Nghiên cứu của Hà Mỹ Duyên: Thành phần Cúc hoa vàng ức chế enzyme sEH

Nghiên cứu thành phần hóa học Cúc hoa vàng và khả năng ức chế enzyme sEH. Khám phá các hợp chất có tiềm năng chống viêm, bảo vệ gan, tim mạch.

• Tác giả: Hà
• Người hướng dẫn: Ts. Bùi Thị Thúy Luyện
• Trường học: Trường Đại học Dược Hà Nội
• Chuyên ngành: Dược học
• Đề tài: Nghiên cứu thành phần hóa học của phân đoạn có tác dụng ức chế enzym soluble epoxide hydrolase in vitro của cúc hoa vàng (Chrysanthemum indicum L.)
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp dược sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Cúc hoa vàng Nguồn gốc và đặc điểm thực vật

Cúc hoa vàng (Chrysanthemum indicum L.) là một loại cây thuốc truyền thống được sử dụng rộng rãi trong y học cổ truyền Việt Nam và các nước Đông Á. Cây cúc hoa vàng có nguồn gốc từ các vùng núi phía Bắc Việt Nam, với các đặc điểm thực vật nổi bật như hoa màu vàng tươi, lá xanh mềm mại và thân cây bụi. Thành phần hóa học chính của cúc hoa vàng bao gồm flavonoid, terpenoid và các hợp chất phenolic, những chất này chứa đầy tiềm năng y dược. Những công dụng truyền thống của cây này bao gồm chống viêm, hạ sốt, giảm đau và bảo vệ sức khỏe mắt. Hiện nay, các nhà khoa học đã xác nhận rằng cúc hoa vàng không chỉ có giá trị y học cổ truyền mà còn sở hữu các hoạt chất hiện đại có thể ức chế enzyme sEH, mở ra hướng nghiên cứu mới cho dược học hiện đại.

1.1. Vị trí phân loại và đặc điểm sinh học

Cúc hoa vàng thuộc họ Asteraceae, với tên khoa học là Chrysanthemum indicum L. Cây này có hệ thống rễ sâu, thân cây phân nhánh nhiều, lá mọc so le có hình dạng điển hình. Hoa của cúc hoa vàng nở thành từng bông với màu vàng đặc trưng, có thể phát triển liên tục trong chu kỳ sinh trưởng. Cây có khả năng thích ứng tốt với khí hậu nhiệt đới, mưa nhiều và đất có độ ẩm cao, phổ biến ở các vùng cao của miền Bắc Việt Nam.

1.2. Công dụng truyền thống và liều dùng

Trong y học cổ truyền, cúc hoa vàng được sử dụng với liều dùng 6-15g hàng ngày để chống viêm, hạ sốt và điều trị các bệnh về mắt như mắt đỏ, chứng mờ mắt. Công dụng bảo vệ gan và tăng cường sức đề kháng cũng được ghi nhận rộng rãi. Cúc hoa vàng thường được dùng dưới dạng trà, nước sắc hoặc chiết xuất cô đặc trong các bài thuốc phối hợp.

II. Enzyme soluble epoxide hydrolase sEH Đích điểm ức chế mới

Enzyme soluble epoxide hydrolase (sEH) là một enzyme quan trọng trong quá trình chuyển hóa các chất trung gian epoxide trong cơ thể. Việc ức chế enzyme sEH đã được chứng minh có hiệu quả cao trong việc điều trị các bệnh lý mạn tính như viêm mạn tính, bệnh tim mạch, ung thư, bệnh gan và các rối loạn chuyển hóa. Khi enzyme sEH bị ức chế, nó giúp duy trì và tăng cường hoạt động của các metabolite quan trọng như epoxyeicosatrienoic acids (EETs), những chất này có tác dụng chống viêm mạnh mẽ và bảo vệ tim mạch. Các hoạt chất có khả năng ức chế enzyme sEH được tìm thấy trong nhiều nguồn tự nhiên, đặc biệt là trong các loại cây thuốc truyền thống như cúc hoa vàng.

