Nghiên cứu tác dụng hạ đường huyết của cao chiết xuất lá đàn hương trắng

Khám phá nghiên cứu khoa học về tác dụng hạ đường huyết của cao lá đàn hương trắng. Luận văn trình bày quy trình chiết xuất và kết quả thực nghiệm.

• Tác giả: Đàng Ngọc Lam Bình
• Người hướng dẫn: Ts. Ngô Kiến Đức
• Trường học: Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Dược phẩm và Bào chế Thuốc
• Đề tài: Nghiên cứu Điều chế và Đánh giá Tác dụng Hạ Đường huyết của Cao chiết xuất từ Lá Đàn hương Trắng
• Loại tài liệu: Luận văn Thạc sĩ Dược học
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu về đàn hương trắng và ứng dụng trong y học

Đàn hương trắng (Santalum album L.) là một loài cây đa tác dụng với giá trị kinh tế rất cao, được xem là cây hương liệu siêu hạng trên thế giới. Ở Việt Nam, cây này được trồng phổ biến tại các tỉnh như Đắk Lắk và được khai thác để phục vụ ngành dược phẩm. Trong những năm gần đây, xu hướng sử dụng thảo dược tự nhiên trong phòng và chữa bệnh ngày càng gia tăng. Việt Nam sở hữu nguồn tài nguyên dược liệu phong phú và đa dạng, trong đó lá đàn hương trắng chứa những hoạt chất quý giá. Các nghiên cứu quốc tế đã chứng minh rằng cao chiết xuất từ lá đàn hương trắng có tiềm năng cao trong việc hỗ trợ hạ đường huyết và cải thiện các chỉ số sức khỏe liên quan đến bệnh tiểu đường. Tuy nhiên, cho đến nay ở Việt Nam chưa có nghiên cứu toàn diện nào xây dựng quy trình chiết xuất chuẩn hóa và đánh giá hoạt tính sinh học của cao từ lá đàn hương trắng.

1.1. Đặc điểm sinh học của đàn hương trắng

Đàn hương trắng là cây bán ký sinh, mọc tự nhiên tại các vùng nhiệt đới. Lá cây chứa các hoạt chất flavonoid như vitexin và isovitexin - những thành phần quan trọng có tác dụng sinh học. Cây được đánh giá cao vì khả năng tổng hợp các chất hữu ích cho sức khỏe con người.

1.2. Nhu cầu nghiên cứu về tác dụng hạ đường huyết

Bệnh tiểu đường là bệnh lý phổ biến hiện nay. Nhu cầu tìm kiếm các giải pháp hạ đường huyết tự nhiên từ cao lá đàn hương trắng ngày càng tăng. Việc nghiên cứu và chuẩn hóa cao chiết từ lá đàn hương trắng sẽ tạo cơ sở khoa học cho các sản phẩm hỗ trợ điều trị tiểu đường.

II. Quy trình chiết xuất và tiêu chuẩn hóa cao đàn hương trắng

Luận văn thạc sĩ của tác giả Đàng Ngọc Lam Bình đã thực hiện tối ưu hóa quy trình chiết xuất để đạt được cao định chuẩn chất lượng cao. Phương pháp đun hồi lưu được áp dụng với những điều kiện cụ thể: nhiệt độ chiết 66°C, thời gian 173 phút, nồng độ ethanol 67%, và tỷ lệ dung môi/dược liệu 33 ml/g. Quá trình chiết được thực hiện 2 lần để đảm bảo hiệu suất cao nhất. Căn cứ trên tài liệu từ Đại học Y Dương Thành phố Hồ Chí Minh, tiêu chuẩn cơ sở cho cao lá đàn hương trắng đã được xây dựng với các tiêu chí: cảm quan, độ ẩm, kim loại nặng, giới hạn nhiễm khuẩn, định tính và định lượng vitexin cùng isovitexin. Cao định chuẩn thu được chứa lượng hoạt chất vitexin và isovitexin được kiểm định chính xác bằng phương pháp HPLC.

2.1. Phương pháp chiết xuất tối ưu

Kỹ thuật đun hồi lưu được lựa chọn vì hiệu quả cao trong việc trích ly hoạt chất từ lá đàn hương trắng. Điều kiện tối ưu với nồng độ ethanol 67% giúp chiết xuất selektif các flavonoid vitexin và isovitexin, loại bỏ các tạp chất không mong muốn. Quy trình 2 lần chiết đảm bảo khả năng hòa tan các hoạt chất tối đa.

