ĐẶT VẤN ĐỀ Bệnh đái tháo đường (ĐTĐ) là một bệnh lý mãn tính đang ngày càng gia tăng. Theo thống kê của WHO, tỷ lệ bệnh ĐTĐ tăng từ 108 triệu người lên 422 triệu người từ năm 1980 đến năm 2014 [50], và dự đoán đến năm 2040 tăng lên 700 triệu người [50], tỷ lệ tử vong sớm do bệnh ĐTĐ tăng lên 5% [50]. Thực tế một số lớn bệnh nhân ĐTĐ trong cộng đồng không biết mình mắc bệnh. Tuy đã có thuốc đặc trị nhưng tỷ lệ bệnh nhân mắc mới và tỷ lệ tử vong vẫn gia tăng đáng kể.
Các thuốc điều trị như metformin, glibenclamid, acarbose,. có tác dụng tốt tuy nhiên tác dụng không mong muốn còn nhiều và vẫn xuất hiện các biến chứng trên bệnh nhân. Vì vậy, việc nghiên cứu các loại thuốc mới về điều trị ĐTĐ vẫn đang là xu hướng và đặc biệt là các vị thuốc, bài thuốc và các chiết xuất từ dược liệu đang được các nhà khoa học và cả bệnh nhân rất quan tâm. Ở Trung Quốc cũng đã nghiên cứu chứng minh tác dụng hạ đường huyết của BCL trên chuột gây ĐTĐ bằng alloxan [36].
Berberin là isoquinolon alkaloid tự nhiên được chiết xuất từ các loại thực vật như Vàng đắng (Coscinium fenestratum), Hoàng bá (Phellodendron amurense), Hoàng liên (Coptis chinensis),. nó được biết đến là một hoạt chất có hiệu quả cao trong điều trị tiêu chảy. Trong một lần điều trị tiêu chảy cho bệnh nhân có bệnh lý (ĐTĐ) các nhà khoa học vô tình phát hiện tác dụng hạ đường huyết của BCL, từ đó các nghiên cứu kĩ lưỡng trên cả in vitro, in vivo và trên lâm sàng đã chứng minh tác dụng hạ đường huyết của BCL. Tuy vậy, tính tan trong nước và trong môi trường acid dạ dày kém cùng với tính thấm rất kém nên sinh khả dụng (SKD) của BCL rất thấp (≤ 5%) do hạn chế về tính chất lý hóa và dược động như độ tan kém, tính thấm kém dẫn đến hạn chế hấp thu, là cơ chất của hệ thống bơm ngược như (P-gp) và hệ thống CYP450 [24].
Nghiên cứu này với mục đích bào chế viên nang mềm chứa hệ vi tự nhũ BCL (SMEDDS-BCL) nhằm cải thiện SKD và tác dụng điều trị ĐTĐ của BCL. Hệ vi tự nhũ là hỗn hợp gồm pha dầu, chất đồng hòa tan, chất diện hoạt, chất đồng diện hoạt được phối hợp với tỉ lệ nhất định và hoạt chất được hòa tan trong hỗn hợp này. Khi sử dụng đường uống, dưới nhu động và dịch tiêu hóa, hệ SMEDDS sẽ hình 2 thành vi nhũ tương với kích thước pha dầu đa phần nhỏ hơn 200 nm. SMEDDS là một trong những hệ thống mang thuốc rất hiện đại đang được quan tâm và cũng đã có các ứng dụng được thương mại hóa với khả năng cải thiện đáng kể SKD của nhiều hoạt chất kém tan, kém thấm như cycloporin, ritonavir, hay các chiết xuất dược liệu như kaemferol, baicalein, rotundin.
Những đặc điểm chính giúp cải thiện SKD nhiều hoạt chất của SMEDDS là khả năng tăng diện tích hấp thu của hoạt chất nhờ pha phân tán ở kích thước nano khi SMEDDS phân tán trong ống tiêu hóa, cùng với đó là các thành phần trong công thức SMEDDS như dầu, chất diện hoạt, chất đồng diện hoạt, chất đồng dung môi là những tác nhân cải thiện đáng kể độ tan và tính thấm của hoạt chất và một phần ức chế các hệ thống bơm ngược P- glycoprotein và hệ thống men chuyển hóa thuốc CYP450. Hệ SMEDDS tải hoạt chất dễ dàng bào chế, rất phù hợp để đóng nang mềm, ít gặp khó khăn trong quy mô sản xuất, do đó có khả năng thương mại hóa cao. Với các hạn chế về mặt lý hóa và dược động nêu trên của BBR thì SMEDDS là lựa chọn phù hợp có thể giúp cải thiện SKD và hoạt tính hạ đường huyết của BCL. Với các hạn chế về mặt lý hóa và dược động nêu trên của BBR thì SMEDDS là lựa chọn phù hợp có thể giúp cải thiện SKD hoạt tính hạ đường huyết của BBR, do đó đề tài “Nghiên cứu, bào chế hệ vi tự nhũ chứa berberin nhằm cải thiện sinh khả dụng và tác dụng điều trị đái tháo” được tiến hành.
