Khóa luận tốt nghiệp Y tế: Đặng thị thanh huyền nghiên cứu tác dụng bảo vệ

Luận văn tốt nghiệp y tế nghiên cứu Đặng thị thanh huyền nghiên cứu tác dụng bảo vệ thần kinh của một số dược liệu trên mô hình thiếu, điều tra thực trạng, phân tích số liệu, đề

• Tác giả: Đặng Thị Thanh Huyền
• Người hướng dẫn: TS. Chử Thị Thanh Huyền
• Trường học: Trường Đại học Dược Hà Nội
• Chuyên ngành: Dược học
• Đề tài: Nghiên cứu tác dụng bảo vệ thần kinh của một số dược liệu trên mô hình thiếu máu não cục bộ in vitro
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về đột quỵ thiếu máu não cục bộ

Đột quỵ thiếu máu não cục bộ là một trong những nguyên nhân gây tử vong và tàn tật hàng đầu trên toàn thế giới. Tình trạng này xảy ra khi lưu lượng máu cung cấp cho não bị giảm, dẫn đến thiếu oxy và glucose. Yếu tố nguy cơ chính bao gồm tăng huyết áp, tiểu đường, rối loạn lipid máu và các bệnh về tim mạch. Cơ chế bệnh sinh liên quan đến stress oxy hóa, viêm, và quá trình chết tế bào theo chương trình (apoptosis). Các gốc oxy hoạt động (ROS) được tạo ra quá mức, gây tổn thương tế bào thần kinh. Hiểu rõ về các cơ chế bệnh sinh này giúp phát triển các phương pháp điều trị hiệu quả, đặc biệt là bảo vệ thần kinh bằng các dược liệu tự nhiên.

1.1. Đặc điểm sinh lý tuần hoàn và chuyển hóa ở não

Não là một trong những cơ quan tiêu thụ năng lượng cao nhất, cần cung cấp oxy và glucose liên tục. Hệ thống tuần hoàn não có những đặc điểm riêng biệt với khả năng tự điều hòa. Khi thiếu oxy, năng lượng ATP giảm mạnh, dẫn đến rối loạn nồng độ ion bên trong và bên ngoài tế bào. Quá trình này kích hoạt các enzym degradative như caspase, gây tổn thương lỗ thủng và chết tế bào.

1.2. Cơ chế tổn thương do stress oxy hóa

Stress oxy hóa là yếu tố quan trọng trong bệnh sinh thiếu máu não. Sự mất cân bằng giữa sản xuất gốc oxy hoạt động và khả năng trung hòa gây tổn thương protein, lipid và DNA. Enzyme NADPH oxidase (NOX) và myeloperoxidase (MPO) là những nguồn chính tạo ra ROS. Các dược liệu chứa hoạt chất kháng oxy hóa có thể bảo vệ tế bào thần kinh khỏi tổn thương này.

II. Các dược liệu nghiên cứu và tác dụng bảo vệ thần kinh

Khóa luận của Đặng Thị Thanh Huyền tập trung nghiên cứu tác dụng bảo vệ thần kinh của bốn dược liệu truyền thống: dành dành, tam thất, ngưu tất và lá hồng. Những dược liệu này được sử dụng trong y học cổ truyền từ lâu với hiệu quả điều trị các bệnh về tim mạch và não. Các hoạt chất chính như geniposid từ dành dành và các saponin từ tam thất có khả năng kháng viêm, kháng oxy hóa và ức chế apoptosis. Nghiên cứu này sử dụng mô hình in vitro với lát cắt não nuôi cấy để đánh giá khoa học tác dụng bảo vệ thần kinh của các dược liệu này.

2.1. Tam thất Panax notoginseng và hoạt chất saponin

Tam thất là một dược liệu quý trong y học cổ truyền, chứa các saponin có tác dụng bảo vệ thần kinh. Các hoạt chất này có khả năng ức chế stress oxy hóa và giảm viêm. Nghiên cứu cho thấy cao chiết cồn tam thất có hiệu quả bảo vệ lát cắt não khỏi tổn thương thiếu oxy và glucose. Saponin có thể hoạt hóa yếu tố phiên mã Nrf2, điều hòa các enzyme kháng oxy hóa như catalase (CAT).

