CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về dược liệu 1.1 Vị trí phân loại, hình thái và phân bố Cốt khí củ còn gọi là huyết đan, tử kim long, ban trượng căn, hổ trượng căn, điền thất. Tên khoa học: P. Theo phân loại thực vật học cốt khí củ thuộc: Giới: Thực vật Ngành: Magnoliophyta Lớp: Magnoliopsida Bộ: Polygonales Họ: Polygonaceae Phân họ: Polygonoideae Chi: Polygonum Loài: Polygonum cuspidatum Hình 1.1 Sơ đồ phân loại thực vật cây cốt khí củ Cốt khí củ có nguồn gốc ở vùng Đông Á, sau lan xuống khắp các vùng cận nhiệt đới và nhiệt đới, bao gồm Trung Quốc, Triều Tiên, Nhật Bản, Việt Nam, Lào và một vài nơi khác.
Ở Việt Nam, cây mọc hoang dại ở vùng núi cao, từ 1000 - 1600 m và được trồng rải rác trong nhân dân ở vùng trung du và đồng bằng Bắc Bộ [10]. Cốt khí củ là cây nhỏ sống lâu năm, cao 0,50 – 1 m. Trên thân và cành thường có những đốm tím hồng. Lá mọc so le, cuống ngắn, bóng và có màu hồng.
Phiến lá hình trứng rộng, mặt trên xanh thẫm, mặt dưới màu nhạt hơn, dài 5 – 12 cm rộng 3,5 – 8 cm, đỉnh lá có mũi nhọn. Bẹ chìa ngắn. Hoa mọc thành chùm ở nách lá. Hoa nhỏ màu trắng.
Hoa đực 8 nhị, hoa cái có bầu 3 góc. Qủa 3 cạnh màu nâu đỏ [20]. Cốt khí củ ưa sáng, ưa ẩm, nhưng ráo nước (úng ngập dễ làm thối củ) thường mọc thành khóm trong các thung lũng, nơi gần nguồn nước. Cây sinh trưởng mạnh từ mùa xuân đến mùa thu, bắt đầu cho thu hoạch củ từ tháng 9 trở đi.
3 Luan van Hình 1.2 Toàn cây (A), lá và hoa (B), rễ (C) của cây cốt khí củ 1.2 Bộ phận dùng và công dụng dân gian Củ cốt khí là rễ phơi hay sấy khô của cây cốt khí củ. Dược liệu có mặt ngoài nâu xám, sần sùi, nhăn nheo theo chiều dọc, có các mấu đốt và gióng, mặt cắt ngang màu vàng bẩn, lõi gần như rỗng, phần không rỗng có màu nâu sẫm. Chất nhẹ, hơi cứng, mùi không rõ, vị hơi đắng [2]. Theo y học cổ truyền, rễ cốt khí củ có vị đắng, tính ấm.
Quy kinh can, tâm bào với công năng hoạt huyết thông kinh, chỉ thống, trừ phong thấp, thanh thấp nhiệt, tiêu viêm, sát khuẩn. Ở Việt Nam rễ cốt khí củ thường được dùng để chữa tê thấp, tổn thương đau đớn do bị ngã, bị thương, là một vị thuốc thu liễm cầm máu.3 Thành phần hóa học Thành phần hóa học nổi bật của rễ cốt khí củ là hai nhóm chất chính chiếm hàm lượng lớn là các anthranoid (chủ yếu là anthraquinon) và các stilbenoid. Đây là các thành phần hóa học quyết định cho nhiều hoạt tính có giá trị của cốt khí củ như kháng khuẩn, chống ung thư, chống oxy hóa, phòng ngừa bệnh tim mạch… Bên cạnh đó nó cũng bao gồm nhiều nhóm hợp chất khác như flavonoid, phenylpropanoid, phenol, quinone, acid amin, bổ trợ với hai nhóm hợp chất chính làm cho cốt khí củ có hoạt tính sinh dược học cao. Rễ chứa các dẫn chất anthranoid ở dạng tự do và dạng kết hợp glycosid với hàm lượng 0,1 – 0,5 %.
Các thành phần đã được xác định: chrysophanol, emodin, physcion, emodin 8 - 𝛽 – glucosid. Ngoài các dẫn chất 4 Luan van anthranoid trong rễ còn có polydatin là một stilben glucoside khi thủy phân cho resveratrol. Trong rễ còn có tanin [20]. Dựa vào các kỹ thuật phân tích phổ 3 hợp chất đã được phân lập từ cao ether dầu hỏa và cao ethyl acetat của rễ Cốt khí (Polygonum cuspidatum Sieb.
