ĐẶT VẤN ĐỀ Trong cơ thể, thận là cơ quan quan trọng đóng vai trò bài tiết và giữ hằng định nội môi. Tình trạng suy giảm chức năng thận cấp và mạn tính là vấn đề sức khỏe toàn cầu, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe, chất lượng cuộc sống của người bệnh và có thể dẫn đến tử vong. Tại Hoa Kỳ, trong thời gian 10 năm từ 2009 đến 2018, số ca điều trị suy thận cấp (Acute Kidney Disease) tăng 40 % từ 36,3 ca/1000 người/năm lên 50,8 ca/1000 người/năm. Trong thời gian từ 2015-2018, số ca mắc suy thận mạn (Chronic Kidney Disease) chiếm khoảng 14,9 % dân số Hoa Kỳ.
Trong dân số mắc suy thận mạn, tỷ lệ tử vong là 96 ca/1000 người/năm, cao hơn gấp đôi so với dân số không bị các bệnh suy thận. Ngoài ra chi phí điều trị cho những người mắc suy thận mạn trong năm 2018 lên đến 81 tỷ USD, chiếm 22,3 % tổng chi phí điều trị của xã hội1. Điều này cho thấy việc phòng và điều trị các bệnh về thận, bảo toàn chức năng thận là vấn đề cấp thiết trên toàn cầu. Bên cạnh các nguyên nhân do bệnh mạn tính và lão hóa, tác dụng phụ của thuốc (cisplatin, cyclosporin A, kháng sinh aminoglycosid…) cũng là một trong những nguyên nhân làm suy giảm chức năng thận cấp tính và mạn tính2.
Bên cạnh các phác đồ điều trị nội khoa nhằm bảo tồn chức năng thận, tác dụng bảo vệ thận của các hợp chất tự nhiên cũng được quan tâm nghiên cứu. Các hợp chất từ thực vật như curcumin, dioscin, naringin, silymarin… được chứng minh có tác dụng phục hồi chức năng thận3. Chi Panax thuộc họ Araliaceae bao gồm 17 loài, trong đó có 5 loài được sử dụng làm thuốc có giá trị cao là Nhân sâm (Panax ginseng), Tam thất (P. notoginseng), Sâm Hoa Kỳ (P.
quinquefolius), Sâm Nhật Bản (P. japonicus) và Sâm Việt Nam (P. Nhân sâm có lịch sử sử dụng nhiều ngàn năm và được xem là một trong bốn vị thuốc quý của y học cổ truyền Trung Hoa “Sâm, Nhung, Quế, Phụ” với tác dụng đại bổ và hồi phục sức khỏe25. Nhân sâm từ lâu đã được sử dụng dưới nhiều dạng chế biến như Hồng sâm, Hắc sâm, Thái dương sâm (Sun Ginseng – SG)… Các nghiên cứu về mặt hóa học và sinh học cho thấy quá trình chế biến làm thay đổi thành phần hóa học cũng như tăng đáng kể tác dụng sinh học6,7.
2 Các công bố gần đây cho thấy Nhân sâm sau chế biến có khả năng phục hồi tế bào thận bị tổn thương cũng như phục hồi cân bằng nội môi trên mô hình in vitro và in vivo8-11. Sâm Việt Nam (Panax vietnamensis) là một dược liệu quý thuộc chi Panax được phát hiện vào năm 1973 và được Thủ tướng Chính phủ đưa vào danh mục sản phẩm quốc gia theo quyết định số 787/QĐ-TTg ngày 05 tháng 6 năm 2017. Năm 2018, nguyên Thủ tướng Chính phủ Nguyễn Xuân Phúc đã đánh giá cây Sâm Việt Nam là cây sâm “quốc bảo” cần được chú trọng bảo tồn và phát triển. Thành phần hóa học chính của Sâm Việt Nam là các saponin khung protopanaxadiol và protopanaxatriol tương tự với Nhân sâm nhưng với hàm lượng vượt trội hơn hẳn.
Ngoài ra, Sâm Việt Nam chứa hàm lượng rất cao các saponin khung ocotillol vốn chỉ tồn tại ở dạng vết trong các loài Panax khác12-14. Hàng loạt tác dụng sinh học của Sâm Việt Nam được chứng minh qua các thử nghiệm dược lý để điều trị các bệnh của thời đại công nghiệp hiện đại như ung thư, lo âu, trầm cảm, stress oxy hóa…8-12,15-19. Các nghiên cứu bước đầu về Sâm Việt Nam chế biến cho thấy có sự thay đổi về thành phần hóa học cũng như tăng cường tác dụng sinh học, nhất là các tác dụng chống ung thư và chống oxy hóa20,21. Tuy nhiên hiện nay, tác dụng bảo vệ thận của Sâm Việt Nam chế biến mới được nghiên cứu bước đầu bởi Nguyễn Thị Thu Hương và cộng sự 22.