2.2. Dành dành geniposid và tác dụng kháng viêm

Dành dành chứa hoạt chất geniposid, một glucoside iridoid với tác dụng kháng viêm mạnh. Geniposid có khả năng ức chế sản xuất các cytokine viêm và giảm ROS. Trong mô hình OGD (thiếu oxy và glucose), geniposid bảo vệ các nơron khỏi apoptosis bằng cách ức chế caspase và các protein Bax. Các nghiên cứu in vitro xác nhận hiệu quả bảo vệ thần kinh của dành dành.

III. Phương pháp nghiên cứu mô hình thiếu máu não in vitro

Khóa luận sử dụng mô hình in vitro hiện đại để đánh giá tác dụng bảo vệ thần kinh. Mô hình chính là lát cắt hồi hải mã nuôi cấy (OHSCs) kết hợp với điều kiện thiếu oxy và glucose (OGD). Phương pháp này mô phỏng chính xác tình trạng thiếu máu não cục bộ ở mô sống. OHSCs giữ được cấu trúc ba chiều và các liên kết sinap của mô não, cho phép đánh giá tác động của dược liệu một cách chính xác. Đây là một bước tiến trong nghiên cứu so với mô hình tế bào đơn lẻ, giúp dự đoán hiệu quả điều trị tốt hơn.

3.1. Nuôi cấy lát cắt hồi hải mã và kỹ thuật OGD

Lát cắt hồi hải mã nuôi cấy được chuẩn bị từ não chuột trẻ và duy trì trong điều kiện nuôi cấy có kiểm soát. Mô hình OGD được triển khai bằng cách đặt OHSCs trong môi trường không chứa glucose và cung cấp nitrogen tinh khiết để loại bỏ oxy. Thời gian OGD tối ưu được xác định để tạo tổn thương có thể đo lường mà không gây tổn thương quá nặng. Kỹ thuật này cho phép mô phỏng chính xác tình trạng thiếu máu não.

3.2. Đánh giá tác dụng bảo vệ thần kinh và tổn thương tế bào

Tác dụng bảo vệ thần kinh được đánh giá thông qua mức độ tổn thương tế bào sử dụng propidium iodide (PI) và các thí nghiệm hóa học. PI chỉ thấm vào các tế bào mất tính toàn vẹn, cho phép định lượng mức độ chết tế bào. Các cao chiết được ủ với OHSCs trước, trong hoặc sau OGD để đánh giá thời điểm hiệu quả nhất.

IV. Kết quả nghiên cứu và ý nghĩa lâm sàng

Kết quả nghiên cứu của Đặng Thị Thanh Huyền cho thấy tất cả bốn dược liệu đều có tác dụng bảo vệ thần kinh đáng kể trên mô hình OGD in vitro. Cao chiết cồn dành dành và geniposid đơn lẻ cho thấy hiệu quả cao nhất trong việc giảm tổn thương tế bào. Tam thất cũng thể hiện tác dụng bảo vệ mạnh, tương ứng với vai trò kích hoạt yếu tố phiên mã Nrf2 và cảm ứng enzyme kháng oxy hóa. Lá hồng và ngưu tất cũng cho kết quả dương tính. Những phát hiện này cung cấp cơ sở khoa học cho việc sử dụng các dược liệu này trong điều trị đột quỵ thiếu máu não, mở đường cho phát triển các sản phẩm dược phẩm mới hiệu quả và an toàn hơn.

4.1. Hiệu quả bảo vệ thần kinh của từng dược liệu

Nghiên cứu xác định geniposid và cao chiết dành dành có tác dụng bảo vệ thần kinh tốt nhất, ức chế mạnh hiệu quả apoptosis. Tam thất thể hiện tác dụng qua cơ chế hoạt hóa Nrf2 và tăng hoạt tính enzyme CAT. Ngưu tất và lá hồng cũng bảo vệ hiệu quả nhưng mức độ nhẹ hơn. Kỳ vọng rằng các dược liệu này có thể kết hợp để tăng hiệu quả điều trị.