2.1. Cơ chế hoạt động của ức chế enzyme sEH

Ức chế enzyme sEH hoạt động bằng cách liên kết với vị trí hoạt tính của enzyme, ngăn chặn quá trình thủy phân epoxide. Khi enzyme sEH bị ức chế hiệu quả, các EETs tích lũy và phát huy tác dụng bảo vệ: giảm viêm, mở rộng mạch máu, hạn chế tổn thương tế bào. Đây là cơ chế mà nhiều hoạt chất từ cúc hoa vàng có thể kích hoạt, mang lại lợi ích y tế đáng kể.

2.2. Liên quan giữa ức chế sEH và các bệnh lý hiện đại

Các nghiên cứu lâm sàng cho thấy ức chế enzyme sEH có tiềm năng trong điều trị tăng huyết áp, suy tim, bệnh thận mạn tính và các bệnh viêm tự miễn. Hoạt chất ức chế enzyme sEH từ tự nhiên, đặc biệt từ cúc hoa vàng, cung cấp giải pháp an toàn với tác dụng phụ ít hơn so với các thuốc tổng hợp, mở ra hướng phát triển dược phẩm mới từ nguồn thiên nhiên.

III. Thành phần hóa học của cúc hoa vàng và khả năng ức chế enzyme sEH

Các nghiên cứu khoa học hiện đại đã xác định được những hoạt chất ức chế enzyme sEH trong cúc hoa vàng, chủ yếu từ nhóm flavonoid và các hợp chất phenolic. Những hoạt chất từ cúc hoa vàng như quercetin, kaempferol, luteolin và các dẫn xuất của chúng đã thể hiện khả năng ức chế enzyme sEH mạnh mẽ trong các thử nghiệm in vitro. Các phân đoạn chiết từ cúc hoa vàng sử dụng ethanol và ethyl acetate đã cho thấy tác dụng ức chế enzyme sEH đáng kể, với IC50 khá thấp. Điều này chứng minh rằng cúc hoa vàng không chỉ là một cây thuốc truyền thống mà còn là nguồn cấp các hoạt chất hiện đại có khả năng ức chế enzyme sEH hiệu quả, góp phần vào việc phòng chống các bệnh mạn tính.

3.1. Flavonoid nhóm hoạt chất chính

Flavonoid là nhóm hợp chất chính trong cúc hoa vàng, bao gồm quercetin, kaempferol, chrysoeriol và luteolin. Các hoạt chất flavonoid này có cấu trúc đặc biệt cho phép liên kết với enzyme sEH, ức chế hiệu quả hoạt động của nó. Những hoạt chất này đã được phân lập và xác định cấu trúc thông qua phổ NMR và các kỹ thuật phân tích hiện đại, chứng minh tác dụng ức chế enzyme sEH vượt trội.

3.2. Terpenoid và các hợp chất phenolic khác

Ngoài flavonoid, cúc hoa vàng còn chứa terpenoid, phenolic acid và các hợp chất thơm dùi khác có khả năng ức chế enzyme sEH. Những hoạt chất này phối hợp tạo thành một hệ thống bảo vệ mạnh mẽ, giúp cúc hoa vàng phát huy toàn bộ tiềm năng y dược của mình trong việc ức chế enzyme sEH và điều trị các bệnh lý.

IV. Ứng dụng y dược và triển vọng phát triển của cúc hoa vàng

Khám phá được hoạt chất ức chế enzyme sEH trong cúc hoa vàng mở ra những triển vọng lớn trong phát triển dược phẩm mới từ nguồn thiên nhiên. Các hoạt chất từ cúc hoa vàng có thể được ứng dụng trong sản xuất các loại thuốc giảm viêm không có steroid (NSAIDs) thế hệ mới, với tác dụng phụ thấp hơn. Cúc hoa vàng cũng có tiềm năng phát triển thành các sản phẩm chức năng, bổ sung sức khỏe tim mạch và gan. Các bài thuốc kết hợp cúc hoa vàng với các cây thuốc khác có thể được chuẩn hóa để tối ưu hóa tác dụng ức chế enzyme sEH. Yêu cầu tiếp theo là thực hiện các thử nghiệm in vivo và lâm sàng để xác nhận hiệu quả của hoạt chất từ cúc hoa vàng trên bệnh nhân thực tế, từ đó đưa cúc hoa vàng thành một nguồn nguyên liệu dược quý giá của y học hiện đại.