2.2. Định lượng hoạt chất bằng HPLC

Phương pháp HPLC được thẩm định để định lượng đồng thời vitexin và isovitexin trong lá và cao đàn hương trắng. Đây là phương pháp chính xác, hiện đại, đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế, giúp đảm bảo chất lượng và độ chuẩn hóa của sản phẩm cao định chuẩn.

III. Đánh giá tác dụng hạ đường huyết trên mô hình động vật

Nghiên cứu tác dụng hạ đường huyết của cao lá đàn hương trắng được thực hiện trên mô hình động vật - cụ thể là chuột mắc bệnh tiểu đường. Kết quả cho thấy rằng liều cao 1 g/kg và 2 g/kg có khả năng cải thiện đáng kể trọng lượng cơ thể và giảm nồng độ glucose trong máu của các con vật thí nghiệm. Điều này chứng tỏ tác dụng hạ đường huyết của cao có hiệu quả. Nhóm nghiên cứu cũng xác định được liều an toàn tối đa có thể cho uống, đây là thông tin quan trọng cho việc phát triển sản phẩm dược phẩm. Ngoài ra, độc tính cấp của cao cũng được đánh giá để đảm bảo an toàn cho người dùng. Những phát hiện này cung cấp bằng chứng khoa học mạnh mẽ cho việc sử dụng cao lá đàn hương trắng trong hỗ trợ điều trị bệnh tiểu đường.

3.1. Liều lượng và hiệu quả hạ đường huyết

Cao đàn hương trắng ở liều 1-2 g/kg thể hiện tác dụng hạ đường huyết rõ rệt. Các chỉ số glucose máu giảm đáng kể, khối lượng cơ thể được cải thiện dần đều. Kết quả cho thấy cao lá đàn hương trắng là ứng cử viên tốt cho sản phẩm hỗ trợ bệnh tiểu đường.

3.2. Đánh giá an toàn và độc tính

Nghiên cứu độc tính cấp chỉ ra rằng liều an toàn tối đa của cao có thể được xác định rõ ràng. Sản phẩm cao định chuẩn đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn sinh học, không gây tác dụng phụ nghiêm trọng ở các liều khuyến cáo.

IV. Ứng dụng thực tiễn và triển vọng phát triển sản phẩm

Kết quả nghiên cứu từ luận văn thạc sĩ tại Đại học Y Dương Thành phố Hồ Chí Minh mở ra nhiều cơ hội ứng dụng cao lá đàn hương trắng trong lĩnh vực dược phẩm hiện đại. Quá trình chuẩn hóa cao chiết đã được hoàn thiện với tiêu chuẩn chất lượng rõ ràng, tạo nền tảng vững chắc cho việc sản xuất công nghiệp. Những phát hiện về tác dụng hạ đường huyết mở ra khả năng phát triển thuốc hỗ trợ điều trị tiểu đường từ nguyên liệu thiên nhiên. Việc sử dụng cao lá đàn hương trắng cũng phù hợp với xu hướng y học cổ truyền kết hợp hiện đại, giúp người bệnh có thêm lựa chọn trong điều trị bệnh mạn tính. Ngoài ra, nghiên cứu này còn đóng góp vào việc giá trị hóa tài nguyên dược liệu Việt Nam, khuyến khích bảo tồn và trồng trọt bền vững đàn hương trắng. Các sản phẩm từ cao định chuẩn có tiềm năng xuất khẩu cao và mang lại giá trị kinh tế lớn cho đất nước.

4.1. Ứng dụng trong sản xuất dược phẩm

Cao lá đàn hương trắng đã đạt tiêu chuẩn sản xuất dược phẩm có thể được dùng để sản xuất viên nang, viên nén, hoặc dạng chiết xuất khô. Các sản phẩm hỗ trợ bệnh tiểu đường được phát triển từ cao định chuẩn sẽ đảm bảo hiệu quả và an toàn. Quy trình chuẩn hóa được công khai giúp các nhà sản xuất dễ dàng lặp lại và mở rộng quy mô.

4.2. Triển vọng thương mại và xuất khẩu

Với hoạt chất vitexin và isovitexin được kiểm định chính xác, sản phẩm cao lá đàn hương trắng có khả năng cạnh tranh trên thị trường quốc tế. Nhu cầu về sản phẩm phòng chữa bệnh tiểu đường tự nhiên đang tăng cao trên toàn thế giới, tạo cơ hội xuất khẩu lớn cho sản phẩm từ cao đàn hương trắng được chuẩn hóa theo tiêu chuẩn Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, xu hướng quay về với thiên nhiên, sử dụng thảo dược trong phòng và chữa bệnh ngày càng gia tăng. Cùng với sự phát triển của các nghiên cứu khoa học, việc áp dụng phương pháp Đông – Tây y kết hợp trong trị liệu vừa mang lại hiệu quả cao vừa hạn chế tác dụng không mong muốn. Việt Nam có nguồn tài nguyên dược liệu phong phú và đa dạng, người dân có nhiều kinh nghiệm và truyền thống lâu đời sử dụng cây cỏ làm thuốc, có nhiều lợi thế trong lĩnh vực nghiên cứu và phát triển thuốc có nguồn gốc từ dược liệu. Tuy nhiên, sử dụng dược liệu theo kinh nghiệm dân gian mà chưa có bằng chứng khoa học đôi khi gây tương tác và tác dụng không mong muốn.

