CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Tổng quan về cây tam thất và saponin 1. Tên khoa học Tên khoa học: Panax notoginseng (Burkill) F. Chen, trong giới thực vật có vị trí phân loại như sau: Giới: Thực vật (Plantae) Ngành: Thực vật hạt kín (Magnoliophyta) Lớp: Thực vật hai lá mầm (Magnoliopsida) Bộ: Hoa tán (Apiales) Họ: Nhân sâm (Araliaceae) Chi: Sâm (Panax) Loài: Tam thất (pseudoginseng) Tên đồng nghĩa: Aralia quinquefolia var.
notoginseng Burkill; Panax pseudoginseng var.Tseng hoặc Panax pseudoginseng Wall. Tên thường gọi: sâm tam thất, kim bất hoán, nhân sâm tam thất, điền thất [1, 2]. Phân bố Tam thất có nguồn gốc ở phía nam Trung Quốc, được trồng từ lâu đời và không còn được tìm thấy trong trạng thái mọc tự nhiên. Cây được nuôi trồng nhiều nhất ở tỉnh Vân Nam, sau đó là Quảng Tây và ở một số quốc gia khác như Đài Loan, Nhật Bản, Triều Tiên [2].
Ở Việt Nam, tam thất là một loại cây được nhập trồng từ Trung Quốc [2]. Tam thất được trồng với số lượng ít tại một số tỉnh như: Hà Giang (Đồng Văn), Lào Cai (Mường Khương, Bát Xát, Phà Lùng), Cao Bằng. tại các vùng núi cao 1200 – 1500 m [1]. Đặc điểm thực vật Tam thất là cây thân thảo, sống nhiều năm.
Thân tam thất mọc thẳng, không phân nhánh, cao 30 – 50 cm, màu tím tía. Lá kép chân vịt, màu xanh đậm, 3 – 4 lá mọc vòng, cuống lá dài 3 – 6 cm, mỗi cuống lá gồm 5 – 7 lá chét hình mác, cuống lá 3 Luan van chét dài 0,6 – 1,2 cm, gốc thuôn, đầu có mũi nhọn, mép khía răng, hai mặt có lông cứng ở gân, mặt trên sẫm, mặt dưới nhạt [2]. Cụm hoa hoàn chỉnh có đường kính 5 – 25 mm, tổng chiều dài cuống từ 5 – 45mm. Cuống nhỏ ở một đầu và đầu còn lại chứa nhiều nụ hoa, với khoảng 1 30 – 230 hoa [48].
Cụm hoa mọc thành tán đơn ở ngọn thân, có hoa đơn tính, có hoa lưỡng tính cùng tồn tại. Hoa màu lục vàng nhạt, đài 5 răng ngắn, màu xanh, tràng 5 cánh rộng ở phía dưới, nhị 5, bầu 2 ô. Quả mọng, hình cầu dẹt, khi chín màu đỏ, trong có hai hạt hình cầu, màu trắng [2]. Rễ chính có hình nón hoặc trụ, với chiều dài từ 1 – 6 cm, có màu vàng hoặc nâu với các vết nhăn và nếp rễ.
Cây thường được thu hoạch vào mùa thu, trong thời gian trước khi nở hoa và có thể được nghiền thành bột sử dụng cho đường uống hoặc kết hợp với các thảo dược khác [2]. Hình ảnh cây và củ Panax notoginseng (Burkill) F. Thành phần hoá học Theo các nghiên cứu, hơn 200 thành phần hoá học đã được phân lập từ tam thất. Trong số đó, saponin chiếm hàm lượng lớn (4,42 – 12%) [2] và được coi là thành phần chính, ngoài ra trong tam thất còn chứa những thành phần khác như flavonoid, các peptit vòng, đường saccarid và các nguyên tố vô cơ.
Những thành phần phân bố trong các bộ phận khác nhau của cây như rễ, thân, hoa và lá với tỉ lệ khác nhau. 4 Luan van Saponin được coi là thành phần chính trong Panax notoginseng. Thực tế, đã có hơn 100 loại saponin được phân lập và xác định, thuộc ba nhóm ginsenosid, notoginsenosid và gypenosid. Hầu hết các saponin trong cây tam thất là các triterpen thuộc nhóm Dammarane với nhóm aglycon là 20 (S)-protopanaxadiol (nhóm Rb) hoặc 20(S)-protopanaxatriol (nhóm Rg).
