MỞ ĐẦU Trong lịch sử phát triển từ ngàn xưa con người đã biết đến việc sử dụng cây cỏ trong việc phòng và điều trị bệnh. Cùng với sự phát triển của Y học hiện đại, ngày nay, các nhà khoa học đã xác định được chính xác nguồn gốc của các hoạt chất trong các bài thuốc dân gian thông qua quá trình chiết xuất, phân tách và xác định cấu trúc cũng như chứng minh các hoạt tính sinh học của chúng. Bên cạnh đó, Việt Nam là quốc gia có khí hậu nhiệt đới gió mùa với địa hình đa dạng, rất phù hợp cho quá trình sinh trưởng và phát triển của các loài thực vật. Điều đó được thể hiện qua sự phong phú về hệ thực vật với nhiều loại dược liệu quý, nhiều loài đặc hữu chỉ có ở Việt Nam.
Tuy nhiên hiện nay phần lớn các loài dược liệu quý của Việt Nam chưa được nghiên cứu toàn diện, bài bản và có hệ thống, mà chủ yếu xuất phát từ những kinh nghiệm cũng như những bài thuốc dân gian. Bên cạnh đó, xu hướng sử dụng dược liệu và các hợp chất có hoạt tính sinh học tốt từ tự nhiên cho việc chăm sóc sức khỏe và chữa trị các bệnh hiểm nghèo ngày càng phổ biến ở cả Việt Nam và thế giới. Do đó, việc nghiên cứu nhằm phát hiện các hoạt chất từ thảo dược để chăm sóc sức khỏe cho xã hội là nhu cầu cần thiết và cấp bách đang được các nhà khoa học đặc biệt quan tâm. Chi Vernonia là một chi lớn thuộc họ Cúc (Asteraceae) với xấp xỉ 1000 loài, chúng có mặt chủ yếu ở các nước thuộc Nam Mỹ, Bắc Mỹ, Châu Phi và Đông Nam Á.
Nghiên cứu thành phần hóa học của chi Vernonia có chứa nhiều khung chất thể hiện đa dạng các hoạt tính sinh học tốt như steroid, flavonoid, terpenoid, polyphenol,. amygdalina là một trong số các loài được tập trung nghiên cứu, các nghiên cứu bước đầu chỉ ra dịch chiết và một số hợp chất tinh khiết của loài này có khả năng ức chế enzyme α-glucosidase trên mô hình in vitro và có khả năng làm giảm hàm lượng đường trong máu ở mô hình in vivo. Bên cạnh đó, theo y học cổ truyền, V. amygdalina cũng dùng để điều trị bệnh gút.
Mặt khác, loài V. gratiosa chưa có nghiên cứu nào về thành phần hóa học cũng như các hoạt tính sinh học. Đái tháo đường type 2 là tình trạng rối loạn chuyển hóa đa nguyên nhân, không kiểm soát được, gây ra những biến chứng nguy hiểm. Kiểm soát bệnh đái tháo đường type 2 bằng việc ức chế enzyme α-glucosidase là một trong những liệu pháp đang được sử dụng góp phần ổn định đường huyết sau bữa ăn.
Trong thập niên trở lại đây, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để tìm kiếm các hoạt chất ức chế α-glucosidase hiệu quả từ các nguồn tự nhiên mục đích phát triển các thuốc mới để điều trị bệnh tiểu đường. Bên cạnh tiểu đường, bệnh gút cũng là một bệnh lý chuyển hóa có liên quan đến tăng nồng độ acid uric trong máu. Theo thống kê năm 2020, ước tính có khoảng 55,8 2 triệu người mắc bệnh gút trên toàn thế giới, tăng 22,5% so với năm 1990. Tổng số trường hợp mắc bệnh gút được dự đoán sẽ đạt 95,8 triệu người vào năm 2050.
Căn bệnh này là đặc trưng bởi các giai đoạn viêm khớp cấp tính hoặc mãn tính do lắng đọng tinh thể mononatri urate trong khớp và mô liên kết. Xanthine oxyase (XO) xúc tác quá trình oxy hóa hypoxanthine thành xanthine và xanthine thành acid uric. Acid uric đã được xác định là dấu hiệu của bệnh gút và một số bất thường về chuyển hóa. Các chất ức chế xanthine oxidase tổng hợp như allopurinol, febuxostat và dẫn xuất phenylpyrazol Y-700, đã được sử dụng rộng rãi để điều trị chứng tăng acid uric máu và bệnh gút, nhưng có thể có tác dụng phụ.
