Khóa luận: Nghiên cứu Cây Ban Tròn (Hypericum uralum) bảo vệ tế bào thần kinh

Khóa luận Dược sĩ nghiên cứu cây Ban Tròn (Hypericum uralum), làm rõ thành phần hóa học và đánh giá hoạt tính bảo vệ tế bào thần kinh tiềm năng.

• Tác giả: Nguyễn Thị Lan Anh
• Người hướng dẫn: Ths Mai Xuân Bách
• Trường học: Trường Đại học Dược Hà Nội
• Chuyên ngành: Dược học
• Đề tài: Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính bảo vệ tế bào thần kinh của cây Ban Tròn (Hypericum uralum)
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2025
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Giới thiệu về cây Ban Tròn Hypericum uralum

Cây Ban Tròn (Hypericum uralum) là một loài thực vật thuộc chi Hypericum, có nguồn gốc từ các vùng núi Châu Á. Loài cây này đã được sử dụng trong y học cổ truyền trong hàng thế kỷ để điều trị các bệnh lý liên quan đến hệ thần kinh. Hypericum uralum chứa nhiều hợp chất hoạt tính có tác dụng bảo vệ tế bào thần kinh và cải thiện chức năng nhận thức. Các nghiên cứu hiện đại đã xác nhận rằng cây Ban Tròn không chỉ là một tài nguyên y học quý giá mà còn là nguồn liệu nguyên liệu tiềm năng cho phát triển các thuốc trị liệu thần kinh. Sự kết hợp giữa kiến thức cổ truyền và khoa học hiện đại đã giúp khai phá những lợi ích sâu sắc của loài cây này.

1.1. Đặc điểm thực vật và phân bố địa lý

Hypericum uralum có đặc điểm hình thái độc đặc với lá tròn và hoa vàng nổi bật. Loài này phân bố chủ yếu ở các khu vực núi cao của Châu Á, đặc biệt là tại Việt Nam, Trung Quốc và các quốc gia Đông Nam Á. Môi trường sống của cây Ban Tròn là những vùng có khí hậu ôn hòa, độ ẩm cao và đất giàu dinh dưỡng. Việc hiểu rõ về đặc điểm sinh thái của loài cây này giúp tối ưu hóa quy trình canh tác và bảo tồn tài nguyên thiên nhiên.

1.2. Ứng dụng trong y học cổ truyền

Trong y học cổ truyền, cây Ban Tròn được sử dụng để chữa trị các bệnh lý về tinh thần như trầm cảm, lo âu và mất ngủ. Các bộ phận của cây, đặc biệt là hoa và lá, được chế biến thành các dạng thuốc khác nhau bao gồm cao chiết, trà và dung dịch cồn. Những công dụng truyền thống này đã được ghi chép trong các sách y học cổ đại và vẫn được áp dụng rộng rãi trong các cộng đồng địa phương cho đến ngày nay.

II. Thành phần hóa học của Hypericum uralum

Thành phần hóa học của cây Ban Tròn rất đa dạng và phong phú, bao gồm các flavonoid, xanthone, naphthodianthrone và các axit phenolic. Các hợp chất này là những chất hoạt tính chính bảo vệ tế bào thần kinh và có khả năng chống oxy hóa mạnh mẽ. Nghiên cứu phân tích hóa học đã xác định được những thành phần tiêu biểu như hypericin, hyperforin và các dẫn xuất của chúng. Những hợp chất này không chỉ có tác dụng chống viêm mà còn có khả năng ức chế enzyme acetylcholinesterase, một enzyme quan trọng trong bệnh Alzheimer. Sự hiểu biết sâu về thành phần hóa học của Ban Tròn là cơ sở quan trọng để phát triển các sản phẩm dược phẩm hiệu quả.

