Luận văn thạc sĩ kỹ thuật hóa học xây dựng quy trình tách hoạt chất có khả năng ức chế enzyme αglucosidase và hoạt tính kháng oxy hóa từ cây diệp hạ châu đắng phyllanthus amarus schum et thonn

Luận văn thạc sĩ trình bày quy trình tách hoạt chất ức chế enzyme α-glucosidase và hoạt tính kháng oxy hóa từ cây diệp hạ châu đắng.

• Tác giả: Võ Thị Kiều Diễm
• Người hướng dẫn: TS. Hà Cẩm Anh
• Trường học: Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học
• Đề tài: Nghiên cứu quy trình tách hoạt chất ức chế enzyme α-glucosidase từ diệp hạ châu đắng
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về quy trình tách hoạt chất ức chế enzyme α glucosidase

Nghiên cứu quy trình tách hoạt chất ức chế enzyme α-glucosidase từ cây diệp hạ châu đắng (Phyllanthus amarus Schum.) đang thu hút sự quan tâm lớn trong lĩnh vực dược liệu. Enzyme α-glucosidase đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển hóa carbohydrate thành glucose, do đó, việc ức chế enzyme này có thể hỗ trợ điều trị bệnh tiểu đường. Cây diệp hạ châu đắng được biết đến với nhiều tác dụng sinh học, đặc biệt là khả năng hạ đường huyết. Nghiên cứu này nhằm mục đích xây dựng quy trình chiết xuất hiệu quả các hoạt chất từ cây này.

1.1. Tìm hiểu về enzyme α glucosidase và vai trò của nó

Enzyme α-glucosidase là một enzyme quan trọng trong quá trình tiêu hóa carbohydrate. Nó giúp phân giải các polysaccharide thành glucose, từ đó ảnh hưởng đến mức đường huyết. Việc ức chế enzyme này có thể làm giảm lượng glucose hấp thụ, hỗ trợ điều trị bệnh tiểu đường loại 2.

1.2. Cây diệp hạ châu đắng và các hoạt chất có lợi

Cây diệp hạ châu đắng chứa nhiều hợp chất sinh học như flavonoid, polyphenol, có khả năng chống oxy hóa và ức chế enzyme. Nghiên cứu cho thấy các chiết xuất từ cây này có thể giúp giảm đường huyết và cải thiện sức khỏe tổng thể.

II. Thách thức trong nghiên cứu tách hoạt chất từ diệp hạ châu đắng

Mặc dù cây diệp hạ châu đắng có nhiều tiềm năng, nhưng việc tách chiết các hoạt chất ức chế enzyme α-glucosidase gặp phải nhiều thách thức. Các yếu tố như điều kiện chiết xuất, loại dung môi và thời gian chiết có thể ảnh hưởng đến hiệu suất chiết xuất và hoạt tính sinh học của các hợp chất. Do đó, cần có nghiên cứu chi tiết để tối ưu hóa quy trình chiết xuất.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chiết xuất

Hiệu suất chiết xuất phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tỉ lệ dung môi, nhiệt độ và thời gian chiết. Nghiên cứu cho thấy rằng việc tối ưu hóa các điều kiện này có thể nâng cao khả năng thu nhận các hoạt chất có hoạt tính ức chế enzyme.

2.2. Khó khăn trong việc xác định hoạt tính sinh học

Việc xác định hoạt tính sinh học của các chiết xuất từ diệp hạ châu đắng cần sử dụng các phương pháp chính xác và đáng tin cậy. Các thử nghiệm như DPPH và ức chế enzyme α-glucosidase cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo kết quả chính xác.

III. Phương pháp tách hoạt chất ức chế enzyme α glucosidase

Để tách hoạt chất ức chế enzyme α-glucosidase từ diệp hạ châu đắng, nghiên cứu đã áp dụng nhiều phương pháp chiết xuất khác nhau. Các phương pháp này bao gồm chiết xuất bằng dung môi, chiết xuất siêu âm và chiết xuất bằng phương pháp lạnh. Mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm riêng, ảnh hưởng đến hiệu suất và chất lượng của chiết xuất.

