NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC LOÀI THỰC VẬT THUỘC HỌ RÁY (ARACEAE) Ở VIỆT NAM

• Tác giả: Lê Quý Thưởng
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Quang Huy
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Hóa sinh học
• Đề tài: Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của một số loài thực vật thuộc họ Ráy (Araceae) ở Việt Nam
• Loại tài liệu: Luận án Tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
• 1.1. Giới thiệu sơ lược về họ Ráy (Araceae)
• 1.2. Sơ lược về chi Bán hạ Typhonium
• 1.3. Đặc điểm hình thái của chi Bán hạ Typhonium
• 1.4. Một số loài thuộc chi Typhonium ở Việt Nam
• 1.5. Đặc điểm thực vật cây Bán hạ roi (T. ...)
• 1.6. Đặc điểm thực vật cây Bán hạ ba thùy T. ...
• 1.7. Sơ lược về chi Khoai sọ Colocasia
• 1.8. Đặc điểm hình thái của chi Colocasia
• 1.9. Một số loài thuộc chi Colocasia ở Việt Nam
• 1.10. Đặc điểm thực vật cây Môn nước Colocasia esculenta (L.)
• 1.11. Đặc điểm thực vật cây Dọc mùng Colocasia gigantea (Blum) Hook.
• 1.12. Đặc điểm thực vật cây Ráy dại Colocasia macrorhiza Shott
• 1.13. Các nghiên cứu về hóa học thực vật họ Ráy
• 1.14. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 1.15. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
• 1.16. Nghiên cứu về hoạt tính sinh học của thực vật họ Ráy
• 1.16.1. Hoạt tính chống viêm, giảm đau
• 1.16.2. Tác dụng chống oxy hóa
• 1.16.3. Tác dụng bảo vệ gan
• 1.16.4. Tác dụng kháng vi sinh vật
• 1.16.5. Tác dụng tăng cường miễn dịch
• 1.16.6. Tác dụng kháng khối u và ung thư
• 2. NGUYÊN LIỆU, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Hóa chất và thiết bị nghiên cứu
• 2.2.1. Hóa chất thí nghiệm
• 2.2.2. Thiết bị thí nghiệm
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Các phương pháp nghiên cứu thành phần hóa học
• 2.3.2. Các phương pháp xác định hoạt tính sinh học
• 2.3.3. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 3.1. Sàng lọc hoạt tính sinh học của dịch chiết từ một số loài thuộc họ ráy
• 3.1.1. Hoạt tính chống oxi hoá của các cao chiết các mẫu nghiên cứu
• 3.1.2. Hoạt tính gây độc tế bào của các cao chiết
• 3.1.3. Hoạt tính kháng vi sinh vật của các cao chiết
• 3.1.4. Kết quả hoạt tính sinh học của cây Môn nước và cây Bán hạ roi
• 3.1.4.1. Đánh giá độc tính cấp của cao chiết tổng cây Môn nước và cây Bán hạ roi bằng đường uống
• 3.1.4.2. Hoạt tính bảo vệ gan trong thử nghiệm in-vivo sinh học của cao chiết tổng cây Môn nước và cây Bán hạ roi
• 3.1.4.3. Tác dụng tăng cường miễn dịch của cao chiết tổng cây Môn nước và Bán hạ roi
• 3.2. Các kết quả nghiên cứu về thành phần hóa học
• 3.2.1. Kết quả nghiên cứu thành phần hóa học cây Môn nước
• 3.2.2. Kết quả nghiên cứu thành phần hóa học cây Bán hạ roi
• 3.3. Kết quả nghiên cứu hoạt tính sinh học của các chất phân lập được từ cây Môn nước và Bán hạ roi
• 3.3.1. Kết quả xác định hoạt tính gây độc tế bào ung thư
• 3.3.2. Kết quả thí nghiệm hoạt tính chống oxi hóa
• 3.3.3. Kết quả thí nghiệm hoạt tính kháng vi sinh vật
• 4. BÀN LUẬN
• 4.1. Về kết quả sàng lọc các đối tượng nghiên cứu theo định hướng hoạt tính chống oxi hoá, gây độc tế bào và hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định
• 4.2. Về thành phần hóa học
• 4.3. Về kết quả định tính các nhóm chất
• 4.4. Về kết quả phân lập các hợp chất
• 4.5. Về độc tính cấp và tác dụng sinh học
• 4.5.1. Đánh giá độc tính của cao chiết
• 4.5.2. Về tác dụng bảo vệ gan và chống oxy hóa
• 4.5.3. Về tác dụng tăng cường miễn dịch
• 4.5.4. Tác dụng chống oxy hóa trên in vitro
• 4.5.5. Về tác dụng gây độc tế bào
• 4.5.6. Về tác dụng kháng vi sinh vật
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan Nghiên cứu Thành phần Hóa học Họ Ráy Araceae

