MỞ ĐẦU Sự phát triển của kinh tế đã giúp nâng cao điều kiện vật chất của con người nhưng đồng thời cũng kéo theo các hệ lụy. Một trong số đó là sự phổ biến một số loại bệnh như béo phì hay các bệnh liên quan đển viêm nhiễm như gut, khớp, dạ dày,. Sự gia tăng mạnh mẽ về tỷ lệ mắc bệnh béo phì ở cả các nước phát triển và đang phát triển cũng như sự nghiêm trọng của các hệ quả đã khiến cho bệnh béo phì trở thành mối nguy hiểm đối với sức khỏe của cộng đồng. Hiện nay, với sự phát triển của nền y học, các liệu pháp hiện đại như phẫu thuật, thuốc cùng với các liệu pháp truyền thống như thay đổi chế độ ăn và luyện tập thể chất đã được sử dụng để điều trị béo phì.
Tuy nhiên, các biện pháp này hầu như vẫn tồn tại các hạn chế nhất định cũng như các phản ứng phụ hay biến chứng gây nguy hiểm cho sức khỏe bệnh nhân. Do đó, các nhà khoa học vẫn đang tiếp tục nghiên cứu về các phương thức chữa trị hoàn thiện và an toàn hơn. Vi sinh vật với sự đa dạng về loài cũng như các hoạt động chuyển hóa đang là những đối tượng tiềm năng cho các nghiên cứu về hoạt tính sinh học cũng như tiềm năng ứng dụng vào chế tạo thuốc điều trị các loại bệnh. Các nghiên cứu trước đây đã cho thấy một số vi sinh vật có hoạt tính sinh học và dược học cao, đáng chú ý là khả năng giảm mỡ máu cũng như kháng viêm.
Trên cơ sở là sự tích tụ mỡ và các phản ứng viêm quá mức đóng vai trò quan trọng trong sự hình thành bệnh lý cũng như tổn thương do béo phì, việc xác định được các vi sinh vật có hoạt tính kháng viêm và hạn chế sự tích tụ mỡ đóng vai trò then chốt trong việc nghiên cứu và sàng lọc những hợp chất có tiềm năng cải thiện những tổn thương gây ra do béo phì. Tuy nhiên, tới thời điểm hiện tại, cơ sở khoa học liên quan tới các hoạt tính này của vi sinh vật vẫn còn tương đối hạn chế. Do vậy, đề tài « Đánh giá hoạt tính chống béo phì và kháng viêm của một số chủng vi sinh vật phân lập từ thực vật » được thực hiện nhằm xác định các chủng vi sinh vật phân lập từ thực vật có hoạt tính giảm mỡ máu và kháng viêm. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng : Một số chủng vi sinh vật cộng sinh thực vật 2 - Phạm vi nghiên cứu : Hoạt tính chống béo phì và kháng viêm của các chủng vi sinh vật trong mô hình in vitro Nội dung nghiên cứu - Phân lập vi sinh vật từ một số loại thực vật - Lên men, chiết tách và đánh giá hoạt tính chống béo phì và kháng viêm in vitro của các chủng vi sinh vật phân lập được - Phân loại một số chủng vi sinh vật có hoat tính chống béo phì và kháng viêm tốt.
Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài: - Sàng lọc các chủng vi sinh vật có hoạt tính chống béo phì và kháng viêm sẽ là cơ sở cho các nghiên cứu sâu hơn về các chất thứ cấp có hoạt tính cao cũng như cơ chế phân tử của các hoạt tính. - Tiềm năng ứng dụng vào việc điều trị bệnh lý béo phì cũng như khắc phục các tổn thương liên quan. Tính đóng góp của luận văn: - Cung cấp dữ liệu về hoạt tính sinh học cơ bản của một số chủng vi sinh vật phân lập từ thực vật tại Việt Nam. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Thực trạng bệnh béo phì và các rối loạn chuyển hóa Quá trình phát triển của xã hội hiện đại chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế và công nghệ, tuy nhiên kéo theo mặt trái là vấn đề suy giảm chất lượng sống cộng đồng, đặc biệt là lối sống thụ động cùng với chế độ ăn uống kém lành mạnh.
Điều này dẫn đến nhiều hệ lụy nghiêm trọng, đặc biệt là sự gia tăng các vấn đề sức khỏe như một số bệnh lý liên quan đến tim mạch, suy giảm miễn dịch và ung thư. Béo phì được định nghĩa như một loại rối loạn về chức năng sinh lý của cơ thể con người do các nguyên nhân môi trường, di truyền và nội tiết. Béo phì được coi là một phản ứng đối với các kích thích của môi trường, những khuynh hướng và bất thường về di truyền, hoặc đối với sự kết hợp của các yếu tố căn nguyên này. Bệnh béo phì liên quan đến hàng loạt triệu chứng đặc trưng và các rối loạn chuyển hóa khác [1].
Chỉ đến cuối những năm 1970, các ca bệnh béo phì mới trở nên phổ biến hơn. Tuy nhiên bắt đầu từ 1980, tỷ lệ mắc bệnh béo phì đã tăng gấp đôi ở hơn 70 quốc gia và liên tục tăng ở hầu hết các quốc gia khác. Cho đến năm 2015, số lượng người bị béo phì đã lên đến hơn 700 triệu người, trong đó 107,7 triệu (98,7-118,4) trẻ em và 603,7 triệu (588,2- 619,8) người trưởng thành trên toàn thế giới [2]. Béo phì đã trở thành một mối nguy hại đến sức khỏe của cộng đồng.