2.1. Các nhóm hợp chất chính

Nhóm flavonoid trong cây Ban Tròn gồm quercetin, kaempferol và các dẫn xuất glycoside. Nhóm xanthone bao gồm các hợp chất như 1,3,6-trihydroxy-7-methoxyxanthone. Nhóm naphthodianthrone được đại diện bởi hypericin, một hợp chất màu đỏ tím có hoạt tính sinh học mạnh. Các hợp chất này hoạt động một cách tương hỗ để tạo ra hiệu ứng bảo vệ tế bào thần kinh toàn diện.

2.2. Phương pháp phân tách và xác định cấu trúc

Các phương pháp sắc ký cột (CC) và sắc ký lớp mỏng (TLC) được sử dụng để phân tách các hợp chất từ cao chiết. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR), bao gồm ¹H-NMR và ¹³C-NMR, được áp dụng để xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập. Các kỹ thuật hiện đại này giúp khẳng định định danh và tính tinh khiết của các hợp chất phân lập từ cây Ban Tròn.

III. Hoạt tính bảo vệ tế bào thần kinh

Hoạt tính bảo vệ tế bào thần kinh của cây Ban Tròn được đánh giá thông qua các mô hình in vitro sử dụng tế bào thần kinh F11. Các cao chiết và hợp chất phân lập được kiểm tra khả năng chống độc tính và thúc đẩy sự sống sót của tế bào thần kinh khi chịu tác động của các chất gây hại. Kết quả nghiên cứu cho thấy các hợp chất từ Hypericum uralum có khả năng giảm thiểu tổn thương tế bào thần kinh do stress oxy hóa gây ra. Đặc biệt, các hợp chất này thể hiện hiệu quả bảo vệ cao ở các nồng độ thấp, cho thấy tiềm năng lớn trong phát triển các liệu pháp điều trị bệnh thần kinh thoái hóa như Alzheimer và Parkinson.

3.1. Mô hình đánh giá với tế bào F11

Tế bào F11 là mô hình tế bào thần kinh in vitro được sinh ra từ sự lai giữa tế bào u nguyên bào thần kinh chuột với tế bào bạch cầu con người. Mô hình này được sử dụng rộng rãi để đánh giá hoạt tính bảo vệ tế bào thần kinh vì khả năng biểu hiện các đặc tính thần kinh chân thực. Các cao chiết từ Ban Tròn được ủ cùng tế bào F11 để đánh giá độc tính và khả năng bảo vệ chống lại các chất gây hại.

3.2. Cơ chế bảo vệ tế bào

Cơ chế bảo vệ của các hợp chất từ Hypericum uralum bao gồm khả năng chống oxy hóa mạnh mẽ thông qua việc loại bỏ các gốc tự do. Các hợp chất này cũng có tác dụng chống viêm bằng cách giảm sự sản sinh của các phân tử viêm. Ngoài ra, chúng còn tăng cường các mekanizm phòng vệ nội bộ của tế bào thần kinh, giúp tăng khả năng chống chịu của các tế bào trước các tổn thương.

IV. Hoạt tính ức chế enzyme acetylcholinesterase

Enzyme acetylcholinesterase (AChE) là một enzym quan trọng trong synapse thần kinh, có chức năng phân hủy acetylcholine, một chất dẫn truyền thần kinh thiết yếu. Việc ức chế enzyme AChE là một chiến lược chủ yếu trong điều trị bệnh Alzheimer, vì nó giúp tăng nồng độ acetylcholine tại synapse và cải thiện chức năng nhận thức. Các nghiên cứu cho thấy nhiều hợp chất từ cây Ban Tròn có khả năng ức chế hoạt tính của AChE hiệu quả. Hoạt tính ức chế enzyme acetylcholinesterase của Hypericum uralum được đánh giá bằng phương pháp phân tích động học enzyme, sử dụng acetylthiocholine làm chất nền. Kết quả cho thấy IC50 của các hợp chất chính từ Ban Tròn nằm trong khoảng tối ưu, cho thấy tiềm năng phát triển thuốc mới cho bệnh Alzheimer.