Mục tiêu của đề tài: - Xây dựng và thẩm định quy trình định lượng BCL nguyên liệu và BCL trong công thức bào chế. - Nghiên cứu độ tan của BCL trong các dung môi. - Xây dựng quy trình và công thức SMEDDS-BCL tối ưu. - Đánh giá tác dụng hạ đường huyết của SMEDDS-BCL trên mô hình chuột gây ĐTĐ bằng aloxan.
- Xây dựng công thức bào chế viên nang mềm chứa hệ SMEDDS-BCL. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. TÁC DỤNG DƯỢC LÝ CỦA BCL Các hợp chất hóa học có nguồn gốc từ thực vật đã được ứng dụng từ khi con người sử dụng chúng để chống lại một số bệnh tật. Trong số đó isoquinoline alkaloid berberine tự nhiên đã được sử dụng trong y học ở Việt Nam và nước ngoài trong hàng nhiều năm với một loạt các tác dụng dược lý và sinh hóa.
Gần đây, ngày càng có nhiều báo cáo ủng hộ bằng chứng về các tác dụng dược lý khác của BCL như: hạ lipid huyết, chống khối u, kháng Helicobacter pylori và tác dụng bảo vệ tim mạch [29]. Trong y học Yunani, Berberis asiatica có nhiều công dụng, chẳng hạn như để điều trị bệnh hen suyễn, đau mắt, vàng da, sắc tố da và đau răng, cũng như giúp loại bỏ viêm và sưng, và làm khô vết loét [29]. Ở Ayurveda, các loài Berberis theo truyền thống đã được sử dụng để điều trị một loạt các bệnh nhiễm trùng tai, mắt và miệng, để chữa lành vết thương nhanh chóng, chữa bệnh trĩ, khó tiêu và kiết lỵ, hoặc điều trị rối loạn tử cung và âm đạo [29]. Tác dụng trị tiêu chảy BCL được sử dụng như một thuốc không kê đơn cho bệnh tiêu chảy đặc biệt tiêu chảy do vi khuẩn như E.
coli, Vibrio cholerae. Tác dụng này đã được kiểm chứng trên lâm sàng và đã được cấp phép lưu hành ở Việt Nam và một số quốc gia như Trung Quốc [18]. Năm 2013, (nghiên cứu của Chen và cộng sự cho thấy), khi hỗng tràng ở trạng thái co bóp yếu, berberin gây ra các cơn co thắt thông qua hệ thống cholinergic. Ngược lại, nếu hỗng tràng ở trạng thái co bóp mạnh, berberin kích thích hỗng tràng thư giãn liên quan đến hệ thống adrenergic và cơ chế phụ thuộc nitric oxide.
Berberin có tác dụng chống ung thư mạnh, ngăn chặn sự tiến triển của nội tạng quá nhạy cảm với sự căng phồng đại trực tràng và có thể qua trung gian NO. Điều này nhấn mạnh tiềm năng của berberin để điều trị bệnh nhân với rối loạn chức năng dạ dày và ruột, như trong IBS [11]. Tác dụng kháng khẩn, kháng viêm Chiết xuất và nước sắc berberine theo truyền thống được sử dụng cho các tác động chống lại nhiều loại vi sinh vật bao gồm vi khuẩn, vi rút, nấm, động vật nguyên sinh, giun sán, trong các loại thuốc dân gian Ayurvedic, Trung Quốc và Trung Đông [29]. BBR có phổ kháng khuẩn rộng, chống lại được các vi khuẩn gây bệnh phổ biến như Staphylococcus epidermidis, E.
coli, Staphylococcus aureus, Trichoderma viride, Pseudomonas aeruginosa, Bacillus subtilis. Cơ chế của tác dụng này là khả năng ức chế hoạt tính một số enzym bề mặt của vi khuẩn như lipopolysacharid, transpeptidase, protein sortase [22]. BBR đã được chứng minh là ức chế sao chép COX-2 trong các tế bào ung thư ruột kết ở người và làm giảm protein COX-2 trong dòng tế bào ung thư miệng in vitro. Nó còn ức chế sự tăng sinh tế bào của tế bào lympho ngoại biên của con người, ngăn chặn các phản ứng viêm do kích hoạt AMPK trong đại thực bào trong ống nghiệm.