3.1. Chiết xuất bằng dung môi Ưu điểm và nhược điểm

Chiết xuất bằng dung môi là phương pháp phổ biến nhất. Dung môi như ethanol và methanol thường được sử dụng để thu nhận các hợp chất có hoạt tính sinh học. Tuy nhiên, việc lựa chọn dung môi không phù hợp có thể dẫn đến việc thu nhận các hợp chất không mong muốn.

3.2. Chiết xuất siêu âm Tăng cường hiệu suất chiết

Phương pháp chiết xuất siêu âm giúp tăng cường hiệu suất chiết bằng cách tạo ra sóng siêu âm, làm tăng khả năng hòa tan của các hợp chất trong dung môi. Nghiên cứu cho thấy phương pháp này có thể rút ngắn thời gian chiết và nâng cao hiệu suất thu nhận.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng chiết xuất từ diệp hạ châu đắng có khả năng ức chế enzyme α-glucosidase với giá trị IC50 ấn tượng. Các chiết xuất từ rễ và quả của cây này thể hiện hoạt tính kháng oxy hóa mạnh mẽ, mở ra cơ hội ứng dụng trong điều trị bệnh tiểu đường. Việc phát triển các sản phẩm từ diệp hạ châu đắng có thể mang lại lợi ích lớn cho sức khỏe cộng đồng.

4.1. Hiệu quả ức chế enzyme α glucosidase

Các chiết xuất từ diệp hạ châu đắng cho thấy khả năng ức chế enzyme α-glucosidase với giá trị IC50 lần lượt là 39,12 và 48,88 µg/mL. Điều này cho thấy tiềm năng lớn trong việc phát triển các sản phẩm hỗ trợ điều trị bệnh tiểu đường.

4.2. Ứng dụng trong sản xuất dược phẩm

Các hoạt chất tách từ diệp hạ châu đắng có thể được ứng dụng trong sản xuất các loại thuốc hỗ trợ điều trị bệnh tiểu đường. Việc phát triển các sản phẩm này không chỉ giúp cải thiện sức khỏe mà còn tạo ra cơ hội kinh doanh cho ngành dược phẩm.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu quy trình tách hoạt chất ức chế enzyme α-glucosidase từ diệp hạ châu đắng đã chỉ ra tiềm năng lớn của cây này trong việc hỗ trợ điều trị bệnh tiểu đường. Tuy nhiên, cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình chiết xuất và đánh giá sâu hơn về hoạt tính sinh học của các hợp chất. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều giá trị cho y học và sức khỏe cộng đồng.

5.1. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình chiết xuất và đánh giá hoạt tính sinh học của các hợp chất tách từ diệp hạ châu đắng. Việc này sẽ giúp xác định rõ hơn tiềm năng ứng dụng của cây này trong y học.

5.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu dược liệu

Nghiên cứu dược liệu từ cây diệp hạ châu đắng không chỉ giúp phát triển các sản phẩm mới mà còn góp phần bảo tồn và phát huy giá trị của nguồn dược liệu tự nhiên. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong bối cảnh ngày càng nhiều người tìm kiếm các phương pháp điều trị an toàn và hiệu quả.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. BỆNH TIỂU ĐƯỜNG 1. Khái niệm bệnh tiểu đường Bộ máy tiêu hóa của chúng ta chế biến phần lớn thực phẩm chúng ta ăn vào thành một loại đường gọi là glucose. Glucose đi vào máu và rời máu đi vào các tế bào để trở thành năng lượng.

Insulin là một kích thích tố do tụy tạng (pancreas) tiết ra, đóng vai trò then chốt trong việc điều hòa lượng đường trong máu. Insulin được xem như chiếc chìa khóa để mở cửa cho đường đi vào bên trong tế bào. Khi mọi việc xảy ra song suốt, lượng đường trong máu ổn định ở mức cho phép và cơ thể được tiếp tế đầy đủ nhiên liệu để có mọi hoạt động của sự sống [1]. Ở người bệnh tiểu đường, hệ thống này không còn hoạt động bình thường nữa.