Bên cạnh đó, nhược điểm của thuốc từ dược liệu là khó sử dụng, tốn thời gian, chất lượng và độ ổn định khó đảm bảo. Vì vậy, áp dụng công nghệ khoa học để cải thiện và nâng cao chất lượng thuốc có nguồn gốc từ dược liệu là rất cần thiết. Đàn hương trắng (Santalum album L.) còn được gọi là bạch đàn hương hoặc bạch đường. Đàn hương trắng đã được trồng và sử dụng khoảng 5000 năm tại Ấn Độ, phân bố chính ở các vùng nhiệt đới khô như Đông Timor, Indonesia, Bắc Úc, Trung Quốc.1 Tại Việt Nam, đàn hương trắng mọc tự nhiên tại các vùng miền bắc, Tây Nguyên, Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh.

Đàn hương trắng được các nhà khoa học nghiên cứu từ năm 2005 nhưng phải đến năm 2014 mới được triển khai, nhân giống thành công. Đàn hương trắng là một loài cây đa tác dụng, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như làm nguyên liệu trong các ngành công nghiệp mỹ phẩm, dược liệu, mỹ nghệ cao cấp, y học, là cây có giá trị kinh tế rất cao và được thế giới đánh giá là cây hương liệu siêu hạng.1,2 Các nghiên cứu trước đây về đàn hương trắng phần lớn về gỗ và tinh dầu với các hoạt chất: –santalol, -santalol, lanceol, bisabolol, nuciferol, hydrocarbon serquiterpen, teresantalol, aldehyd,… Gần đây, các flavonoid từ lá đàn hương trắng đang được quan tâm và nghiên cứu, đặc biệt là hai hoạt chất vitexin và isovitexin có nhiều tiềm năng trong bảo vệ gan, chống oxy hóa, chống viêm, điều trị đái tháo đường và ung thư. Tuy nhiên, vitexin và isovitexin có nhược điểm hấp thu kém và thải trừ nhanh sau khi uống. Tại Việt Nam, hiện chưa có nghiên cứu nào.

2 hướng đến các hoạt chất chiết xuất từ lá đàn hương trắng trong điều trị. Để góp phần vào nghiên cứu phát triển chế phẩm thuốc từ lá đàn hương trắng, đề tài “Nghiên cứu điều chế và đánh giá tác dụng hạ đường huyết của cao chiết xuất từ lá đàn hương trắng” được thực hiện nhằm các mục tiêu: − Thẩm định quy trình định lượng đồng thời vitexin và isovitexin. − Tiêu chuẩn hóa lá đàn hương trắng. − Nghiên cứu và tối ưu hóa quy trình chiết xuất cao định chuẩn từ lá đàn hương trắng.

− Tiêu chuẩn hóa cao định chuẩn chứa vitexin và isovitexin. − Đánh giá tác dụng hạ đường huyết của cao định chuẩn chiết xuất từ lá đàn hương trắng trên mô hình động vật. Cây đàn hương trắng 1. Tổng quan thực vật học Đàn hương trắng tên khoa học là Santalum album L., theo dữ liệu thực vật của Bộ Nông nghiệp Hoa Kì (USDA), đàn hương trắng được phân loại như sau3: Kingdom: Plantae – Giới Thực vật Phylum: Tracheophyta – Ngành thực vật có mạch Class: Magnoliopsida – Lớp Hai lá mầm (Ngọc Lan) Order (Bộ): Santalales Family (Họ): Santalacese Genus (Chi): Santalum a.

Đặc điểm thực vật Đàn hương trắng là cây thân gỗ, cây phát triển ở Úc cao 4 mét và lên đến 20 mét ở Ấn Độ. Cây có thể sống đến một trăm năm.1 Thân cây và lá cây: Thân cây hình trụ, có chu vi hơn 1,5 mét. Đôi khi cây phát triển ở dạng bụi thẳng đứng hoặc mọc nhánh và có thể xen kẽ với các loài khác. Vỏ cây có màu từ nâu đến nâu sẫm, xám đen đến gần như đen và nhẵn ở những cây non, sau đó trở nên nứt nẻ và lộ ra màu đỏ.

