Đánh giá hoạt tính kháng viêm của hợp chất từ lá cây khôi tía Lai Châu

Luận văn đánh giá hoạt tính kháng viêm của các hợp chất từ lá khôi tía (Ardisia silvestris). Khám phá kết quả nghiên cứu và tiềm năng y học của loài cây này.

• Tác giả: Phan Thu Huyền
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Sinh học Thực nghiệm
• Đề tài: Đánh giá hoạt tính kháng viêm của một số hợp chất phân lập từ lá cây Khôi tía (Ardisia silvestris Pitard) tại tỉnh Lai Châu
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Giới thiệu về lá khôi tía Ardisia silvestris và tiềm năng kháng viêm

Lá khôi tía (Ardisia silvestris Pitard) là một loài thực vật quý hiếm phân bố tại khu vực Tây Bắc Việt Nam, đặc biệt ở tỉnh Lai Châu. Cây này được các cộng đồng dân tộc sử dụng trong y học cổ truyền nhờ vào các tính chất sinh học đặc biệt. Các nghiên cứu gần đây đã xác định rằng lá khôi tía chứa nhiều hợp chất hoạt tính sinh học có khả năng chống viêm mạnh mẽ. Những phát hiện này mở ra hướng nghiên cứu mới cho việc phát triển các sản phẩm dược liệu tự nhiên để điều trị các bệnh liên quan đến viêm. Sự kết hợp giữa tri thức truyền thống và khoa học hiện đại đã giúp xác định rõ hơn các cơ chế kháng viêm của cây khôi tía, đặc biệt là thông qua ức chế sản sinh các cytokine và enzym gây viêm.

1.1. Đặc điểm hình thái và phân bố địa lý của Ardisia silvestris

Ardisia silvestris là một loài cây thuộc chi Ardisia, phân bố chủ yếu ở vùng núi Tây Bắc Việt Nam. Cây có chiều cao từ 1-2 mét, lá xanh bóng, mọc so le với bề mặt có nhiều tuyến nhỏ. Môi trường sống tự nhiên của cây là những rừng mưa nhiệt đới ẩm, khí hậu mát mẻ với độ ẩm cao. Đây là những điều kiện lý tưởng giúp cây phát triển và tích lũy các hợp chất hoạt tính sinh học. Sự thích nghi với điều kiện khí hậu khắc nghiệt đã tạo ra những đặc tính sinh hóa độc đáo trong lá cây.

1.2. Lịch sử sử dụng trong y học cổ truyền

Cộng đồng dân tộc ở Lai Châu đã sử dụng lá khôi tía trong y học dân gian qua nhiều thế kỷ để điều trị các bệnh viêm mãn tính, sưng phù và đau khớp. Những bài thuốc truyền thống thường dùng lá tươi hoặc khô để nấu sắc hoặc ngâm rượu. Niềm tin vào tác dụng chữa bệnh của cây này đã thúc đẩy các nhà khoa học tiến hành nghiên cứu khoa học để xác thực các yêu cầu và tìm hiểu cơ chế hoạt động ở mức độ phân tử.

II. Phân lập và xác định cấu trúc các hợp chất kháng viêm

Quy trình phân lập các hợp chất từ lá khôi tía bao gồm nhiều bước kỹ thuật phức tạp. Đầu tiên, lá cây được ngâm chiết bằng các dung môi hữu cơ khác nhau như ethanol, ethyl acetate và methanol để chiết xuất các hợp chất hoạt tính. Sau đó, các chiết xuất được phân lập bằng sắc ký cột để tách riêng các hợp chất đơn. Các hợp chất phân lập được sau đó được xác định cấu trúc bằng các kỹ thuật phổ học hiện đại như NMR (phổ cộng hưởng từ hạt nhân), MS (phổ khối lượng) và IR (phổ hồng ngoại). Kết quả cho thấy lá khôi tía chứa các hợp chất flavonoid, phenol và triterpenoid có tính kháng viêm cao.

2.1. Phương pháp ngâm chiết và phân lập hợp chất

Lá khôi tía tươi được sấy khô, nghiền nhỏ và ngâm chiết bằng ethanol 70% ở nhiệt độ phòng. Cặn ethanol được lọc và cô cạn để thu được chiết xuất thô. Chiết xuất này sau đó được phân dị bằng nước và ethyl acetate để tách các hợp chất theo độ cực khác nhau. Cặn ethyl acetate được phân lập tiếp bằng sắc ký cột với các dung môi khác nhau để tách riêng các hợp chất đơn sạch.

