Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính kháng viêm của loài Dây Đau Xương

Nghiên cứu khoa học về Dây đau xương (Tinospora sinensis). Phân tích chi tiết thành phần hóa học và làm rõ hoạt tính kháng viêm của cây thuốc này.

• Tác giả: Trần Thị Quỳnh Vân
• Người hướng dẫn: Lê Thị Huyền
• Trường học: Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Hóa hữu cơ
• Đề tài: Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính kháng viêm của loài Dây Đau Xương Tinospora sinensis (Lour.) Merr ở Việt Nam
• Loại tài liệu: Luận văn Thạc sĩ Khoa học
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Dây Đau Xương Tinospora sinensis Định Nghĩa và Đặc Điểm

Dây đau xương (Tinospora sinensis - Lour.) Merr là một loài cây thuộc họ Tiết dê (Menispermaceae), có nguồn gốc từ Việt Nam và các vùng Đông Nam Á. Cây được biết đến với tên gọi khác như mối tràm hoặc vàng đắng, và đã được sử dụng trong y học cổ truyền suốt nhiều thế kỷ. Loài cây này có đặc điểm nổi bật là thân leo quấn xung quanh các cây khác, với lá xanh tròn và hệ thống rễ mạnh. Thành phần hóa học phong phú của dây đau xương bao gồm các alkaloid, terpenoid, steroid và flavonoid, làm nền tảng cho những hoạt tính sinh học đáng chú ý. Nghiên cứu hiện đại đã xác nhận tính kháng viêm và khả năng chống oxy hóa của loài cây này, mở ra tiềm năng phát triển các sản phẩm dược phẩm và thực phẩm chức năng từ dây đau xương.

1.1. Phân Loại Học và Phân Bố Địa Lý

Dây đau xương thuộc chi Tinospora, họ Menispermaceae. Loài này phân bố rộng rãi ở Việt Nam, Trung Quốc, Ấn Độ và các nước Đông Nam Á. Đặc điểm thực vật của cây include thân leo nhỏ, lá xanh lục hình tròn hoặc tim, hoa nhỏ màu xanh vàng, và quả mọng đỏ. Cây thích hợp với khí hậu ẩm, thường mọc ở các khu rừng rậm. Cấu trúc thực vật độc đáo này giúp cây dễ nhận diện và thu hái.

1.2. Lịch Sử Sử Dụng Trong Y Học Truyền Thống

Trong y học cổ truyền, dây đau xương được sử dụng để điều trị sốt cao, viêm nhiễm, đau nhức xương khớp và các bệnh về tiêu hóa. Lá, thân và rễ của cây đều có giá trị dược liệu. Người dân thường nấu nước sắc hoặc ngâm rượu từ dây đau xương để tăng cường sức khỏe. Kinh nghiệm bao nhiêu thế kỷ của tổ tiên cho thấy hiệu quả rõ rệt của loài cây này.

II. Thành Phần Hóa Học của Dây Đau Xương

Nghiên cứu hóa học chi Tinospora đã xác định nhiều hợp chất hoạt tính quan trọng. Loài Tinospora sinensis chứa ba nhóm hợp chất chính: terpenoid, alkaloid, steroid cùng với các flavonoid C6-C3-C6. Các hợp chất này bao gồm Violanthin, Isoorientin, Isovitexin, Excoecarioside và Corchoionoside. Đặc biệt, nghiên cứu tại Đại học Khoa Học Tự Nhiên Hà Nội đã phát hiện hợp chất mới có tên Tinosinodane, mở rộng danh sách thành phần hóa học của loài cây. Phương pháp sắc ký hiệu năng cao (HPLC) và phổ NMR đã được sử dụng để phân lặp và xác định cấu trúc các hợp chất này. Sự đa dạng hóa học của dây đau xương giải thích được tính đa sinh học của nó.

2.1. Các Hợp Chất Terpenoid

Terpenoid là một lớp hợp chất hữu cơ phong phú trong dây đau xương. Chúng có cấu trúc carbon phức tạp được xây dựng từ đơn vị isoprene. Các terpenoid trong Tinospora sinensis đóng vai trò quan trọng trong hoạt tính sinh học của cây. Cấu trúc đặc biệt của các hợp chất này cho phép chúng tương tác với các mục tiêu sinh học trong cơ thể con người.

2.2. Các Hợp Chất Alkaloid và Steroid

Alkaloid và steroid là những thành phần quan trọng khác trong Tinospora sinensis. Các hợp chất alkaloid có tính chất kiềm mạnh, giúp chống viêm và ức chế các enzyme liên quan đến viêm nhiễm. Steroid tự nhiên từ dây đau xương có khả năng điều hòa hệ miễn dịch và giảm phản ứng viêm. Các hợp chất này hoạt động độc lập hoặc phối hợp để tạo ra hiệu quả sinh học.