Các saponin của PNG không có nhóm axit oleanolic (nhóm Ro), đây là một khác biệt lớn so với cây Panax ginseng C. Meyer and Panax quinquefolius L. Mỗi bộ phận khác nhau của tam thất sẽ chứa thành phần và tỉ lệ saponin khác nhau tùy theo từng bộ phận cụ thể. Nghiên cứu cho thấy ginsenosid Rb1 có nhiều trong tất cả các bộ phận của cây, trong khi Rg1 giàu trong thân và rễ.
Rg3 – một chất được báo cáo về khả năng bảo vệ thần kinh - có hàm lượng lớn trong nụ hoa tam thất. Thông thường, năm loại saponin chính là notoginsenosid R1 (7 – 10%), ginsenosid Rb1 (30 – 36%), Rg1 (20 – 40%), Rd (5 – 8,4%) và Re (3,9 – 6%) chiếm tới khoảng 90% tổng số saponin trong tam thất được nghiên cứu cùng ứng dụng trong thí nghiệm về dược lý. Trong số đó, ba saponin lần lượt là ginsenosid Rb1, ginsenosid Rg1 và notoginsenosid R1 được chọn làm hợp chất tiêu chuẩn để đánh giá chất lượng tam thất. Để tăng cường sự đa dạng phân tử của ginsenosid, đồng nghĩa với khả năng tìm kiếm được các chất có hoạt tính sinh học mới, các nghiên cứu khoa học đã được thực hiện nhằm xác định các sản phẩm thuỷ phân và các sản phẩm biến đổi sinh học của saponin nhằm tìm kiếm các chất có hoạt tính mới, mở ra hướng nghiên cứu mới trong việc ứng dụng tam thất trong điều trị [16].
Ngoài các loại saponin, các thành phần khác cũng được báo cáo có mặt trong Panax notoginseng (PNG). Trong PNG, các peptit vòng được tìm thấy có cấu trúc là các hợp chất mạch vòng hình thành dựa trên các liên kết peptit do 2 – 37 protein hoặc axit amin không phải protein tạo nên. Chúng được tìm thấy trong các thực vật thuộc họ Caryophyllaceae và Rhamnaceae và được phân chia thành hai lớp, năm lớp phụ và tám loại. Đã có 14 loại peptit vòng được phân lập và xác định về cấu trúc dựa trên phương pháp quang phổ, đó là các peptit vòng sau: cyclo- (Leu-Thr), cyclo- (Leu- Ile), cyclo- (Leu-Val), cyclo- (Ile-Val), cyclo- (Leu-Ser), cyclo- (Leu-Tyr), cyclo- (Val-Pro), cyclo- (Ala-Pro), cyclo- (Phe-Tyr), cyclo- (Phe-Ala), cyclo- (Phe-Val), cyclo- (Leu-Ala), cyclo- (Ile-Ala) và cyclo- (Val-Ala) [17].
Saccarid phân lập từ cây bao gồm monosaccarid, oligosaccarid và polysaccarid. Polysaccarid tồn tại trong nhiều bộ phận, với hàm lượng cao nhất ở rễ chính. Các nghiên cứu khoa học đã chứng minh rằng các polysaccarid trong PNG có tác dụng bổ trợ và hoạt động kích thích miễn dịch. 5 Luan van Notoginsenosid R1 Ginsenosid Re HO OH HO HO O OH HO OH HO O H OH O OH HO HO O O H H O O O OH H OH HO HO O H O OH H HO HO HO HO O O OH HO OH Ginsenosid Rg1 Ginsenosid Rd OH HO OH HO OH HO OH OH HO OH HO O O O H HO O HO HO O O H HO O H OH O HO H OH OH H O H OH OH O OH HO Ginsenosid Rb1 OH HO HO OH O H O O OH O H HO O OH O HO OH HO O H O OH OH HO HO OH Hình 1.
Công thức hoá học của 5 saponin chính: R1, Re, Rg1, Rd, Rb1 6 Luan van Một số loại flavonoid đã được phân lập ra từ PNG, chủ yếu là flavonoid và flavonglycosid như liquiritigenin, quercetin hay kaempferol-3-O-α-L-rhamnoside. Có một lượng ít sterol đã được phân lập và xác định từ PNG, bao gồm β- sitosterol, daucosterol, stigmasterol, stigmasterol-3-O-β-D-glucopyranosid và stigmast-7-en-3β-ol-3-O-β-D-glucopyranosid. Hơn 19 loại amino axit đã được phân lập trong PNG, với 7 trong số chúng được coi là thiết yếu [16]. Các thành phần dầu dễ bay hơi trong PNG gồm tecpen, rượu, aldehit, olefin và ankan.