2.2. Xác định cấu trúc bằng các kỹ thuật phổ học

Các hợp chất sạch được xác định cấu trúc bằng phổ NMR 1H và 13C để xác định các nhóm chức năng và vị trí thay thế. Phổ HMBC và HSQC cung cấp thông tin về mối liên kết giữa các nguyên tử. Phổ MS giúp xác định khối lượng phân tử và mảnh vỡ đặc tính. Phổ IR xác nhận các nhóm chức năng như hydroxyl, carbonyl. Kết hợp các dữ liệu này cho phép xác định chính xác cấu trúc hóa học của các hợp chất.

III. Cơ chế kháng viêm và các mục tiêu sinh học

Hoạt tính kháng viêm của các hợp chất từ lá khôi tía hoạt động thông qua ức chế nhiều mục tiêu sinh học quan trọng. Các hợp chất này có khả năng ức chế sản sinh NO (nitric oxide), một chất trung gian viêm mạnh được sản sinh bởi iNOS (inducible nitric oxide synthase). Đồng thời, chúng cũng ức chế sản sinh PGE2 (prostaglandin E2) bằng cách ức chế hoạt tính của enzym COX-2 (cyclooxygenase-2). Ngoài ra, các hợp chất này giảm biểu hiện các cytokine viêm như IL-1β (interleukin-1 beta) và IL-6 (interleukin-6), những chất này đóng vai trò chủ chốt trong phản ứng viêm. Cơ chế đa mục tiêu này giải thích tại sao lá khôi tía có tác dụng kháng viêm toàn diện.

3.1. Ức chế sản sinh NO và hoạt tính iNOS

Các hợp chất từ lá khôi tía có khả năng ức chế hoạt tính của iNOS trong các đại thực bào được kích hoạt bằng LPS (lipopolysaccharide). NO (nitric oxide) là một chất trung gian viêm quan trọng gây ra tình trạng viêm mãn tính. Kết quả thực nghiệm cho thấy các hợp chất giảm nồng độ NO xuất phát từ các đại thực bào ở nồng độ rất thấp, với IC50 (nồng độ ức chế 50%) ở mức micromolar. Điều này chỉ ra rằng các hợp chất có hiệu lực kháng viêm cao.

3.2. Ức chế PGE2 và hoạt tính COX 2

PGE2 (prostaglandin E2) được sản sinh từ axit arachidonic nhờ vào enzym COX-2 là một hormone giảm đau và chống viêm mạnh. Các hợp chất từ khôi tía ức chế hoạt tính của COX-2 từ đó giảm sản sinh PGE2 và giảm tình trạng viêm. Các kết quả đo lường cho thấy mẫu nghiên cứu ức chế sản sinh PGE2 ở mức độ đáng kể so với nhóm đối chứng. Cơ chế này tương tự như thuốc chống viêm không steroid (NSAIDs).

IV. Ứng dụng và triển vọng phát triển thành sản phẩm dược liệu

Những phát hiện về hoạt tính kháng viêm của lá khôi tía mở ra nhiều triển vọng ứng dụng trong sản xuất dược phẩm hiện đại. Các hợp chất phân lập được có thể được phát triển thành thuốc hoặc thực phẩm bổ sung sức khỏe để điều trị các bệnh viêm mãn tính như viêm khớp, viêm ruột và các bệnh lý liên quan đến viêm. Ưu điểm của hợp chất tự nhiên từ khôi tía là độ độc tính thấp so với các thuốc tổng hợp, từ đó giảm tác dụng phụ. Ngoài ra, các chiết xuất khôi tía có thể được sử dụng trong công nghệ dược phẩm để sản xuất các dạng bào chế khác nhau như viên nén, nước sắc hay cao chiết. Tuy nhiên, cần tiếp tục nghiên cứu trên động vật thực nghiệm và thử nghiệm lâm sàng để khẳng định hiệu quả và an toàn trước khi đưa vào ứng dụng lâm sàng.

4.1. Tiềm năng phát triển thuốc chống viêm tự nhiên

Các hợp chất hoạt tính từ lá khôi tía có thể là tiền chất cho phát triển các thuốc chống viêm mới với tác dụng phổ rộng. So sánh với thuốc chống viêm không steroid (NSAIDs) hiện đại, các hợp chất tự nhiên gây tác dụng phụ ít hơn trên hệ tiêu hóa. Việc chuẩn hóa chiết xuất khôi tía với hàm lượng hợp chất kháng viêm xác định sẽ giúp đảm bảo chất lượng và hiệu quả dược liệu. Điều này phù hợp với xu hướng phát triển dược phẩm tự nhiên toàn cầu hiện nay.

