ĐẶT VẤN ĐỀ Bệnh Alzheimer là rối loạn thoái hóa thần kinh thường gặp nhất và là nguyên nhân phổ biến nhất của chứng mất trí [10]. Theo giả thuyết cholinergic, việc phát sinh bệnh Alzheimer có liên quan đến sự thiếu hụt chất dẫn truyền thần kinh acetylcholin trong não gần tới 90% [26]. Acetylcholin là chất dẫn truyền thần kinh với vai trò quan trọng trong hoạt động của hệ thần kinh và nồng độ acetylcholin được duy trì ổn định bởi enzym acetylcholinesterase (AChE). AChE là một enzym có chức năng làm ngưng lại hoạt động của chất dẫn truyền thần kinh acetylcholin tại các synap thần kinh cholinergic thông qua việc thủy phân acetylcholin tạo thành cholin và acid acetic.
Như vậy, nguyên nhân chính của bệnh Alzheimer là do thiếu hụt chất dẫn truyền thần kinh acetylcholin trong não [4]. Do đó, việc tìm ra các thuốc ức chế AChE đang là vấn đề cấp thiết, thu hút sự quan tâm nghiên cứu của các nhà khoa học. Trong những năm gần đây, các hợp chất có nguồn gốc từ các cây dược liệu có khả năng ức chế AChE đã được quan tâm nghiên cứu [14]. Sa Khan có tên khoa học là Piper wallichii (Miq., đã được người dân Lào sử dụng như một dược liệu với một số công dụng như kích thích tiêu hóa, giảm đau, tăng trí nhớ, trị một số chứng bệnh như lỵ, lở loét dạ dày, giun, ký sinh trùng và [39],Trong Y học cổ truyền Trung Hoa, Piper wallichii có tác dụng ôn trung tán hàn, hạ khí, chỉ thống [10].
Gần đây, kết quả nghiên cứu sàng lọc của dược liệu cho thấy cao chiết của Piper wallichii có tác dụng ức chế AChE in vitro, in vivo rất tốt [36], [38]. Tuy nhiên, các hợp chất cụ thể trong Piper wallichii mang tác dụng sinh học vẫn chưa được xác định, vì vậy cần có những nghiên cứu kết hợp sàng lọc tác dụng ức chế AChE. Phương pháp phân lập các hợp chất theo định hướng tác dụng sinh học đang là xu hướng chung của hóa thực vật trong giai đoạn hiện nay, phương pháp này giúp việc tìm kiếm và phát hiện các chất có tác dụng sinh học, tiết kiệm được đáng kể chi phí và thời gian thực hiện với xác suất thành công cao hơn so với phương pháp phân lập ngẫu nhiên được áp dụng phổ biến vài thập kỷ trước [30]. Xuất phát từ những lý do trên, khóa luận tốt nghiệp với tiêu đề “ Nghiên cứu thành phần hóa học và một số hoạt tính sinh học của cây Sakhan thu hái tại Lào ” được thực hiện với các mục tiêu sau: 1.
Chiết xuất, phân lập 1-2 hợp chất từ thân cây Sakhan theo định hướng tác dụng ức chế enzym acetylcholinesterase in vitro. Đánh giá tác dụng ức chế enzym acetylcholinesterase in vitro của các hợp chất phân lập được. Tổng quan về cây Sakhan 1. Tổng quan về thực vật học 1.
Vị trí phân loại Tên khoa học: Piper wallichii (Miq. Theo hệ thống phân loại, Sakhan có khóa phân loại như sau [13], [7], [35] : Giới Thực vật (Plantae) Ngành Ngọc lan (Magnoliophyta) Lớp Ngọc lan (Magnoliopsida) Bộ Hồ tiêu (Piperales) Họ Hồ tiêu (Piperaceae) Chi Piper L. Loài Piper wallichii (Miq. Mô tả đặc điểm hình thái Sakhan là cây thân leo lâu năm, phần gốc mọc bò.
Thân cành mang hoa, thẳng đứng to và nhẵn, có thể cao từ 2 - 4 m. Lá Sakhan mọc so le, cuống lá dài từ 3 - 7cm. Phiến lá có hình dạng và kích thước khác nhau, đa số hình trứng thuôn, dài. Gốc hình tim hơi lệch, đầu lá nhọn, mặt trên và mặt dưới nhẵn.
Hoa đơn tính, mọc thành từng cụm. Cụm hoa đực dài khoảng 5-8 cm, cuống dài 0,5 - 0,8 cm, lá bắc tròn, có 4 nhị. Cụm quả dài 2-18 cm, quả hạch hình cầu đường kính 0,3 - 0,6 cm, xếp lỏng lẻo trên trục, khi chính có màu đỏ, cuống quả dài 0,5 - 0,6 cm. Ra hoa quả quanh năm [23].