Tuy nhiên, tác dụng bảo vệ thận của Sâm Việt Nam chưa chế biến, chế biến ở nhiệt độ và áp suất cao cũng như các thành phần hóa học của dược liệu quý này vẫn chưa được nghiên cứu nhiều. Vì vậy đề tài được thực hiện với các mục tiêu như sau: - Mục tiêu 1: Đánh giá sự thay đổi thành phần hóa học và tác dụng bảo vệ thận của Sâm Việt Nam qua quá trình xử lý nhiệt - Mục tiêu 2: Nghiên cứu thành phần hóa học của Sâm Việt Nam theo hướng sàng lọc các hợp chất có tác dụng bảo vệ thận trên mô hình in vitro. - Mục tiêu 3: Đánh giá tác dụng bảo vệ thận của cao toàn phần và thành phần có hoạt tính trên mô hình in vivo. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.
Các loài sâm thuộc chi Panax Chi Panax thuộc họ Araliaceae bao gồm 17 loài được công bố (Bảng 1.1) nhưng chỉ có 5 loài được sử dụng làm thuốc thông dụng và được đưa vào các dược điển trên thế giới là Nhân sâm (Panax ginseng), Sâm Hoa Kỳ (P. quinquefolius), Tam thất (P. notoginseng), Sâm Nhật Bản (P. japonicus) và Sâm Việt Nam (P.
Nhân sâm được xem là vị thuốc đứng đầu trong Y học cổ truyền Trung Hoa với tác dụng bổ dưỡng. Việc sử dụng Nhân sâm được ghi chép sớm nhất trên các giáp cốt văn vào khoảng 1.100 năm trước Công nguyên và sau đó là Thần nông bản thảo. Sâm Hoa Kỳ mọc hoang dại và trồng trọt chủ yếu ở vùng Bắc Mỹ và Hoa Kỳ. Mặc dù thành phần hóa học của Sâm Hoa Kỳ khá tương đồng với Nhân sâm nhưng dược liệu này lại được sử dụng với tác dụng bổ âm, giải nhiệt khác với Nhân sâm với tác dụng bổ khí.
Tam thất được trồng nhiều ở vùng Vân Nam, Trung Quốc và được ghi chép lần đầu trong Bảo Thảo Cương Mục (thế kỷ XVI) với tác dụng cầm máu, tăng cường tuần hoàn23,24. Sâm Việt Nam được phát hiện năm 1973 tại vùng núi Ngọc Linh, miền Trung Việt Nam. Sâm Việt Nam trước đây được dùng như vị thuốc “giấu” của người Xê Đăng trên dãy Trường Sơn. Sau khi được phát hiện, các nghiên cứu về mặt hóa học và tác dụng sinh học cho thấy Sâm Việt Nam là loài sâm quý có thể sánh với các loài khác trên thế giới25.
Tóm tắt một số loài thuộc chi Panax và vùng phân bố. STT Loài Tên thông thường Phân bố 1. ginseng Nhân sâm/Sâm Triều Tiên Các nước châu Á 2. quinquefolius Sâm Hoa Kỳ Hoa Kỳ 3.
notoginseng Tam thất Trung Quốc 4. japonicus Sâm Nhật Bản Nhật Bản 5. vietnamensis Sâm Việt Nam Việt Nam 6. zingiberensis Sâm gừng/Sâm Myanmar Trung Quốc 7.
stipuleanatus Sâm Pingpien Trung Quốc, Việt Nam 8. bipinnatifidus Sâm vũ diệp Trung Quốc, Đông Himalaya và Nepal 9. 4 STT Loài Tên thông thường Phân bố 10. omeiensis Sâm Omei Trung Quốc, Đông Himalaya và Nepal 11.
pseudoginseng Sâm Himalaya Trung Quốc, Đông Himalaya và Nepal 12. assamicus - Ấn Độ và Tây Bengal 13. shangianus - Trung Quốc 14. sinensis - Trung Quốc 15.
trifolius Sâm lùn Ohio và Pennsylvania (Hoa Kỳ) 16. variabilis - Trung Quốc và Ấn Độ 17. wangianus Sâm lá hẹp Trung Quốc và Ấn Độ -: không có tên thông thường Nguồn: X. Piao, et al.
