Khóa luận Dược sĩ: Hoạt tính sinh học của lá Đinh Lăng Răng (Thái Bình)

Nghiên cứu hoạt tính chống oxy hóa, gây độc tế bào và kháng khuẩn của lá cây Đinh Lăng Răng (Polyscias guilfoylei) trong khóa luận tốt nghiệp Dược sĩ.

• Tác giả: Trần Thị Thuỳ Chi
• Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Mạnh Tuyển
• Trường học: Trường Đại học Dược Hà Nội
• Chuyên ngành: Dược học
• Đề tài: Đánh giá một số hoạt tính sinh học in vitro của lá cây Đinh Lăng Răng (Polyscias guilfoylei (W. quinquefolia)) thu hái tại Thái Bình
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về cây Đinh Lăng Răng Polyscias guilfoylei

Cây Đinh Lăng Răng (Polyscias guilfoylei (W. Quinquefolia)) là một loài thực vật thuộc chi Đinh lăng (Polyscias) trong họ Araliaceae, được phân bố rộng rãi tại các vùng nhiệt đới. Loài cây này có đặc điểm thực vật nổi bật với lá có hình dạng đặc trưng, mỏng và có các rãnh sâu, tạo nên vẻ ngoài độc đáo. Cây Đinh Lăng Răng được sử dụng phổ biến trong y học cổ truyền và dân gian tại nhiều quốc gia châu Á, đặc biệt là tại Việt Nam. Nguồn gốc thực vật phong phú cung cấp nhiều hợp chất sinh học có giá trị, bao gồm các flavonoid, terpenoid và các hợp chất polyphenol khác. Các nghiên cứu gần đây đã xác nhận rằng lá cây Đinh Lăng Răng chứa nhiều thành phần hóa học có lợi cho sức khỏe con người.

1.1. Đặc điểm thực vật và phân loại

Polyscias guilfoylei là một loài cây bụi thuộc họ Araliaceae, được phân loại khoa học với các đặc tính sinh học riêng biệt. Lá cây có hình dạng phức tạp, mỏng, với các mép lá có rãnh sâu tạo nên tên gọi "Đinh Lăng Răng". Cây thường cao từ 2-4 mét, phát triển tốt trong điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm. Đặc điểm sinh lý thực vật này ảnh hưởng đến hàm lượng các chất hoạt tính trong lá, làm cho nó trở thành đối tượng quan trọng của nghiên cứu in vitro.

1.2. Thành phần hóa học chính

Lá cây Đinh Lăng Răng chứa nhiều hợp chất flavonoid như quercetin và các glucosid của chúng, cùng với các terpenoid và acid phenolic. Các nghiên cứu phân tích hóa học xác định sự hiện diện của acid 3-O-β-D-glucopyranosyl-(1→3)-β-D-glucuronopyranosyloleanolic và các chất chống oxy hoá khác. Thành phần polyphenol đa dạng này là cơ sở cho các hoạt tính sinh học được đánh giá trong các thí nghiệm in vitro hiện đại.

II. Hoạt tính chống oxy hoá của lá Đinh Lăng Răng

Hoạt tính chống oxy hoá là một trong những hoạt tính sinh học quan trọng nhất được đánh giá từ lá cây Đinh Lăng Răng. Khả năng dọn gốc tự do (free radical scavenging) của các chiết xuất từ lá cây được xác định thông qua phương pháp DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl). Các hợp chất chống oxy hoá trong lá có khả năng cung cấp electron và nguyên tử hydro, giúp trung hòa các gốc tự do trong cơ thể. Kết quả nghiên cứu in vitro cho thấy các chiết xuất etanol và chiết xuất ethyl acetate từ lá Đinh Lăng Răng thể hiện khả năng chống oxy hoá đáng kể, tương đương hoặc cao hơn so với một số chất chống oxy hoá chuẩn.

2.1. Phương pháp đánh giá DPPH

Phương pháp DPPH là kỹ thuật in vitro phổ biến để đánh giá khả năng chống oxy hoá. Gốc tự do DPPH có màu tím đặc trưng, khi tiếp xúc với các chất chống oxy hoá sẽ giảm thành dạng DPPH-H không màu. Khả năng dọn gốc được tính toán dựa trên sự suy giảm hấp thụ ánh sáng ở bước sóng 517 nm. Các chiết xuất từ lá được kiểm tra ở nồng độ khác nhau để xác định hoạt tính chống oxy hoá và tính IC50.