Thống kê ghi nhận rằng béo phì chiếm khoảng 324 nghìn ca tử vong mỗi năm ở Mỹ và tiêu tốn khoảng 7% ngân sách chăm sóc sức khỏe, gây thiệt hại hơn 100 tỷ đô la hàng năm. Đặc biệt, béo phì được xếp thứ hai trong thống kê về nguyên nhân tử vong có thể ngăn chặn được ở Mỹ, chỉ sau hút thuốc lá [3, 4]. Sự gia tăng nhanh chóng của các ca mắc béo phì trong ba thập kỷ qua đã góp phần làm gia tăng tỷ lệ mắc các bệnh lý, bao gồm bệnh đái tháo đường típ 2, bệnh gan nhiễm mỡ không do rượu (NAFLD), hen suyễn, các loại ung thư khác nhau, bệnh tim mạch và thoái hóa thần kinh, và những bệnh khác. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra sự tích tụ của mỡ và tình trạng viêm cấp tính là một trong những tác nhân chính góp phần vào sự phát triển của những bệnh lý này [5].
Điều này được đặc trưng bởi sự gia tăng hàm lượng axit béo tự do trong máu, các yếu tố gây viêm hòa tan (interleukin IL1β, IL-6, TNFα) cùng với sự kích hoạt và xâm nhập của các tế bào miễn dịch vào các vị trí viêm [6]. Béo phì cũng 4 thường bao gồm một tình trạng rối loạn lipid máu (rối loạn lipid máu do xơ vữa) đặc trưng bởi sự gia tăng của lipoprotein tỷ trọng thấp (LDL), sự giảm hàm lượng các hạt lipoprotein tỷ trọng cao (HDL) và tăng triglyceride [7] 1.2 Nguồn hợp chất có hoạt tính sinh học từ vi sinh vật cộng sinh thực vật Để ứng phó với thực trạng gia tăng của béo phì và các rối loạn chuyển hóa, nhiều nghiên cứu đã được triển khai với mục đích tìm kiếm phương thức điều trị thích hợp và hiệu quả. Một trong những hướng nghiên cứu chính là tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính sinh học. Từ thời cổ đại, con người đã biết sử dụng các bộ phận của nhiều loại thực vật trong các bài thuốc dân gian và ngay cả vào thời điểm hiện tại thực vật vẫn đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Vi sinh vật là một nhóm đối tượng nghiên cứu mới lạ và còn tương đối bí ẩn, cho đến hiện tại ước lượng ít hơn 1% vi khuẩn và ít hơn 5% các chủng nấm được xác định, hứa hẹn sự khám phá của hàng triệu loại vi sinh vật mới [8]. Những năm gần đây, sự phát triển của khoa học kĩ thuật đã giúp con người có thêm nhiều hiểu biết về phân loại, thành phần và hoạt tính của các loại vi sinh vật. Rất nhiều loại vi sịnh vật, bao gồm vi khuẩn, nấm là những nguồn hợp chất hữu cơ có hoạt tính sinh học, do đó chúng đã và đang được khai thác nhằm mục đích phục vụ tổng hợp các sản phẩm dược học, các quá trình lên men trong công nghiệp. Trong đó, các hợp chất thứ cấp của vi sinh vật và thực vật đang là một trong những những trọng tâm nghiên cứu và tìm hiểu.
Sự đa dạng của hệ vi sinh vật hứa hẹn sự phát hiện của nhiều hợp chất mới. Bên cạnh đó, tốc độ phát triển và sinh sản nhanh chóng của vi sinh vật cũng là một ưu thế so với thực vật trong ứng dụng sản xuất các sản phẩm thứ cấp ở mô hình công nghiệp trong tương lai.1 Chất trao đổi thứ cấp từ vi sinh vật Trong những năm vừa qua, chúng ta đã chứng kiến những bước tiến đáng kể trong công cuộc tìm hiểu về sự tổng hợp các chất trao đổi thứ cấp từ vi sinh vật, đặc biệt là vi khuẩn và nấm [9]. Khác với hợp chất sơ cấp là những phân tử cần thiết cho các quá trình phát triển của tế bào và có mặt ở hầu hết các loài sinh vật, hợp chất thứ cấp là những phân tử được tạo ra nhằm thực hiện các chức năng khác ngoài các cơ chế chuyển hóa cơ bản. Các hợp chất trao đổi thứ cấp được vi sinh vật tổng hợp để phục vụ các mục đích sinh tồn, trong các chức 5 năng sinh lý và dinh dưỡng, có tính đặc trưng cho từng loại sinh vật và liên quan mật thiết đến môi trường sống [10].
Các hợp chất trao đổi thứ cấp của vi sinh vật được cấu thành từ các chất sơ cấp và thường được phân loại dựa trên thành phần và cấu trúc hóa học của nó, bao gồm các peptide, polyketide, carbohydrate, lipid, terpenoid, steroid và alkaloid [11]. Thực tiễn và các nghiên cứu đã chứng minh các hợp chất từ vi sinh vật không chỉ có hoạt tính sinh học đa dạng mà còn có cấu trúc hóa học khá phức tạp và đa dạng. Do đó, nguồn hợp chất thứ cấp trên đã thu hút được sự quan tâm to lớn của các nhà hóa học cũng như sinh vật học, đặc biệt trong mục tiêu tìm kiếm và khám phá các loại thuốc mới. Mặt khác, thách thức đáng kể trong việc tinh chế, xác định đặc điểm cấu trúc hóa học và xác định hoạt tính sinh học đã thúc đẩy sự phát triển của các kỹ năng phòng thí nghiệm độc đáo và một nhánh hóa học dành riêng cho nghiên cứu và phát triển sản phẩm tự nhiên.
Trong thực tế, lĩnh vực dược phẩm phụ thuộc vào các phân tử này để sàng lọc các nguồn cung cấp thuốc và phát triển các loại thuốc mới với hoạt lực tốt hơn cho tương lai.