III. Hoạt Tính Kháng Viêm của Tinospora sinensis

Hoạt tính kháng viêm là một trong những tính chất quan trọng nhất của dây đau xương. Các nghiên cứu in vitro bằng tế bào macrophage RAW 264.7 đã chứng minh rằng các phân đoạn chiết từ Tinospora sinensis có khả năng ức chế sản sinh NO (nitric oxide) - một chất trung gian viêm mạnh. IC50 của các hợp chất được xác định thông qua phương pháp MTT, cho thấy hiệu quả ức chế ở nồng độ từ thấp đến vừa phải. Các hợp chất flavonoid như Isoorientin và Isovitexin thể hiện hoạt tính kháng viêm mạnh mẽ. Cơ chế hoạt động liên quan đến ức chế pathway NF-κB và giảm sản sinh các cytokin viêm như TNF-α và IL-6. Khả năng này làm cho dây đau xương trở thành ứng viên tiềm năng cho phát triển dược phẩm điều trị các bệnh viêm mãn tính.

3.1. Cơ Chế Ức Chế Sản Sinh Nitric Oxide

Nitric oxide (NO) là một chất phóng thích quan trọng từ tế bào macrophage khi bị kích thích bởi lipopolysaccharide (LPS). Sản sinh NO quá mức dẫn đến viêm nhiễm mô. Các hợp chất trong dây đau xương ức chế enzyme iNOS (inducible nitric oxide synthase), từ đó giảm sản sinh NO. Kết quả thử nghiệm cho thấy các phân đoạn ethanol và chiết dichloromethane có khả năng ức chế cao nhất.

3.2. Tác Động Lên Các Cytokine Viêm

Tinospora sinensis ảnh hưởng đến sản sinh các cytokine viêm như TNF-α, IL-6, IL-1β. Các hợp chất hoạt tính giảm biểu hiện mRNA của các cytokine này thông qua ức chế pathway signaling. Đặc biệt, các flavonoid trong cây tương tác với receptor trên tế bào miễn dịch, làm suy giảm cascade viêm. Hiệu quả này tương tự các loại thuốc kháng viêm hiện đại.

IV. Tiềm Năng Phát Triển và Ứng Dụng Thực Tiễn

Dây đau xương với thành phần hóa học phong phú và hoạt tính sinh học mạnh mẽ có tiềm năng ứng dụng rộng lớn trong ngành dược phẩm, thực phẩm chức năng và mỹ phẩm. Các hợp chất hoạt tính đã được phân lặp và xác định cấu trúc có thể phát triển thành thuốc điều trị viêm khớp, viêm ruột và các bệnh tự miễn. Chiết xuất từ dây đau xương có thể sử dụng trong công thức thực phẩm chức năng để tăng cường sức khỏe. Tuy nhiên, các nghiên cứu in vivo trên động vật và lâm sàng trên người cần tiếp tục để xác minh hiệu quả và độ an toàn. Sản xuất công nghiệp của dây đau xương cũng là một cơ hội kinh tế lớn cho nông dân Việt Nam.

4.1. Phát Triển Sản Phẩm Dược Phẩm

Các hợp chất tinh khiết từ Tinospora sinensis có thể phát triển thành thuốc chính thức. Hợp chất Tinosinodane mới phát hiện và các flavonoid cần khảo sát thêm về hoạt tính in vivo. Các nghiên cứu lâm sàng sẽ xác định liều dùng, tác dụng phụ và tương tác thuốc. Tiềm năng này sẽ tạo ra thuốc mới cho thị trường y tế với hiệu quả và an toàn cao.

4.2. Ứng Dụng Trong Thực Phẩm Chức Năng

Chiết xuất từ dây đau xương có thể bổ sung vào các sản phẩm thực phẩm như nước uống, viên nang, bột cacao để tạo sản phẩm chức năng. Những sản phẩm này sẽ hỗ trợ sức khỏe và phòng ngừa bệnh viêm. Thị trường thực phẩm chức năng đang tăng trưởng nhanh, và dây đau xương là nguyên liệu lý tưởng để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng hiện đại.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Thế giới thực vật là nguồn tài nguyên phong phú và vô cùng quý giá về những hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học. Theo thống kê, ở các nước có nền công nghiệp phát triển, một phần tư số thuốc kê trong các đơn đều có chứa hoạt chất có nguồn gốc từ thảo mộc. Nhiều hợp chất thứ cấp có hoạt tính sinh học tốt đã được phân lập và đưa vào sử dụng với mục đích chữa bệnh. Xu hướng đi sâu nghiên cứu và tìm kiếm các hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học cao từ các loài thực vật làm dược phẩm chữa bệnh đang ngày càng thu hút được sự quan tâm của các nhà khoa học bởi ưu điểm của chúng là độc tính thấp, dễ hấp thu và chuyển hóa trong cơ thể hơn so với các dược phẩm tổng hợp.

