Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hoạt tính sinh học của các hợp chất cacbonyl αβ không no phân lập từ các cây thuốc dân tộc việt nam

Nghiên cứu hoạt tính sinh học của hợp chất cacbonyl αβ không no từ cây thuốc dân tộc Việt Nam, góp phần vào y học cổ truyền và phát triển dược liệu.

• Tác giả: Nguyễn Nghĩa Vũ
• Người hướng dẫn: PGS.TS Văn Ngọc Hướng
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Hóa hữu cơ
• Đề tài: Nghiên cứu hoạt tính sinh học hợp chất cacbonyl từ cây thuốc
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Nhóm chức cacbonyl αβ không no
• 1.1.1. Đặc điểm cấu tạo của nhóm chức cacbonyl αβ không no
• 1.1.2. Hoạt tính sinh học của nhóm cacbonyl αβ không no
• 1.1.3. Các hợp chất cacbonyl αβ không no trong một số cây thuốc Việt Nam
• 1.1.3.1. Các hợp chất cacbonyl αβ không no trong củ cây gừng gió (Zingiber zerumbet Smith)
• 1.1.3.2. Các hợp chất cacbonyl αβ không no trong cây khổ sâm Bắc Bộ (Croton tonkinensis Gagnep)
• 1.1.3.3. Các hợp chất cacbonyl αβ không no trong cây nghệ vàng (Curcuma longa Lin)
• 1.1.3.4. Các hợp chất cacbonyl αβ không no trong cây hoa hòe (Sophora japonica L)
• 1.2. Vài nét về bệnh ung thư nguyên nhân gây bệnh
• 1.2.1. Khái niệm về ung thư
• 1.2.2. Nguyên nhân gây bệnh
• 2. CHƯƠNG 2: TÊN ĐỀ TÀI, MỤC TIÊU, NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM
• 2.1. Mục tiêu đề tài
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Các phương tiện nghiên cứu
• 2.3.2. Các thiết bị nghiên cứu
• 2.3.3. Các hóa chất và dung môi
• 2.4. Dòng ung thư
• 2.5. Phương pháp phân tích
• 2.5.1. Dòng tế bào
• 2.5.2. Môi trường nuôi cấy
• 2.5.3. Các dụng cụ dùng 1 lần, chất chuẩn chứng dương tính, tính kết quả
• 2.5.4. Thử nghiệm hoạt tính chống HP của các hợp chất phân lập được
• 2.5.4.1. Phương pháp
• 2.5.4.2. Hóa chất và môi trường
• 2.5.4.3. Chuẩn bị môi trường nuôi cấy có mẫu cần thử tính diệt khuẩn
• 2.5.4.4. Chuẩn bị canh khuẩn thử nghiệm
• 2.5.4.5. Pha loãng mẫu để thử nghiệm: đạt nồng độ 10mg/1ml
• 2.5.4.6. Nuôi cấy chủng vi khuẩn
• 2.5.4.7. Kiểm tra tính diệt khuẩn
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Đề tài và mục tiêu
• 3.2. Phân lập các hợp chất cacbonyl αβ không no trong các cây thuốc dân tộc đã chọn
• 3.2.1. Phân lập Tonkinin từ cây khổ sâm Bắc Bộ
• 3.2.2. Phân lập Zerumbone từ cây gừng gió
• 3.2.3. Phân lập Curcumin từ củ nghệ vàng
• 3.2.4. Phân lập Rutin từ hoa hòe
• 3.3. Khảo sát hoạt tính sinh học của các chất phân lập được
• 3.3.1. Khảo sát hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các chất phân lập được
• 3.3.2. Khảo sát hoạt tính diệt vi khuẩn Helicobacter Pylori (HP) của các chất phân lập được
• Danh mục bảng biểu

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu hoạt tính sinh học hợp chất cacbonyl từ cây thuốc

Nghiên cứu hoạt tính sinh học của các hợp chất cacbonyl từ cây thuốc đang trở thành một lĩnh vực quan trọng trong y học hiện đại. Các hợp chất này không chỉ có nguồn gốc tự nhiên mà còn mang lại nhiều giá trị trong việc điều trị bệnh. Cây thuốc Việt Nam, với sự đa dạng về loài, cung cấp một nguồn tài nguyên phong phú cho việc nghiên cứu và phát triển các loại thuốc mới. Việc tìm hiểu về hoạt tính sinh học của các hợp chất cacbonyl có thể giúp phát hiện ra những phương pháp điều trị hiệu quả cho nhiều loại bệnh, đặc biệt là ung thư và các bệnh viêm nhiễm.

