ĐẶT VẤN ĐỀ Cây lá ngón (Gelsemium elegans Benth) thuộc họ Hoàng đằng - Gelsemiaceae còn gọi là cây rút ruột, đoạn trƣờng thảo, câu vẫn, co ngón, hồ mạn trƣờng, đại trà đằng… là loại cây mọc hoang, phân bố chủ yếu ở Trung Quốc và các vùng núi phía Bắc Việt Nam nhƣ Hòa Bình, Lào Cai, Lạng Sơn, Tuyên Quang, Sơn La… Ngoài ra, cây này còn có ở Ấn Độ, Indonesia, Lào, Malaysia, bắc Mianma, bắc Thái Lan… Cây lá ngón có độc tính rất mạnh, độc tính của cây ngón là do alcaloid có trong toàn cây. Các nghiên cứu đã đƣợc công bố xác định có đến hơn 100 alcaloid đã đƣợc phân lập từ cây lá ngón nhƣ gelsenicin, gelsamydin, koumin, gelsemin, 19α- hydroxygelsamydin…[1]. Trong số các alcaloid đƣợc phân lập từ cây lá ngón, gelsemin và koumin là hai alcaloid chính và có hàm lƣợng cao nhất [2], [3], [4]. Các nhà khoa học của Trung Quốc đã nghiên cứu tác dụng của cây lá ngón trong điều trị giảm đau, chống viêm, chống ung thƣ.
Tuy nhiên, do cây lá ngón có độc tính cao, khoảng liều điều trị rất hẹp, nên thƣờng xẩy ra các trƣờng hợp ngộ độc trong điều trị lâm sàng [3]. Theo thống kê tại Hồng Kông về các ca ngộ độc cây độc từ năm 2003 đến năm 2017, ngộ độc cây lá ngón là một trong ba loại ngộ độc thƣờng gặp nhất và cây lá ngón là một trong bốn loài thực vật gây ra hậu quả nghiêm trọng nhất dẫn đến tử vong [5]. Trong những năm gần đây, các trƣờng hợp ngộ độc alcaloid cây lá ngón do sử dụng nhầm lẫn, đầu độc hoặc tự tử xảy ra rất nhiều, chủ yếu ở các tỉnh miền núi, các địa bàn vùng sâu, vùng xa, những nơi có địa bàn dân trí thấp. Theo thống kê của Trung tâm Y tế huyện Điện Biên Đông, tỉnh Điện Biên, trong tám tháng đầu năm 2015, huyện Điện Biên Đông, tỉnh Điện Biên có 68 trƣờng hợp tự tử bằng lá ngón, trong đó, 14 ngƣời tử vong; trong tám 1 tháng đầu năm 2016, có 73 trƣờng hợp tự tử bằng lá ngón, trong đó có 29 ngƣời tử vong.
Theo một nghiên cứu khác ở huyện Ba Bể, tỉnh Bắc Kạn, từ năm 2011 đến năm 2015, có 52 ngƣời ngộ độc lá ngón, nguyên nhân chủ yếu là tự tử và một số ít hái nhầm làm thức ăn [6], [7]. Việc nghiên cứu phân tích alcaloid cây lá ngón, đặc biệt là gelsemin và koumin đang đƣợc các nhà khoa học quan tâm chú ý. Đã có các nghiên cứu xác định gelsemin và koumin đƣợc triển khai [8], [9], [10], [11]. Độc tính của gelsemin và koumin rất mạnh, chỉ với hàm lƣợng rất nhỏ có thể gây ra ngộ độc.
Việc xác định gelsemin và koumin trong mẫu máu sẽ cung cấp bằng chứng thuyết phục để kết luận nguyên nhân ngộ độc do sử dụng cây lá ngón. Tại Việt Nam cũng nhƣ nhiều nƣớc trên thế giới, cho tới nay số lƣợng các nghiên cứu phân tích, định lƣợng gelsemin, koumin nói riêng và các alcaloid cây lá ngón nói chung trong dịch sinh học còn tƣơng đối ít và chƣa có hệ thống. Do vậy, để góp phần trong việc chẩn đoán và xác định nguyên nhân tử vong do sử dụng cây lá ngón, đề tài “Nghiên cứu xác định đồng thời gelsemin và koumin trong máu bằng sắc ký lỏng khối phổ” đƣợc thực hiện với các mục tiêu sau: - Xây dựng phương pháp xác định đồng thời gelsemin và koumin trong máu bằng sắc ký lỏng khối phổ. - Áp dụng phương pháp đã xây dựng để phân tích xác định gelsemin và koumin trong máu một số trường hợp nghi ngờ ngộ độc alcaloid cây lá ngón.