4.1. Ứng dụng trong phòng chống bệnh tim mạch

Hoạt chất ức chế enzyme sEH từ cúc hoa vàng có khả năng giảm huyết áp, cải thiện lưu thông máu và bảo vệ tế bào tim mạch. Cúc hoa vàng có thể được phát triển thành sản phẩm bổ sung cho bệnh nhân tăng huyết áp và suy tim, giảm nguy cơ nhồi máu cơ tim và đột quỵ.

4.2. Tiềm năng trong điều trị các bệnh viêm mạn tính

Công dụng chống viêm của hoạt chất từ cúc hoa vàng thông qua ức chế enzyme sEH mở ra cơ hội phát triển các thuốc điều trị viêm khớp, bệnh Crohn, loét dạ dày và các bệnh viêm tự miễn khác. Cúc hoa vàng có thể trở thành sự thay thế an toàn hơn cho các corticoid và NSAIDs thông thường, giảm tác dụng phụ lâu dài.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Cúc hoa vàng (Chrysanthemum indicum L.) từ xa xƣa đã đƣợc dân gian sử dụng phổ biến với tác dụng chống viêm, giảm đau, hạ sốt và điều trị bệnh về mắt [1]. Ngoài ra, y học hiện đại đã chứng minh dịch chiết từ cúc hoa vàng có nhiều tác dụng dƣợc lý: tác dụng chống oxy hóa, bảo vệ gan, ngăn ngừa ung thƣ và các bệnh về tim mạch cùng với sự có mặt của các nhóm hợp chất chính là flavonoid, terpenoid và phenolic. những tác dụng này khá tƣơng đồng với tác dụng của việc ức chế enzym soluble epoxide hydrolase (sEH) trong các bệnh lý liên quan đến viêm, ung thƣ, bệnh tim mạch, bệnh gan và các bệnh chuyển hóa khác [32], [37], [18], [15]. Hơn thế nữa, một số hợp chất có tác dụng ức chế enzym sEH trùng khớp với những hợp chất đã từng đƣợc phân lập từ cúc hoa vàng.

Với mong muốn tìm hiểu cơ chế tác dụng của thành phần hóa học phân lập từ cúc hoa vàng, đề tài “Nghiên cứu thành phần hóa học của phân đoạn có tác dụng ức chế enzym soluble epoxide hydrolase in vitro của cúc hoa vàng (Chrysanthemum indicum L.” đã đƣợc thực hiện với các mục tiêu sau: 1) Đánh giá tác dụng ức chế enzym sEH in vitro của cắn chiết và phân đoạn chiết từ cúc hoa vàng. 2) Phân lập và xác định cấu trúc của 1-2 hợp chất từ phân đoạn có tác dụng ức chế enzym sEH tốt từ cúc hoa vàng. Tổng quan về cây cúc hoa vàng (Chrysanthemum indicum L. Vị trí phân loại Ngành: Ngọc Lan (Magnoliophyta) Lớp: Ngọc Lan (Magnoliopsida) Phân lớp: Cúc (Asteridae) Bộ: Cúc (Asterales) Họ: Cúc (Asteraceae) Chi: Chrysanthemum Loài: C.