Dựa vào các kỹ thuật phân tích phổ UV, EIMS, H-NMR và C-NMR người ta nhận thấy hai trong ba hợp chất này được xác định là emodin và physcion. Hợp chất thứ ba được định tính sơ bộ là một dẫn chất của resveratrol [21].3 Cấu trúc hóa học emodin, chrysophanol và physion 5 Luan van Một số nhóm chất đã được phân lập từ rễ cốt khí củ được thể hiện trong bảng 1.1 Các chất đã được phân lập từ cây Cốt khí củ [31] Nhóm Stt Chất được phân lập chất Quinones 1 Physcion 2 Emodin 3 Fallacinol 4 Questin 5 Anthraglycoside A Stilbenes 6 Resveratrol 7 Polydatin 8 Resveratrol-4′-O-glucoside 9 Resveratrol 4-O-D-(2′-galloyl)glucopyranoside 10 Resveratrol 4-O-D-(6′-galloyl)glucopyranoside Flavonoid 11 Rutin 12 Quercetin 13 Querectin-3-O-arabinoside 14 Quercitrin 15 Hyperoside Counmarin 16 Coumarin và ligans 17 7-Hydroxy-4-methoxy-5-methylcoumarin 18 Sodium (−)-lyoniresinol-2a-sulfate 19 Sodium (+)-isolaricireinol-2a-sulfate Hợp chất 20 Protocatechuic acid khác 21 2,5-Dimethyl-7-hydroxy chromone 22 Torachrysone-8-O-d-glucoside 23 5,7-Dihydroxy-1(3H)-isobenzofuranone 6 Luan van 1.4 Hoạt tính sinh học 1.1 Chống oxy hóa Các nhà khoa học Chin-Yuan Hsu, Yu-Pei Chan và Jeli Chang đã nghiên cứu chiết xuất ethanol của P. cuspidatum có khả năng chống oxy hóa. Các kết quả cho thấy giá trị IC50 (nồng độ ức chế 50 % gốc tự do DPPH) của chiết xuất P.
cuspidatum là 110 μg/ml thấp hơn so với (+) – catechin và L – ascorbic trong phương pháp dọn gốc tự do DPPH. Trong phương pháp dọn các gốc superoxide là 3,2 μg/ml và 8 μg/ml trong phương pháp peroxid hóa lipid. Kết quả này tốt hơn hẳn so với IC50 của (+) – catechin trong phương pháp dọn các gốc superoxide là 40 μg/ml và 17 μg/ml trong phương pháp peroxid hóa lipid. cuspidatum còn có khả năng bảo vệ ADN trước tác nhân UV và H2O2 gần như hoàn toàn với liều 5000 μg/ml.
Các tổng phenol và hàm lượng flavonoid của dịch chiết là 641,1 ± 42,6 mg/g và 62,3 ± 6,0 mg/g [25]. Chất chiết xuất ethanol và ethyl acetat của P. cuspidatum có tác dụng đáng kể đối với các gốc DPPH và hydroxyl. Tổng hàm lượng phenolic của P.
cuspidatum là 276,78 ± 39,31 và 231,73 ± 5,04 mg/ml. Cả hai chất chiết xuất đều cho tác động bảo vệ chống lại sự phân rã sợi DNA do gốc hydroxyl gây ra [27].2 Ngừa ung thư Chiết xuất ethanol và ethyl acetat của rễ P. cuspidatum gây ra quá trình tự chết tế bào apoptosis và ức chế sự tăng trưởng ở các dòng tế bào A549 và H1650, điều này cho thấy rằng chất chiết xuất từ rễ P. cuspidatum có tác dụng chống tăng sinh trên tế bào ung thư phổi ở người [27].3 Trị đái tháo đường Protein kinase AMP đóng vai trò trung tâm trong việc điều tiết chuyển hóa glucose và lipid, do đó nó được coi là một mục tiêu trị liệu mới cho hội chứng chuyển hóa như bệnh đái tháo đường type 2.