Thuốc allopurinol được kê đơn rộng rãi đã được báo cáo là gây ra hội chứng Stevens-Johnson, hoại tử biểu bì nhiễm độc, rối loạn gan và rối loạn chức năng thận. Do đó, cần có những lựa chọn thay thế có nguồn gốc tự nhiên với ít tác dụng phụ hơn [1]. Do đó, việc nghiên cứu, phân lập và đánh giá tác dụng ức chế enzyme α- glucosidase và xanthine oxidase của các hợp chất từ V. gratiosa có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao.
Kết quả của nghiên cứu này là cơ sở khoa học vững chắc cho định hướng ứng dụng, khai thác và phát triển bền vững nguồn dược liệu tiềm năng này ở Việt Nam. Từ những cơ sở trên tôi lựa chọn đề tài:"Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính ức chế enzyme α-glucosidase, xanthine oxidase của loài Vernonia amygdalina và Vernonia gratiosa". Mục tiêu của luận án trên bao gồm: 1. Phân lập, xác định được cấu trúc hóa học của 20-30 hợp chất từ loài Vernonia amygdalina và Vernonia gratiosa thu thập tại Việt Nam.
Đánh giá được tác dụng ức chế enzyme α-glucosidase và xanthine oxidase của các hợp chất phân lập được trên mô hình in vitro. Nội dung luận án bao gồm: 1. Phân lập các hợp chất từ hai loài V. gratiosa thu thập tại Việt Nam sử dụng các phương pháp sắc ký.
Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất sạch phân lập được từ hai loài V. gratiosa bằng các phương pháp vật lý, hóa học hiện đại. Đánh giá hoạt tính ức chế enzyme α-glucosidase bằng mô hình in vitro của các hợp chất phân lập được. Đánh giá hoạt tính ức chế enzyme xanthine oxidase bằng mô hình in vitro của các hợp chất sạch thu được.
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1. Giới thiệu chung về họ Cúc (Asteraceae) Họ Cúc (Asteraceae hay Compositae), một trong những họ lớn nhất của ngành thực vật hạt kín, bao gồm cây bụi, cây thân cỏ hoặc một số ít là thân gỗ. Họ Cúc là một trong số những họ thực vật quan trọng nhất trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Theo thống kê của vườn thực vật Hoàng gia Kew, họ Cúc (Asteraceae) có khoảng 1620 chi và hơn 23600 loài trong đó các chi lớn nhất là Senecio (1500 loài), Vernonia (1000 loài), Cousinia (600 loài), Centaurea (600 loài) được phân bố rộng khắp trên toàn cầu nhưng tập trung nhiều nhất là các vùng ôn đới và miền núi nhiệt đới.
Theo “Thực Vật Chí Việt Nam” của tác giả Lê Kim Biên (2007) [2] họ Cúc Việt Nam có khoảng 126 chi với 374 loài với 181 loài đã biết giá trị sử dụng và chiếm gần 50% trong số loài. Cũng theo đó ở Việt Nam họ Cúc được chia làm 2 phân họ và 12 tông với phân họ Carduoideae (gồm 11 tông) là phân họ hoa ống và Cichorioideae (gồm 1 tông) là phân họ hoa lưỡi nhỏ. Chúng được chia thành các loại theo giá trị sử dụng như sau: - Cây thuốc: hoang dại 85 loài, nhập trồng 16 loài - Cây cảnh: 30 loài - Cây tinh dầu và dầu béo: 12 loài - Cây rau ăn: 31 loài mọc tự nhiên, 4 loài trồng - Cây làm thuốc trừ sâu: 3 loài - Cây phân xanh: 2 loài Họ Cúc chủ yếu là cây thân cỏ, sống hằng năm hoặc lâu năm, số ít là cây bụi, cây thân gỗ nhỏ hoặc gỗ leo với những đặc điểm chung như: Lá: Lá của họ Cúc thường mọc ở nách và mọc so le, đôi khi cũng gặp một số loài thuộc tông (Heliantheae và Eupatorieare) là có lá mọc đối. Phiến lá ít khi nguyên, thường khía răng hay chia thùy.