Thành phần saponin của các dược liệu từ các loài sâm thuộc chi Panax Thành phần hóa học chính của loài thuộc chi Panax là các hợp chất saponin triterpen với khung dammaran. Đây là thành phần đóng vai trò chính tạo ra các tác dụng sinh học cho các loài Sâm này. Đến nay có khoảng 289 saponin đã được phân lập từ 11 loài Panax hoặc các dạng chế biến của các dược liệu này. Các saponin này được chia thành 4 khung chính là protopanaxadiol (PPD), protopanaxatriol (PPT), ocotillol (OT) và oleanan (OA) và các dẫn chất có dây nối C-17 khác.
Các saponin này tồn tại ở dạng glycosid với các phân tử đường gắn vào vị trí C3, C6 và C20 với phần đường có thể là glucose (Glc), acid glucuronic (GlcA), rhamnose (Rha), xylose (Xyl), arabinose (Ara). Các nhóm đường này có thể được acyl hóa bằng các nhóm như acetyl, octenoyl hoặc malonyl. Ngoài ra, vị trí C-20 và C-24 có thể có các cấu hình dạng S hoặc R do có carbon bất đối25. Nhóm protopanaxadiol Các saponin nhóm protopanaxadiol (PPD) gồm khoảng 66 hợp chất với phần đường gồm 1-6 đường đơn gắn lên khung 20(S)- hoặc 20(R)-protopanaxadiol với các đặc điểm sau:.
Có thể gắn với các nhóm đường ở vị trí C-3 và C-20 (trừ Chikusetsusaponin- FK7 trong P. japonicus có mạch nhánh gắn vào C-19) 2. Mạch đường nối ở dạng mạch thẳng (trừ Chikusetsusaponin-VI, -FK4, -FK5 và -PK6 có mạch đường phân nhánh) 3. Vị trí 6-OH của nhóm đường trên C-3 có thể bị acyl hóa25.
Nhóm protopanaxatriol Các saponin nhóm protopanaxatriol gồm khoảng 50 hợp chất có khung chính là 20(S) hoặc 20(R) protopanaxatriol với các nhánh gồm 1-4 đường gắn vào vị trí C-6 và/hoặc C-20 theo mạch thẳng. Ngoại lệ, hợp chất Chikusetsusaponin-L10 và -FK10 trong P. japonicus có dây nối đường gắn vào vị trí C-1925. Nhóm ocotillol Khung ocotillol (OT) với một vòng furan đính vào vị trí C-17 và được xem là dẫn chất của khung PPT.
Hiện nay có khoảng 15 saponin khung OT được phân lập từ các loài thuộc chi Panax. Hầu hết các hợp chất này có cấu hình S ở vị trí C-24. Các saponin khung OT có những đặc điểm chung sau: 1. Thường chỉ có một chuỗi đường ở vị trí C-6 2.
Nhóm đường đầu tiên luôn là glucose 3. Nhóm đường thứ 2 gắn vào vị trí 2’ của nhóm đường thứ nhất25. Nhóm oleanan Saponin cấu trúc oleanan trong chi Panax thuộc nhóm các saponin không được đánh giá cao về giá trị trị liệu. Đến nay, khoảng 23 saponin được phân lập từ các loài Panax thuộc khung oleanan.
Các saponin này khác nhau ở vị trí gắn phân tử đường ở C3 hoặc C28 và gắn acid glucuronic (GlcA) vào vị trí C-3. Ginsenosid Ro phổ biến trong các loài như P. quinquefolius nhưng có hàm lượng thấp hơn trong P. vietnamensis, G-Ro là một saponin nhóm OA được phân lập26.
Saponin có mạch nhánh C17 khác Trong các loài thuộc chi Panax, các saponin có mạch nhánh C-17 biến đổi chiếm khoảng 43 % cấu trúc các saponin. Các mạch nhánh đổi do vị trí C-20 bị hydrate hóa, hydroxyl hóa, methoxyl hóa, peroxid hóa hoặc dehydrate hóa, hoặc do vị trí C-24/25 bị carbonyl hóa, dehydrogen hóa, oxy hóa hoặc đóng vòng. Quá trình cộng nước của khung PPD và PPT tạo ra các dẫn xuất không còn nối đôi với nhóm hydroxyl ở C-25. Quá trình thủy giải các saponin cấu trúc PPD và PPT bằng acid dẫn tới sự hình thành vòng epoxy 6 cạnh có oxy như panaxadiol, 3,12-dihydroxy-20,25-epoxydammaran và panaxatriol, 3,6,12-trihydroxy- 20,25-epoxy-dammaran25.
Thành phần polyacetylen Trong rễ Nhân sâm, phân đoạn kém phân cực chứa các hợp chất polyacetylen và được xem là thành phần chính của phân đoạn này.