Resveratrol đã được chỉ rõ là làm tăng hấp thu glucose trong tế bào C2C12 thông qua kích hoạt protein kinase AMP, nó làm giảm HG-do superoxid sản xuất thông qua việc tăng SIRT1 trong bạch cầu đơn nhân, đây là một dấu hiệu cho thấy tiềm năng trị đái tháo đường của resveratrol [30,37].4 Giảm đau, chống trầm cảm 7 Luan van Ở Việt Nam, độc tính cấp và tác dụng giảm đau, an thần của cốt khí củ cũng đã được nghiên cứu, theo đó ở liều 80 g/kg ở chuột nhắt trắng gấp 200 lần liều dùng lâm sàng, cốt khí củ vẫn chưa gây ra độc tính cấp, đây cũng là liều tối đa cho chuột cống uống được. Kết quả nghiên cứu về tác dụng giảm đau cho thấy cốt khí củ giảm đau theo kiểu Morphin (tác động lên vỏ não và trung tâm dưới vỏ gây ra một phản ứng kích thích hệ thống giảm đau) và theo cơ chế ngoại biên. Ngoài giảm đau, cốt khí củ còn có tác dụng ức chế thần kinh trung ương, làm giảm các hoạt động của chuột nhưng không gây ngủ, làm giảm đáp ứng kích thích tiếng động, ánh sáng, ức chế được một phần trạng thái hưng phấn do cafein gây ra [14]. Tác dụng chống trầm cảm của resveratrol thể hiện ở việc làm gia tăng đáng kể serotonin và noradrenaline ở mức liều 40 hoặc 80 mg/kg ở các vùng não, có thể liên quan đến kích hoạt serotonergic và noradrenergic, ức chế hoạt động của monoamin oxidase A (MAO-A ) [36].5 Kháng virus Một nghiên cứu khác của các chất từ chiết xuất cồn và nước của P.
chống lại virus viêm gan HBV trong tế bào HepG2. Chiết xuất ethanol của P. cuspidatum có thể ức chế vào việc sản xuất HBV với liều tối thiểu hiệu quả là 10 μg/ml. Chiết xuất nước của P.
cuspidatum cũng có thể ức chế sự sản xuất HBV ở liều cao 30 μg/ml. Sự biểu hiện của HBsAg được tăng lên đáng kể trong cả chiết xuất ethanol và chiết xuất nước nhưng nó phụ thuộc vào liều và thời gian. Nhưng chiết xuất nước ở mức liều cao lại ức chế sự biểu hiện của HbeAg, dịch chiết nước chỉ có thể làm tăng HbeAg ở mức liều 3 μg/ml [23]. Chiết xuất ethanol 70 % của P.
cuspidatum cho thấy tác dụng ức chế chống lại sự hình thành đồng bộ hóa HIV-1 ở nồng độ không độc tế bào trên in vitro với EC50 (nồng độ ức chế 50 % sự sao chép của virus) là 13,94 ± 3,41 µg/ml. Thông qua phân đoạn có hoạt tính sinh học, 20 hợp chất phenolic, bao gồm tám chất trong nhóm stilbenoids, được phân lập từ rễ của P. Kết quả cho thấy các hợp chất 1, 13, 14 và 16 biểu hiện hoạt tính kháng virus khá mạnh chống lại tế bào cytopathic do HIV-1 gây ra trên các tế bào lympho C8166 ở nồng độ không gây độc tế bào, với giá 8 Luan van trị EC50 (nồng độ ức chế 50% sự sao chép của virus) là 4,37 ± 1,96 µg/ml, 19,97 ± 5,09, 14,40 ± 1,34 µg/ml và 11,29 ± 6,26 µg/ml và giá trị của chỉ số trị liệu (TI) lần lượt là là 8,12, lớn hơn 10,02, lớn hơn 13,89 và lớn hơn 17,71 [26].4 Cấu trúc các chất thuộc nhóm stilbenoids có hoạt tính kháng virus 1.2 Công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về hoạt tính kháng vi sinh vật của rễ cây cốt khí củ Trong thời gian nghiên cứu chúng tôi tìm kiếm được một số công trình nghiên cứu ngoài nước về hoạt tính kháng vi sinh vật của rễ cây cốt khí củ. Nghiên cứu thử kháng khuẩn được thực hiện trên ba chủng Gram dương B.
aureus, hai chủng Gram âm E. Người ta thấy rằng các chủng vi khuẩn Gram dương nhạy cảm hơn so với chủng vi khuẩn Gram âm, chúng bị ức chế sự tăng trưởng ở nồng độ thấp và cũng có thể bị tiêu diệt trong đó S. aureus bị ức chế mạnh nhất, tiếp theo đó là L. cereus với MIC 156,3 – 312,5 μg/mL và MBC 312,5 – 1250 μg/ml.
Đối với chủng vi khuẩn Gram âm S. anatum nhạy cảm hơn E. coli, MIC và MBC đối với Gram âm phải đạt hơn 2500 μg/ml [32]. 9 Luan van Nghiên cứu trên chủng vi khuẩn kháng thuốc khác gồm có S.
aeruginosa nhận thấy phân đoạn ethyl ether (EE) của chiết xuất ethanol có phổ kháng khuẩn rộng hơn và hoạt tính kháng khuẩn lớn hơn với các giá trị MIC từ 0,1 - 3,5 mg/ml. Chiết xuất EE cho thấy hoạt tính kháng khuẩn tốt nhất và phổ kháng khuẩn rộng đối với các chủng S.