Tuyến tụy không còn sản xuất được insulin hay cơ thể trở nên kháng những tác động của insulin. Đường không vào được bên trong tế bào, ở lại trong máu và đưa đường huyết (hay lượng đường trong máu) lên cao gây ra bệnh tiểu đường. Khi đường huyết vượt quá một độ cao nào đó, thận không giữ được nữa và đường sẽ theo nước tiểu đi ra ngoài. Từ đó có tên bệnh tiểu đường có tên gọi chuyên môn là Diabetes melltitus, theo tiếng Hy Lạp có nghĩa là mật ong, có nghĩa là nước tiểu ngọt.

Người bệnh tiểu đường mang bệnh này suốt đời [2]. Theo Tổ chức Y tế Thế giới WHO, “Đái tháo đường là một hội chứng có đặc tính biểu hiện bằng sự tăng đường máu do hậu quả của việc mất hoàn toàn insulin hoặc là do có liên quan đến sự suy yếu trong bài tiết hoặc hoạt động của insulin" [3]. Tháng 1/2003, các chuyên gia thuộc Uỷ ban chẩn đoán và phân loại bệnh đái tháo đường Hoa Kỳ, lại đưa ra một một định nghĩa mới về đái tháo đường: “Đái tháo đường là một nhóm các bệnh chuyển hoá có đặc điểm là tăng glucose máu, hậu quả của sự thiếu hụt bài tiết insulin; khiếm khuyết trong trong hoạt động của insulin hoặc cả hai. Tăng glucose máu mạn tính thường kết hợp với sự hủy Trang 2 hoại, sự rối loạn chức năng của nhiều cơ quan đặc biệt là mắt, thận, thần kinh, tim và mạch máu” [4].Tình hình bệnh tiểu đường trên thế giới và Việt Nam Vào những năm cuối thế kỷ 20 đầu thế kỷ 21, mô hình bệnh tật có nhiều thay đổi, các bệnh không lây nhiễm như: tim mạch, tâm thần, ung thư, tiểu đường.

ngày càng tăng. Các chuyên gia của WHO dự báo "Thế kỷ 21 sẽ là thế kỷ của các bệnh nội tiết và rối loạn chuyển hoá, đặc biệt bệnh tiểu đường sẽ là bệnh không lây phát triển nhanh nhất [5]. Bệnh tiểu đường (TĐ), còn gọi là bệnh đái tháo đường (Diabettes Mellitus) là một bệnh rối loạn chuyển hóa mạn tính kèm những biến chứng ảnh hưởng nghiêm trọng đến bệnh nhân (mù lòa, hoại tử, đột quỵ. thậm chí là tử vong).

Trong đó, tiểu đường tuýp 2 là phổ biến hơn cả [6]. Theo thống kê, tiểu đường gây giảm tuổi thọ trung bình từ 5 đến 10 năm, là nguyên nhân hàng đầu gây mù loà và suy thận giai đoạn cuối, nguyên nhân hàng đầu của cắt cụt chi không do chấn thương, cứ 10 giây lại có một người chết do tiểu đường và các biến chứng; cứ 30 giây lại có một người tiểu đường có biến chứng bàn chân bị cắt cụt chi [7]. Hiện nay, trên thế giới tỉ lệ mắc bệnh tiểu đường đang gia tăng nhanh chóng, theo Hội nghị khoa học Việt Nam lần IV ghi nhận năm 2000 trên toàn thế giới chỉ có 171 triệu ca mắc bệnh, thì đến năm 2003 tăng lên đến 194 triệu ca, đến năm 2006 chỉ trong vòng sáu năm đã tăng xấp xỉ 1,5 lần: 246 triệu ca và dự báo có thể tăng đến con số 400 triệu vào năm 2025 [8]. Chi phí cho điều trị tiểu đường của toàn thế giới năm 2007 ước tính 232 ngàn tỷ đô la Mỹ, dự báo tăng lên 302 ngàn tỷ vào năm 2025 [9].

