tài nguyên dược liệu tại Khu dự trữ sinh quyển châu thổ sông Hồng và Khu Bảo tồn thiên nhiên Tiền Hải.
  • Xác lập quy trình chiết xuất và cung cấp các dữ liệu phổ nghiệm (MS, NMR) cùng dữ liệu hoạt tính sinh học (gây độc tế bào, bảo vệ gan, độc tính cấp) trên các đối tượng dược liệu tiềm năng tại địa phương (Mỏ quạ và Tầm bóp), tạo tiền đề cho việc định hướng bào chế dược phẩm mới.
  • Đề xuất các giải pháp khả thi nhằm quản lý, bảo tồn nguyên vị (In situ), bảo tồn chuyển vị (Ex situ) và khai thác bền vững tài nguyên cây thuốc gắn với phát triển kinh tế nông thôn tại tỉnh Thái Bình.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu

  • Về phạm vi không gian: Nghiên cứu mới tập trung điều tra tại hai huyện ven biển (Thái Thụy, Tiền Hải), chưa khảo sát toàn diện các huyện nội địa khác thuộc tỉnh Thái Bình.
  • Về phương pháp thu thập tri thức bản địa: Các đợt khảo sát thực địa được tổ chức thành 2 đợt (mỗi đợt 6-7 ngày), việc điều tra PRA chủ yếu phỏng vấn nhóm lương y, ông lang từ 50 tuổi trở lên, chưa tiếp cận hết toàn bộ người dân có kinh nghiệm thu hái tự do.
  • Về phạm vi hóa học và dược lý: Mặc dù danh lục cây thuốc đạt 346 loài, các phân tích thực nghiệm hóa học phân lập hợp chất và khảo nghiệm sinh học chuyên sâu mới chỉ tập trung trên số lượng giới hạn từ 1 đến 2 loài cây thuốc tiềm năng.

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Tiếp tục mở rộng phân lập, làm sạch các hợp chất thứ cấp và thử nghiệm lâm sàng các dẫn xuất tiềm năng từ cây Mỏ quạ (Cudrania tricuspidata) và cây Tầm bóp (Physalis angulata).
  • Xây dựng mô hình nhân giống và trồng thương mại hóa các loài cây thuốc quý hiếm thích nghi với điều kiện đất cát pha, đất ngập mặn ven biển Thái Bình.
  • Triển khai điều tra toàn diện tri thức y học dân gian trên toàn địa bàn tỉnh Thái Bình để số hóa kho tàng bài thuốc cổ truyền.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn cao đối với:

  • Nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên các chuyên ngành Thực vật học, Dược liệu học, Hóa học các hợp chất thiên nhiên và Lâm sinh: Tham khảo phương pháp xây dựng tuyến điều tra thực địa, phương pháp xử lý tiêu bản so sánh hình thái, kỹ thuật chiết tách sắc ký kết hợp các phương pháp phổ nghiệm NMR, MS và phương pháp sàng lọc hoạt tính sinh học tế bào (SRB, MTT).
  • Giảng viên và nhà nghiên cứu tại Trường Đại học Y Dược Thái Bình, Trường Cao đẳng Y tế Thái Bình, Viện Dược liệu, Viện Hóa Sinh Biển: Sử dụng danh lục 346 loài cây thuốc làm cơ sở đối chiếu cho các chương trình giảng dạy và phát triển dược liệu địa phương.
  • Cơ quan quản lý nhà nước và hoạch định chính sách: Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thái Bình, Ban quản lý Khu Bảo tồn thiên nhiên Tiền Hải có cơ sở dữ liệu khoa học để xây dựng kế hoạch phân vùng bảo vệ rừng phòng hộ, rừng ngập mặn và ban hành danh mục cây thuốc cần ưu tiên bảo tồn nguồn gen.
  • Các doanh nghiệp dược phẩm và Hội Đông y tỉnh Thái Bình: Tiếp cận cơ sở dữ liệu về các loài có tiềm năng khai thác lớn (như các họ Fabaceae, Asteraceae, Solanaceae) để định hướng vùng trồng dược liệu tập trung đạt tiêu chuẩn.

Câu hỏi thường gặp

1. Quy mô và tính đa dạng của hệ cây thuốc tại hai huyện ven biển tỉnh Thái Bình được ghi nhận như thế nào trong luận án?
Luận án đã điều tra và xác định được 346 loài cây thuốc thuộc 268 chi, 94 họ của 3 ngành thực vật bậc cao có mạch tại hai huyện Thái Thụy và Tiền Hải. Mặc dù diện tích khu vực chỉ chiếm 0,15% diện tích đất liền cả nước, số họ cây thuốc chiếm tới 27,81%, số chi chiếm 14,39% và số loài chiếm 7,40% so với tổng số cây thuốc đã biết của Việt Nam (4.472 loài theo thống kê của Võ Văn Chi, 2012).