4.1. Nguyên lý hoạt động của AChE

Acetylcholinesterase xúc tác phản ứng thủy phân acetylcholine thành choline và acetic acid tại synapse thần kinh. Quá trình này là cơ chế chính để kết thúc tín hiệu thần kinh. Ở bệnh Alzheimer, nồng độ acetylcholine giảm đáng kể, dẫn đến suy giảm chức năng nhận thức. Ức chế AChE giúp duy trì nồng độ cao của acetylcholine, từ đó cải thiện khả năng truyền dẫn thần kinh và giảm nhẹ các triệu chứng bệnh.

4.2. Phương pháp đo lường hoạt tính ức chế

Hoạt tính ức chế AChE được đo lường bằng phương pháp Ellman, sử dụng DTNB (5,5'-Dithiobis-2-nitrobenzoic acid) làm chất phản ứng. Chất nền acetylthiocholine (ACTI) được phân hủy bởi AChE, sản phẩm tương tác với DTNB tạo thành màu vàng có thể đo được ở bước sóng 405-412 nm. IC50 (nồng độ ức chế 50%) được tính toán để so sánh hoạt tính ức chế của các hợp chất khác nhau.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Sự phát triển của khoa học công nghệ và kinh tế xã hội đã góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống cho con người. Tuy nhiên, đi cùng với những lợi ích to lớn đó là những hệ quả, thách thức mới, đặc biệt là trong lĩnh vực sức khỏe cộng đồng. Bên cạnh các bệnh mãn tính không lây như tim mạch, huyết áp, tiểu đường; các bệnh thoái hóa thần kinh như Alzheimer, Parkinson cũng ngày càng gia tăng ở người cao tuổi. Đồng thời, sức khỏe tâm lý và các rối loạn tâm thần ở giới trẻ đang trở thành một vấn đề đáng báo động, cần được quan tâm đặc biệt và can thiệp kịp thời.

Trong nhiều nghiên cứu về phòng và điều trị các bệnh lý liên quan đến tâm thần kinh, các nhà khoa học đã chứng minh được vai trò quan trọng của việc bảo vệ, tăng cường chức năng của tế bào thần kinh [1][2][3].Với hướng tiếp cận mới này, các nhà nghiên cứu Y Dược nước ta hiện đang chú ý khai thác lợi thế về sự đa dạng của thảm thực vật và vốn tri thức lâu đời của dân tộc nhằm tìm ra các hợp chất có nguồn gốc tự nhiên, đáp ứng được mục đích hỗ trợ điều trị các bệnh lý liên quan. Hypericum uralum Buch. Don có tên thường gọi là cây ban tròn hoặc cỏ vỏ lúa, là một loài thuộc chi Hypericum đã được chứng minh chứa các thành phần có tiềm năng trong việc bảo vệ tế bào thần kinh, chống trầm cảm [4]. Cây có nguồn gốc ở Việt Nam, Trung Quốc, Ấn Độ, Pakistan [5].

Tại Việt Nam, H. uralum phân bố chủ yếu ở vùng núi cao phía Bắc, cũng có phân bố ở miền Trung. Chúng rất phổ biến trong các savan cây bụi ở thượng du. Trong y học cổ truyền, cỏ vỏ lúa hay ban tròn có tác dụng thanh nhiệt, giải độc, hoạt huyết.

Cây thường được người dân miền núi vò với nước để rửa mắt cho gia cầm [6]; tại Trung Quốc, toàn cây có thể dùng để trị viêm gan, kiết lỵ, lậu, đau họng, loét và khối u [7]. Hiện nay, một số nghiên cứu cũng cho thấy các chất phân lập được từ H. uralum có các tác dụng sinh học như chống viêm, giảm đau, chống oxy hóa, chống ung thư [4][7][8]. Là một cây thuốc đã được sử dụng trong dân gian, cây ban tròn lại chưa có nhiều công trình nghiên cứu, ứng dụng tại Việt Nam.

Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu thành phần hoá học và hoạt tính bảo vệ tế bào thần kinh của cây ban tròn Hypericum uralum” được thực hiện với mục tiêu như sau: 1. Phân lập và xác định cấu trúc hóa học một số hợp chất từ toàn cây Hypericum uralum. Đánh giá hoạt tính bảo vệ tế bào thần kinh trên tế bào F11 và hoạt tính ức chế enzym acetylcholinesterase của các hợp chất phân lập được. Vài nét về chi Hypericum 1.

Vị trí phân loại chi Hypericum Theo hệ thống phân loại thực vật của Armen Takhtajan (2009) [9], chi Hypericum có vị trí phân loại như sau: Thực vật bậc cao: Cormobionta Ngành: Ngọc Lan (Magnoliospida) Lớp: Ngọc Lan (Magnoliopsida) Phân lớp: Sổ (Dilleniidae) Liên bộ: Đỗ Quyên (Enricanae) Bộ: Ban (Hypericales) Họ: Ban (Hypericaceae) Chi: Ban (Hypericum) Lưu ý: Trong nhiều tài liệu đã được xuất bản trước đây, họ Ban được sắp xếp trong họ Măng Cụt (họ Clusiaceae) theo hệ thống phân loại Takhtajan (1987) do có nhiều đặc điểm tương tự. Tuy nhiên, cây không có mủ vàng nên đã tách ra khỏi họ Clusiaceaea [10]. Đặc điểm thực vật chi Hypericum Cây bụi hoặc nửa bụi, sống lâu năm, không có lông hoặc có lông đơn giản. Lá mọc đối (hoặc vòng) không cuống hoặc cuống ngắn, gân lông chim hoặc chân vịt (hiếm khi rẽ đôi), mép nguyên hoặc có tuyến ở mép lá.

Cụm hoa xim, hoa lưỡng tính, hoa hình sao hoặc hình cốc. Đài 5, tiền khai hoa năm điểm, hiếm khi bốn, xếp chữ thập, không đều hoặc đều, tràng liền một phần hoặc rời. Tràng 4 hoặc 5, xếp xoắn ốc, màu vàng hoặc vàng chanh (hiếm khi trắng) mặt dưới thường màu nhạt, hoặc có gân đỏ, không rụng hoặc sớm rụng sau nở hoa, thường không đối xứng. Nhị hoa chùm 4 hoặc 5, rời và dính vào họng tràng, có thể dính với nhau thành 3 hoặc 4 bó nhị dính vào đài hoặc không theo quy tắc hoặc không dính thành cụm chỉ nhị, không rụng hoặc rụng sớm, mỗi bó nhị có thể lên đến 70 nhị, chỉ nhị mảnh, rời nhau hoặc dính 2/3, bao phấn nhỏ dính lưng hoặc có thể dính gốc, mở dọc, có tuyến liên kết, nhị vô tính bị khuyết (rất hiếm).

Bầu nhụy 3-5 khoang, đính noãn trung trụ hoặc chỉ một khoang với 2-3-5 hợp điểm đính noãn bên, mỗi hợp điểm có từ 2 đến nhiều noãn, thân noãn 2 hoặc 3-5, rời nhau hoặc đính một phần đến hoàn toàn, núm nhụy nhỏ, bè hoặc không. Quả nang che ô hoặc hiếm 2 khi tự mở, vỏ quả thường chứa dầu. Hạt nhỏ, hình chum hoặc có cánh hẹp, vỏ hạt hình dạng đa dạng, không có áo hạt (rất hiếm khi có mồng). Cây mầm nhọn, thẳng với một lá mầm nhọn [5].