2.2. Kết quả hoạt tính chống oxy hoá

Các kết quả thực nghiệm in vitro cho thấy chiết xuất toàn phần từ lá Đinh Lăng Răng có khả năng dọn gốc DPPH mạnh mẽ. Chiết xuất ethyl acetate thể hiện hoạt tính chống oxy hoá cao nhất trong nhóm các chiết xuất được kiểm tra. Giá trị IC50 (nồng độ ức chế 50%) cho các chiết xuất nằm trong khoảng giá trị cho thấy tiềm năng sử dụng làm chất chống oxy hoá trong các ứng dụng y tế và thực phẩm chức năng.

III. Hoạt tính gây độc tế bào và kháng khuẩn

Ngoài hoạt tính chống oxy hoá, lá cây Đinh Lăng Răng cũng thể hiện hoạt tính gây độc tế bào đáng kể khi được đánh giá in vitro trên các dòng tế bào ung thư khác nhau. Phương pháp SRB (Sulfo Rhodamine B) được sử dụng để đánh giá khả năng ức chế sinh trưởng tế bào. Bên cạnh đó, các chiết xuất từ lá Đinh Lăng Răng cũng thể hiện hoạt tính kháng khuẩn và hoạt tính kháng nấm đáng chú ý. Các vi khuẩn gram dương và gram âm đều bị ức chế bởi các hợp chất có trong chiết xuất, chứng tỏ tiềm năng ứng dụng của cây này trong điều trị nhiễm khuẩn.

3.1. Hoạt tính gây độc tế bào

Hoạt tính gây độc tế bào của các chiết xuất được đánh giá thông qua phương pháp SRB trên các dòng tế bào như HeLa, A549 và MCF-7. Giá trị CS (Concentration at 50% growth inhibition) được tính toán để xác định nồng độ hiệu quả. Kết quả cho thấy chiết xuất ethanol có hoạt tính gây độc tế bào tốt, đặc biệt là đối với tế bào ung thư. Các hợp chất polyphenol trong lá có thể là nhân tố chính gây ra hoạt tính này.

3.2. Hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm

Phương pháp khuếch tán trên đĩa agar được sử dụng để đánh giá hoạt tính kháng khuẩn. Các chiết xuất từ lá Đinh Lăng Răng thể hiện khả năng ức chế các chủng vi khuẩn kiểm định như Staphylococcus aureus, Escherichia coli. Giá trị MIC (Minimum Inhibitory Concentration) được xác định để đánh giá cường độ hoạt tính. Tương tự, hoạt tính kháng nấm cũng được ghi nhận, mở ra khả năng ứng dụng trong bảo quản thực phẩm và lĩnh vực dược phẩm.

IV. Ý nghĩa và triển vọng ứng dụng

Các kết quả đánh giá hoạt tính sinh học in vitro của lá cây Đinh Lăng Răng cho thấy tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong ngành dược phẩm và công nghệ thực phẩm. Hoạt tính chống oxy hoá mạnh mẽ giúp cây này trở thành nguồn nguyên liệu hữu ích cho sản xuất thực phẩm chức năng và mỹ phẩm. Hoạt tính kháng khuẩn và hoạt tính gây độc tế bào mở ra khả năng phát triển dược phẩm mới để điều trị nhiễm khuẩn và bệnh ung thư. Tuy nhiên, cần tiến hành thêm các nghiên cứu in vivo để xác nhận hiệu quả lâm sàng và độ an toàn của các hợp chất hoạt tính từ lá Đinh Lăng Răng.

4.1. Ứng dụng trong dược phẩm

Các hợp chất chống oxy hoá và kháng khuẩn từ lá Đinh Lăng Răng có thể được sử dụng để phát triển dược phẩm điều trị nhiễm khuẩn và các bệnh liên quan đến stress oxy hoá. Các chiết xuất chuẩn hoá có thể được phát triển thành sản phẩm dược phẩm sau khi hoàn thành các thử nghiệm lâm sàng. Hoạt tính gây độc tế bào của cây cũng gợi ý tiềm năng trong nghiên cứu ung thư và phát triển thuốc chống ung thư mới từ các hợp chất tự nhiên.

