CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Tổng quan về Hoàn Ngọc Giới thiệu chung Hoàn Ngọc có tên khoa học (Pseuderanthemum palatiferum (Nees)., Ralk) thuộc họ Ô rô (Acanthaceae). Cây Hoàn Ngọc có tên gọi khác là Xuân Hoa, Nhật Nguyệt và Trạc mã Thần tượng linh [1]. Cây Hoàn Ngọc là cây thuốc bản địa của Việt Nam và được phát hiện lần đầu tiên trong rừng Cúc Phương, miền Bắc Việt Nam vào cuối những năm 1990.
Cây Hoàn Ngọc được định danh như sau: Giới: Thực vật (Plantae) Ngành: Thực vật có hoa (Angiospermae) Lớp: Hai lá mầm thực sự (Eudicots) Bộ: Hoa môi (Lamiales) Họ: Ô rô (Acanthaceae) Chi: Xuân hoa (Pseuderanthemum) Loài: Xuân hoa vòm (Pseuderanthemum palatiferum) Đặc điểm hình thái Cây Hoàn Ngọc là dạng cây bụi, cao từ 1 – 2 m, phần gốc hoá gỗ màu nâu, thân non màu xanh lục, chia nhiều cành mảnh như thể hiện ở hình 1. Hoa lưỡng tính, 5 lá đài rời tồn tại đến khi tràng hợp, màu trắng, ống tràng hẹp và dài khoảng 2,5 cm như thể hiện ở hình 1. Quả nang, hai ô, mỗi ô chứa hai hạt. Cây ra hoa từ tháng 4–5.
Lá có phiến thon, lá mọc đối, có cuống, phiến lá hình lưỡi mác, hai đầu nhọn, dài 12–17 cm, rộng 3,5–5 cm như thể hiện hình 1.1: (a) Cây, (b) hoa và (c) lá Hoàn Ngọc Thành phần hóa học Thành phần hóa học của Hoàn Ngọc gồm nhiều hợp chất như phenolic, phytosterol, lipit, saponin có thể góp phần tạo nên các hoạt tính sinh học như ức chế tăng trưởng tế bào ung thư, hỗ trợ điều trị tiểu đường, hạ huyết áp, chống viêm, kháng khuẩn, chống oxy hóa. Hàm lượng một số hoạt chất được trích ly bằng các phương pháp khác nhau được trình bày ở bảng 1.1: Thành phần hóa học của cây Hoàn Ngọc Hợp chất Hàm lượng Phương pháp trích ly Tài liệu tham (mg/g) khảo Phenolic tổng 40,94 ± 0,52 Trích ly chất lỏng có áp suất [3] 32,25 ± 0,46 Trích ly chất lỏng có áp Flavonoid tổng suất 20,21 ± 0,42 Nước siêu tới hạn [4] Saponin tổng 2,23 ± 0,14 Enzyme [5] Protein 104,66 ± 7,63 Nước siêu tới hạn [3] Kaempferol 0,63 ± 0,02 Soxhlet 4 1. Polyphenol Lá Hoàn Ngọc chứa nhiều các hoạt chất có hoạt tính sinh học thuộc nhóm polyphenol [6, 7]. Polyphenol là các hợp chất mà phân tử chứa nhiều vòng benzen, trong đó có một, hai hoặc nhiều nhóm hydroxyl.
Là hợp chất chuyển hóa thứ cấp có mặt trong hầu hết các loài thực vật, polyphenol đa dạng về cấu trúc từ các hợp chất có cấu trúc đơn giản như vanilin, axit gallic và axit chlorogenic đến các polyphenol như stibene, flavonoid và lignan [8]. Chỉ riêng nhóm flavonoid đã phát hiện được hơn 8000 cấu trúc phân tử và danh sách này vẫn liên tục được bổ sung. Điều đó đã cho thấy sự đa dạng và phân bố rộng lớn của hợp chất polyphenol trong cấu trúc thực vật. Dựa vào đặc trưng của cấu trúc hóa học mà hợp chất polyphenol được chia thành ba nhóm chính như ở hình 1.2: Phân loại polyphenol Nhóm phenolic được chú ý bởi khả năng chống oxy hóa, khả năng chuyển electron trong chuỗi hô hấp bình thường trong ty thể vì phenolic có khả năng tạo phức bền với các kim loại, do đó làm mất hoạt tính của các gốc tự do đồng thời nhóm phenolic còn có khả năng trung hoà các gốc tự do làm ngừng các quá trình tạo gốc tự do.