Việt Nam là một nước nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nên có hệ thực vật đa dạng và phong phú. Theo ước tính, nước ta có khoảng gần 13.000 loài thực vật bậc cao trong đó có khoảng hơn 4.000 loài được sử dụng làm thuốc. Việc sử dụng nguồn tài nguyên đó để phòng, chữa bệnh và nâng cao sức khoẻ cho con người đã có một quá trình lịch sử hàng nghìn năm và ngày càng trở nên quan trọng. Ngoài sự đa dạng về thành phần chủng loại, nguồn dược liệu Việt Nam còn có giá trị to lớn ở chỗ chúng được sử dụng rộng rãi trong cộng đồng để chữa nhiều loại bệnh khác nhau.

Các cây thuốc được sử dụng dưới hình thức độc vị hay phối hợp với nhau tạo nên các bài thuốc quý giá. Ngoài ra, hàng trăm cây thuốc đã được khoa học y - dược hiện đại chứng minh về giá trị chữa bệnh của chúng. Ở Việt Nam, theo kinh nghiệm dân gian, Dây đau xương Tinospora sinensis (Lour.)Merr là vị thuốc thường được dùng dưới hình thức thuốc uống hay thuốc xoa bóp để chữa các bệnh về xương khớp như đau vai gáy, tê bại hay xương khớp đau nhức…Ngoài ra lá cây thường được giã nhỏ vắt lấy nước cốt uống, lấy bã đắp trị rắn cắn, hoặc trộn với rượu để đắp lên chỗ sưng đau. Ngoài ra, dây đau xương có giá trị cao trong điều trị chứng béo phì, chứng khó tiêu, viêm phế quản, bệnh về da và viêm gan.

Các dịch chiết nước và ethanol có nhiều tiềm năng trong việc chữa trị các bệnh như chống viêm, chống tiểu đường và đáp ứng miễn dịch. Tuy nhiên, hiện có ít công trình khoa học trong nước công bố cả về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của cây thuốc quý này. Nhằm mục đích nghiên cứu làm rõ thành phần hóa học và hoạt tính sinh học loài dây đau xương, chúng tôi lựa chọn đề tài: "Nghiên cứu thành phần hóa học 1 và hoạt tính kháng viêm của loài dây đau xương (Tinospora sinensis (Lour.)Merr) ở Việt Nam" Mục tiêu của luận văn: Nghiên cứu để làm rõ thành phần hoá học chủ yếu của loài dây đau xương. Đánh giá hoạt tính kháng viêm của các hợp chất phân lập được để tìm kiếm một số chất có hoạt tính, làm cơ sở khoa học cho những nghiên cứu tiếp theo.

Nội dung luận văn bao gồm: 1. Phân lập các hợp chất từ lá loài dây đau xương (T. sinensis) bằng các phương pháp sắc ký; 2. Xác định cấu trúc hoá học các hợp chất phân lập được bằng các phương pháp vật lý và hóa học; 3.

Đánh giá hoạt tính kháng viêm của các hợp chất phân lập được. Giới thiệu về chi Tinospora 1. Giới thiệu về họ Tiết dê (Menispermaceae) Họ Tiết dê (Menispermaceae) hay còn gọi là họ Biển bức cát nằm trong bộ Ranuculales chủ yếu là loài thực vật dây leo thân gỗ hoặc đôi khi thân thảo, đôi khi có củ. Lá hình xoắn ốc, đơn giản (hiếm khi có lá kép ba).

Cụm hoa ở nách lá hoặc trên cành đã rụng lá, hoa nhỏ, thường có màu xanh lục hoặc vàng hoặc trắng. Theo Đỗ Tất Lợi, các loài thực vật trong họ này được sử dụng rộng rãi trong việc làm thuốc. Loài Cissampelos pareira L.1) thường dùng lá tươi giã nát hay vò nát chữa những trường hợp bị sốt, lỵ. Tại Ấn Độ, rễ cây loài này được coi là một vị thuốc có tác dụng hỗ trợ tiêu hóa, chữa sỏi mật.