Lá và thân cây; (2). Đặc điểm hình thái của loài Piper wallichii [22] 3 1. Đặc điểm phân bố, sinh thái, thu hái và chế biến Sakhan chủ yếu phân bố ở vùng nhiệt đới Châu Á gồm Trung Quốc, Ấn Độ, Myanmar, Thái Lan và Lào. Ở Lào, cây thường mọc phổ biến ở một số tỉnh miền núi phía Bắc như Luangphabang, Xiengkhouang và Xayaboury [39].
Sakhan là loại cây ưa ẩm, chịu bóng, thường mọc rải rác, đôi khi tạo thành từng đám dưới tán rừng núi ở hai bên bờ khe suối và ven rừng núi đá vôi ẩm [23], [39]. Bộ phận dùng là thân cây, thu hái quanh năm. Thân cây rửa sạch, cắt nhỏ có thể sử dụng tươi hoặc phơi khô [23], [39]. Tổng quan về thành phần hóa học Tính đến năm 2021, đã hơn 60 hợp chất được phân lập từ Piper wallichii bao gồm 18 alcaloid, 28 lignan, 3 flavonoid, 9 phenolic, 4 terpenoid và 15 chất là thành phần khác (steroid, piperolid, arylakanon và phenylpropanoid).
Trong đó alcaloid, lignan, tinh dầu là những hợp chất chính và mang lại tác dụng sinh học chính cho cây. - Alcaloid Thân và quả của loài Piper wallichii là bộ phận có hàm lượng alcaloid cao hơn bộ phận khác, trong đó hợp chất piperin là alcaloid chính trong cây [14]. Alcaloid là một trong những thành phần có hoạt tính sinh học chính trong chi Hồ tiêu (Piper L.) và được chú ý nghiên cứu nhiều, cho đến nay nhiều nghiên cứu cho thấy loài Piper wallichii có chứa nhiều nhóm hợp chất alcaloid có cấu trúc khác nhau như 1 alcaloid có khung piperidin (piperin (1)), 8 alcaloid có cấu trúc không có dị vòng nitơ (N-isobutyl-deca- trans-2-trans-4-dienamid (2); piperlonguminin (3); pellitorin (4); N-isobutyl-2E,4E- octa-decadienamid (5); guineensin (6); N-trans-feruloyltyramin (7); Paprazin (8)), 9 alcaloid có khung piperolactam (piperolactam A (9); piperolactam B (10); piperolactam D (11); aristololactam A IIIa (12); aristolactam BII (13); stigmalactam (14); goniothalactam (15)), 1 alcaloid có khung aporphin (piwallidion (16)), 1 alcaloid có khung isoquinolin (cepharadion A (17)) và 1 alcaloid có khung diketopiperazin (neoechinulin A (18)), các hợp chất alcaloid phân lập được đều có những tác dụng sinh học in vitro và cả in vivo [21], [24], [36], [37]. Những hợp chất này khá đa dạng về cấu tạo, trong đó, số lượng hợp chất trong công thức cấu tạo có 1 nguyên tử nitơ có 17 hợp chất và có 3 nguyên tử nitơ có 1 hợp chất mà được gặp trong loài Piper wallichii.
Một số các hợp chất alcaloid đã phân lập được được trình bày trong bảng 1. Một số nhóm thế trên alcaloid Bảng 1. Một số cấu trúc alcaloid đáng chú ý trong Piper wallichii [20], [23], [35] Khung hợp chất Tên hợp chất R1 R2 R3 R4 Piperin A - - - Khung piperidin PiperlongumininA D A - - GuineensinA D B - - (A) PellitorinA D C - - PaprazinB H H - - (B) Khung không có dị vòng nitrơ AlfrutamidB CH3 H - - Piperolactam A H OH OCH3 H Piperolactam B OCH3 OCH3 OH H Aristolactam BII H OCH3 OCH3 H Goniothalactam H OCH3 OCH3 OH Khung piperolactam Piwallidion - - - - Khung aporphin Cepharadion A - - - - Khung isoquinolin Neoechinulin A - - - - Khung diketopiperzin 5 - Lignan Hiện tại đã phân lập được 28 lignan bao gồm các nhóm tetrahydrofuran, furofuran, aryltetralin, neolignan và lignamid. Lignan cũng là một trong những hợp chất chính của Piper wallichii và gần đây, nhiều nhà nghiên cứu đã đề nghị nên đưa nhóm hợp chất lignan trở thành một trong những chỉ tiêu chất lượng của các loài trong chi Piper L.