Terpen được coi là một thành phần quan trọng vì tỷ lệ tương đối cao trong hợp chất. Hơn 91 chất dễ bay hơi đã được phân lập từ dầu của hoa nụ hoa tam thất, với các thành phần chính là spathulenol (12. Ngoài các hợp chất hóa học được liệt kê ở trên, còn có các thành phần khác được phân lập từ PNG, bao gồm icarisid B6, guanosin hydrat, axit béo, các nguyên tố vô cơ và muối khoáng [16].5 Tác dụng dược lý của saponin Đúc kết từ y học cổ truyền xưa cùng với các nghiên cứu hiện đại, tam thất đã được chứng minh là một loài cây với nhiều tác dụng dược lý tốt lên hệ tim mạch, hệ miễn dịch, khả năng chống xơ vữa động mạch, hoạt động cầm máu, khả năng chống ung thư. Tác động lên hệ tim mạch Rất nhiều nghiên cứu đã cho thấy khả năng điều trị các bệnh tim mạch của việc sử dụng PNG thông qua hai tác dụng chính: khả năng ảnh hưởng đến tế bào nội mô và khả năng bảo vệ tế bào cơ tim.
Cụ thể, trong cao huyết áp, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc tăng cường hoạt động của các tế bào nội mô cơ tim thông qua tác dụng giảm nồng độ NO và ET-1 trong máu đã làm giảm khả năng tăng huyết áp trong chuột thí nghiệm [16]. Ngoài ra tác dụng bảo vệ tế bào tim mạch của saponin 20 (S) ‐panaxadiol thông qua việc chống lại sự oxi hoá, cùng với tác dụng hình thành mạch máu của ginsenosid Rg1 có tác dụng trong điều trị chữa lành vết thương do thiếu máu cục bộ [19]. Trong suy tim, thông qua thử nghiệm điều trị chuột bị suy tim sử dụng ginsenosid Rb1 (35 và 70 mg/kg) và losartan (4,5 mg/kg) trong 8 tuần, Rb1 đã được 7 Luan van chứng minh có tác dụng khôi phục chức năng tim và ty thể, tăng hấp thu glucose và bảo vệ chống lại quá trình tái định dạng tim thông qua các con đường tín hiệu TGF- β1/ Smad, ERK và Akt [20]. Khả năng chống xơ vữa động mạch Thực nghiệm trên 3 nhóm chuột được sử dụng parafin lỏng, zymosan (20mg/kg, 3 ngày 1 lần) và zymosan cùng PNS (100mg/kg hàng ngày) trong 9 tuần, kèm chế độ ăn nhiều chất béo đã chứng minh khả năng trong việc điều trị xơ vỡ động mạch của PNS.
Kết quả mẫu máu trên chuột đã chứng minh PNS có thể ngăn ngừa và điều trị xơ vữa động mạch dựa trên khả năng chống viêm, giảm mức lipid trong máu cũng như khả năng sửa chữa mạch máu. Cơ chế chính của tác dụng này là do khả năng kháng viêm thông qua sự ức chế chuyển vị của p65 NF-kB [21]. Khả năng gây đông máu và chữa lành vết thương Tam thất được coi là thần dược điều trị chảy máu trong và ngoài khi điều trị chấn thương. Các thành phần saponin có tác dụng làm giảm viêm, giảm stress oxy hóa và ức chế endotoxin và myeloperoxidase trong giai đoạn hồi phục của chuột bị sốc xuất huyết [16].
Nghiên cứu riêng về ginsenosid Rg1 được phân lập còn cho thấy tác dụng thúc đẩy tạo mạch máu con đường tín hiệu VEGF-KDR/FIK-1 và I3K- Akt- eNOS [22]. Hoạt động chống oxy hoá Các flavonoid và saponin từ tam thất đã được chứng minh có hoạt tính chống oxy hóa và loại bỏ gốc tự do. Tại nồng độ 0,2 – 1,0 mg/ml, các flavonoid trong tam thất có hoạt tính chống sự oxi hoá của axit 2,2'-azino-bis-3-ethylbenzthiazolin-6- sulphonic, các gốc superoxit anion và các gốc hydroxyl vượt trội hơn so với axit ascorbic. Ngoài ra, các flavonoid còn thể hiện tác dụng ức chế đối với Staphylococcus aureus, Aeromonas hydrophila và Pseudomonas aeruginosa [23].
Một số loại saponin từ tam thất cũng được báo cáo về tác dụng chống lại stress oxy hoá trên ty thể [24].