1.1. Đặc điểm cấu tạo và hoạt tính sinh học của hợp chất cacbonyl

Hợp chất cacbonyl có cấu trúc đặc biệt với nhóm chức cacbonyl αβ không no, cho phép chúng tham gia vào nhiều phản ứng hóa học. Nhóm cacbonyl này có khả năng tạo ra các phản ứng Michael, dẫn đến hoạt tính sinh học mạnh mẽ, đặc biệt là trong việc chống ung thư và chống viêm. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng các hợp chất này có thể ức chế sự phát triển của tế bào ung thư và có tác dụng kháng viêm hiệu quả.

1.2. Tầm quan trọng của cây thuốc trong nghiên cứu hợp chất cacbonyl

Cây thuốc Việt Nam chứa nhiều hợp chất cacbonyl có hoạt tính sinh học. Việc nghiên cứu và phân lập các hợp chất này không chỉ giúp phát hiện ra những tác dụng chữa bệnh mới mà còn góp phần bảo tồn và phát huy giá trị của y học cổ truyền. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng nhiều cây thuốc dân tộc có chứa các hợp chất cacbonyl với hoạt tính sinh học đáng kể, mở ra hướng đi mới cho việc phát triển thuốc từ thiên nhiên.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu hợp chất cacbonyl từ cây thuốc

Mặc dù có nhiều tiềm năng, nghiên cứu về hợp chất cacbonyl từ cây thuốc cũng gặp phải nhiều thách thức. Một trong những vấn đề lớn nhất là việc phân lập và xác định cấu trúc của các hợp chất này. Nhiều hợp chất có cấu trúc phức tạp, đòi hỏi các phương pháp phân tích hiện đại để xác định chính xác. Thêm vào đó, việc đánh giá hoạt tính sinh học của các hợp chất này cũng cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả.

2.1. Khó khăn trong việc phân lập hợp chất cacbonyl

Phân lập hợp chất cacbonyl từ cây thuốc thường gặp khó khăn do sự đa dạng và phức tạp của các thành phần hóa học trong cây. Các phương pháp chiết xuất và phân tích cần được tối ưu hóa để đạt được hiệu quả cao nhất. Việc sử dụng các công nghệ hiện đại như sắc ký lỏng cao áp (HPLC) và phổ khối (MS) có thể giúp cải thiện quy trình này.

2.2. Thách thức trong việc đánh giá hoạt tính sinh học

Đánh giá hoạt tính sinh học của các hợp chất cacbonyl cần phải được thực hiện qua nhiều thử nghiệm khác nhau, bao gồm thử nghiệm in vitro và in vivo. Điều này đòi hỏi sự đầu tư về thời gian và nguồn lực, cũng như sự hợp tác giữa các nhà nghiên cứu trong và ngoài nước để đạt được kết quả đáng tin cậy.

III. Phương pháp nghiên cứu hợp chất cacbonyl từ cây thuốc

Để nghiên cứu hoạt tính sinh học của hợp chất cacbonyl, các phương pháp chiết xuất và phân tích hiện đại được áp dụng. Các bước nghiên cứu bao gồm thu thập mẫu cây thuốc, chiết xuất hợp chất, phân lập và xác định cấu trúc, cũng như đánh giá hoạt tính sinh học. Việc sử dụng các công nghệ tiên tiến giúp nâng cao độ chính xác và hiệu quả trong nghiên cứu.

3.1. Quy trình chiết xuất hợp chất cacbonyl

Quy trình chiết xuất hợp chất cacbonyl từ cây thuốc thường bao gồm các bước như nghiền nát mẫu, chiết xuất bằng dung môi thích hợp, và lọc để thu được dịch chiết. Các phương pháp chiết xuất như chiết xuất bằng ethanol, methanol hoặc nước có thể được sử dụng tùy thuộc vào tính chất của hợp chất cần chiết xuất.

3.2. Phân tích và xác định cấu trúc hợp chất

Sau khi chiết xuất, các hợp chất cacbonyl cần được phân tích và xác định cấu trúc bằng các phương pháp như sắc ký lỏng cao áp (HPLC), phổ hồng ngoại (IR), và phổ khối (MS). Những phương pháp này giúp xác định chính xác cấu trúc hóa học và tính chất của các hợp chất, từ đó đánh giá được hoạt tính sinh học của chúng.

IV. Ứng dụng thực tiễn của hợp chất cacbonyl trong y học

Hợp chất cacbonyl từ cây thuốc đã được nghiên cứu và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực y học. Chúng không chỉ có tác dụng chống ung thư mà còn có khả năng kháng viêm, kháng khuẩn và hỗ trợ điều trị nhiều bệnh lý khác. Việc phát triển các sản phẩm từ hợp chất cacbonyl có thể mở ra hướng đi mới cho y học hiện đại, đặc biệt trong việc điều trị các bệnh hiểm nghèo.

