CHƯƠNG 1. Tổng quan về rutin 1. Vài nét về rutin Rutin là một flavonoid thuộc nhóm flavon lần đầu tiên được phân lập vào năm 1984 từ cây Cửu lý hương (Ruta graveolen) bởi Veyss [6]. Công thức hóa học của Rutin được xác định bởi Schnidt vào năm 1904.
Cho đến năm 1962, Rutin đã được tổng hợp toàn phần [3]. Rutin được tìm thấy trong nhiều cây dược liệu thuộc các họ thực vật với các hàm lượng khác nhau. Điển hình, rutin được tìm thấy có hàm lượng lớn trong các cây : Tam giác mạch ( Fagopyrum esculentum Moench) có hàm lượng rutin là 4% trong hoa và 6,83% trong thân cây, Cà chua (Lycopersicon esculentum Miller ) có khoảng 2,4% trong lá, Dâu tằm (Morus alba L. Đặc biệt, ở Việt Nam, rutin có hàm lượng cao lên đến 20% trong nụ hoa hòe (Sophora japonica L).
Công thức hóa học và tính chất vật lý Hình 1. Công thức rutin Công thức hóa học: C27H30O16. Tên theo IUPAC: 2- (3,4-dihydroxyphenyl) -5,7-dihydroxy-3 – [(2 S , 3 R , 4 S , 5 S , 6 R ) -3,4,5-trihydroxy-6 – [[(2 R , 3 R , 4 R , 5 R , 6 S ) -3,4,5-trihydroxy- 6-metyloxan-2-yl] oxymetyl] oxan-2-yl] oxychromen-4-one [1]. Tên gọi khác: Quercetin-3-rutosid, Eldin, Oxerutin, Quercetin-3- rhamnoglucosid, Rutosid, Sclerutin, Sophorin.
2 Luan van Tính chất vật lý: Bột kết tinh màu vàng hay màu lục, không mùi khi bay hơi có mùi đặc trưng. Để ra ánh sáng màu có thể sẫm lại. Tinh thể kết tinh ngậm 3 phân tử nước và chuyển sang dạng khan khi sấy ở 12 giờ ở 1100C và 10mmHg [2]. Rutin khan màu nâu, có tính hút ẩm.
Nhiệt độ nóng chảy: 183-1940C. Tính tan: Độ tan của rutin trong nước là 0,13mg/mL, trong methanol là 55mg/mL, và trong ethanol là 5,5mg/mL [25]. Dược động học Rutin được hấp thu tương đối kém ở ruột, sinh khả dụng đường uống của rutin khoảng 20% [7]. Hệ vi sinh của ruột thủy phân rutin thành aglycone, quercetin và cặn đường, sau đó được thành ruột non hấp thu [13, 48, 55].
Sự chuyển hóa của rutin đã được nghiên cứu khi dùng đường uống cho chuột và thỏ. Phân tích mẫu nước tiểu của chúng cho thấy ba chất chuyển hóa của rutin là acid 3,4-dihydroxyphenylcetic, 3- metoxy-4-hydroxyphenylaceticacid, và acid m-hydroxyphenylacetic [32]. Các chất chuyển hóa này được hình thành sau lần đầu tiên đi qua gan. Một chất chuyển hóa khác là quercetin-3-omethyl ether được phát hiện trong mật khi cho chuột dùng rutin [23].
Tác dụng dược lý ❖ Tác dụng chống oxy hóa Rutin là một chất chống oxy hóa phenolic, có khả năng lấy đi các gốc tự do superoxid và tạo phức chelat với các ion kim loại. Hoạt tính chống oxy hóa của rutin là do phần aglycol-quercetin (là một sản phẩm chuyển hóa của rutin trong quá trình tiêu hóa). Trước đây, rutin được sử dụng như một thuốc chống dị ứng, kháng khuẩn, chống viêm,… Tuy nhiên, ngày nay các nhà nghiên cứu khám phá ra rằng rutin có hiệu quả trong việc điều trị các bệnh mãn tính như tiểu đường, ung thư, huyết áp cao và tăng cholesterol nhờ vào khả năng chống oxy hóa của nó [19, 30, 58]. ❖ Tác dụng trong điều trị đái tháo đường Rutin là một bioflavonoid có trong nhiều loài thực vật được các nhà khoa học chứng minh có tác dụng tốt đối với bệnh đái tháo đường bằng cách kiểm soát đường 3 Luan van huyết, và các biến chứng của bệnh.