Cấu trúc các lignan phân lập được từ chi Piper L. thường được tạo nên bởi 2 đơn vị phenylpropan có cấu tạo C6-C3 và liên kết với nhau ở vị trí cacbon β - β’ của chuỗi bên. Cấu tạo của nhóm hợp chất lignan khá đa dạng, giữa các chất có sự khác nhau về loại, số lượng và vị trí nhóm thế ở hai nhân thơm. Nhóm thế ở nhân thơm thường gặp gồm: OH, OCH3, OCH2O hoặc các phân tử đường.
Bên cạnh đó, sự kết hợp giữa hai chuỗi bên của hai đơn vị cấu tạo nên hợp chất lignan cũng khá phong phú và tạo thành các dạng mạch thẳng, vòng cyclobutan, một hoặc hai dị vòng tetrahydrofuran…[11]. Tetrahydrofuran : Các nhà khoa học đã phân lập được 4 tetrahydrofuran lignan từ thân Piper wallichii bao gồm: galbelgin (19) [8], prestegan B (20), (–)-olivil (21) và neoolivil (22) [32]. Furofuran : Trong nghiên cứu của Shi với cộng sự (2015) đã phân lập được 9 hợp chất furofuran lignan từ loài Piper wallichii bao gồm: syringaresinol (23), medioresinol (24), epipinoresinol (25), 3',5'-dimethoxybiphenyl-3,4'-diol (26), lirioresinol A (27), pinoresinol (28), prinsepiol (29), epilyoniresinol (30) và isolariciresinol (31) [32]. Aryltetralin : 2 hợp chất lignan có khung aryltetralin đã được phân lập và được xác định cấu trúc từ thân của loài cây này đó là hợp chất (+)-lyonisid (32), isolariciresinol (33) và (-) -nudiposid (34) [32].
Neolignan : Neolignan được tạo nên bởi 2 đơn vị phenylpropan có cấu tạo C6-C3 giống như lignan nhưng được cầu nối với nhau không phải tại vị trí cacbon β - β’. Neolignin được báo cáo có trong lá và thân của loài Piper wallichii bao gồm kadsurenon (35), denudatin B (36), hancinon D (37), (+)-licarin A (38), wallichinin (39), hancinon C (40), hancinon B (41), (+)-burchellin (42), piperwalliol A (43), rosalaevin B (44), 9- hydroxyeriobofuran (45) và evofolin B (46) [8], [12], [31], [32]. Một số cấu trúc lignan đáng chú ý trong Piper wallichii Khung hợp chất Tên hợp chất R1 R2 R3 R4 Galbelgin CH3 CH3 CH3 CH3 Neoolivil H CH3 CH2OH CH2OH Prestegan B OH OH OCH3 OCH3 Khung tetrahydrofuran Syringaresinol H CH3 CH3 OCH3 H CH3 H CH3 Medioresinol H H H CH3 Epipinoresinol Pinoresinol H OH H OCH3 Epilyoniresinol OH OH OCH3 OCH3 Khung furofuran (–)-nudiposid OH - - - R1 (+)-lyonisid H - - - isolariciresinol Glc - - - Khung aryltetralin Kadsurenon CH3 O H CH3 (+)-licarin A H H OCH3 H Khung neolignan Ngoài ra, nhà nghiên cứu Wang và cộng sự (2014) đã phân lập một số hợp chất thuộc nhóm lignanamid từ bộ phận thân của loài Piper wallichii bao gồm: dicarboxamid (47), hancamid A (48), hancamid B (49) [20]. Lignanamid là một nhóm hợp chất rất hiếm gặp, là hợp chất vừa có cấu trúc lignan vừa có cấu trúc alcaloid (có liên kết ít nhất một monomer với nhóm amid).
Tính đến năm 2020, đã phân lập được khoảng 86 7 lignanamid từ 26 loài thực vật và được nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới đang quan tâm nghiên cứu [29]. Một số cấu trúc lignamid đáng chú ý trong Piper wallichii Tên hợp chất R1 R2 R3 Dicarboxamid OCH3 OCH3 OCH3 Hancamid A OCH3 OH OH Hancamid B OCH3 OH OCH3 - Các hợp chất khác Một số hợp chất khác cũng được phân lập từ Piper wallichii như flavonoid ((-)- epicatechin (50); (-)-taxifolin (51)), các triterpenoid (2-oxo-3b,19a,23-trihydroxyl-12- en-28-oic acid β-D-glucopyranosyl ester (52); arjunoglucosid II (53); 2a,3b,19a- trihydroxyl-12-en-28-oic acid 28-O-β-D-glucopyranosid (54); nigaichigosid F1(55)), sterol (Sitosterol (56)), phenolic (piperwalliosid A (57); piperwalliosid B (58); piperwalliosid C (59); piperwalliosid D (60);. Tác dụng ức chế enzym acetylcholinesterase Nghiên cứu của Wang P.