4.1. Tác dụng chống ung thư của hợp chất cacbonyl

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng các hợp chất cacbonyl có khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư. Ví dụ, Zerumbone từ cây gừng gió đã được chứng minh có tác dụng mạnh mẽ trong việc chống lại nhiều loại ung thư khác nhau. Các cơ chế hoạt động của hợp chất này bao gồm việc ức chế các yếu tố gây ung thư và thúc đẩy quá trình tự chết của tế bào ung thư.

4.2. Ứng dụng trong điều trị bệnh viêm

Ngoài tác dụng chống ung thư, hợp chất cacbonyl còn có khả năng kháng viêm hiệu quả. Nghiên cứu cho thấy rằng các hợp chất này có thể giảm viêm và cải thiện tình trạng sức khỏe cho bệnh nhân mắc các bệnh viêm nhiễm. Việc phát triển các sản phẩm từ hợp chất cacbonyl có thể giúp nâng cao hiệu quả điều trị và giảm thiểu tác dụng phụ của thuốc.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu hợp chất cacbonyl từ cây thuốc

Nghiên cứu hoạt tính sinh học của hợp chất cacbonyl từ cây thuốc là một lĩnh vực đầy tiềm năng và hứa hẹn. Các hợp chất này không chỉ mang lại giá trị trong việc điều trị bệnh mà còn góp phần bảo tồn và phát huy giá trị của y học cổ truyền. Tương lai của nghiên cứu này sẽ phụ thuộc vào việc phát triển các phương pháp nghiên cứu hiện đại và sự hợp tác giữa các nhà khoa học trong và ngoài nước.

5.1. Triển vọng nghiên cứu hợp chất cacbonyl

Với sự phát triển của công nghệ và khoa học, nghiên cứu hợp chất cacbonyl từ cây thuốc sẽ tiếp tục được mở rộng. Các nhà khoa học sẽ tìm kiếm và phát hiện ra nhiều hợp chất mới có hoạt tính sinh học mạnh mẽ, từ đó phát triển các sản phẩm thuốc mới có hiệu quả cao trong điều trị bệnh.

5.2. Hướng đi mới cho y học hiện đại

Nghiên cứu hợp chất cacbonyl từ cây thuốc không chỉ giúp phát hiện ra các phương pháp điều trị mới mà còn góp phần làm hiện đại hóa nền y học dân tộc. Việc kết hợp giữa y học cổ truyền và y học hiện đại sẽ mở ra nhiều cơ hội mới cho việc chăm sóc sức khỏe cộng đồng.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam sở hữu nguồn tài nguyên thực vật phong phú với hơn 12.000 loài thực vật, trong đó có trên 320 loài được sử dụng trong y học dân tộc để chữa bệnh. Các hợp chất cacbonyl αβ không no, đặc biệt là các dẫn xuất từ cây thuốc dân tộc, đã thu hút sự quan tâm của giới khoa học do hoạt tính sinh học đa dạng, nổi bật là khả năng chống ung thư và chống viêm. Nghiên cứu này tập trung vào việc phân lập và khảo sát hoạt tính sinh học của các hợp chất cacbonyl αβ không no từ bốn cây thuốc dân tộc Việt Nam gồm: khổ sâm Bắc Bộ (Croton tonkinensis Gagnep), gừng gió (Zingiber zerumbet Smith), nghệ vàng (Curcuma longa L) và hoa hòe (Sophora japonica L). Mục tiêu chính là đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư gan (Hep G2), ung thư vú (MCF7) và hoạt tính diệt vi khuẩn Helicobacter pylori (HP) – tác nhân chính gây bệnh viêm loét dạ dày. Nghiên cứu được thực hiện trong giai đoạn 2010-2014 tại Việt Nam, với ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển dược liệu, hiện đại hóa y học cổ truyền và góp phần tìm kiếm các chất chống ung thư, chống viêm hiệu quả từ nguồn thảo dược bản địa.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên lý thuyết về nhóm chức cacbonyl αβ không no, đặc trưng bởi cấu trúc gồm một nguyên tử oxy liên kết với ba nguyên tử cacbon có lai hóa sp2, tạo nên liên kết đôi αβ phân cực cao. Sự phân cực này làm xuất hiện điện tích dương tại nguyên tử cacbon β, tạo điều kiện cho phản ứng cộng hợp Michael – phản ứng cộng hợp ái nhân vào liên kết đôi αβ, là cơ sở cho hoạt tính sinh học quý giá như chống ung thư và chống viêm. Mô hình nghiên cứu tập trung vào mối liên hệ giữa cấu trúc phân tử của các hợp chất cacbonyl αβ không no và hoạt tính sinh học của chúng. Các khái niệm chính bao gồm: phản ứng cộng hợp Michael, hoạt tính gây độc tế bào ung thư, hoạt tính diệt vi khuẩn HP, và cấu trúc phân tử đặc trưng của các dẫn xuất diterpen ent-kauran, sesquiterpene và flavonoid glycosid.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thu thập từ việc phân lập các hợp chất cacbonyl αβ không no từ bốn cây thuốc dân tộc Việt Nam, sử dụng phương pháp chiết chọn lọc, sắc ký cột và sắc ký lớp mỏng để tinh sạch sản phẩm. Cấu trúc phân tử được xác định bằng các kỹ thuật phổ hiện đại như phổ hồng ngoại (IR), phổ khối (MS), phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H & 13C-NMR), và các phương pháp phổ hai chiều (HMQC, HMBC, COSY). Hoạt tính sinh học được khảo sát qua hai thử nghiệm chính: thử nghiệm gây độc tế bào ung thư trên dòng tế bào Hep G2 và MCF7 theo phương pháp của Viện Nghiên cứu Ung thư Quốc gia Mỹ (NCI), và thử nghiệm hoạt tính diệt vi khuẩn Helicobacter pylori theo tiêu chuẩn của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO). Cỡ mẫu gồm các hợp chất Tonkinin, Zerumbone, Curcumin I và Rutin được phân lập tinh khiết. Thời gian nghiên cứu kéo dài từ năm 2010 đến 2014, với các giai đoạn thu thập mẫu, phân lập, xác định cấu trúc và thử nghiệm hoạt tính.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Phân lập thành công bốn hợp chất cacbonyl αβ không no tinh khiết: Tonkinin từ khổ sâm Bắc Bộ, Zerumbone từ gừng gió, Curcumin I từ nghệ vàng và Rutin từ hoa hòe. Hiệu suất phân lập đạt khoảng 0,2% đối với Zerumbone và 7,06% đối với Curcumin I.

2. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư: Tonkinin thể hiện hoạt tính mạnh nhất với giá trị IC50 lần lượt là 0,108 µg/ml trên Hep G2 và 1,804 µg/ml trên MCF7, vượt trội hơn Zerumbone (IC50 4,709 µg/ml trên Hep G2 và >5 µg/ml trên MCF7). Curcumin I và Rutin gần như không có hoạt tính gây độc tế bào ung thư (IC50 > 5 µg/ml). Tỷ lệ tế bào ung thư sống sót sau thử nghiệm với Tonkinin chỉ còn 0,8% trên Hep G2 và 29,3% trên MCF7, so với 49,2% và 73,3% của Zerumbone.

3. Hoạt tính diệt vi khuẩn Helicobacter pylori: Các hợp chất phân lập đều có khả năng ức chế vi khuẩn HP với nồng độ thử nghiệm 10 mg/ml, trong đó Tonkinin và Zerumbone cho hiệu quả rõ rệt hơn so với Curcumin I và Rutin. Tỷ lệ ức chế vi khuẩn đạt trên 70% ở nồng độ cao nhất.

4. Mối liên hệ cấu trúc – hoạt tính: Tonkinin có nhóm metylen đầu mạch không bị cản trở không gian, tạo trung tâm phản ứng cộng hợp ái nhân mạnh, dẫn đến hoạt tính chống ung thư vượt trội. Zerumbone có hai liên kết đôi αβ liên hợp với nhóm cacbonyl, làm giảm phân cực và hoạt tính. Curcumin I bị ảnh hưởng bởi hiện tượng tautomer hóa xeton-enol, làm giảm khả năng tạo trung tâm cộng hợp ái nhân. Rutin có liên kết đôi αβ nằm trong hệ liên hợp thơm, không tạo điện tích dương cần thiết cho phản ứng cộng hợp Michael.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy sự khác biệt rõ rệt về hoạt tính sinh học của các hợp chất cacbonyl αβ không no phụ thuộc chặt chẽ vào cấu trúc phân tử, đặc biệt là khả năng tham gia phản ứng cộng hợp Michael. Tonkinin với cấu trúc ít bị cản trở không gian và phân cực mạnh tại vị trí αβ có hiệu quả chống ung thư vượt trội, phù hợp với các nghiên cứu quốc tế về vai trò của nhóm cacbonyl αβ không no trong hoạt tính sinh học. Zerumbone, mặc dù có hoạt tính chống ung thư và chống viêm đã được công nhận, nhưng hoạt tính yếu hơn Tonkinin do cấu trúc liên hợp phức tạp hơn. Curcumin I và Rutin, mặc dù có hoạt tính sinh học khác như chống viêm và bảo vệ tim mạch, không thể hiện hiệu quả gây độc tế bào ung thư trong thử nghiệm này, phù hợp với các báo cáo trước đây. Hoạt tính diệt vi khuẩn HP của các hợp chất này mở ra hướng nghiên cứu mới trong điều trị viêm loét dạ dày, đặc biệt trong bối cảnh tỷ lệ nhiễm HP tại Việt Nam trên 70%. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh IC50 và tỷ lệ ức chế vi khuẩn để minh họa sự khác biệt về hiệu quả giữa các hợp chất.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Phát triển quy trình sản xuất Tonkinin quy mô công nghiệp nhằm tận dụng hiệu quả chống ung thư vượt trội, với mục tiêu đưa sản phẩm vào thử nghiệm lâm sàng trong vòng 3-5 năm, do các công ty dược phẩm và viện nghiên cứu phối hợp thực hiện.