Loài Coscinium usitatum Pierre (cây Vàng đắng) (Hình 1.2) là nguyên liệu để chiết berberine có thể dùng chữa sốt, sốt rét, lỵ và đau mắt [1].1: Cây mối tràm Hình 1.2: Cây vàng đắng Đây là một họ trung bình về số lượng loài và chi với khoảng 68 chi và 440 loài [4], phân bố chủ yếu ở các vùng nhiệt đới Châu Á và Châu Phi, nhưng có vài chi còn sinh sống tại khu vực có khí hậu ôn đới tại miền đông Bắc Mỹ. Chi Tinospora Tinospora là một chi trong họ Menispermaceae gồm 34 loài, phân bố ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới Châu Á, Châu Phi và Châu Úc. Thân thảo dạng sợi xoắn hoặc dây leo thân gỗ, đôi khi là cây bụi. Các lá có cuống lá phình to và có gân ở gốc.

Hoa đực có đài gồm 6 lá đài rời xếp thành 2 vòng, cánh hoa có 6 cánh, đôi khi 3 có 3 cánh, thường rộng hình trứng với các cạnh bên được cuộn vào trong. Hoa cái có lá đài và cánh hoa thường giống hoa đực.3: Hình ảnh loài Tinospora cordifolia Trong Y học cổ truyền, nhiều loài trong chi này đã được sử dụng trong các bài thuốc trị các bệnh như sốt, sốt rét, chữa triệu chứng của bệnh tê thấp, đau xương, đau người, các bệnh ký sinh trùng, bệnh tiểu đường …[75]. cordifolia được gọi là Guduchi (cây bảo vệ khỏi bệnh tật, tiếng Phạn) đã được mô tả trong các sách cổ của Ayurveda có vị đắng, hăng. Vị đắng được cho là cải thiện hoạt động trao đổi chất, ngay cả ở cấp độ tế bào.

Người ta sắc thuốc từ T. cordifolia để điều trị các bệnh đường tiêu hóa bao gồm khó tiêu, đầy hơi, viêm dạ dày, vàng da, tiêu chảy, lách to và trĩ [6]. Các nghiên cứu về chi Tinospora 1. Các nghiên cứu về thành phần hóa học Các nghiên cứu về hóa thực vật của các loài thuộc chi Tinospora đã được nghiên cứu từ lâu.

Cho đến nay, đã có rất nhiều các hợp chất được phân lập từ các loài trong chi này, trong đó chủ yếu là các hợp chất terpenoid, alkaloid, steroid, flavonoid, lignan và các polysaccharide. Các hợp chất terpenoid 4 Terpenoid là một trong những lớp chất chính của chi Tinospora. Cho đến nay, có khoảng 53 hợp chất terpenoid (1-53) được công bố từ chi Tinospora (xem Bảng 1. Các hợp chất Terpenoid từ chi Tinospora STT Tên chất Loài TLTK 1 Tinocapillins A T.

sinensis [24] 51 4,12-di-epi-baenzigeride A glucoside T. Cấu trúc các hợp chất terpenoid phân lập được từ chi Tinospora 7 Hình 1. Cấu trúc các Terpenoid phân lập được từ chi Tinospora (tiếp) 8 1. Các hợp chất Alkaloid Alkaloid là một nhóm các hợp chất hữu cơ có chứa ít nhất một nitrogen và thường là các dị vòng có nguồn gốc từ thiên nhiên.

Alkaloid được tạo ra bởi nhiều loại sinh vật bao gồm vi khuẩn, nấm, thực vật và động vật. Chúng có thể phân lập được từ dịch chiết thô của các sinh vật này bằng cách chiết acid-base hoặc sử dụng sắc ký cột. Alkaloid có các tính chất dược lý và sinh lý cao. Các Alkaloid phân lập được từ chi Tinospora.

STT Tên chất Loài TLTK N-Formylasimilobine 2-O-β-D-glucopyranosyl- 54 T. crispa [26] (1→2)-β-D-glucopyranoside 4,13-Dihydroxy-2,8,9- 55 T. crispa [27] trimethoxydibenzo[a,g]quinolizinium 56 dihydrodiscretamine T. capillipes [38] 72 N-Formyl nornuciferine T.

crispa [39] 73 N-Acetyl nornuciferine T. cordifolia [83] 76 N-methyl-2-pyrrolidone T. Cấu trúc các hợp chất Alkaloid từ chi Tinospora 11 1. Các hợp chất Steroid Steroid là các hợp chất có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng hợp, có cấu trúc từ 17 nguyên tử carbon sắp xếp thành 4 vòng.