2. Cấu trúc phân loại của các ngành thực vật làm thuốc tại vùng nghiên cứu có đặc điểm gì nổi bật?
Hệ cây thuốc tại địa bàn nghiên cứu chỉ xuất hiện 3 ngành thực vật bậc cao có mạch. Trong đó, ngành Ngọc lan (Magnoliophyta) giữ vị trí ưu thế áp đảo với 92 họ (chiếm 97,87%), 266 chi (chiếm 99,26%) và 344 loài (chiếm 99,40%). Hai ngành còn lại là ngành Dương xỉ (Polypodiophyta) và ngành Thông (Pinophyta) mỗi ngành chỉ ghi nhận được 1 họ, 1 chi và 1 loài (mỗi ngành chiếm 0,30% tổng số loài). Trong ngành Ngọc lan, lớp Ngọc lan (Magnoliopsida) chiếm 84,00% tổng số loài (289 loài), lớp Hành (Liliopsida) chiếm 16,00% (55 loài).

3. Những họ thực vật nào có số lượng loài cây thuốc lớn nhất và họ nào có 100% số loài được dùng làm thuốc?
Các họ có trên 15 loài cây thuốc bao gồm họ Cúc (Asteraceae - 35 loài), họ Thầu dầu (Euphorbiaceae - 18 loài) và họ Lúa (Poaceae - 16 loài). Có 6 họ thực vật có 100% số loài hiện diện tại khu vực nghiên cứu được dùng làm thuốc chữa bệnh gồm: họ Cỏ roi ngựa (Verbenaceae - 13 loài), họ Bầu bí (Cucurbitaceae - 11 loài), họ Vang (Caesalpiniaceae - 8 loài), họ Thài lài (Commelinaceae - 6 loài), họ Cam (Rutaceae - 5 loài) và họ Rau dền (Amaranthaceae - 5 loài).

4. Luận án đã áp dụng những quy trình thực nghiệm nào để đánh giá hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập?
Luận án áp dụng ba thử nghiệm thực nghiệm sinh học chuẩn thức: Thử nghiệm gây độc tế bào ung thư in vitro theo phương pháp Sulforhodamine B (SRB) của Monks (1991) trên 8 dòng tế bào ung thư (gồm A-549, HeLa, PANC-1, KB, LU1, MCF-7, HL-60) tại Viện Công nghệ Sinh học; thử nghiệm chống oxy hóa và bảo vệ tế bào gan chuột in vitro chịu tác động của chất gây stress H2O2 100 µM bằng phương pháp MTT theo Kiso et al.; thử nghiệm xác định độc tính cấp đường uống (LD50) trên chuột nhắt trắng BALB/c (20 ± 2 g) được theo dõi liên tục trong 7 ngày theo công thức xác định liều gây chết trung bình.

5. Hoạt động khảo sát thực địa và điều tra tri thức bản địa được thiết kế như thế nào?
Nghiên cứu sinh thực hiện khảo sát thực địa trong giai đoạn 2014-2016 qua 2 đợt (mỗi đợt từ 6 đến 7 ngày) theo 5 tuyến điều tra đại diện: Tuyến 1 (khu Đông Tiền Hải), Tuyến 2 (khu Tây Tiền Hải), Tuyến 3 (khu Nam Tiền Hải), Tuyến 4 (khu Tây Thái Thụy) và Tuyến 5 (khu Đông Thái Thụy). Tri thức bản địa được thu thập bằng phương pháp đánh giá nhanh có sự tham gia của người dân (PRA) thông qua phiếu điều tra chuyên biệt, đối tượng phỏng vấn tập trung vào các ông lang từ 50 tuổi trở lên.

Kết luận

Luận án "Nghiên cứu tài nguyên cây thuốc các huyện ven biển của tỉnh Thái Bình và đề xuất biện pháp bảo tồn, phát triển bền vững" là công trình nghiên cứu toàn diện kết hợp giữa điều tra thực vật học truyền thống và kỹ thuật hóa dược thực nghiệm. Tác giả đã kiểm kê, định loại thành công 346 loài cây thuốc thuộc 268 chi và 94 họ thực vật bậc cao có mạch tại hai huyện Thái Thụy và Tiền Hải, làm sáng tỏ ưu thế tuyệt đối của ngành Ngọc lan và ghi nhận nhiều họ thực vật có giá trị dược dụng cao. Bằng việc thực hiện các phân tích hóa học phân lập hợp chất, khảo nghiệm hoạt tính gây độc tế bào ung thư, bảo vệ gan và độc tính cấp, luận án đã cung cấp luận cứ khoa học thực nghiệm vững chắc phục vụ việc khai thác an toàn và bảo tồn bền vững nguồn gen cây thuốc vùng ven biển đồng bằng sông Hồng.