2. Nghiên cứu sâu hơn cơ chế tác động của Tonkinin và Zerumbone trên các dòng tế bào ung thư khác nhau, tập trung vào phản ứng cộng hợp Michael và ảnh hưởng đến các yếu tố NF-kB, I-kB, nhằm tối ưu hóa hoạt tính sinh học, thực hiện trong 2 năm bởi các nhóm nghiên cứu hóa sinh và dược lý.

3. Khảo sát mở rộng hoạt tính diệt vi khuẩn Helicobacter pylori của các hợp chất, đặc biệt là Tonkinin và Zerumbone, để phát triển thuốc điều trị viêm loét dạ dày có nguồn gốc thảo dược, với mục tiêu thử nghiệm tiền lâm sàng trong 3 năm, do các trung tâm y học cổ truyền và vi sinh phối hợp.

4. Xây dựng chương trình đào tạo và chuyển giao công nghệ chiết xuất, phân lập các hợp chất cacbonyl αβ không no cho các doanh nghiệp dược liệu trong nước, nhằm nâng cao năng lực sản xuất và phát triển dược liệu bản địa, triển khai trong 1-2 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu hóa hữu cơ và dược liệu: Nghiên cứu cấu trúc phân tử và hoạt tính sinh học của các hợp chất thiên nhiên, ứng dụng trong phát triển thuốc mới.

2. Doanh nghiệp dược phẩm và công nghệ sinh học: Áp dụng quy trình chiết xuất, phân lập và phát triển sản phẩm từ cây thuốc dân tộc có hoạt tính chống ung thư và diệt vi khuẩn HP.

3. Bác sĩ và chuyên gia y học cổ truyền: Hiểu rõ cơ sở khoa học của các cây thuốc dân tộc truyền thống, từ đó tư vấn và áp dụng hiệu quả trong điều trị bệnh ung thư và viêm loét dạ dày.

4. Sinh viên và học viên cao học chuyên ngành hóa học, dược học và y học cổ truyền: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật phân tích và ứng dụng thực tiễn trong lĩnh vực hoạt tính sinh học của hợp chất thiên nhiên.

Câu hỏi thường gặp

1. Nhóm chức cacbonyl αβ không no là gì và tại sao nó quan trọng?
   Nhóm chức này gồm một nhóm cacbonyl liên hợp với liên kết đôi αβ, tạo điện tích dương tại cacbon β, giúp hợp chất tham gia phản ứng cộng hợp Michael. Đây là cơ sở cho hoạt tính sinh học như chống ung thư và chống viêm.

2. Tại sao Tonkinin có hoạt tính chống ung thư mạnh hơn Zerumbone?
   Tonkinin có nhóm metylen đầu mạch không bị cản trở không gian và phân cực mạnh, tạo trung tâm phản ứng cộng hợp ái nhân hiệu quả hơn, dẫn đến khả năng gây độc tế bào ung thư cao hơn Zerumbone.

3. Hoạt tính diệt vi khuẩn Helicobacter pylori của các hợp chất này có ý nghĩa gì?
   Vi khuẩn HP là nguyên nhân chính gây viêm loét dạ dày và tăng nguy cơ ung thư dạ dày. Các hợp chất như Tonkinin và Zerumbone có thể trở thành nguồn thuốc mới giúp diệt vi khuẩn này, hỗ trợ điều trị và phòng ngừa bệnh.

4. Phương pháp phân lập các hợp chất có gì đặc biệt?
   Nghiên cứu sử dụng phương pháp chiết chọn lọc kết hợp sắc ký cột và sắc ký lớp mỏng, cùng với kỹ thuật ép thủy lực và kết tinh phân đoạn, giúp tăng hiệu suất và chất lượng sản phẩm, phù hợp cho sản xuất quy mô lớn.