Những năm gần đây, xu hướng nghiên cứu phân lập, xác định cấu trúc và đánh giá hoạt tính sinh học của các hợp chất tự nhiên sử dụng làm thuốc ngày càng được quan tâm. Đặc biệt, sự quay trở lại với các sản phẩm thuốc từ thảo dược trở nên thịnh hành. Sự xuất hiện của nhiều dịch bệnh nguy hiểm và các bệnh mang tính xã hội như ung thư, tim mạch, tiểu đường, đặt ra nhiều thách thức lớn cho các nhà khoa học. Một trong những cách hữu hiệu để tìm ra các chất có hoạt tính tiềm năng là đi từ các hợp chất tự nhiên. Các hợp chất này có thể được sử dụng trực tiếp làm thuốc, hoặc gián tiếp cho việc nghiên cứu tổng hợp các loại thuốc mới. Hai hướng chính trong việc tìm kiếm các hoạt chất là sàng lọc tự nhiên và từ kinh nghiệm sử dụng cây thuốc của người dân địa phương. Nhiều hợp chất tự nhiên hoặc các sản phẩm tổng hợp từ chúng đã được sử dụng hiệu quả trong điều trị, phòng ngừa bệnh ung thư và nhiều bệnh khác, giúp nâng cao sức khỏe cộng đồng. Ví dụ, các hợp chất vinca alkaloid (vinblastine, vincristine) từ cây Dừa cạn, paclitaxel (Taxol®) từ Thông đỏ, podophyllotoxin từ cây Táo ma, và Camptothecin từ cây Hỷ thụ.

1.1. Đa dạng Thực vật Việt Nam Tiềm năng Dược liệu Họ Ráy

Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, sở hữu hệ thực vật đa dạng và phong phú, với khoảng gần 13,000 loài thực vật bậc cao, trong đó hơn 4,000 loài được sử dụng làm thuốc. Các cây thuốc này được sử dụng dưới hình thức độc vị hoặc phối hợp tạo thành các bài thuốc có giá trị, đã được chứng minh về khả năng chữa bệnh. Họ Ráy (Araceae), hay họ Môn, là một họ thực vật một lá mầm, với 106 chi và 4025 loài trên thế giới, trong đó khoảng 35% số loài được sử dụng làm thuốc. Tại Việt Nam, họ Ráy có khoảng 30 chi và 150 loài. Nhiều nghiên cứu cho thấy tác dụng chữa bệnh của các loài này dựa trên hoạt tính chống ung thư, kháng vi sinh vật và chống oxy hóa.

1.2. Tổng quan Thành phần Hóa học và Hoạt tính Sinh học Họ Ráy

Thành phần hóa học của các cây trong họ Ráy chứa các hợp chất tự nhiên như flavonoid, alkaloid, glycoside, lignan, triterpenoid, nhiều chất trong số đó có hoạt tính sinh học cao như gây độc tế bào, chống khối u, kháng khuẩn và chống oxy hóa. Các hợp chất ligraminol D, surinamensinols A và B phân lập từ loài Acorus gramineus có khả năng ức chế sản sinh NO trên tế bào BV2. Nghiên cứu dịch chiết từ củ của T. giganteum Engl cho thấy kết quả hoạt động chống oxy hóa quét gốc tự do DPPH cao hơn vitamin C. Dịch chiết lá cây Colocasia antiquorum được đánh giá có tác dụng bảo vệ gan ở chuột bị nhiễm độc gan bởi paracetamol và CCl4, tương tự như silymarin.