Tâm gỗ có màu xanh nhạt đến trắng. Thân cây bắt đầu tỏa hương sau khoảng 10 năm sinh trưởng. Lá cây mỏng, mọc đối, được sắp xếp trên các nhánh, chia thành cuống lá và phiến lá. Cuống lá tương đối mỏng, màu vàng dài từ 5 đến 15 cm và có hai luống.

Phiến lá đơn giản, thường dài từ 3 đến 8 cm, chiều rộng thường từ 3 đến 5 cm hình bầu dục hoặc hình trứng thuôn dài. Mặt trên của lá sáng bóng, mặt dưới có màu xanh hơi nhạt.1 Hoa: Cây bắt đầu ra hoa sau 7 năm, hoa mọc chùm ở nách lá, có màu trắng vàng khi cây còn non và chuyển sang màu đỏ hoặc cam khi cây già.1 Quả và hạt: Quả được tạo ra sau ba năm, hạt có thể sống được sau năm năm. Quả đàn hương là loại quả hạch hình cầu với đường kính khoảng 1 cm, thịt nhiều nhựa, ban đầu có màu đỏ và tím, sau khi trưởng thành có màu xanh đến đỏ đen. Mỗi năm, cây ra hoa đậu quả 2 lần vào tháng 5 và tháng 11.

4 Sinh thái học: Đàn hương trắng có một đặc tính sinh học quan trọng là có rễ cái ký sinh trên cây chủ. Các rễ con sẽ bám chặt vào các rễ cái cây chủ bằng những giác mút. Chúng hút dinh dưỡng từ cây chủ để sinh trưởng và phát triển. Loài cây này sinh trưởng tốt nhất trong điều kiện có nhiều ánh nắng mặt trời, thời tiết khô ráo.

Phân bố Đàn hương trắng có nguồn gốc từ Ấn Độ, Sri Lanka và Indonesia. Ở Indonesia, loài này có nguồn gốc từ phía đông quần đảo Timor, Flores và Sumba (Ratnaningrum và cộng sự, 2015, Seran và cộng sự, 2018). Gần đây, loài này cũng đã được ghi nhận có nguồn gốc ở Aceh, tây bắc Sumatra (Septiani và Setyawati, 2012). Ở Ấn Độ, vùng phân bố tự nhiên của loài là các bang Karnataka, Tamil Nadu, Andhra Pradesh và Kerala (Srinivasan và cộng sự, 1992), sau đó được du nhập đến các vùng khác của Ấn Độ.

Ở Sri Lanka, loài này được biết đến từ vùng Badulla Welimada ở tỉnh Uva, nhưng có thể được tìm thấy ở các địa điểm xa hơn từ đây (Subasinghe 2014). Ngoài ra, loài này hiện diện ở Bắc Úc, nhưng nguồn gốc ở đây là không chắc chắn (Thomson và cộng sự, 2018).4 Đàn hương trắng được du nhập vào Trung Quốc (Li, 2003; Ma và cộng sự, 2006), Fiji (Huish và cộng sự, 2015), Toga, quần đảo Cook, Polynesia thuộc Pháp và quần đảo Mascarene, Thái Lan và các vùng của Đông Dương với mục đích thương mại.4 Tại Việt Nam, đàn hương trắng được tìm thấy mọc tự nhiên tại tỉnh Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh.2 Năm 2005, cây đàn hương được các nhà khoa học nghiên cứu nhưng phải đến năm 2014 mới được triển khai và nhân giống thành công. Trong đó, Viện Nghiên cứu cây đàn hương và thực vật quý hiếm (ISAF) là tổ chức đầu tiên đưa đàn hương từ Ấn Độ về Việt Nam nghiên cứu và phát triển thành công. Hiện nay, đàn hương được nhân giống và trồng nhiều ở Tây Nguyên và các tỉnh ở khu vực miền núi Nam Trung Bộ.

Thành phần hóa học và tác dụng sinh học Cây đàn hương trắng là loài cây đa công dụng. Tất cả các bộ phận của cây từ rễ, thân, lá, hạt, gỗ đều có những giá trị sử dụng riêng. 5 Rễ và tâm gỗ (phần lõi của thân) là một nguồn giàu các tinh dầu dễ bay hơi, các tinh dầu này được chiết xuất sau 30 năm cây sinh trưởng. Tinh dầu có màu hơi vàng hoặc không màu, nhớt, vị ngọt nồng.