Ngoài ra, các axit gallic và axit chlorogenic góp phần vào khả năng kháng khuẩn, hấp thụ tia cực tím, phòng tránh các bệnh về tim mạch và xơ vữa động mạch (nghiên cứu trên chuột), khả năng ngăn ngừa ung thư, ngăn ngừa những ảnh hưởng bất lợi của độc tố 5 nấm đến sức khỏe con người. Công thức hoá học của axit gallic và axit chlorogenic được thể hiện như hình 1.3: Công thức hóa học của axit gallic Hình 1.4: Công thức hóa học của axit chlorogenic 1. Các thành phần khác Các nguyên tố đa lượng và vi lượng trong lá cây Hoàn Ngọc khá cao so với các loại cây khác. Không phát hiện các nguyên tố kim loại nặng như Cd, Pd, As, Cr.
Đáng chú ý là hàm lượng Vanadi khá cao (3,75 mg/100 g lá tươi). Ngoài ra, lá Hoàn Ngọc còn chứa đầy đủ các axit amin thiết yếu với hàm lượng tổng số khá cao (751 đến 1365 mg). Nghiên cứu về thành phần hóa học của lá Hoàn Ngọc có chứa β-Sitosterol, Phytol, 3- O-(β-D glucopyranosyl)-Sitosterol, hỗn hợp hai đồng phân epime stigmasterol và poriferasterol, n-pentacosan-1-ol và hỗn hợp của kaumpferol 3-methyl ether 7-O- β- glucoside, apigenin 7-O-β-glucoside, 1-triacontanol, glycerol 1-hexdecanoate, axit palmitic và acid salicylic [10]. Nguyễn Văn Hùng và cộng sự (2004) [4], đã phân lập được tiếp theo là 1-triacontanol, glycerol 1-hexdecanoate, axit palmitic và axit salicylic.
Công dụng Theo kinh nghiệm dân gian, lá Hoàn Ngọc chữa được nhiều loại bệnh như: Rối loạn tiêu hóa, viêm loét dạ dày, tá tràng: Mỗi lần 7 lá, ngày 2 lần, dùng trong 3 ‒ 5 ngày; 6 Điều trị các bệnh về gan như xơ gan, viêm gan, bằng cách lấy khoảng 10 lá Hoàn Ngọc tươi rửa sạch rồi nhai kỹ, hoặc ăn sống khi bụng đói mỗi ngày 3 lần. Đối với lá khô thì nên nghiền thành bột rồi hòa với bột tam thất theo tỷ lệ 1:1. Mỗi lần người bệnh uống 1 muỗng cà phê với nước ấm. Uống với liều 3 lần/ngày; Ngoài các tác dụng chữa trị trên người, lá Hoàn Ngọc còn được dùng để trị nhiễm khuẩn đường tiêu hóa như tiêu chảy, lỵ trực khuẩn, viêm đại tràng mãn tính, chữa bệnh cho gia súc như tiêu chảy ở lợn và ở gia cầm, làm tăng hồng cầu, tăng hàm lượng hemoglobin và tăng trọng lượng của lợn con sau cai sữa và giảm tỷ lệ còi cọc.
Theo các nghiên cứu khoa học về dược lý của lá Hoàn Ngọc: Hỗ trợ điều trị các chứng bệnh như gan nhiễm mỡ, u xơ, huyết áp, tiểu đường, nhiễm khuẩn và rối loạn chức năng theo nghiên cứu của Viện Nghiên cứu Quốc tế và Nông nghiệp Fuchu (Nhật Bản) phối hợp với Đại học Cần Thơ vào năm 2001. Theo nghiên cứu của Viện Hóa học công bố trên Tạp chí Y tế Thế giới của Đức Plant Medica vào năm 2001, lá Hoàn Ngọc có tác dụng hỗ trợ ngăn ngừa, hạn chế sự phát triển của khối u ác tính. Bên cạnh đó, công trình nghiên cứu của Đại học Chiang Mai, Thái Lan đã chỉ ra dịch chiết ethanol từ lá Hoàn Ngọc tươi có khả năng ức chế tế bào ung thư vú MDA-MB-231 ở người, hỗ trợ trong điều trị ung thư và khắc phục được những tác dụng phụ do thuốc gây ra. Các nhà khoa học thuộc khoa Y, Đại học Hồng Kông đã tiến hành nghiên cứu và cho kết quả, lupeol làm giảm số lượng tế bào ung thư, đồng thời ngăn chặn quá trình trao đổi chất xung quanh khối u, từ đó ngăn ngừa khả năng di căn mà không gây độc với các tế bào khoẻ mạnh.
