CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1. Tổng quan về chi Gleditisa 1. Vị trí phân loài Chi Gleditsia được phân loại như sau: Giới (Kingdom) - Thực vật (Planta) Ngành (Phylum) - Ngọc lan (Magnoliophyta) Lớp (Class) - Ngọc lan (Magnoliophyta) Phân lớp (Subclass) - Hoa hồng (Rosidae) Bộ (Order) - Đậu (Fabales) Họ (Family) - Đậu (Fabaceae) Phân họ (Sub-family) - Vang (Caesalpinioideae) Chi (Genus) - Bồ kết (Gleditsia) [2], [3], [47] 1. Đặc điểm thực vật Theo thực vật chí Trung Quốc mô tả: bồ kết là cây gỗ hay cây bụi, lá rụng sớm.
Thân và cành thường có gai đơn hoặc phân nhánh. Lá mọc so le, thường thành cụm; cuống lá và lá chét lông chim có rãnh; lá chét nhiều, mọc gần đối hoặc so le, đáy xiên hoặc gần đối xứng, mép lá răng cưa hoặc khía tai bèo, hiếm khi nguyên. Hoa mọc ở nách lá, hiếm khi ở đầu cành, mọc thành chùm hoa, hiếm khi là chùy hoa. Hoa lưỡng tính hoặc đơn tính khác gốc, màu lục nhạt hoặc trắng ánh xanh lục.
Đế hoa hình chuông, bên ngoài có lông tơ. Đài hoa 3-5 thùy; các thùy gần bằng nhau. Cánh hoa 3-5, hơi không đều nhau, dài gần bằng hoặc dài hơn một chút so với các thùy của đài hoa. Nhị hoa 6-10, thò ra ngoài, có lông quăn từ giữa trở xuống; bao phấn đính lưng.
Bầu nhụy không cuống hay có cuống ngắn; noãn 1 đến nhiều; vòi nhụy ngắn; đầu nhụy ở đỉnh. Quả đậu hình trứng hoặc elip, phẳng hoặc gần thuôn tròn [47]. Đặc điểm thực vật một số loài thuộc chi Gleditsia Gleditsia rolfei Vidal y Soler.: Đại mộc nhỏ, nhánh có bì khẩu tròn trắng; gai chẻ hai, ngay, dài. Lá dài 20cm, 10 cặp, bầu dục, bất xứng, dài 3 – 7cm, gân phụ 9 – 11 cặp, bìa có rang tròn, đầu tà.
Chùm ngoài nách lá, dài 12 cm; lá đài mặt trong có long; cánh hoa 5, cao 4mm; tiều nhụy. Hoa cái có tiểu nhụy lép. Quả dẹp đen, dài 20cm, rộng 1. Gleditsia pachycarpa Bal.: Đại mộc; nhánh có gai.
Lá dài 20 – 25cm; thứ diệp mọc xen, dài 3.5cm, bất xứng, hơi cong, đầu tà tròn, bìa có răng tà, gân phụ 11 – 15 cặp, có lông mịn. Quả dẹt, đen, dài đến 30cm, rộng 4. Hạt đến 40, nâu [4]. 2 Gleditsia australis Hemsl.: Đại mộc 8m, có gai to, cứng, chia nhánh.
Lá kép 2 lần, mang 3 – 4 cặp thứ diệp; tam diệp 6 – 8 cặp, có lông ở mặt trên, đầu tròn hay lõm. Cánh hoa đầy lông mặt trong; tiểu nhụy rời, 10 ở hoa đực, 5 ở hoa lƣỡng tính. Quả dẹt, mỏng, cứng, nâu đen; hạt 10 – 12 [2]. Gleditsia sinensis Lam.: Cây gỗ to, cao tới 12m, thân thẳng có vỏ nhẵn và rất nhiều gai to, cứng, phân nhánh, dải 10 – 25cm.
Lá kép, mọc so le, một lần lông chim, lá chét có 6 – 8 đôi mọc so le, hình mác, bó vầ hơi có lông ở mặt trên, nhạt hơn và nhăn ở mặt dƣới, đầu lá chét nhọn, gốc lệch. Cụm hoa mọc thành chùm ở kẽ lá, nhiều cụm dài 10 – 15cm, hoa màu vàng, tràng 5 cánh, hoa đực có 10 nhị và không có bầu, hoa lƣỡng tính có 5 nhị, bầu trên có nhiều lông, đựng nhiều noãn. Quả dẹt, cong, dài 15 – 20cm, phồng ở chỗ có hạt. Có từ 15 – 20 hạt, khi chính có màu mâu đen [26].