Các cơ chế cho hiệu quả cải thiện đường huyết bao gồm giảm hấp thu carbohydrate ở ruột bằng cách ức chế α-glucosidase và α- amylase tham gia vào quá trình tiêu hóa carbohydrate, giảm gluconeogenesis, tăng hấp thu glucose ở mô, kích thích sản sinh insulin ở tuyến tụy, bảo vệ đảo Langerhans chống lại sự lão hóa [22]. Ngoài ra, rutin còn có tác dụng trong việc kiểm soát các biến chứng của bệnh đái tháo đường như rối loạn lipid máu, bệnh thận, tổn thương gan, tim mạch,…bằng các cơ chế giảm hình thành sorbitol và các cytokine gây viêm [22]. ❖ Tác dụng đối với hệ tim mạch Rutin được chứng minh rằng có tác dụng hạ huyết áp và ngăn ngừa tổn thương oxy hóa trong “tế bào nội mô động mạch chủ” bằng cách giảm hoạt tính miễn dịch nitrotyrosine. Với việc tăng sản xuất NO trong các tế bào nội mô của người thì rutin giúp cải thiện chức năng nội mô.
Trong các nghiên cứu in vitro, rutin được chứng minh gây ra sự ức chế tập kết tiểu cầu, giảm tính thấm mao mạch và cải thiện lưu thông máu. Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng rutin có thể giúp ngăn ngừa cục máu đông, do đó có thể được sử dụng để điều trị cho các trường hợp có nguy cơ bị các cơn đau tim và đột quỵ [20]. ❖ Tác dụng chống viêm Rutin có thể dùng để điều trị các triệu chứng viêm thông qua sự ức chế của protein HMGB1, được tiết ra bởi các tế bào miễn dịch, có tác dụng như một cytokin trung gian làm giảm viêm. Rutin có khả năng phòng và chữa bệnh viêm kết ruột với cơ chế có thể giải thích là do làm tăng nồng độ glutathion liên kết, làm giảm các chuỗi oxy hóa gây viêm.
Ngoài ra, rutin còn được sử dụng trong các trường hợp dị ứng, chống thấp khớp, da bị tổn thương, giúp chóng liền sẹo [24]. ❖ Tác dụng chống ung thư Nhiều nghiên cứu trên cả in vitro và in vivo đã chỉ ra rằng rutin có tác dụng chống ung thư. Các cơ chế đã được xác định bao gồm khả năng bất hoạt các chất gây ung thư, chống sự lan truyền, ức chế sự hình thành hạch, chống oxy hóa, khả năng bắt giữ các tế bào…hoặc là kết hợp các cơ chế trên [17]. Trong một nghiên cứu in vivo, Alonso-Castro, Domínguez và García Carrancá (2013) đã quan sát thấy rằng rutin thể hiện hoạt tính gây độc tế bào đối với dòng tế bào ung thư đại tràng (SW480) tuy nhiên không gây độc đối với các tế bào bình 4 Luan van thường [11].
Nasiri và cộng sự (2016) cũng đã chứng minh được rằng việc sử dụng rutin với 5-FU và / hoặc oxaliplatin hiệu quả hơn so với việc chỉ sử dụng riêng lẻ các thuốc trên để điều trị tế bào ung thư đại tràng [40]. Một số dạng bào chế Bảng 1. Một số sản phẩm chứa rutin trên thị trường Tên thương mại Thành phần chính Hàm Dạng bào chế lượng Mevon Rutin 500 mg Viên bao phim Meflavon Rutin 500 mg Viên bao phim Rutin-Vitamin C Rutin, vitamin C 50 mg Viên bao đường Swanson Rutin Rutin 500 mg Viên nang mềm Antioxidants Bio-Rutin Rutin, bioflavonoids 500 mg Viên nén complex Siduol Tocopherol calcium 100 mg Viên nang succinat; Rutin Venrutine Rutin, vitamin C 500mg Viên nén bao phim 1. Tổng quan về hệ nano 1.
Khái niệm Tiểu phân nano là tiểu phân phân tán hoặc tiểu phân rắn có kích thước 10 - 1000 nm. Dược chất được hòa tan, đóng gói hoặc gắn lên matrix tiểu phân nano. Tùy thuộc vào phương pháp bào chế mà có thể tạo thành các chế phẩm khác nhau như nang nano, nano cầu. Nang nano là hệ mà thuốc được giam giữ bên trong bởi lớp màng polyme đồng nhất xung quanh.