Một số steroid có nguồn gốc thiên nhiên như: hợp chất digitalis, các tiền chất của một số loại vitamine nhất định. Steroid rất đa dạng và phong phú, bao gồm các một số loại vitamine D, digitalis, sterol (ví dụ: cholesterol) và các acid mật. Các hợp chất Steroid phân lập được từ chi Tinospora STT Tên chất Loài TLTK 92 𝛽-Sitosterol T. oblongifolia [48] 93 𝛽-Sitosterol glycoside T.

sagittata [49] 95 2-Deoxy-20β-hydroxyecdysone T. sagittata [51] diene-7,11-dione 98 14α-Methyl-5α-ergost-8,24(28)-dien-3β,25-diol T. sagittata [52] 100 2-Deoxy-3-epicrustecdysone T. capillipes [39] 2-Deoxy-3-epicrustecdysone-3-O-β-D- 101 T.

capillipes [39] glucopyranoside 102 20𝛼-Hydroxy ecdysone T. hainanesis [53] 105 24-epi-Makisterone A T. hainanensis [54] 20𝛽-Hydroxy-ecdysone-2-O-𝛽-D- 106 T. sagittata [43, 107 2-Deoxy-3-epi-20𝛽-hydroxyecdysone T.

capillipes 44] 2-Deoxy-20𝛽-hydroxyecdysone-3-O- T. Cấu trúc các hợp chất Steroid từ chi Tinospora 13 1. Các hợp chất C6-C3-C6 Trong chi Tinospora còn phân lập được nhiều hợp chất thuộc các nhóm như Lignan, Phenolic hay Flavonoid. Các hợp chất này được liệt kê trong Bảng 1.

Các hợp chất C6-C3-C6 phân lập được từ chi Tinospora. STT Tên chất Loài TLTK 109 Tinosinenoside I T. cordifolia [39] hydroxy-3-methoxybenzyl) tetrahydrofuran 126 (−)-Pinoresinol-4-O-𝛽-D-glucopyranoside T. sinensis [47] 128 Docosyl-3,4-dihydroxy-trans-cinnamate T.

oblongifolia [76] 129 2-(4'-Hydroxyphenyl)-ethyl lignocerate T. Các hợp chất C6-C3-C6 phân lập được từ chi Tinospora 1. Các nghiên cứu về hoạt tính sinh học của chi Tinospora 1. Hoạt tính chống viêm Viêm (trong ngôn ngữ Latin: inflammatio) là một phần trong hệ thống phản ứng sinh học của các mô với những kích thích có hại, như là các mầm bệnh, tế bào bị tổn thương, hoặc chất gây kích ứng, và là một phản ứng bảo vệ liên quan đến các tế bào miễn dịch, mạch máu, và các hóa chất trung gian.

Chức năng của viêm là loại bỏ nguyên nhân ban đầu làm tế bào tổn thương, dọn sạch các tế bào chết và mô bị tổn thương từ chấn thương ban đầu và trong quá trình viêm, và bắt đầu phục hồi mô. Kháng viêm là đặc tính của một chất hoặc một phương pháp điều trị làm giảm viêm hoặc sưng tấy. Năm dấu hiệu lâm sàng của viêm gồm sốt, đau, đỏ, sưng, và rối loạn chức năng. Năm 2004, Rachel Li và các cộng sự nghiên cứu hoạt tính kháng viêm của dịch chiết ethanol của loài Tinospora smilacina.

Các thử nghiệm hoạt tính kháng viêm in vitro trên các yếu tố viêm như cyclooxygenase-1 (COX-1), 16 cyclooxygenase-2 (COX-2), 5-lipoxygenase (5-LO) và phospholipase A2 (PA2). Kết quả cho thấy, dịch chiết ethanol thể hiện khả năng ức chế tốt các enzyme COX- 1, COX-2, 5-LO và PA2 với các giá trị IC50 tương ứng là 63,5, 81,2, 92,1 và 30,5 µg/mL. Ngoài ra, nhóm nghiên cứu cũng đánh giá hoạt tính kháng viêm của các hợp chất phân lập được từ loài này. Kết quả cho thấy các acid béo tự do và các ester của chúng đều thể hiện hoạt tính kháng viêm tốt [61].

Liu và cộng sự đã nghiên cứu về thành phần hóa học của dịch chiết n-butanol của loài T. Kết quả đã phân lập được các hợp chất: palmatine, columbamine, và columbinyl glucoside. Cả ba hợp chất đều có khả năng ức chế đối với chứng phù tai do xylene gây ra ở chuột.