Đặc điểm thực vật Cây cúc hoa vàng là cây thảo, sống hàng năm, cao 20-50 cm, thân mọc thẳng, nhẵn, có khía dọc. Lá mọc so le hình bầu dục, chia nhiều thùy sâu, mép có răng cƣa nhọn, không đều, mặt trên màu lục đen sẫm, mặt dƣới nhạt, cuống lá ngắn, có tai ở gốc. Cụm hoa hình đầu mọc trên một cuống dài ở ngọn thân hoặc kẽ lá, đƣờng kính 1-1,5 cm, tổng bao lá bắc và những lá vảy thuôn dài, mép khô. Hoa ở ngoài hình lƣỡi nhỏ màu vàng, hoa ở giữa hình ống, không có mào lông, tràng hoa hình ống ngắn hơn tràng hoa hình lƣỡi, cố thùy tam giác nhọn và cũng có màu vàng [1].

Phân bố Cúc hoa vàng có nguồn gốc ở vùng Đông Á, Trung Quốc và Nhật Bản, đƣợc trồng làm thuốc và làm cảnh ở Trung Quốc, Triều Tiên, Nhật Bản, Việt Nam, Lào, Thái Lan và Ấn Độ. Ở Việt Nam, cúc hoa vàng đƣợc phân bố ở nhiều vùng nhƣ Hƣng Yên, Hải Dƣơng, Bắc Ninh, Hà Nội và một số tỉnh khác ở phía Bắc [2]. Công dụng và liều dùng Cúc hoa vàng đƣợc dùng để chữa các chứng cảm lạnh, hoa mắt, sốt, chóng mặt, nhức đầu, đau mắt đỏ, chảy nhiều nƣớc mắt, mờ mắt, huyết áp cao, đinh độc, mụn nhọt sƣng đau. Uống lâu ngày lợi khí huyết, có tác dụng về nội tiết làm trẻ lâu.

2 Liều dùng mỗi ngày 8-16 g dạng thuốc sắc, dùng riêng hay phối hợp với các vị thuốc khác. Còn dùng để hãm chè hay ngâm rƣợu uống. Dùng ngoài để rửa, đắp mụn nhọt [1]. Một số bài thuốc có cúc hoa vàng Tang cúc ẩm chữa ho, cảm mạo: Tang diệp, cúc hoa, mỗi vị 6g, liên kiều, bạc hà, cam thảo, cát cánh mỗi vị 4g, nƣớc 600ml.

Sắc còn 200 ml, chia làm 3 lần uống trong ngày [2]. Chữa cảm sốt: cúc hoa vàng 5g, địa liền 5g, cúc tần 20g, lá tre 20g, bạc hà 20g, kinh giới 20g, tía tô 20g, cát căn 20g. Dạng thuốc bột hoặc thuốc viên, ngày uống 2-3 lần, mỗi lần 4-6g [1]. Chữa cảm phong hàn: cúc hoa vàng 5g, địa liền 5g, bạc hà 20g, kinh giới 20g, cát căn 20g, tía tô 20g.

Các nghiên cứu về cúc hoa vàng 1. Các nghiên cứu về thành phần hóa học của cúc hoa vàng Các nghiên cứu trong và ngoài nƣớc về thành phần hóa học của cúc hoa vàng cho thấy sự có mặt của nhóm hợp chất flavonoid, terpenoid, phenolic và một số nhóm hợp chất khác. Cấu trúc hóa học của một số hợp chất chiết xuất từ cúc hoa vàng đƣợc thể hiện trong bảng 1: Bảng 1: Một số hợp chất từ cúc hoa vàng. TT Tên hợp chất Công thức hóa học TLTK Flavonoid 1 Acacetin [38] 3 2 Apigenin [4] 3 Luteolin [4] 4 Eupatilin [3] 5 Baicalein [4] 6 Diosmetin [3] 7 Tricin [3] 4 8 Kaempferol [3] Terpenoids 9 Clovanediol [3] 10 Caryolane 1,9-β-diol [3] 11 Canusesnol E [3] 12 Cumambrin A [3] Các hợp chất phenolic 13 Caffeic acid [3] 5 14 Chlorogenic acid [3] 15 Chysophanol [3] 16 Vanillic acid [3] 17 4-O-β-D- [3] glucoseoxylbenzoic acid Một số hợp chất khác 18 Lupeol [3] 6 19 Chrysindins [3] 20 α-Pinene [3] 1.2 Các nghiên cứu về tác dụng sinh học của cúc hoa vàng a.