5. Có thể ứng dụng kết quả nghiên cứu này vào thực tế như thế nào?
   Kết quả mở ra cơ hội phát triển thuốc chống ung thư và thuốc điều trị viêm loét dạ dày từ nguồn thảo dược bản địa, đồng thời hỗ trợ hiện đại hóa y học cổ truyền và phát triển ngành dược liệu Việt Nam.

Kết luận

• Phân lập thành công bốn hợp chất cacbonyl αβ không no tinh khiết từ cây thuốc dân tộc Việt Nam với hiệu suất cao và xác định cấu trúc phân tử chính xác.
• Tonkinin thể hiện hoạt tính chống ung thư mạnh nhất trên dòng tế bào Hep G2 và MCF7, vượt trội hơn Zerumbone, Curcumin I và Rutin.
• Các hợp chất cũng có hoạt tính diệt vi khuẩn Helicobacter pylori, mở hướng điều trị viêm loét dạ dày từ thảo dược.
• Mối liên hệ cấu trúc – hoạt tính được làm rõ, nhấn mạnh vai trò của nhóm chức cacbonyl αβ không no và khả năng phản ứng cộng hợp Michael.
• Đề xuất phát triển quy trình sản xuất, nghiên cứu cơ chế tác động và ứng dụng thực tiễn nhằm nâng cao giá trị dược liệu Việt Nam trong 3-5 năm tới.

Hành động tiếp theo là triển khai nghiên cứu sâu hơn về cơ chế sinh học và thử nghiệm lâm sàng, đồng thời thúc đẩy chuyển giao công nghệ sản xuất các hợp chất này để phục vụ cộng đồng và phát triển ngành dược liệu quốc gia.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Với diện tích trên 33 vạn km2và 1/3 là rừng núi lại nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa độ ẩm cao, mưa nắng nhiều, do đó thảm thực vật nước ta vô cùng phong phú và đa dạng. Theo thống kê mới nhất,hiện nước ta có trên 12 nghìn loài thực vật khác nhau, đặc biệt có trên 320 loài thực vật được dùng trong y học dân tộc để chữa bệnh[1]. Đây là một nguồn tài nguyên phong phú của đất nước. Nghiên cứu các hoạt chất trong cây thuốc dân tộc để chữa bệnh cho con người không chỉ là một nhiệm vụ chiến lược lâu dài mà còn là nguồn cảm hứng thú vị.

Nghiên cứu không chỉ có ý nghĩa khoa học với việc tìm kiếm các chất mới, các chất có tác dụng sinh học quí giá chữa các bệnh hiểm nghèo, các mô hình chất chữa bệnh cho tổng hợp hóa học mà còn góp phần làm hiện đại hóa nền y học dân tộc của đất nước. Trong những năm gần đây, các hợp chất có nhóm cacbonyl αβ không no được các nhà khoa học thế giới đặc biệt quan tâm. Hàng năm có hàng chục công trình công bố về hoạt tính chống ung thư, chống viêm…của loại hợp chất này. Theo hướng này, chúng tôi quan tâm đặc biệt những loại hợp chất cacbonyl αβ không no trong một số cây thuốc y học cổ truyền của dân tộc với đề tài: “Nghiên cứu hoạt tính sinh học của các hợp chất cacbonyl α β không no phân lập từ các cây thuốc dân tộc Việt Nam”.

1 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Nhóm chức cacbonyl αβ không no 1. Đặc điểm cấu tạo của nhóm chức cacbonyl αβ không no Khung cơ sở của nhóm chức này có một nguyên tử oxy và 3 nguyên tử cacbon R2 R3   C O C 2 C 3 1 R4 R1 Hình 1.1 Đáng chú ý, cả 3 nguyên tử cacbon này đều có lai hóa sp2. Ở nhóm cacbonyl, liên kết σ được tạo thành do sự xen phủ orbital py của2 oxi và orbital 1 lai hóa sp2 của nguyên tử 3 cacbon1; còn liên kết π được tạo hành do sự xen phủ orbital pz của oxi với orbital không lai hóa của nguyên tử cacbon 1.

Ở liên kết đôi α β, liên kết hình thành là do sự xen phủ của 2 orbital lai hóa sp2 của 2 nguyên tử cabon 1 và cacbon 2; Còn liên kết hình thành là do sự xen phủ của 2 orbital pz không lai hóa của 2 nguyên tử cacbon này. Mô tả các spin của các điện tử π, được chỉ trên hình 1.2 Nếu các nhóm thế ở các nguyên tử cacbon không có hiệu ứng không gian thì các mặt phẳng điện tử π này song song với nhau một cách tuyệt đối và các liên kết π liên hợp với nhau thành orbital π phân tử. Như chỉ ra trên hình 1.3 2 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.3 Nhưng ở đây, oxi có độ âm điện lớn nên nó hút đôi điện tử π giữa nó với cabon lệch về phía nó và kèm theo đó là đôi điện tử π giữa Cα và Cβ cũng lệch về phía Cα. Kết quả sự lôi kéo này làm xuất hiện điện tích dương phần trên nguyên tử Cβ (Hình 1.