Hình dạng và kích thước lá thay đổi nhiều theo từng khu vực. Ở nước ta chủ yếu có các dạng lá đơn nguyên, có thùy, xẻ thùy và lá kép. Do lá thuộc họ Cúc khá đa dạng nên không thể phân biệt các chi bằng hình thái lá được. Cụm hoa: Hoa của họ Cúc luôn tập hợp thành cụm hoa đầu hoặc rổ, các cụm hoa đầu thường nằm đơn độc như trong chi (Helianthus) hoặc tập hợp thành chùm đối với chi (Vernonia, Rhynchospermun).
Phía dưới cụm hoa được gọi là đế hoa với hình dạng thường lồi hay phẳng, đôi khi cũng gặp hình cầu, chúng thường có bề mặt nhẵn hoặc có lông hay dạng tổ ong. Số lượng hoa ở họ Cúc cũng đa dạng và khác nhau rất lớn nhưng thường 3-5 hoa trong một cụm [2]. 4 Bộ nhị: gồm năm nhị bằng nhau trừ loài (Blumeopsis có 2-4 nhị), chỉ nhị luôn đính vào ống tràng và rời nhau còn bao phấn thì đính với nhau thành một ống và mở dọc theo kẽ nứt bên trong. Trừ 2 loài Blumeopsis và Xanthium là có bao phấn rời [2].
Bộ nhụy: gồm 3 noãn luôn dính lại thành bầu dưới 1 ô, trong chứa 1 noãn đảo đính ở đáy, vòi nhụy, gốc vòi có triền tuyến mật, đầu nhụy xẻ 2 thùy sâu, phía trong có chưa núm, phía ngoài không có. Nhụy có nhiều hình dạng khác nhau như hình trụ, hình dùi hơi dẹt, hình dải hẹp,[2]. Quả: Quả ở họ Cúc thường là quả bế chỉ có 1 hạt với vỏ hạt mỏng và phôi lớn, không có nội nhũ, đỉnh quả có thể dạng trần hoặc tồn tại dưới dạng đài. Các dạng quả bế, dạng đài trên đỉnh quả bế là đặc điểm đặc trưng cho từng taxon nên dùng làm tiêu chuẩn để phân loại họ Cúc [2].
Tổng quan về chi Vernonia 1. Vài nét về chi Vernonia Chi Vernonia là một trong những chi lớn thuộc họ Cúc (Asteraceae). Là dạng cây cỏ, bụi, cây gỗ nhỏ, lá mọc xen kẽ hiếm khi mọc đối, viền có răng cưa, gân lá hình lông chim, cụm hoa hình đầu, đơn độc thường mọc thành dạng gù hay chùy, mỗi cụm hoa thường có 2 hoặc nhiều hơn hai hoa, tất cả là hoa hình ống, đồng hình, lưỡng thụ. Lá bắc ở tổng bao thường nhiều hàng với đặc trưng là hàng ngoài ngắn hơn hàng trong, đôi khi cũng có khi gặp 2 hàng.
Đế hoa bằng hoặc hơi nhô lên dạng tổ ong hoặc lỗ nông, không có vảy nhỏ, không có lông hoặc có lông ngắn, có hoa lưỡng tính, hoa có màu tím, tím hồng hoặc trắng nhạt, trắng. Quả bế hình trụ, trụ tròn hoặc hơi bị ép dẹt, vỏ quả có 5-10 gờ hoặc 4-5 cạnh. Tính đến nãy đã có khoảng 1000 loài được báo cáo, những báo cáo đã chỉ ra rằng chi Vernonia được phân bố ở nhiều nơi với nhiều loại hình điều kiện sinh thái khác nhau như: rừng nhiệt đới, đầm lầy, các khu vực ẩm ướt, hoang mạc hay sa mạc thậm chí là những khu vực hàn đới ở Bắc Mỹ. Các loài thuộc chi Vernonia theo kinh nghiệm dân gian cũng như theo Y học cổ truyền thường được dùng để chữa các bệnh như kiết lị, sốt, sốt rét, viêm gan, đau dạ dày, chàm, rắn cắn, bỏng lửa [3].