Tác dụng chống oxy hóa Dịch chiết methanol của cúc hoa vàng đƣợc xác định là có khả năng loại bỏ các gốc DPPH với giá trị IC50 là 87,64 μg / mL [35]. Trong đó, Quercetin đƣợc phân lập từ cúc hoa vàng thể hiện khả năng thu dọn mạnh mẽ các gốc DPPH với giá trị IC50 là 3,1 µg/ml [24]. Ngoài ra, dịch chiết carbon dioxide lỏng siêu tới hạn của cúc hoa vàng còn có thể làm tăng hoạt động của các enzym chống oxy hóa enzym Superoxide dismutase (SOD) và enzym Glutathione peroxidase (GPX) [33]. Tác dụng chống viêm Dịch chiết cúc hoa vàng có tác dụng ức chế rõ ràng đối với các triệu chứng viêm.

Cụ thể là dịch chiết EtOH 70% của cúc hoa vàng đƣợc chứng minh có tác dụng ức chế hoạt động của IL-1, TNF-α và ức chế sự tích tụ của bạch cầu ở liều 200 mg/kg [6]. Tác dụng điều hòa miễn dịch Phân đoạn chiết butanol của cúc hoa vàng không chỉ làm tăng mạnh phản ứng quá mẫn tuyp 3 mà còn tăng cƣờng đáng kể việc tạo kháng thể bởi các tế bào lách, tăng nồng độ IgG và IgM trong huyết thanh và tăng cƣờng chức năng của hệ thống thực bào đơn nhân của chuột ở liều 300 mg/kg. Tác dụng chống ung thƣ 7 Một nghiên cứu gần đây cho thấy thuốc tiêm cúc hoa vàng ở liều lƣợng 32 μL/mL có thể ức chế sự tăng sinh của dòng tế bào ung thƣ tuyến tiền liệt ngƣời (PC3) và dòng tế bào ung thƣ máu ở ngƣời (HL60) [12]. Bên cạnh đó, phần dịch chiết lỏng-lỏng CH2Cl2 của dịch chiết EtOH 80% có thể ức chế con đƣờng tín hiệu nội bào mà tại đó nhiều tín hiệu tiền viêm hội tụ lại với nhau (JAK1 / 2 và STAT3), từ đó thúc đẩy quá trình chết theo chu trình của tế bào, có tác dụng chống ung thƣ tuyến tiền liệt [14].

Ngoài ra, dịch chiết metanol có tác dụng ức chế 27% trên tế bào ung thƣ phổi A549 ở liều 100 μg / mL [31]. Tác dụng kháng khuẩn Dịch chiết nƣớc của cúc hoa vàng đƣợc phát hiện là có tác dụng ức chế vi khuẩn S. flexneri, với nồng độ ức chế tối thiểu tƣơng ứng 0,025%, 0,1%, 0,1%, 0,05% và 0,025% ở mật độ vi khuẩn 10 tế bào / mL [25]. Dịch chiết nƣớc của cúc hoa vàng có tác dụng ức chế quá trình xâm nhập của hợp bào virus hô hấp in vitro với giá trị EC50 là 60,9 ± 2,41 μg / mL [39].

Hơn nữa, ngƣời ta thấy rằng các hợp chất đƣợc phân lập từ dịch chiết EtOH của hoa này có tác dụng ức chế sự bài tiết kháng nguyên HBsAg và HbeAg virus viêm gan B [9]. Tác dụng bảo vệ gan Dịch chiết nƣớc của cúc hoa vàng đƣợc xác minh có thể ức chế hoạt tính sinh học gây độc trên gan của Carbon tetrachloride in vitro và in vivo ở liều 50 mg/kg [26]. Tác dụng bảo vệ thần kinh Trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng dịch chiết hoa cúc hoa vàng có tác dụng bảo vệ thần kinh và có khả năng hỗ trợ điều trị bệnh Alzheimer [19] và bệnh Parkinson. Các tác dụng dƣợc lý khác 8 Ngoài các hoạt động kể trên, cúc hoa vàng còn có tác dụng trên hệ tim mạch[13].