Ở Việt Nam, bệnh tiểu đường đang có chiều hướng gia tăng đáng báo động, nếu như thế giới cần 15 năm để số lượng người mắc bệnh tiểu đường tăng gấp đôi, thì ở nước ta chỉ cần 10 năm. Trong khi đó, 75,5% số người được hỏi đều có kiến thức rất thấp về bệnh tiểu đường [10]. Phân loại  Bệnh tiểu đường loại 1 (tuýp 1): Bệnh tiểu đường loại 1 còn gọi là bệnh tiểu đường tự miễn, cơ thể tự tiêu diệt các tế bào sản xất ra hormone insulin của chính mình, tức là tuyến tụy bị tấn công và phá hủy bởi cơ thể mình, làm cho cơ quan này không còn khả năng insulin. Kết quả là đường không vào được bên trong tế bào và lượng đường trong máu tăng cao.

Bệnh nhân tiểu đường loại 1 cần phải tiêm insulin mới sống được, nên trước đây được gọi là bệnh tiểu đường phụ thuộc insulin (insuline-dependent diabetes). Dạng này chiếm vào khoảng 10% bệnh nhân tiểu đường và thường xảy ra ở người còn trẻ từ 10 tuổi trở lên, nhưng đôi khi cũng phát hiện ở người lớn tuổi [11]. Các triệu chứng của bệnh tiểu đường loại 1 thường xuất hiện đột ngột, gồm: tăng khát, đi tiểu nhiều, tăng đói, xuống cân nhanh, mệt mỏi [12].  Bệnh tiểu đường loại 2 (tuýp 2): Bệnh tiểu đường loại 2, tuyến tụy vẫn còn sản xuất được insulin, nhưng lượng insulin làm ra không đủ dùng hoặc tế bào cơ thể không sử dụng được insulin do cơ thể sản xuất ra, hoặc do cả 2 nguyên nhân trên.

Đường không vào được bên trong tế bào, ở lại trong máu và làm tăng đường huyết. Bệnh nhân tiểu đường loại 2 không cần thiết phải tiêm insulin, nên loại này còn được gọi là bệnh tiểu đường không phụ thuộc insulin (noninsulin-dependent diabetes). Tuy nhiên ở một số trường hợp cũng cần tiêm insulin mới kiểm soát được đường huyết của mình [11],[13]. Bệnh tiểu đường loại 2 là loại thường gặp nhất, chiếm khoảng 90% tổng số người mắc bệnh và thường xảy ra ở các bệnh nhân có các triệu chứng sau: trên 40 tuổi, béo phì, gia đình có người bị bệnh tiểu đường, từng bị tiểu đường lúc mang thai, có em bé khi sanh ra nặng hơn 8 pounds (3,6kg) ,cao huyết áp, Bị stress do mắc bệnh nặng hay bị chấn thương.

Vì vậy người nào có từ 3 trong các yếu tố kể trên, nên đi thử máu để phát hiện bệnh tiểu đường kịp thời [12],[14]. Các triệu chứng của bệnh tiểu đường loại 2 rất dễ nhận ra. Những triệu chứng này tiến triển chậm và xuất hiện sau một thời gian khá dài, gồm: mệt mỏi, Trang 4 nhìn không rõ, dễ hoặc thường bị nhiễm trùng, các vết thương hay vết lở rất lâu lành, có vấn đề trong việc "chăn gối", da khô ngứa, bàn tay bàn chân thường bị tê và hay có cảm giác kiến bò, tăng đói, tăng khát và tiểu nhiều. [15]  Bệnh tiểu đường thai nghén Tiểu đường thai nghén thường gặp ở phụ nữ có thai, có glucose máu tăng, gặp khi có thai lần đầu.

Sự tiến triển của đái tháo đường thai nghén sau đẻ theo 3 khả năng: bị tiểu đường, giảm dung nạp glucose, bình thường [16].  Tiểu đường đôi: Bệnh nhân có cả đặc điểm của đái tháo đường loại 1 và loại 2. Phần lớn bệnh nhân khi mới được chẩn đoán có những biểu hiện giống như đái tháo đường loại 2 nhưng trong vòng vài năm sau bệnh nhân cần insulin để kiểm soát đường huyết. Các chuyên gia cho rằng tiểu đường đôi là dạng diễn tiến chậm của tiểu đường loại 1 [17].