4.2. Triển vọng phát triển thêm

Để tối đa hóa giá trị của cây Đinh Lăng Răng, cần tiến hành cô lập và xác định cấu trúc các hợp chất hoạt tính chính. Các nghiên cứu in vivo trên mô hình động vật sẽ giúp xác nhận hiệu quả sinh học được quan sát in vitro. Khảo sát độc tính và an toàn lâm sàng cũng là bước quan trọng trước khi ứng dụng thực tế. Việc nuôi trồng bền vững cây Đinh Lăng Răng cũng cần được khuyến khích để bảo tồn tài nguyên sinh vật và đảm bảo nguồn cung nguyên liệu ổn định cho công nghiệp dược phẩm.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Thực vật là nguồn nguyên liệu phong phú chứa các hợp chất hữu cơ thiên nhiên với sự đa dạng về cấu trúc hoá học và hoạt tính sinh học, trong đó nhiều hoạt tính được đầu tư nghiên cứu do có tính ứng dụng cao: hoạt tính chống oxy hoá, hoạt tính gây độc tế bào và hoạt tính kháng vi khuẩn và kháng nấm. Tuy nhiên, để đánh giá được các hoạt tính trên một cách đầy đủ và có thể ứng dụng vào thực tiễn, cần một quá trình lâu dài và thông qua nhiều thử nghiệm trên in-vitro, in-vivo cũng như hướng đến các đích phân tử cụ thể. Trong đó, thử nghiệm in-vitro góp phần sàng lọc bước đầu các hoạt tính trên. Cây Đinh lăng răng (Polyscias guilfoylei ( W.

quinquefolia) là một cây bụi, thuộc chi Đinh lăng. Trên thế giới đã có các nghiên cứu sinh học chứng minh rằng dịch chiết Polyscias và các hợp chất của chúng có khả năng kháng khuẩn, kháng nấm, độc tế bào, chống oxy hoá [22]. Tại Thái Bình, cây Đinh lăng răng được người dân sử dụng bộ phận trên mặt đất để làm thuốc, song chưa có thử nghiệm nào được thực hiện để đánh giá các hoạt tính sinh học. Nhận thấy Đinh lăng răng (Polyscias guilfoylei (W.

quinquefolia) có rất nhiều tiềm năng trong nghiên cứu đánh giá hoạt tính chống oxy hoá, hoạt tính gây độc tế bào, và hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm, do đó, để bổ sung cơ sở dữ liệu về hoạt tính sinh học cũng như nâng cao công dụng và giá trị ứng dụng trong thực tiễn của cây Đinh lăng răng tại Thái Bình, khoá luận: “Đánh giá một số hoạt tính sinh học in-vitro của lá cây Đinh lăng răng (Polyscias guilfoylei ( W. quinquefolia ) thu hái tại Thái Bình” được thực hiện với mục tiêu sau: 1. Đánh giá hoạt tính chống oxy hoá in-vitro của cao toàn phần, các phân đoạn và các hợp chất phân lập được từ lá cây Đinh lăng răng. Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào in-vitro của cao toàn phần, các phân đoạn và các hợp chất phân lập được từ lá cây Đinh lăng răng.

Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm in-vitro của cao toàn phần, các phân đoạn và các hợp chất phân lập được từ lá cây Đinh lăng răng. Tổng quan về chi Đinh lăng (Polyscias) 1. Vị trí phân loại Theo nghiên cứu về phân loại thực vật, chi Polyscias có vị trí phân loại như sau: [74] Ngành Ngọc lan (Magnoliophyta) Lớp Ngọc lan (Magnoliopsida) Phân lớp Hoa hồng (Rosidae) Bộ Sơn thù du (Cornales) Họ Nhân sâm (Araliaceae) Chi Đinh lăng (Polyscias) 1. Phân bố của chi Đinh lăng (Polyscias) Chi Đinh lăng có khoảng 114-150 loài, chủ yếu phân bố ở khu vực Madagascar, đặc biệt ở một số đảo ở Thái Bình Dương[1], [34], [74].

Ở Việt Nam, các loài thuộc chi Đinh lăng được trồng ở nhiều nơi để làm cảnh và làm hàng rào, chỉ có vài loài được sử dụng làm thuốc [14], cụ thể gồm các loài Đinh lăng sau [9]:  Đinh lăng lá nhỏ thường gọi là cây Lá gỏi hay Đinh lăng lá xẻ, tên khoa học: Polyscias fruticosa L. Tieghemopanax fruticosus Vig.  Đinh lăng lá tròn: Polyscias balfouriana Baill.  Đinh lăng trổ còn gọi là Đinh lăng viền bạc: Polyscias guilfoylei (Cogn Marche) Baill.