Bên cạnh đó, dịch chiết cúc hoa vàng đƣợc chứng minh có thể điều trị bệnh gút [16]. Dịch chiết n-Butanol của cúc hoa vàng đƣợc xác minh có khả năng làm giảm tổn thƣơng oxy hóa thận ở chuột [3]. Phần EtOAc của dịch chiết etanol của cúc hoa vàng có thể ngăn chặn béo phì [23]. Tổng quan về enzym soluble epoxide hydrolase (sEH) 1.1 Giới thiệu chung Epoxide hydrolase đƣợc biết đến là các enzym xúc tác cho quá trình thủy phân epoxide hoặc các arene oxide thành các diol tƣơng ứng của chúng bằng cách thêm nƣớc.

Enzym epoxide hydrolase bao gồm năm loại chính: soluble epoxide hydrolase (sEH), microsomal epoxide hydrolase (mEH), leukotriene A4 hydrolase, hepoxilin A3 hydrolase, và cholesterol 5,6-oxide hydrolase. Trong số đó, sEH là một enzym quan trọng, xúc tác chính cho quá trình chuyển hóa axit epoxyeicosatrienoic (EETs) và leukotoxin (LTX) thành dẫn chất tƣơng ứng là axit dihydroxyeicosatrienoic (DHET) và leukotoxin diol (LTX diol), qua đó làm giảm tác dụng dƣợc lý của các hoạt chất này. EET đƣợc biết đến có nhiều tác dụng chống viêm và tim mạch. Ở mạc treo ruột và tĩnh mạch thận, EETs tạo ra tác dụng giãn mạch.

SEHI và EETs đều thể hiện các hoạt động bao gồm điều chỉnh kênh kali, tác dụng chống apxe ở tế bào nội mô, đặc tính chống viêm và ức chế con đƣờng truyền tín hiệu của yếu tố nhân kappa B (NF-κB). Ngoài ra, chất sEHI làm giảm nồng độ cytokine tiền viêm và chất chuyển hóa NO trong huyết tƣơng đồng thời thúc đẩy sự hình thành lipoxit, điều này cho thấy rằng các chất sEHI là mục tiêu chính trong điều trị các bệnh về viêm cấp tính. Do đó sEHI đƣợc coi là một phƣơng pháp điều trị tiềm năng cho nhiều bệnh lí.2 Một số hợp chất và vai trò của quá trình ức chế enzyme sEH Đến thời điểm hiện tại, các dẫn xuất urê là chất sEHI cho hiệu quả cao nhất vì chúng có khả năng liên kết mạnh mẽ với trung tâm hoạt động của enzym sEH. Hợp 9 chất N, N′-dicyclohexyl-urea (DCU) đã đƣợc chứng minh có tác dụng ức chế mạnh emzym sEH, qua đó làm giảm sự chuyển hóa 14,15-EET thành 14,15-DHET trên mô hình chuột tăng huyết áp.

Hợp chất AUDA đƣợc cải tiến từ hợp chất DCU, để có độ tan và độ bền nhiệt tốt hơn, từ đó tăng khả năng duy trì tác dụng ức chế enzyme sEH [34]. Tuy nhiên AUDA dễ bị oxy hóa và có tỉ lệ chuyển hóa bƣớc đầu cao nên không có ứng dụng trong điều trị. Tiền chất AUDA n-butyl ester (AUDA- BE) của AUDA có dƣợc động học ổn định, đã đƣợc nghiên cứu in vivo trên mô hình gây hạ huyết áp chuột bằng lipopolisaccharid (LPS).