4.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo và lâm sàng hóa

Để chuyển từ nghiên cứu cơ bản sang ứng dụng thực tế, cần tiến hành các thử nghiệm in vivo trên động vật thực nghiệm để đánh giá hiệu quả kháng viêm và độc tính. Thử nghiệm lâm sàng trên bệnh nhân là bước quan trọng tiếp theo để xác minh hiệu quả điều trị. Ngoài ra, cần tối ưu hóa quy trình chiết xuất để tăng hiệu suất và giảm chi phí sản xuất, đồng thời phát triển các dạng bào chế thích hợp cho sử dụng lâm sàng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1. VIÊM VÀ CÁC THỬ NGHIỆM VỀ CƠ CHẾ KHÁNG VIÊM 1. Viêm và các yếu tố gây viêm Viêm là một phản ứng miễn dịch và bảo vệ bẩm sinh của cơ thể, được kích hoạt bởi các yếu tố có hại, nhiễm trùng, độc tố, v.v… đặc trưng bởi sự sản xuất các chất trung gian và các cytokine gây viêm [8-11].

Tuy nhiên, sản xuất quá mức các chất trung gian gây viêm có thể dẫn đến sự phát triển bệnh lý viêm [12-14]. Vì vậy, kiểm soát tình trạng viêm rất cần thiết nhằm ngăn ngừa và chữa trị các bệnh viêm nhiễm. Các bệnh liên quan đến bệnh lý viêm [15] Đại thực bào là cơ quan chống viêm và miễn dịch quan trọng nhất. Đại thực bào đóng vai trò vô cùng quan trọng trong quá trình viêm bằng cách tiết chất trung gian gây viêm (pro-inflammatory mediators) như NO, PGE2, iNOS và COX-2, cũng như các cytokine gây viêm (pro-inflammatory cytokines), chẳng hạn như IL-1β và IL-6 [16-19].

Các tế bào trao đổi thông tin, hoạt hoá, kích thích các tế bào chưa hoạt động qua các cytokine để từ đó hình thành đáp ứng miễn dịch. Việc sản xuất cytokine một cách bất thường này cũng là nguyên nhân cho sự tiến triển của các phản ứng viêm. Vì vậy, việc ức chế hoạt động của các cytokine có thể giúp ngăn chặn sự phát sinh đáp ứng miễn dịch. Các thuốc kháng viêm hiện nay đều nhằm mục tiêu là hạn chế sự sản sinh các cytokine tiền viêm này.

Cơ chế chung của thuốc chống viêm không steroid Các thuốc kháng viêm hiện nay được chia làm hai loại: Loại steroid và loại không steroid. Trên thị trường hiện nay đa số là các thuốc kháng viêm không steroid (NSAIDs-Nonsteroidal anti-inflammatory drugs), chủ yếu là các thuốc tổng hợp và có tác dụng trên viêm không phân biệt nguyên nhân. Thuốc này hoạt động dưới nguyên lý là kìm hãm hoạt động của enzyme cyclooxygenase COX-1 và COX-2, giảm tổng hợp các prostaglandin. Sự ức chế tổng hợp các PG là yếu tố quyết định trong tác dụng kháng viêm của thuốc.

Tuy nhiên sự ức chế này lại không tốt cho thận và đường tiêu hoá khi sử dụng thuốc kéo dài. Hiện nay, các thuốc ức chế chọn lọc COX-2 được xem là ít tác dụng phụ trên dạ dày. Tuy nhiên, không có thuốc nào hoàn toàn ức chế COX- 2 mà không tác động trên COX-1. Do đó, bên cạnh các thuốc tổng hợp thì xu hướng tìm kiếm các thuốc kháng viêm có nguồn gốc tư thiên nhiên đang được đẩy mạnh bởi những tác dụng ưu việt của nó như an toàn và ít gây ra các phản ứng phụ.

Một số thuốc điều trị viêm theo cơ chế ức chế các cytokine [20] Lipopolysaccharide (LPS) là thành phần nội độc tố từ Vi khuẩn gram âm, có thể kích thích đại thực bào thông qua các thụ thể giống Toll (TLR), đặc biệt là TLR4, kích hoạt NF-κB, MAPK, Akt và các đường truyền tín hiệu viêm khác, dẫn đến việc sản xuất quá mức chất gây viêm chất trung gian và cytokine và sau đó gây ra phản ứng viêm bất thường [21]. Mô hình đại thực bào RAW 264.7 kích hoạt bằng LPS được sử dụng rộng rãi như một mô hình tế bào quan trọng để sàng lọc các hoạt chất kháng viêm và nghiên cứu cơ chế kháng viêm ở cấp độ phân tử. 4 Cơ chế tác dụng chính của thuốc chống viêm không steroid là ức chế enzyme COX, làm giảm tổng hợp PG là những chất trung gian hoá học có vai trò quan trọng trong việc làm tăng và kéo dài đáp ứng viêm của mô sau tổn thương. Khi tổn thương, màng tế bào bị giải phóng phospholipid màng.