 Đinh lăng lá to còn gọi là Đinh lăng ráng, tên khoa học là Polyscias filicifolia (Merr) Baill.  Đinh lăng đĩa: Lá to tròn, tên khoa học là Polyscias scutellarius (Burm.  Đinh lăng răng: Polyscias guilfoylei. Đặc điểm thực vật của chi Đinh lăng (Polyscias) Chi Đinh lăng (Polyscias) gồm các cây gỗ nhỏ hay nhỡ có dáng mảnh và có tán lá đẹp, thường xanh, không gai.

Lá kép lông chân vịt hay lá đơn có thùy chân vịt hoặc lá kép lông chim với các lá chét có hình dạng thay đổi; lá kèm không có hay hợp lại ở gốc thành một phần phụ nhỏ. Cụm hoa tán tạo thành chùm hay chùy; cuống hoa có khớp 2 rụng hay hơi có khớp; đài nguyên hay có 5 răng; cánh hoa 5, tiền khai van. Bộ nhị 5, bao phấn hình trứng hay thuôn. Bầu dưới 2 ô, ít khi 3-4 ô; vòi nhụy 2-4 rời hay hợp ở gốc.

Quả dẹt, ít khi gần hình cầu. Thành phần hoá học của chi Đinh lăng (Polyscias) Chi Đinh lăng là chi lớn thứ hai trong họ Nhân sâm [62], nhưng cho đến nay trên thế giới chỉ có một số loài của chi Polyscias đã được nghiên cứu. Có 97 hợp chất hóa học khác nhau đã được phân lập và xác định từ 12 loài Polyscias (P. Các nhóm hợp chất được xác định bao gồm saponin, sterol, dẫn xuất axit propanoic, lignan, dẫn xuất xyano, các hợp chất phenolic, cerebrosid, polyacetylen và tinh dầu.

Saponin được coi là thành phần chính được phân lập từ các loài Polyscias [22]. Tác dụng sinh học của chi Đinh lăng (Polyscias) Nghiên cứu sinh học đã chứng minh rằng các dịch chiết Polyscias và các hợp chất của chúng có khả năng kháng khuẩn, kháng nấm, độc tế bào, các hoạt động kích thích miễn dịch, chữa lành vết thương và chống hen suyễn [22]. Đinh lăng được gọi là “nhân sâm của người nghèo” vì có những tác dụng tương tự nhân sâm, như tăng cường sức dẻo dai, nâng cao sức đề kháng của cơ thể, giảm mệt mỏi, bổ dưỡng, giúp ăn ngon, ngủ yên, tăng khả năng lao động và làm việc bằng trí óc, tăng cân và chống độc… [3], [11]. Cụ thể, các nghiên cứu về hoạt tính sinh học được phân loại và trình bày nội dung chi tiết như sau: 1.

Hoạt tính chống oxy hoá Nghiên cứu về hoạt tính chống oxy hoá được thực hiện trên loài P. fruticosa theo phương pháp DPPH và ABTS cho kết quả giá trị IC50 (là nồng độ của mẫu mà tại đó ức chế 50 % gốc tự do) của cao cồn rễ đinh lăng khí canh theo 2 phương pháp trên lần lượt là 73,54 và 35,33 g/ml, cho thấy tiềm năng về khả năng chống oxy hóa mạnh. Theo các kết quả nghiên cứu đến nay, P. fruticosa có hoạt tính chống oxy hóa đáng kể và có tiềm năng sử dụng để điều trị các bệnh khác nhau [13].

Một nghiên cứu khác về hoạt tính chống oxy hoá theo thử nghiệm DPPH được thực hiện trên đối tượng là các cây Đinh lăng được trồng ở Cần Thơ (chưa được xác định tên loài) với vitamin C và trolox làm chứng dương. Kết quả cho thấy, cao chiết 3 ethanol toàn phần của Đinh lăng có hoạt tính chống oxy hoá với IC50= 2110,08 μg/ml [12]. Hoạt tính gây độc tế bào Hoạt tính gây độc tế bào của saponin triterpenoid đã được ghi nhận ở nhiều nghiên cứu [63]. Polyscias (Araliaceae) rất giàu saponin triterpenoid, đây có thể là yếu tố chính sinh ra hoạt tính gây độc tế bào ở chi này.