Sơ lƣợc về cây lá ngón 1. Đặc điểm thực vật và phân bố Gelsemium là một chi thực vật trong họ Gelsemiaceae. Chi này bao gồm ba loài: Gelsemium elegans ở châu Á; Gelsemium sempervirens và Gelsemium rankinii ở Bắc Mỹ [12]. Cả ba loài đều nổi tiếng về độc tính.
Tại Việt Nam, Gelsemium elegans thƣờng đƣợc gọi là cây lá ngón, ngoài ra còn có một số tên gọi khác là co ngón, thuốc rút ruột, hồ mạn trƣờng, đại trà đắng, hồ mạn đằng, cầu vẫn, đoạn trƣờng thảo, ngón vàng, khau nguôn [2]. Cây lá ngón Cây lá ngón là loại cây thân leo, thân và cành không có lông, gỗ có màu vàng, trên thân hơi có khía dọc. Lá mọc đối hình trứng, thuôn dài hay hơi hình mác, mép nguyên nhẵn dài 7-12 cm, rộng 2,5 đến 5,5 cm. Hoa mọc ở 3 đầu cành hay kẽ lá, cánh hoa màu vàng có thể có hoa trắng, đài 5 lá rời.
Tràng gồm 5 cánh hoa nhẵn, dính thành ống hình phễu, nhị 5 đính ở phía dƣới ống tràng. Đầu nhuỵ 4 thuỳ hình sợi. Quả hình bầu dục hoặc hình elip dài 10–15 mm bao gồm hai quả có khớp có thể tách rời chứa nhiều hạt có cánh phẳng. Mùa ra hoa và đậu quả là từ tháng 5 đến tháng 12 [12].
Cây lá ngón phân bố chủ yếu ở Nam và Đông Nam châu Á nhƣ: Ấn Độ, Thái Lan, Indonesia, Lào, Srilanca, Malaysia, Trung Quốc và Việt Nam. Ở Việt Nam cây mọc hoang khá phổ biến ở các vùng núi cao nhƣ: Hà Giang, Tuyên Quang, Lai Châu, Sơn La, Lào Cai, Lạng Sơn, Hoà Bình, Quảng Ninh, Quảng Nam, các tỉnh Tây Nguyên. Các hợp chất alcaloid Những năm gần đây, các nhà khoa học trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về cây lá ngón. Nhiều alcaloid có nhân indol đã đƣợc phân lập và xác định cấu trúc, chủ yếu là các alcaloid thuộc phân nhóm oxindol và indolenin [13], [14].
Hiện tại, tổng số 121 alcaloid đã đƣợc phân lập và xác định và có nhân indole hoặc oxindole. Dựa trên cấu trúc hóa học của chúng, các alcaloid đa dạng và phức tạp đã đƣợc phân thành 6 loại sau: loại gelsedin, loại gelsemin, loại humantenin, loại koumin, loại sarpagin và loại yohimban. Ngoài ra, thành phần cây lá ngón còn chứa nhiều loại iridoid glycoside, iridoid, steroid và các hợp chất không phải là alcaloid khác [15]. Các khung cấu trúc alcaloid có trong cây lá ngón gồm [15]: - Nhóm 1: Các alcaloid loại sarpagin gồm 14 hợp chất.
- Nhóm 2: Các alcaloid loại koumin gồm 10 hợp chất. - Nhóm 3: Các alcaloid loại humantenin gồm 28 hợp chất. - Nhóm 4: Các alcaloid loại gelsemin gồm 15 hợp chất. - Nhóm 5: Các alcaloid loại gelsedin gồm 47 hợp chất - Nhóm 6: Các alcaloid loại yohimban gồm 3 hợp chất 4 Hình 1.
Cấu trúc các nhóm alcaloid có trong cây lá ngón Trong số các alcaloid có mặt trong cây lá ngón, gelsemin và koumin là hai alcaloid có hàm lƣợng cao nhất. Vì thế, hai alcaloid này đƣợc lựa chọn nhằm xác định ngộ độc cây lá ngón [3]. Tác dụng và độc tính 1. Tác dụng dược lý Cây lá ngón là một loại cây có độc tính cao, phân bố rộng rãi ở Đông Nam Á và đƣợc các nhà nghiên cứu Trung Quốc sử dụng làm thuốc cổ truyền để điều trị đau thấp khớp, đau thần kinh, co cứng, loét da và ung thƣ [15].