Thành phần chính trong tinh dầu là santalol, gồm hỗn hợp của hai alcol serquiterpen chính: –santalol (19,6 %) và -santalol (16,0 %); ngoài ra còn có các loại tinh dầu khác như lanceol, bisabolol, nuciferol, hydrocarbon serquiterpen, teresantalol, aldehyd,…5 Tinh dầu gỗ đàn hương trắng có tác dụng kháng khuẩn (Okazaki và cộng sự, 1953; Winter, 1958), tác dụng lợi tiểu (Okanishi, 1928), tác dụng kích thích tai thỏ (Okanishi, 1928), có tiềm năng làm dịu thần kinh, giãn cơ và giảm đau.6 Santalbic acid (ximenynic acid) và stearolic acid trong tinh dầu chiết xuất từ hạt Santalum album có tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm, kháng viêm và chống lão hóa.7 Lá đàn hương chứa các flavonoid như vicenin-2, vitexin, isovitexin, orientin, isoorientin, chrysin-8-C--D-glucopyranosid, chrysin-6-C--D-glucopyranosid và isorhamnetin. Flavonoid chiết xuất từ lá đàn hương trắng có tiềm năng bảo vệ gan, kháng viêm, điều trị đái tháo đường và phòng ngừa bệnh tim mạch. Ngoài ra, chiết xuất lá đàn hương còn có saponin, catechin có tác dụng chống oxy hóa, phòng ngừa huyết khối. Vitexin và isovitexin a.

Vitexin Vitexin (Apigenin-8-C--D-glucopyranosid), là một flavon C-glycosyl hóa, được tìm thấy trong nhiều loại dược liệu như kê lai (Pennisetum glaucum), sơn tra (Crateagus oxycanthus), đậu triều (Cajanus cajan L.), đậu xanh (Vigna radiate), lạc tiên (Passiflora), rêu, tre, kiều mạch (Fagopyrum esculentum), lá lúa mì, cây trinh nữ (Vitex agnus-castus)…8 Tên IUPAC: 5,7-dihydroxy-2-(4-hydroxyphenyl)-8-[(2S,3R,4R,5S,6R)-3,4,5- trihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2-yl]-4H-chromen-4-on. Công thức hóa học: C21H20O10. Khối lượng trung bình: 432,381g/mol. Tính chất: màu vàng nhạt hoặc không màu, tính acid yếu, pKa = 6,27.

6 Độ tan: ít tan trong nước (6,72 g/ml), tan trong DMSO, methanol, ethanol. Công thức cấu tạo của vitexin9 b. Công thức cấu tạo của isovitexin10 Tên IUPAC: 5,7-dihydroxy-2-(4-hydroxyphenyl)-8-[(2S,3R,4R,5S,6R)-3,4,5- trihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2-yl]chromen-4-on. Isovitexin (Apigenin-6-C--glucopyranosid), là một đồng phân của vitexin, chứa 6-C-glycosid thay vì 8-C-glucosid trong vitexin.

Isovitexin đa phần được tìm thấy trong các dược liệu chứa vitexin. Theo các nghiên cứu hiện tại, isovitexin có tác dụng dược lý tương tự với vitexin, một phần do cấu trúc hóa học của chúng tương tự nhau. Dược động học Vitexin và isovitexin có sinh khả dụng thấp, hấp thu kém trong đường tiêu hóa. Sau khi uống, vitexin và isovitexin bị thủy phân bởi hệ vi sinh đường ruột thông qua quá trình oxy hóa khử làm mở vòng dị vòng C.

Có khả năng là vitexin và isovitexin bị phân giải thành các phân tử nhỏ phenol và các acid thơm như phloretic acid (PA)10. 7 Ngoài ra, trong một số tài liệu cho thấy vitexin có thể bị ảnh hưởng bởi chế độ ăn uống. Trong nghiên cứu của Jaroslaw Czubinski và cộng sự11, -conglutin trong hạt lupin có thể kết hợp với vitexin theo tỷ lệ 1:1, có thể ảnh hưởng đến quá trình phân giải của chymotrypsin. Vitexin bị chuyển hóa lần đầu đáng kể tại ruột (khoảng 94 %), dạ dày (30 %) và gan (50 %).

Mặt khác, sự ức chế của CYP3A và P-glycoprotein (P-gp) của verapamil không ảnh hưởng đáng kể đến sự chuyển hóa lần đầu tại ruột của vitexin. Vitexin ức chế hoạt động của các Cytochrome P450 (CYP) bao gồm CYP3A1 và CYP2C11, ngoại trừ CYP1A2.