CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Tổng quan về cây Nhục đậu khấu 1. Vị trí và phân loại - Vị trí phân loại của chi Myristica theo hệ thống phân loại Takhatajan [42] Giới thực vật: Plantae Ngành Ngọc Lan: Magnoliophyta Lớp Ngọc Lan: Magnoliopsida Phân lớp Ngọc Lan: Magnoliidae Bộ Máu Chó: Myristicales Họ Máu Chó: Myristicaceae Chi: Myristica Loài: Myristica fragrans 1. Đặc điểm thực vật của cây Nhục đậu khấu (Myristica fragrans Houtt) Nhục đậu khấu là một cây to, cao 8-10m.
Toàn thân nhãn. Lá mọc so le, xanh tươi quanh năm, dai, phiến lá hình mác rộng, dài 5-15cm, rộng 3-7cm, mép nguyên, cuống lá dài 7-12mm. Hoa khác gốc mọc thành xim ở kẽ lá, có dáng tán. Màu hoa vàng trắng.
Quả hạch, hình cầu hay quả lê, màu vàng, đường kính 5-8cm, khi chín nở theo chiều dọc thành 2 mảnh, trong có một hạt có vỏ dày cũng, bảo bọc bởi một áo hạt bị rách, màu hồng [1]. Hạt hình trứng hoặc hình bầu dục, dài 2 cm đến 3 cm, đường kính 1,5 cm đến 2,5 cm. Mặt ngoài màu nâu tro hoặc vàng xám, có khi phủ phấn trắng, có rãnh dọc, mờ nhạt và nếp nhăn hình mạng lưới không đều. Có rốn ở đầu tù (rốn ở vị trí rễ mầm) là một điểm lồi tròn, màu nhạt.
Hợp điểm lõm và tối, noãn nhân dọc nối hai đầu hạt. Ngoài cùng là lớp vỏ hạt rồi đến lớp ngoại nhũ sát lớp vỏ hạt. Cây mầm nằm trong một khoang rộng. Chất cứng, mặt gãy có vân hoa đá màu vàng nâu, đầu tù.
Có thể thấy phôi nhăn, khô, nhiều dầu, mùi thơm nồng, vị cay [1]. Sinh học và hình thái Cây Nhục đậu khấu không ra hoa cho đến khoảng 9 tuổi, nhưng một khi bắt đầu ra hoa, chúng sẽ tiếp tục ra hoa trong 75 năm nữa. Cây cho 2 đến 3 vụ một năm. Hạt Nhục đậu khấu cần 3 đến 6 tuần để khô trước khi sẵn sàng sử dụng [20].
Phân bố: Nhục đậu khấu có nguồn gốc ở vùng đảo Molucca ở Thái Bình Dương, được nhập trồng vào đất liền ở khắp vùng nhiệt đới Nam Á và Đông - Nam Á. Ở Việt Nam cây chủ yếu được trồng ở các tỉnh phía Nam. Bộ phận dùng - Nhục đậu khấu: là phần nhân phơi hay sấy khô. - Nhục ngọc quả: Là phần vỏ áo (vỏ giả màu hồng của hạt) của hạt Nhục đậu khấu đã được phơi hay sấy khô.
Một số nghiên cứu tác dụng sinh học và thành phần hóa học từ hạt Nhục đậu khấu 1. Nghiên cứu trên thế giới 1. Nghiên cứu về thành phần hóa học Thành phần hóa học từ các bộ phận khác nhau của cây Nhục đậu khấu (Myristica fragrans Houtt) rất phong phú bao gồm: các hợp chất phenolic có khung lignan như diphenylpropanoid neolignan, diphenylpropanoid neolignan, benzofuranoid neolignan 2,3-dimethyl-1,4-diaryl-butane lignan, aryltetralin lignan và một số nhóm cấu trúc khác như diphenylalkan, phenylpropanoid, các axit béo và este của axit béo. Trong đó, thành phần phenolic được xem là thành phần chính của hạt nhục đậu khấu.