 Các thể tiểu đường khác (hiếm gặp): Nguyên nhân liên quan đến một số bệnh, thuốc, hoá chất.  Khiếm khuyết chức năng tế bào β.  Khiếm khuyết gen hoạt động của insulin.  Bệnh tụy ngoại tiết: Viêm tụy, chấn thương, carcinom tụy…  Các bệnh nội tiết: Hội chứng Cushing, cường năng tuyến giáp…  Thuốc hoặc hóa chất.

Các thể ít gặp qua trung gian miễn dịch [18]. Các biến chứng Một số biến chứng cấp tính có thể xảy ra khi đường huyết quá cao hay quá thấp, nếu không được điều trị sớm sẽ đe dọa đến tính mạng của nạn nhân. Các biến chứng này bao gồm các loại sau: Hạ đường huyết (hypoglycemia), tăng lượng cetone trong máu, tăng áp lực thẩm thấu, tăng acid lactic trong máu [19]. Tăng đường huyết lâu dài sẽ đưa đến những biến chứng mạn tính như sau: bệnh võng mạc (retinopathy), bệnh thận (nephropathy), bệnh thần kinh (neuropathy), bệnh tim mạch (cardiovascular diseases) [20].

Phương pháp điều trị: Điều trị tiểu đường nhằm mục đích giảm hoặc mất các triệu chứng lâm sàng của tăng glucose máu, duy trì glucose máu càng gần với trị số bình thường càng tốt, nhưng không gây hạ glucose máu, ngăn ngừa biến chứng cấp tính và mạn tính, duy trì cân nặng lý tưởng nâng cao chất lượng cuộc sống cho người bệnh. Do đó điều trị tiểu đường là điều trị toàn diện. Phương pháp điều trị tiểu đường sẽ bao gồm phương pháp dùng thuốc và không dùng thuốc [21]. Phương pháp không dùng thuốc là điều chỉnh lối sống bao gồm chế độ ăn hợp lý và vận động thể lực.

Các nghiên cứu trên thế giới đã cho thấy, việc tập luyện thể lực thường xuyên có tác dụng làm giảm nồng độ glucose huyết tương ở bệnh nhân tiểu đường tuýp 2, đồng thời giúp duy trì sự bình ổn của lipid máu, huyết áp, cải thiện tình trạng kháng insulin, và cải thiện tích cực về mặt tâm lý. Sự phối hợp hoạt động thể lực thường xuyên và điều chỉnh chế độ ăn có thể giúp làm giảm nguy cơ mắc bệnh tiểu đường tuýp 2 một cách rất đáng kể [22]. Phương pháp dùng thuốc có 2 loại:  Phương pháp điều trị tiểu đường loại 1: Tiêm insulin thường xuyên trong cả cuộc đời. Đưa insulin vào máu qua đường phổi [23].

 Phương pháp điều trị tiểu đường loại 2: Phụ thuộc vào tình trạng của bệnh nhân, phương pháp chữa trị gắn liền với việc ăn uống thích hợp, tăng cường hoạt động. Chỉ bệnh nhân tiểu đường loại 2 mới dùng thuốc uống kết hợp với những chất đặc hiệu nhằm làm giảm lượng đường huyết. Bệnh nhân có thể dùng riêng thuốc viên hoặc kết hợp với phương pháp tiêm insulin [24], Thuốc sử dụng để điều trị bệnh tiểu đường loại 2 chủ yếu chia 3 nhóm:  Nhóm thuốc thúc tụy tạng tiết thêm insulin  Nhóm thuốc giúp insulin hoạt động hữu hiệu  Nhóm ngăn ruột bớt hấp thu chất đường khi ăn bằng chất ức chế enzyme α-glucosidase: acarbose (Precose, Glucobay), miglitol (Glyset) [25]. Khái quát chung và vai trò của enzyme Enzyme là men xúc tác sinh học có thành phần cơ bản là protein và có trong mọi cơ thể sinh vật.