- Tác dụng chống khối u: Các alcaloid cây lá ngón có tác dụng chống khối u thông qua việc ngăn chặn tăng sinh tế bào và thúc đẩy quá trình tiêu hủy. Trong số đó, koumin có tác dụng chống khối u mạnh nhất. Các alcaloid cây lá ngón đƣợc nghiên cứu trong điều trị ung thƣ Các nghiên cứu cho thấy các alcaloid cây lá ngón có tác dụng ức chế sự phát triển của ung thƣ gan, ung thƣ ruột kết, ung thƣ dạ dày, ung thƣ trực tràng, ung thƣ biểu mô tuyến phổi và tế bào ung thƣ biểu bì. Những phát hiện trên định hƣớng cho các nghiên cứu thuốc điều trị ung thƣ sau này.
5 - Tác dụng chống viêm và giảm đau: Các alcaloid cây lá ngón có vai trò nhất định trong điều trị chống viêm và giảm đau, chủ yếu là giảm đau do bệnh thần kinh, viêm khớp dạng thấp, loét da và khối u. - Tác dụng giảm lo âu: Koumin liều thấp có tác dụng đáng kể trong việc chống lo âu và không ảnh hƣởng đến các chức năng sinh lý và thần kinh tự chủ khác. - Tác dụng kích thích miễn dịch và ức chế miễn dịch: Koumin không chỉ ức chế sự tăng sinh của tế bào lympho T CD4+ mà còn cả hoạt động miễn dịch của tế bào lympho T. Cây lá ngón cũng đƣợc sử dụng để điều trị các loại bệnh ngoài da bao gồm bệnh lupus ban đỏ, bệnh vẩy nến và viêm da thần kinh.
- Điều hòa nhịp tim: Các alcaloid cây lá ngón làm chậm nhịp tim do liên quan đến tác dụng ức chế hoặc ngăn chặn đối với các thụ thể. - Bảo vệ chức năng tạo máu: Các alcaloid cây lá ngón thúc đẩy sản xuất tế bào hồng cầu và có tác dụng bảo vệ chức năng tạo máu [17] [16]. Độc tính Cây lá ngón có độc tính rất cao, chất độc chính là các alcaloid có trong toàn cây [2], [17]. Độc nhất là rễ và lá non, rồi đến lá thƣờng và hoa, thân và quả; thân già độc hơn thân non.
Tác dụng chính là trên các đầu mút dây thần kinh vận động dẫn tới liệt các cơ vân. Tác dụng gây co giật còn chƣa đƣợc thống nhất, trong y văn hiện có hai cách giải thích: tác dụng trên tuỷ sống giống nhƣ strychnin hoặc tác dụng trung ƣơng đối kháng với tác dụng của gamma aminobutyric acid (GABA) [15], [18], [20]. Nƣớc sắc các bộ phận của cây lá ngón đƣợc xác định LD50 trên chuột nhắt trắng với kết quả nhƣ sau: LD50 của rễ là 0,079 g/kg, lá 0,225 g/kg, hoa 0,458 g/kg, thân già 1,309 g/kg, thân non 1,830g/kg và quả 1,275 g/kg [2]. Liều gây chết đối với ngƣời trƣởng thành là 2-3 g rễ cây hoặc 7 lá non [19].
6 Triệu chứng ngộ độc cây lá ngón là khát nƣớc, sốt, đau rát họng, đau bụng, nôn mửa, giãn đồng tử, sụp mi (do liệt cơ), song thị, giảm hoặc mất thị lực, khô miệng, khó nói, khó nuốt, nhịp tim chậm, khó thở, suy hô hấp do liệt cơ hô hấp, chóng mặt, co giật (khi ngộ độc nặng), khít hàm, cứng các cơ, yếu cơ, liệt cơ, răng cắn chặt, sùi bọt mép, thân nhiệt hạ, huyết áp hạ, cuối cùng là tử vong do ngừng hô hấp [13], [15], [18], [20], [21]. Tổng quan về gelsemin 1. Công thức và danh pháp gelsemin Gelsemin đƣợc phân lập lần đầu tiên vào năm 1870 và cấu trúc của nó đƣợc xác định vào năm 1959. Gelsemin là một trong những alcaloid chính nhân indol của cây lá ngón.
Công thức phân tử của gelsemin là C20H22N2O2 và có khối lƣợng phân tử 322,4 g/mol [22]. Tên khoa học là 2'-ethenyl-4'-methylspiro[1H-indole- 3,7'-9-oxa-4-azatetracyclo[6. Công thức cấu tạo: Hình 1. Công thức cấu tạo của gelsemin [13].
Tính chất lý hóa của gelsemin Gelsemin dạng tinh thể màu vàng nhạt, ít tan trong nƣớc, tan trong eth- anol, chloroform, benzen, aceton, diethyl ether… , điểm chảy 1780C [13].