Phân bố chi Hypericum Các loài thuộc chi Hypericum phân bố phân bố gần như khắp nơi trên thế giới, ngoại trừ các vùng cực, hoang mạc và vùng đất thấp nhiệt đới [11]. Ở Việt Nam, các loài thuộc chi Hypericum phân bố ở các tỉnh vùng núi phía Bắc như Cao Bằng, Hà Giang, Lào Cai [12]. Các loài thuộc chi Hypericum Hypericum là một chi lớn có gần 500 loài khác nhau [11]. Tại Việt Nam, theo báo cáo của Viện dược liệu, chi Hypericum có tổng cộng 17 loài, được nêu trong bảng dưới đây.

Ngoài các giống bản địa, tại Việt Nam còn có loài có nguồn gốc từ Châu Âu được di thực về Việt Nam từ năm 2004 [13]. Các loài thuộc chi Hypericum ở Việt Nam STT Tên khoa học Tài liệu tham khảo 1 Hypericum hookerianum Wight & Arn. Robson [5][13] 3 Hypericum patulum Thunb ex Murray [5][13] 4 Hypericum uralum Buch. Don [5][13] 5 Hypericum ascyron Linnaeus [5][13] 6 Hypericum graminifem G.

Forster [5][13] 7 Hypericum japonicum Thunb ex. Murray [5][13] 8 Hypericum attenuatum C. Fischer ex Choisy [5][13] 9 Hypericum sampsonii Hance [5][13] Hypericum petiolulatum Hook. & Thomson ex 10 [5][13] Dyer 11 Hypericum elodeoides Choisy [5][13] 12 Hypericum wightianum Wall.

ex Wight & Arn. Keller [14] 14 Hypericum leschenaultii Choisy [5][13] 15 Hypericum indicum [14] 16 Hypericum petiolatum L. Ứng dụng của chi Hypericum trong y học cổ truyền Các loài Hypericum đóng vai trò quan trọng trong việc điều trị nhiều loại bệnh và tình trạng bệnh lý khác nhau trong y học cổ truyền trên toàn cầu, đặc biệt là ở Châu Á và Châu Phi. Các loài Hypericum đã được sử dụng để chữa bệnh trong dân gian từ trên 2000 năm trước, chủ yếu là điều trị chứng lo âu và giảm đau.

Loài được sử dụng phổ biến nhất là H. Bộ phận trên mặt đất của cây H. perforatum được sử dụng để điều trị bệnh trầm cảm. Ngoài ra, chúng còn được dùng làm thuốc chống virus, trị bệnh gan, thuốc chống viêm, kháng khuẩn, chữa bỏng, chống nghiện rượu [17].

Viện Dược liệu (Bộ Y tế) đã chủ trì đề tài cấp Bộ “Sàng lọc một số vị thuốc, bài thuốc nhằm điều chế thuốc điều trị viêm gan mạn do siêu vi B”. Trong đó nghiên cứu chế phẩm flavonoid chiết xuất từ lá cây ban tròn (H. ex Murray) làm thuốc điều trị viêm gan mạn do siêu vi B được gọi là “cao ban tròn” (còn gọi là bột hypatin), kết quả thử nghiệm cho thấy bột hypatin có tác dụng bảo vệ gan, ức chế quá trình xơ gan, chống oxy hóa, chống viêm, lợi mật [18]. Thành phần hóa học của chi Hypericum Với số lượng loài đa dạng, tới nay, hơn 900 hợp chất đã được phân lập từ các loài thuộc chi Hypericum [19].

Thành phần hóa học của các loài thuộc chi Hypericum được chia thành 5 nhóm chính, bao gồm naphthodianthron, bianthraquinon, phloroglucinol, xanthone, flavonoid. Trong đó, các phloroglucinol và xanthon là hai nhóm có số lượng hợp chất chiếm ưu thế nhất [20]. Các chất naphthodianthron và bianthraquinon Có khoảng 12 dẫn chất thuộc nhóm naphthodianthron và bianthraquinon được phân lập từ chi Hypericum [20]. Cùng với phloroglucinol, đây là nhóm chất chịu trách nhiệm cho các hoạt tính sinh học nổi bật của chi, điển hình là hypericin (1) và 4 pseudohypericin (2) được phân lập từ cây H.