Dưới tác dụng của phospholipase A2, chất này chuyển thành acid arachidonic. Sau đó, một mặt, dưới tác dụng của lipooxygenase, acid arachidonic cho các leucotren có tác dụng co khí quản. Mặt khác, dưới tác dụng của COX, acid arachidonic cho PGE2, PGI2, TXA2 tác động đến sự ngưng kết tiểu cầu. Các thuốc chống viêm không steroid ức chế COX nên ức chế được các phản ứng viêm [22].

TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ CHI ARDISIA TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1. Các nghiên cứu trên thế giới về chi Ardisia Chi Ardisia là một chi lớn thuộc họ Đơn nem (Myrsinaceae) với khoảng 500 loài trên thế giới và các loài thực vật thuộc chi này phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới châu Á, châu Mỹ, châu Úc và các đảo ở Thái Bình Dương. Các nghiên cứu về các loài thực vật thuộc chi Ardisia đã được nghiên cứu từ rất sớm trên toàn cầu. Ngay từ năm 1968, Ogawa Hideko và các cộng sự đã thấy trong loài A.

sieboldi của Nhật Bản có chứa các hợp chất ardisiaquinon A, B, C. Tuy nhiên, chỉ trong một thời gian ngắn trở lại đây, các nghiên cứu về thành phần hoá học và hoạt tính sinh học của các thực vật thuộc chi Ardisia mới thực sự phát triển. Cho đến nay, đã có rất nhiều loài trong chi Ardisia đã được nghiên cứu như A. Một số khung chất cơ bản phân lập từ chi Ardisia trên thế giới [30] Kết quả của các nghiên cứu cho thấy các loài thuộc chi Ardisia có nhiều lớp chất thú vị, trong đó có nhiều hợp chất có cấu trúc mới, bao gồm các benzoquinone, tritecpen saponin, flavonoid, polyphenolic, steroid, các dẫn xuất của resorcinol, các dẫn xuất của bergenin với nhiều hoạt tính sinh học quý như: hoạt tính kháng nấm, kháng khuẩn, kháng viêm giảm đau, kháng virus, chống đái tháo đường, chống oxi hoá, chống loãng xương, bảo vệ gan, bảo vệ thần kinh cũng như hoạt tính chống ung thư [23].

Tác giả Kobayashi đã nhận định trong một bài review trên tạp chí Journal of Ethnopharmacology năm 2005 như sau: Chi Ardisia là một nguồn mới cung cấp các hợp chất tăng cường sức khỏe và dược phẩm thiên nhiên quý giá [24]. Trên thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu về các loài trong chi Ardisia, tuy nhiên những nghiên cứu về loài A. silvestris vẫn còn rất hạn chế. Tác giả Lei Huang và cộng sự (2023) đã nghiên cứu đặc tính bảo vệ da của dịch chiết ethanol A.

silvestris thu hái tại Hàn Quốc (As-EE) bằng cách sử dụng các xét nghiệm DPPH, ABTS, TPC, CUPRAC và FRAP và xét nghiệm 3-(4-5- dimethylthiazol-2-yl)-2-5-diphenyltetrazolium bromide để kiểm tra độc tính tế bào. Kết quả nghiên cứu cho thấy, As-EE có thể ngăn ngừa lão hóa da và chết tế bào do tia cực tím gây ra cũng như tăng cường tác dụng bảo vệ của da. As- EE không có tác dụng có hại đối với các tế bào HaCaT và As-EE cho thấy khả năng bẫy gốc tự do ở mức độ vừa phải. As-EE đã tăng cường mức độ biểu hiện 6 của axit hyaluronic synthase-1 và constludin trong tế bào HaCaT.