Một số hợp chất phenolic được phân lập từ hạt nhục đậu khấu được thể hiện trong bảng dưới đây.1: Thành phần hóa học trong từ cây Nhục đậu khấu STT Tên hợp chất Công thức hóa học TLTK Lignan 1 Macelignan [43] 2 Isootobaphenol [26] 3 Grandisin [13] 4 Raphidecursinol [13] B 3 5 Fragransol B [16] 6 3-(4-Allyl-2,6- [6] dimethoxy- phenyloxy)-2- methyl-5- methoxy-2,3- dihydrobenzofura n Diphenylalkane 7 Malaricone B [6] 8 Virolane [12] 9 Tetramethylhexes [10] trol Phenylpropanoid 10 Safrole [24] 11 Isoelemicin [24] 12 Caffeic axit [38] 13 ((7S)-8′- [8] (benzo[3′,4′]diox ol-1′-yl)-7- hydroxypropyl)be nzene-2,4-diol 4 15 [23] Hydroxyeugenol ((8R,8′S)-7-(4- hydroxy-3- 14 methoxyphenyl)- [8] 8′-methylbutan-8- yl)-3′- methoxybenzene- 4′,5′-diol 1. Nghiên cứu về tác dụng sinh học của hạt Nhục đậu khấu a. Tác dụng chống viêm và giảm đau Nghiên cứu về tác dụng chống viêm và giảm đau của hạt Nhục đậu khấu đã cho kết quả sau: Dịch chiết cloroform của hạt Nhục đậu khấu ở các mức liều khác nhau 50, 100, 200 mg/kg thử nghiệm trên chuột đã chứng minh hoạt động ức chế chứng phù chân chuột do carragreenan gây ra. Bên cạnh đó, dịch chiết xuất cloroform của hạt Nhục đậu khấu cũng có tác dụng giảm đau khá mạnh ở liều 50, 100, 200 mg/kg và đều thể hiện hoạt tính mạnh hơn 150 mg/kg axit acetylsalicylic [33].
Tác dụng chống oxy hóa Nhiều nghiên cứu trên thế giới về tác dụng chống oxy hóa từ các dịch chiết của hạt Nhục đậu khấu, đã được công bố trong đó có khả năng bắt giữ gốc tự do 2,2-diphenyl- 1-picrylhydrazyl (DPPH), ức chế peroxid hóa lipid (LPO), ức chế β-caroten, khả năng tạo phức với các ion sắt (II), khả năng khử sắt/chất chống oxy hóa (FRAP) [15], [44], [24]. Trong đó, dịch chiết aceton của hạt Nhục đậu khấu thể hiện hoạt tính chống oxy hóa cao nhất với 93,12 mg GAE (tương đương axit gallic/100g tổng hàm lượng phenolic khô), với tác dụng bắt giữ gốc tự do DPPH là 63,04%, hoạt tính chelat là 64,11% và ức chế β-caroten tới 74,36% ở nồng độ dịch chiết 1 mg/ml. Vì vậy, tác dụng chống oxy hóa của hạt Nhục đậu khấu có thể hữu ích trong ngăn ngừa hoặc làm chậm sự tiến triển của các bệnh như bệnh viêm, bệnh liên quan đến tim mạch… [15]. Tác dụng kháng khuẩn và kháng nấm Nghiên cứu về tác dụng kháng khuẩn và kháng nấm trên cả dịch chiết aceton, ethanol, metanol, butanol và nước của hạt Nhục đậu khấu, trong đó dịch chiết aceton có tác dụng kháng khuẩn đối với cả 4 loài vi khuẩn (Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Pseudomonas putida và Pseudomonas aeruginosa) và 3 loài của nấm (Aspergillus fumigatus, Aspergillus niger và Aspergillus favus).
Dịch chiết aceton cũng cho thấy hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm mạnh nhất là chống lại Staphylococcus aureus (13,8±0,42 mm) và A. 5 Bên cạnh đó, theo nghiên cứu hoạt tính kháng nấm in vitro và in vivo chống lại nấm gây bệnh thực vật Alternaria alternata, Magnaporthe grisea, Agrobacteria tumefaciens, Burkholderia glumae, Colletotrichum coccodes và C. gloeosporioides của ba lignan, bao gồm macelignan, axit meso-dihydroguaiaretic và nectandrin-B đều cho hoạt tính ở mức tốt. Trong đó, nectandrin-B cho khả năng ức chế sự phát triển tốt nhất (IC50=24 mgL-1) của tất cả các bệnh nấm gây ra bởi thực vật kể trên, trong khi macelignan và axit meso-dihydroguaiaretic cho khả năng ức chế ở mức trung bình hoặc không ức chế [20].
Tác dụng chống béo phì và điều trị tiểu đường Bệnh tiểu đường và béo phì luôn là nỗi lo ngại cho con người trên thế giới trong đó bệnh béo phì là nguyên nhân thứ hai dẫn đến tử vong sau thuốc lá có liên quan đến bệnh tiểu đường type 2. Protein kinase kích hoạt AMP (AMPK) là mục tiêu điều trị tiềm năng để điều trị hội chứng chuyển hóa, bao gồm bệnh tiểu đường type 2 và béo phì. Ba lignan tetrahydrofuran, bao gồm nectandrin B, tetrahydrofuroguaiacin B và nectandrin A ở nồng độ 5 µM tạo ra sự kích thích AMPK mạnh mẽ trong các tế bào C2C12 đã biệt hóa [32]. Macelignan cải thiện đáng kể tình trạng kháng insulin và có tác dụng có lợi đối với chuyển hóa axit béo và glucose ở chuột mắc bệnh tiểu đường, tương tự như troglitazone là một thuốc điều trị đái tháo đường [17].