II. Thách thức trong Nghiên cứu Dược liệu Họ Ráy Araceae

Mặc dù đã có một số công trình nghiên cứu về các loài thực vật họ Ráy trong và ngoài nước, nhưng các nghiên cứu này vẫn chưa đầy đủ và thiếu các nghiên cứu chuyên sâu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học. Cần có thêm nhiều nghiên cứu để khám phá tiềm năng dược liệu của các loài Ráy, đặc biệt là các loài đặc hữu của Việt Nam. Việc xác định các hợp chất có hoạt tính sinh học và đánh giá tác dụng dược lý của chúng là rất quan trọng để phát triển các loại thuốc mới từ nguồn dược liệu tự nhiên. Ngoài ra, cần nghiên cứu về độc tính của các loài Ráy để đảm bảo an toàn khi sử dụng.

2.1. Thiếu Nghiên cứu Chuyên sâu về Thành phần Hóa học

Các nghiên cứu hiện tại thường chỉ tập trung vào một số ít loài Ráy phổ biến, trong khi nhiều loài khác vẫn chưa được khám phá về thành phần hóa học. Việc phân tích và xác định các hợp chất tự nhiên trong các loài Ráy khác nhau là cần thiết để đánh giá tiềm năng dược liệu của chúng. Các phương pháp chiết xuất và phân tích hiện đại cần được áp dụng để xác định các hợp chất có hoạt tính sinh học tiềm năng.

2.2. Đánh giá Hoạt tính Sinh học và Độc tính còn Hạn chế

Nhiều nghiên cứu về hoạt tính sinh học của các loài Ráy chỉ tập trung vào một số hoạt tính nhất định, như chống oxy hóa hoặc kháng khuẩn. Cần có thêm nhiều nghiên cứu để đánh giá các hoạt tính khác, như chống viêm, chống ung thư, và bảo vệ gan. Quan trọng hơn, việc đánh giá độc tính của các loài Ráy là cần thiết để đảm bảo an toàn khi sử dụng làm thuốc. Các nghiên cứu độc tính cần được thực hiện trên các mô hình in vitro và in vivo.

III. Phương pháp Nghiên cứu Thành phần Hóa học Họ Ráy Araceae

Nghiên cứu thành phần hóa học của các loài Ráy (Araceae) ở Việt Nam đòi hỏi việc áp dụng các phương pháp chiết xuất và phân tích hiện đại. Các phương pháp chiết xuất thường bao gồm chiết xuất bằng dung môi khác nhau (như methanol, ethyl acetate, hexane) để thu được các phân đoạn chứa các hợp chất tự nhiên khác nhau. Các phương pháp phân tích thường bao gồm sắc ký (như sắc ký cột, sắc ký lớp mỏng) và phổ (như phổ cộng hưởng từ hạt nhân, phổ khối lượng) để xác định cấu trúc của các hợp chất.

3.1. Chiết xuất và Phân đoạn các Hợp chất tự nhiên

Các mẫu thực vật được chiết xuất bằng các dung môi khác nhau để thu được các phân đoạn chứa các nhóm hợp chất khác nhau. Ví dụ, chiết xuất bằng hexane thường thu được các hợp chất lipophilic, trong khi chiết xuất bằng methanol thường thu được các hợp chất polar. Các phân đoạn này sau đó được phân đoạn tiếp bằng các phương pháp sắc ký để tách các hợp chất riêng lẻ.

3.2. Xác định Cấu trúc Hóa học bằng Phổ

Các phương pháp phổ, như phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) và phổ khối lượng (MS), được sử dụng để xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập. Phổ NMR cung cấp thông tin về các liên kết và nhóm chức trong phân tử, trong khi phổ MS cung cấp thông tin về khối lượng phân tử và các mảnh ion. Kết hợp thông tin từ các phương pháp phổ khác nhau, các nhà khoa học có thể xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất tự nhiên một cách chính xác.