Nano cầu là hệ matrix trong đó thuốc được phân tán đồng nhất [28, 39]. Ưu nhược điểm 1. Ưu điểm Khi kích thước tiểu phân được giảm xuống mức nano dẫn đến làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc của tiểu phân lên gấp nhiều lần, từ đó cải thiện độ tan và tốc độ hoà tan của dược chất, tiểu phân dễ dàng thấm qua màng, tăng sinh khả dụng, tương tác đặc hiệu với tế bào và mô [42]. Tiểu phân thuốc nano có thể thay đổi bề mặt để kéo dài thời gian tuần hoàn, tránh tác động của hệ thống thực bào trong cơ thể.
Các tiểu phân nano tương hợp sinh 5 Luan van học cho thấy có nhiều ưu điểm hơn so với các dạng thuốc tương tự như tăng tác dụng, giảm độc tính, hấp thu vào tế bào thông qua màng, qua được hàng rào máu não và tới các tế bào đích [28]. Tiểu phân nano có thể giải phóng kiểm soát hoặc kéo dài trong suốt quá trình vận chuyển và ở vị trí khu trú, biến đổi sự phân bố tại các cơ quan và sự thanh thải của thuốc để làm tăng hiệu quả điều trị và giảm tác dụng không mong muốn [28, 39, 42]. Thuốc nano có thể dùng nhiều đường khác nhau như đường tiêm, đường uống, qua da, phổi, mắt và kiểm soát sự giải phóng thuốc ở đường tiêu hóa [42]. Có thể dễ dàng điều chỉnh các đặc tính giải phóng và phân hủy các hạt tiểu phân nhờ lựa chọn chất mang phù hợp.
Nhược điểm Khó khăn trong quá trình bào chế Kích thước hạt khi bào chế bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như: dung môi hòa tan, nồng độ dược chất, tốc độ khuấy trộn, nhiệt độ, thời gian khuấy trộn, tỷ lệ dung môi. Việc đảm bảo nghiêm ngặt các điều kiện này trong suốt quá trình bào chế là tương đối khó khăn, hơn thế các tiểu phân có xu hướng dễ kết tụ do năng lượng tự do bề mặt lớn, do vậy nếu không kiểm soát tốt sẽ không đạt được kích thước tiểu phân (KTTP) mong muốn [46]. Khó khăn trong bảo quản Trong quá trình bảo quản, các tiểu phân nano trong hệ luôn có xu hướng kết tập với nhau tạo thành các tiểu phân nano lớn hơn để giảm năng lượng bề mặt tự do, đặc biệt là các hệ có KTTP từ 10 đến 100 nm. Độc tính của hệ nano Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng, bên cạnh rất nhiều ưu điểm như tăng sinh khả dụng, tác dụng tại đích, ổn định dược chất thì một vài hệ nano có thể có nguy cơ gây độc cho cơ thể [26, 43].
Các tiểu phân nano hấp thu qua đường dạ dày – ruột có khả năng gây độc tính do tích tụ tại các mảng Peyer. Hạt nano có thể vào não thông qua hai đường chính là hấp thu qua hàng rào máu não và qua kênh “trans – synaptic” sau tiếp xúc với niêm mạc mũi. Điện thế bề mặt của hạt nano làm thay đổi tính thấm của hàng rào máu não và gây độc cho não [26]. Ứng dụng Phương pháp tạo hệ nano mang lại nhiều lợi ích nên nhiều lĩnh vực đã ứng dụng phương pháp này vào thực tiễn để tăng hiệu quả sử dụng của vật liệu, đặc biệt là trong lĩnh vực dược phẩm.
Thiết kế bào chế các loại thuốc nano sử dụng theo nhiều đường khác nhau cho thấy hiệu quả, thuận tiện; kéo dài đời sống của thuốc; tiết kiệm chi phí cho người bệnh; ít độc tính. Tiểu phân nano được ứng dụng cho điều trị và chẩn đoán được chia thành 2 nhóm: tiểu phân nano hữu cơ (lyposome, micelle, polymeic, dendrimer.) và tiểu phân nano vô cơ (vàng, sắt, bạc.