4.2. Triển vọng phát triển điều trị lâm sàng

Những phát hiện khoa học từ khóa luận này tạo nền tảng cho phát triển các liệu pháp bảo vệ thần kinh mới. Các hoạt chất như geniposid và saponin có tiềm năng phát triển thành các thuốc điều trị đột quỵ thiếu máu não hiệu quả. Cần tiến hành các nghiên cứu lâm sàng thêm để đánh giá an toàn và hiệu quả ở bệnh nhân. Những dược liệu này có thể đóng góp vào các lựa chọn điều trị bổ sung cho bệnh nhân đột quỵ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Đột quỵ não hay tai biến mạch máu não là tình trạng một phần não bộ bị tổn thương đột ngột do mạch máu nuôi dưỡng phần não đó bị tắc (nhồi máu não) hoặc bị vỡ (xuất huyết não). Đột quỵ có thể chia thành 2 thể chính, bao gồm: thiếu máu não cục bộ và xuất huyết não trong đó 87 % là đột quỵ thiếu máu não cục bộ [36]. Đột quỵ não là nguyên nhân thứ hai dẫn đến tử vong và là nguyên nhân hàng đầu gây khuyết tật trên toàn thế giới. Tỷ lệ mắc bệnh cao nhất ở các nước đang phát triển, nguy cơ mắc tăng dần theo tuổi [5], [26], [40].

Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), mỗi năm có khoảng 15 triệu người mắc đột quỵ não, khoảng 5 triệu người trong số đó tàn phế vĩnh viễn và 5 triệu người tử vong [55]. Thống kê của Trung tâm kiểm soát bệnh tật Hoa Kỳ chỉ ra ở Mỹ cứ 20 ca tử vong thì có 1 ca là do đột quỵ, số ca đột quỵ mỗi năm là 795000 ca. Các chi phí liên quan đến đột quỵ như dịch vụ chăm sóc sức khỏe, thuốc điều trị và tiền lương trong những ngày nghỉ việc của bệnh nhân ước tính lên đến 34 tỉ đô-la Mỹ [5]. Để nghiên cứu cơ chế bệnh sinh đột quỵ cũng như đánh giá hiệu quả của các liệu pháp điều trị, rất nhiều các mô hình đã được phát triển.

Trong đó mô hình gây thiếu oxy và glucose ở tế bào não (OGD - Oxygen and glucose deprivation) bắt chước tình trạng xảy ra khi dòng máu cung cấp cho não bị suy giảm là mô hình in vitro đơn giản, hiệu quả, được sử dụng phổ biến để sàng lọc các thuốc trong điều trị đột quỵ não [22]. Các chiến lược điều trị đột quỵ não hiện nay được phát triển nhắm vào hai mục tiêu chính là: khôi phục lưu lượng máu não và giảm tối đa các ảnh hưởng có hại do thiếu máu não cục bộ cấp tính lên tế bào thần kinh. Bên cạnh các thuốc đã được chứng minh là có hiệu quả trong điều trị như thuốc tiêu huyết khối, chống đông, chống kết tập tiểu cầu, thuốc điều trị tăng huyết áp,… rất nhiều nghiên cứu khác đã được thực hiện nhắm vào các đích khác nhau trong cơ chế bệnh sinh của thiếu máu não cục bộ, tuy nhiên vẫn chưa tìm được một loại thuốc thực sự có hiệu quả và được ứng dụng rộng rãi trên lâm sàng [42]. Cho đến nay tPA (tissue plasminogen activator – yếu tố hoạt hóa plasminogen của mô) là thuốc duy nhất được Cơ quan quản lý Thực phẩm và Thuốc Hoa Kỳ - FDA cấp phép để điều trị trong trường hợp đột quỵ thiếu máu não cục bộ cấp.

Tuy vậy, tPA là một thuốc có cửa sổ điều trị hẹp, chỉ có 1 - 8,5 % bệnh nhân nhập viện đủ điều kiện sử dụng tPA [15]. Chính vì vậy mà việc tìm kiếm, nghiên cứu và phát triển các loại thuốc điều trị mới là rất cần thiết. 1 Các thuốc cổ truyền, thuốc có nguồn gốc dược liệu có tiềm năng trong điều trị đột quỵ như hoạt tính chống viêm, chống oxy hóa, chống chết tế bào theo chương trình, bảo vệ thần kinh, và an toàn hơn khi sử dụng trong thời gian dài [19]. Tại Việt Nam, nhiều loại dược liệu được đề cập đến với tác dụng bảo vệ thần kinh, phục hồi các chức năng sau đột quỵ nhưng có chưa có nghiên cứu cụ thể nào về tác dụng này.

Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu tác dụng bảo vệ thần kinh của một số dược liệu trên mô hình thiếu máu não cục bộ in vitro” được tiến hành với hai mục tiêu sau: 1. Triển khai mô hình gây thiếu máu não trên lát cắt thùy hồi hải mã nuôi cấy in vitro. Đánh giá tác dụng bảo vệ thần kinh của cao chiết cồn dành dành, cao chiết cồn tam thất, cao định chuẩn ngưu tất, cao định chuẩn lá hồng trên mô hình thiếu máu não cục bộ in vitro. Tổng quan về đột quỵ não 1.

Định nghĩa Đột quỵ là một bệnh lý mạch máu và được Tổ chức Y tế thế giới (WHO) định nghĩa là một hội chứng lâm sàng bao gồm: “Các dấu hiệu rối loạn chức năng của não (khu trú hoặc toàn thể) phát triển nhanh, kéo dài trên 24 giờ hoặc dẫn đến tử vong, không xác định được nguyên nhân nào khác ngoài căn nguyên mạch máu”. Phân loại Theo cơ chế bệnh sinh đột quỵ có thể chia thành hai thể chính: Thiếu máu cục bộ (Ischemic stroke) Xảy ra khi một động mạch cung cấp máu cho một phần não não bị tắc nghẽn, dẫn đến rối loạn chức năng nhu mô não khu vực đó. 4 nguyên nhân chính bao gồm: huyết khối (tắc nghẽn mạch máu do cục máu đông hình thành cục bộ); thuyên tắc mạch (tắc nghẽn do tắc mạch từ nơi khác trong cơ thể) [16]; giảm tưới máu toàn thân (giảm cung cấp máu nói chung, ví dụ như sốc) [38]; huyết khối xoang tĩnh mạch não [39]. Đột quỵ không xác định được nguồn gốc gọi là Cryptogenic và chiếm 30 - 40 % các trường hợp đột quỵ thiếu máu cục bộ.

Xuất huyết não (Hemorrhagic) Xảy ra khi một động mạch trong não bị rò rỉ hoặc bị vỡ. Tại vị trí rò rỉ, máu tràn ra làm tăng áp lực gây phá hủy các tế bào não. Huyết áp cao và chứng phình mạch – gây giãn và làm vỡ mạch máu là hai nguyên nhân điển hình có thể dẫn đến tình trạng xuất huyết não. Có hai loại xuất huyết não: xuất huyết nội sọ và xuất huyết dưới màng nhện [54].

Cơn thiếu máu não cục bộ thoáng qua (TIA - Transient ischemic attack) Triệu chứng lâm sàng giống đột quỵ tuy nhiên tình trạng chảy máu nhanh chóng được ngăn chặn (thường dưới 5 phút). Cơn TIA được coi là dấu hiệu cảnh báo của đột quỵ. Hơn 30 % những người gặp TIA và không điều trị sẽ gặp phải tình trạng đột quỵ nghiêm trọng trong vòng 1 năm [54]. Yếu tố nguy cơ Yếu tố nguy cơ của đột quỵ thiếu máu cục bộ có thể chia thành 2 loại là: yếu tố nguy cơ không thay đổi được và yếu tố nguy cơ có thể thay đổi hoặc điều trị.

Các yếu tố nguy cơ không thay đổi được bao gồm: tuổi, giới tính, di truyền, chủng tộc, và tiền 3 sử đột quỵ [53]. Với người lớn hơn 55 tuổi cứ 10 năm, nguy cơ mắc đột quỵ tăng gấp 2 lần. Người Mỹ gốc Phi, người châu Á, người Mỹ gốc Latinh và Tây Ban Nha có nguy cơ tử vong vì đột quỵ cao hơn người da trắng ở cùng độ tuổi [25]. Yếu tố nguy cơ có thể thay đổi hoặc điều trị của đột quỵ thiếu máu cục bộ là: tăng huyết áp, hút thuốc lá, đái tháo đường, tăng cholesterol máu, thiếu vận động thể lực và béo phì, cơn thiếu máu não cục bộ thoáng qua, tiêu thụ rượu quá mức, bệnh động mạch cảnh, động mạch ngoại biên và các bệnh tim mạch khác [53].