Hơn nữa, As- EE điều chỉnh tăng việc sản xuất occludin và transglutaminase-1 một cách phụ thuộc vào liều lượng sau khi ức chế do UVB ngăn chặn đường truyền tín hiệu protein-1, đặc biệt là kinase phản ứng ngoại bào và kinase c-Jun N-terminal. Kết quả của nghiên cứu có ý nghĩa tích cực đối với ngành mỹ phẩm và da liễu [25]. Rutin được phát hiện là một trong những thành phần chính trong dịch chiết này thông qua phân tích sắc ký lỏng hiệu năng cao. Đáng chú ý, đây là nghiên cứu duy nhất về loài A.

silvestris được thực hiện ở nước ngoài. Các nghiên cứu trong nước về chi Ardisia Tại Việt Nam, có khoảng 101 loài thuộc chi Ardisia (chi Cơm nguội) được phân bố rộng khắp từ Bắc vào Nam. Cây Khôi tía là loài cây gỗ nhỏ, cây bụi hoặc nửa bụi gần với dạng cây thân thảo. Nhiều loài Ardisia đã được dân gian sử dụng làm thuốc, đặc biệt chữa các bệnh viêm nhiễm như viêm gan (A.

mamillata), viêm hạch limpho (A. crenata), viêm tai (A. crispa), viêm tinh hoàn (A. chinensis), viêm khớp (A.

solanacea), viêm phổi (A.crassinervosa), mụn nhọt, lở loét (A. lindleyana), bệnh phụ khoa (A. Mặc dù các thực vật trong chi Ardisia đã được sử dụng rộng rãi trong y học cổ truyền làm thuốc chữa bệnh nhưng đến nay vẫn chưa có nhiều các nghiên cứu về thành phần hóa học cũng như hoạt tính sinh học của chúng. Việc định hướng nghiên cứu các loài thuộc chi này có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao, góp phần thúc đẩy cho nghiên cứu cơ bản và bước đầu lý giải được tác dụng làm thuốc của một số loài Ardisia trong dân gian [26-29].

Trong một nghiên cứu của tác giả Trịnh Anh Viên và cộng sự năm 2017, cấu trúc của 40 hợp chất từ 04 loài Ardisia là cơm nguội rạng (A. splendens), cơm nguội đảo (A. insularis), cơm nguội thắm (A. incarnata), và cơm nguội balansa (A.

balansana) đã được phân lập và xác định. Trong nghiên cứu này, một số chất đã thể hiện hoạt tính tốt với các chủng vi sinh vật kiểm nghiệm như các hợp chất rutin, desmanthin-1, norbergenin, myricitrin, quercitrin, afzeline thể hiện có hoạt tính đối với giá trị MIC là 200 µg/ml. Kết quả hoạt tính kháng virut Coxsackie A16 gây bệnh tay chân miệng ở trẻ em cho thấy, các hợp chất myricitrin, desmanthin-1 và corilagin có hoạt tính tốt với giá trị IC50 tương ứng là 40,1, 32,2 và 30,5 µM. Một số chất còn thể hiện khả năng ức chế với các 7 dòng tế bào ung thư (A-549, HT-29, OVCAR, KB, LU-1, HepG2 và LNCaP) như hoạt chất ardinsuloside và rutin [30].

Trong quá trình phân lập hoạt chất định hướng hoạt tính kháng lao của dịch chiết CHCl3 từ phần lá và thân của loài Khôi trắng (A. gigantifolia), hai dẫn xuất alkylresorcinol là 5- (8Z-heptadecenyl) resorcinol và 5- (8Z-pentadecenyl) resorcinol cùng 15 dẫn xuất khác đã được phân lập bởi tác giả Phạm Văn Cường, Nguyễn Văn Hùng và cộng sự năm 2016. Kết quả nghiên cứu đánh giá hoạt tính chống lao trên vi khuẩn lao Mycobacterium H37RV cho thấy rằng hai dẫn xuất resorcinol đã biểu hiện hoạt tính chống lao với các giá trị MIC là 34,4; 79,2 μM theo phương pháp MABA và 91,7; 168,3 μM theo phương pháp Lora [31]. Kết quả của nghiên cứu về cao chiết ethanol từ loài Ardisia villosa đã được tác giả Lê Thị Thanh Hương và cộng sự công bố, cho thấy rằng trong thành phần có chứa saponin và tanin nhưng không chứa triterpennoid và alkaloid.

Cao chiết này đã cho thấy có khả năng ức chế sự tăng sinh và làm thay đổi kiểu hình của tế bào ung thư dạ dày dòng MKN45 với giá trị IC50 là 144,54 µg/mL [32]. Một số hợp chất phân lập từ chi Ardisia ở Việt Nam [30] Năm 2014, nghiên cứu khảo sát về khả năng kháng viêm của dịch chiết metanol từ loài Cơm nguội nhuộm (A. tinctoria) đã thực hiện bởi tác giả Hui- Seong Kim, Trần Thế Bách và cộng sự.