Chính sự phân cực liên kết đôi αβ do nhóm cacbonyl gây ra làm nên sự khác biệt của liên kết đôi này với các liên kết đôi của các hợp chất không có nhóm cacbonyl liên hợp. Hoạt tính sinh học của nhóm cacbonyl αβ không no Chính cấu trúc đặc biệt trên mà ngoài các tính chất hóa học thông thường của liên kết đôi như cộng hợp ái điện tử, oxy hóa, khử hóa, ở nhóm cacbonyl không no còn xuất hiện một phản ứng đặc biệt gọi là phản ứng Michael; Đó là phản ứng cộng hợp ái nhân vào liên kết đôi αβ ở cacbon β của hợp chất cacbonyl αβ không no[2] và chính sự xuất hiện phản ứng này mà các hợp chất có nhóm cacbonyl αβ không no có các hoạt tính sinh học quí giá mà các hợp chất có liên kết đôi khác không có, đáng chú ý nhất là hoạt tính chống ung thư và chống viêm. Minh chứng cho vấn đề này, chúng tôi lấy Zerumbone và Humulene làm ví dụ. Zerumbone là một Sesquiterpenxeton vòng lớn αβ không no, có công thức cấu tạo như hình 1.5a và tên hóa học là 2,6,9,9- Tetramethyl-E,E,E-cycloundecatri-2,6,9-ene-1-one.

3 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.5a Nó được phát hiện và phân lập lần đầu tiên vào năm 1960[3], từ cây gừng gió (Zingiber zerumbet Smith) và được xác định công thức cấu tạo một cách đầy đủ chính xác vào năm 1997.Humulene cũng được phân lập từ cây gừng gió vào 1968, có công thức cấu tạo như hình 1.5b Trong 25 năm trở lại đây, Zerumbone được các nhà khoa học thế giới đặc biệt quan tâm nghiên cứu hoạt tính sinh học. Các kết quả nghiên cứu invitro và invivo cho thấy Zerumbone không những có hoạt tính chống viêm mà còn có tác dụng ức chế mạnh sự phát triển tế bào ung thư của 18 dòng ung thư người khác nhau : Ung thư gan[5], ung thư máu[6] ung thư vú[7], ung thư cổ tử cung và buồng chứng[8],… Trong khi đó Humulene không có hoạt tính chống viêm mà cũng chẳng có hoạt tính chống ung thư. 4 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Nghiên cứu hoạt tính ức chế mạnh sự phát triển tế bào ung thư của Zerumbone, người ta thấy Zerumbone loại trừ NF-kB và I-kB hoạt động, chúng là những tác nhân gây ung thư nên Zerumbone không những có tác dụng chống ung thư mạnh mà còn có tác dụng phòng ngừa ung thư tốt[9]. Zerumbone thúc đẩy sự tự chết (apoptosis) của tế bào ung thư bằng cách loại trừ Glutathiol S-transferases hoạt động nhờ phản ứng cộng hợp ái nhân vào liên kết đôi αβ của hợp chất có nhóm cacbonyl αβ không no (Hình 1.

Vì thế Akira Murakami và cộng sự kết luận rằng, nhóm cacbonyl αβ không no quyết định cho hoạt tính chống ung thư và chống viêm của loại hợp chất này (Hình 1.6a)[10] O O O HS HS S S + = Hình 1.6a Còn Humulene không có nhóm cacbonyl trong phân tử nên không tạo được trung tâm mang điện tích dương cho phản ứng cộng hợp ái nhân, do đó không có khả năng tham gia phản ứng với GlurathiolS-tranferase hoạt động nên không có hoạt tính làm cho tế bào ung thư tự chết nghĩa là không có hoạt tính chống ung thư và chống viêm (Hình 1.6b) HS HS Hình 1.6b 5 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Sự trình bày trên cho thấy, nhóm cacbonyl αβ không no là nhóm chức sinh học của các hợp chất cacbonyl αβ không no. Khả năng tham gia phản ứng Michael của nhóm này quyết định khả năng hoạt động sinh học của chúng nhất là chống ung thư và chống viêm.3-Các hợp chất cacbonyl αβ không no có trong một số cây thuốc Việt Nam 1.1-Các hợp chất cacbonyl αβ không no trong củ cây gừng gió (Zingiber zerumbet Smith) Ở nước ta, gừng gió có ở khắp các tỉnh miền núi, nhất là vùng Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc. Dân tộc Sán Dìu ở vùng này coi gừng gió là cây thuốc dân tộc quí, nó dùng để chữa các bệnh về đường ruột, đau nhức xương, cảm cúm… Hình 1.7 6 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Trong củ gừng gió có khoảng 0,4→0,65% tinh dầu, có 50→60 thành phần hóa học khác nhau; Thành phần chủ yếu của tinh dầu gừng gió là Zerumbone chiếm từ 50→75% hoàn lượng tinh dầu[11]; Ngoài ra còn có Humulene, Humulene oxit… Ngoài Zerumbone người ta còn phân lập được 13 dẫn xuất Flavonoit khác nhau đều có nhóm cacbonyl αβ không no, có công thức tổng quát (Hình 1.8) O O R1 R2 HO OH OR2 R1O O OCH3 OH O OH OH O O OAc O OH O O R2 O R1 Hình 1.8 Đáng chú ý, tất cả các hợp chất trên đều có nhóm cacbonyl αβ không no liên kết với hệ thơm. 7 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] So sánh hoạt tính chống ung thư và chống viêm của Zerumbone và dẫn xuất của nó người thấy khi khử hóa nhóm cacbonyl thành nhóm carbinol hay Metylen thì hoạt tính giảm một cách nhanh chóng.9 Từ IC50 0,14µM của Zerumbone lên IC50 100µM của Humulen.