Phân bố Trên thế giới, phần lớn các loài thuộc chi Gleditsia được tìm thấy ở vùng Đông Nam Á, Bắc Mỹ, Đông – Nam Mỹ và phía Nam Caucasus [16], [40], [47]. Theo nghiên cứu của Gordon và các cộng sự năm 1966, chi Gleditsia có tổng cộng 13 loài. Trong số này, 8 loài phân bố ở khu vực Đông Á gồm: Gleditsia australis, Gleditsia delavayi, Gleditsia fera, Gleditsia japonica, Gleditsia macracantha, Gleditsia microphylla, Gleditsia rolfei và Gleditsia sinensis; 2 loài xuất hiện ở Đông Bắc Mỹ là Gleditsia aquatica và Gleditsia triacanthos; 1 loài sinh sống ở Nam Mỹ là Gleditsia amorphoides; 1 loài ở phía Nam bờ biển Caspian là Gleditsia caspica; và 1 loài ở vùng Đông Bắc Ấn Độ là Gleditsia assamica [15]. Theo Huxley và cộng sự (1992) và theo Thực vật chí Trung Quốc có 14 loài thuộc chi Gleditsia gồm: Gleditsia australis, Gleditsia delavayi, Gleditsia fera, Gleditsia japonica, Gleditsia macracantha, Gleditsia microphylla, Gleditsia rolfei, and Gleditsia sinensis, Gleditsia aquatica, Gleditsia triacanthos, Gleditsia amorphoides, Gleditsia caspica và Gleditsia assamica [16], [47].
Ở Việt Nam cây bồ kết mọc hoang và được trồng nhiều tại nhiều tỉnh miền bắc nước ta. Riêng đảo Cát Bà (Hải Phòng ) có tới 40.000 cây, hàng năm cho tới 40 tấn bồ kết [3]. Các loài được tìm thấy ở Việt Nam là: Gleditsia rolfei Vidal y Soler (tạo giác), Gleditsia pachycarpa Bal. (bồ kết quả dày) và Gleditsia australis Hemsl, ex Forb, & Hemsl.
Bồ kết là loại cây gỗ lớn, mọc nhanh, ưa sáng, thường mọc ở rừng thứ sinh, đôi khi thấy cả ở vùng rừng núi đá vôi. Cây ra hoa và quả hàng năm, nhưng tỷ lệ quả phụ thuộc thời tiết. Bồ kết rụng lá vào mùa đông, lá non lại vào cuối mùa xuân năm sau Cây 3 trồng bằng hạt, sau 4 năm ra hoa và quả đầu tiên, các năm sau sẽ ra nhiều hơn. Bồ kết có khả năng tái sinh chồi sau khi chặt [3], [4].
Thành phần hóa học Nghiên cứu thành phần hóa học của các loài trong chi Gleditsia trên thế giới còn hạn chế, các nghiên cứu mới chỉ tập trung chủ yếu vào loài G. Tới 2018, hơn 60 hợp chất bao gồm triterpen, sterol, flavonoid, alkaloid, phenolic và các dẫn chất của chi này đã được phân lập từ Gleditsia japonica Miq., Gleditsia sinensis Lam., Gleditsia caspica Desf. và Gleditsia triacanthos L. Trong số các hợp chất này, triterpenoid saponin là thành phần chính của các loài Gleditsia [51].
Saponin và sterol Các loài Gleditsia rất giàu triterpen, đặc biệt là triterpenoid saponin, và những saponin này có thể là marker thích hợp cho chi này. Đặc điểm cấu trúc của triterpen được ghi nhận như sau: các triterpen này có thể được chia thành hai loại chính dựa vào cấu trúc khung cơ bản của chúng đó là các hợp chất loại oleanane và loại lupane được tìm thấy trong chi Gleditsia [51]. Năm 1999, Zhizhen Zhang và các cộng sự đã phân lập ra 4 triterpenoid saponin có khung oleanan từ loài Gleditsia sinensis là gleditsiosid A, gleditsiosid B, gleditsiosid C, gleditsiosid D, các chất này đều là các chất rắn vô định hình [53]. Đồng thời cũng trong năm này ông và cộng sự cũng phân lập được các triterpen saponin: gleditsiosid E, F, H, I, J, K, O, P, Q; gleditsia saponin C', gleditsia saponin E' [54], [55], [56].
và cộng sự đã phân lập được 1 triterpenoid và 4 steroid tử gai của Gleditsia sinensis Lam. trong đó triterpenoid C-friedours-7-en-3-on lần đầu tiên được phát hiện trong tự nhiên [28] và những chất này cũng được Li WH. và cộng sự phân lập sau đó 2 năm [27]. Năm 2010, khi nghiên cứu về quả loài G., nhóm nghiên cứu tại đại học Shizuoka (Nhật Bản) đã phân lập và xác định cấu trúc 11 bisdesmosidic triterpenoid saponin có cấu trúc tương tự như trên, tuy nhiên một số glucoside triterpenoid lại chứa ba acid monoterpenic tại các gốc đường.