Berberine ức chế cảm ứng của đại thực bào, interleukin IL-1β và yếu tố hoại tử khối u TNF-α bởi các tác nhân gây viêm trong tế bào phổi của người trong ống nghiệm [43]. Ủ với hợp chất alkaloid chính của Rhizoma coptidis, berberin cũng ức chế đáng kể hoạt tính liên kết của AP-1 và NF B ở nồng độ 10-4 mol hoặc cao hơn (ủ thời gian 240 phút). Mô hình và mức độ của các tác động ức chế của berberine đối với hoạt động của yếu tố phiên mã cho thấy rằng nó đại diện cho hợp chất chống viêm chính của Rhizoma coptidis [31]. Tác dụng trên tim mạch Tác dụng có lợi của BCL trong suy tim đã được chứng minh trong một nghiên cứu trên 51 bệnh nhân được chẩn đoán bị suy tim cấp III/IV NYHA (Hiệp hội Tim mạch New York) với phân suất tống máu thất trái thấp (LVEF) và co thắt tâm thất sớm và/hoặc nhịp nhanh thất.
Những bệnh nhân này sử dụng 1,2 g BCL/ngày, cùng với liệu pháp thông thường (thuốc lợi tiểu, digoxin, nitrat) trong 2 tuần. Sự gia tăng LVEF đã được thấy rõ, tần suất và độ phức tạp của các cơn co thắt tâm thất cũng 5 giảm. BCL còn được chứng minh có tác dụng bảo vệ tim mạch trong điều kiện thiếu máu cục bộ thông qua các cơ chế điều tiết hoạt động AMPK [14]. Tác dụng hạ đường huyết của BCL Rất nhiều thử nghiệm lâm sàng chỉ ra rằng BBR cho tác dụng hạ đường huyết rất hiệu quả trên những đối tượng bị ĐTĐ thông qua nhiều cơ chế cụ thể đã được chứng minh như tăng biểu hiện của thụ thể insulin, tăng nhạy cảm insulin với thụ thể, hoạt hóa AMPK qua đó làm giảm thủy phân glycogen, protein, lipid, tăng dung nạp glucose, giảm hấp thu glucose ở ruột [29].
Các thử nghiệm in vitro và in vivo về tác dụng hạ đường huyết của BCL đã được nghiên cứu nhiều, một nghiên cứu trên tế bào cơ tim kháng insulin cho thấy các tế bào này có mức tiêu thụ và hấp thu glucose tăng đáng kể khi điều trị bằng BCL so với nhóm chứng thông qua cơ chế hoạt hóa AMPK [10]. BCL giúp tăng biểu hiện protein thụ thể insulin (tăng hơn 1,6-1,9 lần) trên mô hình một số loại tế bào, đặc biệt là tế bào gan. Tác dụng hạ đường huyết của BCL đã được nghiên cứu trên lâm sàng trên các bệnh nhân T2D từ quy mô vài chục đến vài ngàn bệnh nhân, với liều BCL hằng ngày từ 1,0-1,5 g, cũng đã cho kết quả rất khả quan với các thông số đầu ra như đường huyết lúc đói, HbA1C, triglycerid, cholesterol toàn phần, LDL đều giảm có ý nghĩa [10], [47]. Trong một nghiên cứu phân tích mười bốn thử nghiệm tác dụng trị ĐTĐ của BCL, bao gồm 1068 người tham gia, việc điều trị BCL và điều chỉnh lối sống cho thấy phản ứng hạ đường huyết và hạ mỡ máu đáng kể.
So với các thuốc hạ đường huyết đường uống, việc điều trị bằng BCL và thuốc hạ đường huyết tương tự cho thấy kiểm soát đường huyết tốt hơn. Không có tác dụng phụ nghiêm trọng từ BCL đã được báo cáo.