Hoạt tính sinh học của lá Hoàn Ngọc Kháng oxy hóa Hiện nay ngày càng có nhiều mối quan tâm về các chất chống oxy hóa thứ cấp từ thực vật như là nguồn bổ sung cho các hệ thống bảo vệ chống lại sự oxy hóa có hại tồn tại sẵn có trong cơ thể. Trong quá trình hô hấp chúng đã tạo ra các hợp chất trung gian là các gốc tự do anion superoxide, hydroxyl, chất oxy hóa như H2O2 có hoạt tính phản ứng rất lớn, mà từ các chất này cũng như các sản phẩm phản ứng của gốc tự 7 do là nguyên nhân phá hủy các phân tử sinh học như axit deoxyribonucleic (ADN), lipit và protein. Mặc dù bản thân của sinh vật đã tự phát triển các hệ thống enzyme nhằm điều hòa các loại phân tử oxy hoạt tính cao này như superoxide dismutase, catalae, glutathione peroxidase là các enzyme điều hòa nhằm duy trì sự an toàn trong giới hạn cho phép của anion superoxide, H2O2. Đôi khi hệ thống bảo vệ bị quá tải, không khí bị ô nhiễm, khói thuốc lá, bức xạ tử ngoại các loại oxy hoạt tính cao này vượt quá giới hạn cho phép sẽ là nguồn gây bệnh, thúc đẩy nhanh quá trình lão hóa như thể hiện ở hình 1.
Các chất chống oxy hóa từ thực vật góp phần hỗ trợ cho hệ thống bảo vệ của cơ thể, ngăn chặn oxy hóa không mong muốn như các phenolic, carotenoid, flavonoid, vitamin C, E và các hợp chất trao đổi chất thứ cấp từ thực vật. HÌNH THÀNH Viêm Tia UV GỐC TỰ DO Tổn thương ADN Ty thể trao đổi chất Ô nhiễm Bức xạ ion không khí Thuốc lá Hình 1.5: Nguyên nhân gây ra gốc tự do Vitamin C hay axit ascorbic là một chất bắt gốc tự do phổ biến. Vitamin C có thể thay đổi thành gốc ascorbate (hình 1.6) bằng cách cho một điện tử cho gốc lipit để kết thúc chuỗi phản ứng peroxit hóa. Các cặp gốc ascorbat phản ứng nhanh chóng tạo ra một phân tử ascorbat và một phân tử dehydroascorbat.
Dehydroascorbate không có bất kỳ khả năng chống oxy hóa nào. Do đó, dehydroascorbate được chuyển đổi trở lại thành ascorbate bằng cách thêm hai điện tử. Giai đoạn cuối cùng của việc bổ sung hai electron vào dehydroascorbate được thực hiện bởi oxyoreductase (một enzym xúc tác cho quá trình chuyển điện tử từ một phân tử, chất khử, còn được 8 gọi là chất cho điện tử, sang một phân tử khác, chất oxy hóa, còn được gọi là chất nhận điện tử).6: Phản ứng trung hòa gốc tự do của axit ascorbic Kháng ung thư Khả năng ức chế tế bào ung thư của các hoạt chất có thể là do quá trình apoptosis [17]. Apoptosis là quá trình đóng vai trò thiết yếu trong sự phát triển và tồn tại bằng cách loại bỏ tế bào bị hư hỏng hoặc không mong muốn.
Một loạt các nghiên cứu gần đây đã chứng minh rằng, hầu hết các chất hóa trị diệt khối u gây ra quá trình apoptosis ở các tế bào. Các hợp chất như triterpenoid và polyphenol đã được chứng minh là gây ra quá trình apoptosis ở một số dòng tế bào ung thư, đồng thời không ảnh hưởng đến các tế bào bình thường. Tuy cơ chế phân tử mà hoạt chất gây ra quá trình apoptosis vẫn chưa được làm rõ, nhưng một số cơ chế có thể liên quan bao gồm ức chế hoạt động của DNA topoisomerase I/II, tăng mức độ oxy hoá và phá huỷ màng ty thể, điều hoà con đường truyền tín hiệu, giải phóng cytochrome C với sự kích hoạt tiếp theo 9 của caspase ‒ 9 và caspase ‒ 3, điều hòa giảm biểu hiện Bcl ‒ 2, nhưng thúc đẩy biểu hiện Bax và Bak, kích hoạt endonuclease và ức chế Mcl ‒ 1 protein [18]. Kháng khuẩn Các hợp chất có trong lá Hoàn Ngọc xâm nhập vào tế bào và màng tế bào và tác động lên protein nội bào, enzyme, ADN (hình 1.