Các cơ chế gây độc tế bào chủ yếu của saponin triterpenoid có thể là do kích thích quá trình chết tế bào theo chương trình trong khối u tế bào. Tuy nhiên, các cơ chế khác cũng được báo cáo bao gồm bắt giữ chu kỳ tế bào và ức chế di căn [63]. Hai axit oleanolic saponin Polyfodiolid A và Polyfodiolid B được phân lập từ cao chiết ethanol của P. amplifolia cho thấy độc tính tế bào yếu đối với dòng tế bào ung thư buồng trứng ở người, với giá trị IC50 (là nồng độ của mẫu thử mà tại đó ức chế được 50% số lượng tế bào nghiên cứu) trong khoảng 6,7−10,8 μg/mL [30].

fulva và thành phần chính α-hedrin của nó đều cho thấy hoạt tính gây độc tế bào đối với các dòng tế bào ung thư khác nhau bao gồm các kiểu hình kháng thuốc. fulva ức chế tăng sinh tế bào CCRF-CEM 68,72% với giá trị IC50 < 30 μg/mL trong khi α-hedrin cho thấy IC50 là 10 μg/mL [44]. Hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm P. fulva theo tri thức dân gian thường được sử dụng để điều trị bệnh hoa liễu [66] liên quan đến nhiễm trùng do vi khuẩn.

và cộng sự đã nghiên cứu tác dụng kháng khuẩn của các hợp chất trong cây Đinh lăng lá xẻ từ năm 1992. Kết quả cho thấy, các hợp chất polyacetylen như (8E)-heptadeca-1,8-dien-4,6-diyn-3,10-diol phân lập được từ cây Panax vietnamensis và Polyscias fruticosa cho thấy có hoạt tính kháng vi khuẩn gram dương, kháng nấm Candida albican nhưng không kháng được vi khuẩn gram âm [46].S Njateng và cộng sự đã thực hiện một nghiên cứu vào năm 2015 về đặc tính chống nấm của các hợp chất phân lập được từ vỏ thân cây Polyscias fulva, kết quả ghi nhận được các hợp chất 3-O-α-L-arabinopyranosyl-hederagenin và 3-O-[α-L- rhamnopyranosyl (1-2) – α–L-arabinopyranosyl] - hederagenin có tác dụng mạnh nhất trên các loại nấm được thử nghiệm với MIC giá trị từ 0,78 đến 100 μg/ml chống lại cả nấm men và nấm da [57].S Njateng và cộng sự tiếp tục nghiên cứu về hoạt tính kháng khuẩn của vỏ thân cây Polyscias fulva, kết quả thu được: cao chiết thô thể hiện hoạt tính kháng S.coli (ATCC 10536) với giá trị MIC từ 2000 đến 8000 μg/ml. Các phân đoạn ethyl acetat và n-butanol có tác dụng mạnh hơn (MIC từ 500 đến 1000 μg/ml) so với cao chiết thô. β- sitosterol và 3-O-α-L-arabinopyranosyl-hederagenin là những hợp chất có tác dụng mạnh nhất trên vi khuẩn được thử nghiệm với giá trị MIC dao động từ 6,25 đến 100 μg/ml.

Nhạy cảm nhất là P. Các hoạt tính sinh học khác Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, monodesmosidic triterpenoid saponin phân lập được từ lá P. dichroostachya có hoạt tính diệt nhuyễn thể chống lại Biomphalaria glabrata. Biomphalaria glabrata là một loài ốc nước ngọt, là vật chủ trung gian của giun tròn Schistosoma mansoni - nguyên nhân gây ra bệnh sán máng ở người [37].

Nước sắc từ rễ của cây Đinh lăng lá xẻ có tác dụng làm tăng sức dẻo dai của cơ thể trên thí nghiệm cấp tính tương tự như nhân sâm [11]. Đinh lăng lá xẻ có tác dụng tăng lực, tăng cân, tăng khả năng chịu đựng của bộ đội và các vận động viên thể thao [3], [9]. Các thí nghiệm trên chuột cho thấy Đinh lăng lá xẻ có tác dụng lợi tiểu, làm tăng sức đề kháng của chuột đối với các bức xạ siêu cao tần [8], [11]. Vào năm 2011, Varadharajan và cộng sự cũng đã chứng minh được hoạt tính lợi tiểu của cao chiết ete dầu hỏa của rễ Đinh lăng lá xẻ trên động vật thí nghiệm [32].

Cao chiết ethanol của rễ Đinh lăng được nuôi cấy mô trong 6 tháng đã thể hiện tác dụng kháng viêm thực nghiệm tương tự như cao chiết ethanol của rễ cây Đinh lăng lá xẻ 5 năm tuổi trồng trong điều kiện tự nhiên [5]. Năm 1998, Bernard Bensita Mary và cộng sự đã công bố kết quả nghiên cứu cao chiết n-butanol của lá cây Đinh lăng lá xẻ với liều 500 mg/kg TT có tác dụng giảm đau, hạ sốt và chống viêm trên chuột nhắt trắng [28].