Ngoài ra, một số thí nghiệm in vivo trên chuột cho thấy tác dụng chống béo phì và điều trị tiểu đường của hạt Nhục đậu khấu. Dịch chiết etanol của Nhục đậu khấu được chứng minh là làm giảm lượng đường trong máu vừa phải ở chuột mắc bệnh tiểu đường do streptozotocin (STZ) sau 3 đến 7 giờ sau điều trị [3]. Tác dụng chống ung thư Ung thư luôn là nỗi quan tâm và là căn bệnh thế kỷ của nhân loại. Những nghiên cứu về thuốc chống ung thư luôn được quan tâm nhiều trong suốt những thập kỷ qua.
Bốn lignan phân lập từ hạt Nhục đậu khấu ở Việt Nam bao gồm macelignan, axit meso- dihydroguaiaretic , nectandrin-B và fragransin A2 đã được nghiên cứu tác dụng gây độc tế bào ung thư in vitro đối với nhiều loại khác nhau, bao gồm: các dòng tế bào ung thư H1299 (ung thư biểu mô phổi), H358 (ung thư phổi phế quản ở người), H460 (ung thư phổi tế bào lớn), Hela (ung thư cổ tử cung ở người), HepG2, KPL4, MCF-7, RD và MDCK (tế bào thận loạn sản đa nang). Kết quả là macelignan và axit meso- dihydroguaiaretic cho thấy hoạt tính gây độc tế bào mạnh hơn so với nectandrin-B và fragransin A2. Hợp chất axit meso-dihydroguaiaretic thể hiện hoạt tính gây độc tế bào mạnh đối với hầu hết các tế bào thử nghiệm H358, HepG2, RD, MCF-7, KPL4, tế bào ung thư H1299 và H460 có giá trị IC50 nằm trong khoảng từ 10,1 đến 27,7 µM, so với đối chứng dương [taxol, IC50=4,9–6,6 µM]. Macelignan cũng cho thấy khả năng gây độc tế bào mạnh đối với các tế bào ung thư H358 (IC50=10,2 µM) và Hela (IC50=25,1 µM) [41].
Tác dụng bảo vệ gan Hạt Nhục đậu khấu cho thấy hoạt động bảo vệ gan mạnh nhất so với 21 loại chất khác được kiểm tra khi dùng đường uống cho chuột bị tổn thương gan do lipopolysacarit (LPS) và D-galactosamine (D-GalN) [30].Trong nghiên cứu đó, cũng báo cáo hoạt động bảo vệ gan cực kỳ mạnh mẽ của myristicin, chất này ức chế rõ rệt sự tăng cường nồng độ TNF-α trong huyết thanh do LPS/D-GalN gây ra và sự phân mảnh DNA ở gan ở chuột [30]. Tác dụng sinh lý thần kinh Hạt Nhục đậu khấu được ghi nhận là có nhiều tác dụng lên hệ thần kinh trung ương. Một số thử nghiệm in vivo trên chuột được ghi nhận có thể kể đến như dịch chiết n- hexan cũng tạo ra tác dụng giống thuốc chống trầm cảm đáng kể ở chuột trong các thử nghiệm bơi cưỡng bức và treo đuôi [9]. Trimyristin và dịch chiết n-hexan của hạt Nhục đậu khấu cho thấy hoạt động giải lo âu ở chuột khi được thử nghiệm trong mô hình mê cung và holoboard [40] Ngoài ra, tác dụng của diphenylalkan là Malabaricon C trong điều trị bệnh Alzheimer còn được ghi nhận qua hoạt tính ức chế acetylcholinesterase (AChE) với giá trị IC50 là 44,0 µg/ml [7].
Malabaricon C cũng cho thấy hoạt tính ức chế AChE (IC50=2,06 µg/ml) so với chất đối chứng dương, donepezil HCl (IC50=0,03 µg/ml) [37]. Tác dụng bảo vệ tim mạch Tiểu cầu đóng một vai trò quan trọng trong cơ chế bệnh sinh của rối loạn tim mạch và đột quỵ và việc ức chế chức năng tiểu cầu có lợi cho việc điều trị và phòng ngừa các bệnh này. Theo một số nghiên cứu, lignan [(1S,2R)-2-(4-allyl-2,6-dimethoxyphenoxy)- 1-(3,4-dimethoxyphenyl) propan-1-ol acetat] được ưu tiên ức chế yếu tố kích hoạt tiểu cầu và huyết khối (PAF) gây ra sự kết tập tiểu cầu mà không ảnh hưởng đến tổn thương tiểu cầu theo cách phụ thuộc vào nồng độ với giá trị IC50 lần lượt là 3,2 và 3,4 µM [21].