Đột quỵ thiếu máu não cục bộ 1. Đặc điểm phân bố các động mạch não Não được tưới máu bởi hai hệ thống động mạch: hệ động mạch cảnh trong và hệ động mạch sống - nền. Hệ động mạch cảnh trong cấp máu cho khoảng 2/3 trước của bán cầu đại não và chia thành 4 ngành tận: động mạch não trước, động mạch não giữa, động mạch thông sau và động mạch mạch mạc trước. Mỗi động mạch não chia làm hai loại ngành: ngành nông cung cấp máu cho vỏ não, ngành sâu đi vào trong não.

Hệ động mạch sống - nền phân bố máu cho thân não, tiểu não, mặt dưới thùy thái dương và thùy chẩm. Hai hệ thống này nối thông với nhau tại đa giác Willis [3]. Đặc điểm sinh lý tuần hoàn và chuyển hóa ở não Lưu lượng tuần hoàn não: trung bình ở người lớn là 49,8 ± 5,4 ml/100 g não/phút (chất xám: 79,7 - 10,7 ml/100 g não/phút, chất trắng: 20,5 ± 2,5 ml/100 g não/phút). Thể tích máu não là 4 – 5 ml/100 g.

Thời gian chuyển máu trung bình 3,2 - 3,5 giây. Ở trẻ em lưu lượng tuần hoàn não khu vực lớn hơn ở người lớn, và từ 60 tuổi trở đi lưu lượng tuần hoàn não giảm xuống nhanh chóng [3]. Cơ chế bệnh sinh thiếu máu não cục bộ Não là bộ phận tiêu thụ nhiều năng lượng, chỉ chiếm 2 % khối lượng cơ thể nhưng sử dụng 20 % tổng lượng oxy mà cơ thể tiêu thụ [36]. Cơ chế bệnh sinh của thiếu máu não cục bộ rất phức tạp, bao gồm nhiều quá trình: cạn kiệt năng lượng tế bào do giảm tưới máu khu trú sau đó là nhiễm độc kích thích, stress oxy hóa, suy giảm chức năng hàng rào máu não, tổn thương vi mạch, kích hoạt cầm máu, viêm sau thiếu máu cục bộ và cuối cùng là sự chết các tế bào thần kinh, tế bào thần kinh đệm và tế bào thần kinh nội mô.

Mức độ tổn thương vĩnh viễn sẽ phụ thuộc vào hai yếu tố: mức độ và thời gian thiếu máu não [9]. Vùng lõi thiếu máu và vùng penumbra (vùng tranh tối tranh sáng) Trong thiếu máu não cục bộ, vùng não bị giảm lưu lượng máu nghiêm trọng < 1 ml/g/phút, không thể phục hồi gọi là vùng lõi thiếu máu. Các tế bào ở đây chết nhanh chóng bởi sự phân giải lipid, protein, sự phân tách các vi ống, cạn kiệt năng lượng sinh học và phá vỡ cân bằng nội môi. Ngoài ra, có một vùng mô bị giảm chức năng do hạn chế tưới máu (lưu lượng máu: 2 – 4 ml/g/phút) nhưng cấu trúc vẫn còn nguyên vẹn nằm giữa các tế bào đã chết và tế bào bình thường gọi là vùng penumbra [17].

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, các tế bào ở vùng penumbra sẽ chết theo lập trình sau vài giờ hoặc vài ngày từ khi khởi phát thiếu máu não cục bộ, do đó, hồi phục chức năng của tế bào thần kinh ở vùng penumbra sẽ cải thiện các tổn thương và hậu quả do thiếu máu cục bộ não gây ra [42], [36]. Ảnh hưởng của thiếu máu não cục bộ ở cấp độ tế bào Sự giảm đột ngột oxy và glucose làm ngưng trệ quá trình sản xuất các phân tử phosphat giàu năng lượng như ATP, ảnh hưởng nghiêm trọng tới nhiều quá trình phụ thuộc năng lượng của mô và hoạt hóa một loạt các phản ứng gây ra tổn thương và chết tế bào. Tế bào thần kinh cần nguồn oxy và glucose ổn định để duy trì dòng ion qua màng tế bào, dễ bị tổn thương nhất trong trường hợp thay đổi oxy máu.