Hypericin là chất chuyển hóa thứ cấp khá đặc trưng, hầu như chỉ tìm thấy ở chi Hypericum. Các chế phẩm chứa hoạt chất này được sử dụng rộng rãi trên thị trường với các tác dụng chủ yếu là chống trầm cảm, chống ung thư [17]. Các dẫn xuất của phloroglucinol Hơn 300 hợp chất là dẫn xuất của phloroglucinol đã được phân lập từ các loài thuộc chi Hypericum có thể được chia thành 5 nhóm: dẫn xuất của hyperforin, các sampsonion, các dẫn xuất acylphloroglucinol spirocyclic, các dẫn xuất rottlerin và các dẫn chất đơn giản của phloroglucinol [20][21]. Trong đó, hyperforin là một đại diện của nhóm, được phân lập lần đầu từ H.

Hiện tại có khoảng 46 dẫn chất của hyperforin được phân lập từ 4 loài H. Trong đó đáng chú ý nhất là 2 hợp chất hyperforin (3) và adhyperforin (4) được phân lập từ loài H. perforatum có tác dụng chống trầm cảm do khả năng ức chế mạnh mẽ sự hấp thu dopamin, serotonin, và noradrenalin [23]. Các hợp chất xanthon Các dẫn chất xanthon rất phong phú, hơn 120 chất đã được phân lập từ nhiều loài thuộc chi Hypericum như: H.

chinense là nguồn cung 5 cấp xanthon nhiều nhất với khoảng 48 dẫn chất xanthon đã được phân lập từ loài này [20]. Các xanthon được phân lập từ chi này bao gồm cả các xanthon oxy hóa đơn giản (5) và các xanthon có cấu trúc kiểu prenylate phức tạp hơn như gắn nhóm alkyl terpen (6) hay các xanthon gắn vòng đặc biệt, vòng pyran (7), furan (8),. Kiểu oxy hóa 1,3,5,6 dường như là phổ biến nhất đối với các xanthon đã akyl hóa [24]. Các hợp chất flavonoid Flavonoid vốn là các hợp chất có hoạt tính chống oxy hóa mạnh có mặt phổ biến trong các loài thuộc chi Hypericum.

Hiện có khoảng 18 flavonoid được phân lập từ chi này. Một số flavonoid phổ biến là: quercetin (9), hyperin (10), rutin (11), quercitrin (12), kaempferol (13). Hàm lượng flavonoid trong cây thường chiếm từ 2% – 4% và phân bố nhiều nhất trong nụ hoa [20]. Các hợp chất khác Ngoài 4 nhóm dẫn xuất chính nêu trên, chi Hypericum còn có một số nhóm chất khác như terpenoid, cumarin, chromon [20].

Hơn 20 hợp chất từ vỏ thân loài H. riparium đã được phân lập trong đó có 5 dẫn xuất của biscoumarinyl, 2 dẫn xuất của flavon, 2 dẫn xuất của steroid còn lại là các dẫn xuất của este, acid, ether: 7,7’-Dihydroxy-6,6’- biscoumarin (14), 7,7’-Dihydroxy-8,8’-biscoumarin (15), 7-Methoxy-6,7’- dicoumarinyl ether (16), 2’-Hydroxy-5’-(7-methoxycoumarin-6’’-yl)-4’- methoxyphenylpropanoic acid (17), 7,7’-Dimethoxy-6,6’-biscoumarin (18), 2’- Methoxyflavon, 3’-Methoxyflavon, Stigmast-4-en-3-on, Ergosta-4,6,8,22-tetraen-3-on. Một số tác dụng sinh học của chi Hypericum 1.