Điều này khẳng định rằng, nhóm cacbonyl αβ không no quyết định hoạt tính chống ung thư và chống viêm của Zerumbone và là nhóm chức sinh học của Zerumbone[12]. Zerumbone không những có hàm lượng nhiều nhất trong củ gừng gió mà còn có hoạt tính ức chế mạnh sự phát triển tế bào ung thư của 18 loại ung thư khác nhau[4]. Hơn nữa nguyên liệu cho sản xuất Zerumbone ở nước ta có nhiều, cây gừng gió dễ trồng, dễ mọc, có năng xuất cao. Với các lí do trên Zerumbone được đưa vào chương trình trọng điểm phát triển Công nghệ hóa dược quốc gia đến năm 2020 với Đề tài nghiên cứu công nghệ chiết tách Zerumbone từ cây gừng gió (Zingiber zerumbet Smith) làm thuốc chống ung thư do PGS.TS Văn Ngọc Hướng làm chủ nhiệm đề tài và thực hiện trong 2 năm 2010-2011.

Đề tài đã được nghiệm thu xuất sắc và đã chuyển sang dự án sản xuất thử nghiệm 2 triệu viên nang Zezunbone cho hỗ trợ điều trị ung thư, thực hiện trong 3 năm từ năm 2013 đến năm 2015 tại Công ty Dược phẩm Bắc Ninh.2-Các hợp chất cacbonyl αβ không no trong cây khổ sâm Bắc Bộ(Croton tonkinensis Gagnep) Khổ sâm Bắc Bộ là cây thuốc dân tộc nổi tiếng từ lâu đời, nó thuộc chi Croton và được Gagnep tìm thấy lần đầu tiên ở các tỉnh Bắc Bộ Việt Nam nên nó có tên khoa học là Cronton tonkinensis Gagnep. Cho đến nay, người ta vẫn chưa tìm thấy cây này ở các nước khác, do đó có thể nói đây là cây đặc hữu của Việt Nam. 8 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.10 Nhân dân sử dụng khổ sâm Bắc Bộ để chữa bệnh viêm loét dạ dày là chủ yếu. Điều này thể hiện trong Bài thuốc chữa bệnh viêm loét dạ dày của GS.

Dược sĩ Đỗ Tất Lợi[13]. Nhưng hợp chất gì trong cây khổ sâm Bắc Bộ có tác dụng chữa bệnh viêm loét dạ dày thì cho đến nay chưa ai khẳng định được. Đây là vấn đề lý thú mà chúng tôi quan tâm. Ở Việt Nam, nhóm các nhà khoa học Phan Tống Sơn, Văn Ngọc Hướng và Phan Minh Giang là những người đầu tiên nghiên cứu hoạt chất sinh học trong cây khổ sâm Bắc Bộ và cũng là những người đầu tiên phân lập và xác định cấu trúc phân tử hợp chất thuộc loại Diterpene có khung cơ bản ent-kauran là ent-7α-hydroxy-18-axetoxykaur-15-ene-16- one và vì thế khổ sâm Bắc Bộ trở thành đề tài nghiên cứu khoa học cấp nhà nước: “Nghiên cứu quy trình chiết tách ent-kauran diterpenoit có tác dụng chống ung thư và chống viêm từ cây khổ sâm Bắc Bộ, mã số ĐT/ĐL 2005/05 do GS.TSKH Phan Tống Sơn làm chủ nhiệm, PGS.