Nhóm này được đặt tên là caspicaosid [32], [29]. Sterol thu được từ chi Gleditsia được phân thành hai loại: lanostane và lupine. và cộng sự đã phân lập được 4-lupane sterol: betulic acid, alphitolic acid, 3-Otrans- 4 p-coumaroyl alphitolic acid và 2-hydroxypyracrenic acid [27]. Ngoài ra, vào năm 2005, khi tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính sinh học, Lim và cộng sự đã tìm thấy một vài hợp chất lanostan từ gai của Gleditsia sinensis [26] Bảng 1.
Một số hợp chất nhóm sterol phân lập từ chi Gleditsia Tên hợp chất Công thức cấu tạo Acid betulinic [27] Acid aphiltolic [27] Stigmast-4-ene-3,6-dion [28] Stigmast-3,6-dion [28] 5 Stigmasterol [28] β-sitosterol [28] 1. Flavonoid Có khoảng 13 hợp chất flavonoid đã được phân lập và xác định cấu trúc. Nhóm flavonoid lớn nhất được tìm thấy trong chi Gleditsia là flavon [51]. Năm 2007, ba flavon đã được phân lập và xác định từ Gleditsia sinensis bởi Zhou và cộng sự [58].
Đến 2014, Mohammed và cộng sự đã phân lập 8 flavon glycosid và 2 flavon aglycone từ dịch chiết ethanol của lá Gleditsia triacanthos [33]. Alcaloid Các alcaloid tương đối hiếm ở các loài Gleditsia và chỉ có bốn hợp chất thuộc nhóm này được báo cáo trong chi này [51]. Vào năm 2010, Kajimoto và cộng sự đã phân lập được một loại isoguanine glucoside mới từ hạt của Gleditsia japonica và hợp chất này được xác định là saikachinoside A[19]. Trong một nghiên cứu khác, quá trình phân lập theo định hướng tác dụng sinh học của dịch chiết từ hạt Gleditsia japonica đã tạo ra một loại glucoside alkaloid purine mới được chỉ định là locustosid A cũng vào năm 2010 [18].
Ngoài ra, vào năm 2014, Lee và các cộng sự đã phân lập được cytochalasin H, sử dụng phương pháp phân đoạn theo hướng tác dụng sinh học. Cấu trúc đã được xác định bằng phân tích tinh thể học tia X [24]. 6 Các cuộc điều tra trên đã phát hiện ra tiềm năng xuất hiện của các alkaloid trong chi này. Việc nghiên cứu thông qua hướng tác dụng sinh học của cây cũng là một hướng nghiên cứu tiềm năng đối với nhóm chất này trong chi Gleditsia.
Một số dẫn chất phenolic Những hợp chất phenolic được phân lập từ chi Gleditsia với mục đích tìm kiếm thành phần có tác dụng kháng khuẩn [59]. Vào năm 2007, Zhou và cộng sự đã phân lập được hai glycoside acid ellagic được xác định là 3-O-methylellagic acid-4′-(5′′-acetyl)-α-L-arabinofuranosid và acid 3-O- methylellagic-4′-O-α-L-rhamnopyranosid , được phân lập từ Gleditsia sinensis [59]. Ngoài ra, Zhou và cộng sự cũng đã phân lập được hai dẫn chất acid phenolic từ gai của G. sinensis và xác định chúng là ethyl gallat và acid caffeic cùng năm [58].
Một số dẫn chất phenolic phân lập từ chi Gleditsia Tên hợp chất Công thức hóa học 3-O-methylellagic acid-4′-(5′′-acetyl)-α- L-arabinofuranosid [59] 3-O-methylellagic-4′- O-α-L- rhamnopyranosid [59] Ethyl gallat [58] 7 1. Tác dụng và công dụng 1. Tác dụng dược lý Các cây thuộc chi Gleditsia là các vị thuốc cổ truyền có nhiều công dụng. Nhiều nhà nghiên cứu đã điều tra tác dụng dược lý của nó trong các y văn cổ và đã xác nhận tiềm năng chữa bệnh của một số loài theo phương pháp hiện đại.
Các nghiên cứu về hoạt tính sinh học cho thấy các nhóm chất được chiết xuất hoặc các hợp chất có hoạt tính của chi này thể hiện nhiều tác dụng sinh học trên lâm sàng như chống tăng sinh khối u, chống viêm, hạ lipid máu, phòng ngừa HIV, chống dị ứng, kháng khuẩn, kháng nấm, giảm đau và chống oxy hóa [51]. Chống tăng sinh các khối u Năm 2002, Chow và cộng sự đã tiến hành một nghiên cứu về khả năng ức chế của dịch chiết quả của G. sinensis (GSE) đối với các dòng tế bào ung thư khác nhau. Kết quả cho thấy GSE có khả năng ức chế sự tăng trưởng đáng kể.