3.3 Sàng lọc các mẫu thực vật có hoạt tính sinh học tiềm năng

Thu thập, định danh và sàng lọc các mẫu thực vật thuộc họ Ráy có hoạt tính chống oxi hóa, gây độc tế bào và kháng vi sinh vật kiểm định vật làm cơ sở cho lựa chọn mẫu cho nghiên cứu thành phần hoá học và đánh giá hoạt tính sinh học. Đánh giá độc tính cấp, hoạt tính bảo vệ gan trong thử nghiệm in- vivo và tác dụng tăng cường miễn dịch cao chiết methanol của các mẫu cây được lựa chọn. Phân lập, xác định cấu trúc và đánh giá hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập được từ các cao chiết thực vật.

IV. Đánh giá Hoạt tính Sinh học Dược liệu Họ Ráy Araceae

Đánh giá hoạt tính sinh học của các loài Ráy (Araceae) ở Việt Nam bao gồm việc kiểm tra các hoạt tính dược lý tiềm năng, như kháng khuẩn, chống oxy hóa, chống viêm, chống ung thư, và bảo vệ gan. Các hoạt tính này được đánh giá bằng các phương pháp in vitro (trong ống nghiệm) và in vivo (trên động vật thí nghiệm). Các phương pháp in vitro thường bao gồm việc sử dụng các dòng tế bào hoặc các hệ enzyme để đánh giá tác dụng của các hợp chất lên các quá trình sinh học cụ thể.

4.1. Phương pháp Đánh giá Hoạt tính Kháng khuẩn

Hoạt tính kháng khuẩn được đánh giá bằng cách đo khả năng của các hợp chất ức chế sự phát triển của các vi khuẩn gây bệnh. Các phương pháp thường được sử dụng bao gồm phương pháp khuếch tán đĩa và phương pháp pha loãng. Phương pháp khuếch tán đĩa đo kích thước của vùng ức chế xung quanh một đĩa giấy chứa hợp chất kháng khuẩn. Phương pháp pha loãng đo nồng độ tối thiểu của hợp chất kháng khuẩn cần thiết để ức chế sự phát triển của vi khuẩn.

4.2. Phương pháp Đánh giá Hoạt tính Chống oxy hóa

Hoạt tính chống oxy hóa được đánh giá bằng cách đo khả năng của các hợp chất trung hòa các gốc tự do. Các phương pháp thường được sử dụng bao gồm phương pháp DPPH và phương pháp ABTS. Phương pháp DPPH đo khả năng của các hợp chất khử gốc tự do DPPH. Phương pháp ABTS đo khả năng của các hợp chất khử gốc tự do ABTS.

V. Ứng dụng Thực tiễn Nghiên cứu Họ Ráy Araceae ở Việt Nam

Kết quả nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các loài thực vật họ Ráy (Araceae) ở Việt Nam có nhiều ứng dụng thực tiễn quan trọng. Thứ nhất, nó cung cấp cơ sở khoa học cho việc sử dụng các loài Ráy trong y học cổ truyền và hiện đại. Thứ hai, nó có thể dẫn đến việc phát triển các loại thuốc mới từ nguồn dược liệu tự nhiên. Thứ ba, nó góp phần vào việc bảo tồn và phát triển bền vững nguồn tài nguyên thực vật ở Việt Nam.

5.1. Phát triển thuốc mới

Nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các loài Ráy có thể dẫn đến việc phát triển các loại thuốc mới để điều trị các bệnh như ung thư, nhiễm trùng, và các bệnh liên quan đến oxy hóa. Các hợp chất phân lập từ các loài Ráy có thể được sử dụng trực tiếp làm thuốc hoặc làm nguyên liệu để tổng hợp các loại thuốc mới.

5.2. Ứng dụng trong Y học Cổ truyền

Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc sử dụng các loài Ráy trong y học cổ truyền. Các bài thuốc cổ truyền sử dụng các loài Ráy có thể được cải tiến và chuẩn hóa dựa trên kết quả nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của chúng.