Nghiên cứu thành phần hóa học, hoạt tính sinh học của rễ mật nhân tại Gia Lai

Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của rễ cây mật nhân Gia Lai. Khám phá các hợp chất và công dụng y học tiềm năng của dược liệu.

• Tác giả: Vũ Minh Đức
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng
• Chuyên ngành: Hóa hữu cơ
• Đề tài: Nghiên cứu chiết tách, xác định thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của rễ cây Mật nhân (Eurycoma longifolia Jack) ở tỉnh Gia Lai
• Loại tài liệu: Luận văn Thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Đà Nẵng

Tóm tắt

I. Giới Thiệu Về Cây Mật Nhân và Nguồn Gốc

Cây mật nhân (Eurycoma longifolia Jack) là một loại thực vật thân gỗ thuộc họ Simaroubaceae, có nguồn gốc từ Đông Nam Á, đặc biệt phân bố nhiều tại các vùng núi Gia Lai. Cây được biết đến với nhiều tên gọi địa phương như mật nhơn hay hậu phác nam, và thường được gọi là "cây bách bệnh" do các tác dụng sinh học đa dạng. Thành phần hóa học của rễ mật nhân chứa nhiều hợp chất quý giá, làm cho nó trở thành đối tượng nghiên cứu quan trọng trong lĩnh vực hóa học dược liệu. Các công trình khoa học trên thế giới đã chứng minh rằng rễ mật nhân có tiềm năng ứng dụng cao trong công nghiệp dược phẩm và thực phẩm chức năng. Sự kết hợp giữa truyền thống dân tộc và nghiên cứu khoa học hiện đại đã mở ra nhiều cơ hội phát triển cho loài cây này.

1.1. Đặc Điểm Sinh Học Và Phân Bố Địa Lý

Rễ cây mật nhân phát triển mạnh trong điều kiện khí hậu nhiệt đới, đặc biệt tại các vùng đất cao của Gia Lai. Cây có hệ rễ sâu, giàu dinh dưỡng, là phần có giá trị cao nhất về mặt dược liệu. Hoạt tính sinh học của rễ mật nhân được xác định bởi cấu trúc địa chất và điều kiện môi trường sống. Các nghiên cứu cho thấy rễ từ vùng núi có nồng độ hợp chất hoạt tính cao hơn so với các vùng khác, điều này có liên quan đến nồng độ các khoáng chất trong đất.

1.2. Ý Nghĩa Khoa Học Và Thực Tiễn

Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của rễ mật nhân có ý nghĩa khoa học trong việc khai thác tiềm năng tài nguyên thiên nhiên Việt Nam. Về mặt thực tiễn, kết quả nghiên cứu giúp phát triển các sản phẩm dược phẩm, thực phẩm bảo vệ sức khỏe, và hỗ trợ nông dân địa phương phát triển kinh tế bền vững thông qua trồng cây mật nhân có giá trị cao.

II. Thành Phần Hóa Học Chính Của Rễ Mật Nhân

Các nghiên cứu khoa học đã xác định rằng rễ mật nhân chứa nhiều nhóm hợp chất thiên nhiên quan trọng. Cao chiết tổng từ rễ mật nhân được tách chiết bằng phương pháp lỏng-lỏng, với hiệu suất chiết xuất đáng kể. Thành phần hóa học chính bao gồm alkaloid, coumarin, saponin, polyphenol, và các hợp chất steroid. Các hợp chất này được xác định thông qua phương pháp sắc ký lớp mỏng (HPTLC) và sắc ký khí-phổ khối (GC-MS). Đặc biệt, hợp chất 9,10-dimethoxycanthin-6-one được coi là một trong những thành phần quan trọng nhất, có khả năng kích thích tế bào miễn dịch. Ngoài ra, rễ mật nhân cũng chứa các vitamin, khoáng chất như sắt, kẽm, và canxi, góp phần vào hoạt tính sinh học đa dạng.

2.1. Các Alkaloid Và Coumarin Trong Rễ Mật Nhân

Alkaloid là nhóm hợp chất có hoạt tính sinh học mạnh mẽ, được phát hiện trong cao chiết rễ mật nhân thông qua phản ứng với thuốc thử Wagner và Dragendorff. Coumarin cũng là thành phần quan trọng, có tính chất kháng viêm và chống oxy hóa. Các hợp chất này đóng vai trò chính trong tác dụng dược lý của cây, giúp tăng cường miễn dịch và chống lão hóa tế bào.

2.2. Polyphenol Saponin Và Các Hợp Chất Khác

Polyphenol có trong rễ mật nhân là những chất chống oxy hóa mạnh, giúp bảo vệ tế bào khỏi tổn thương. Saponin có tác dụng chống viêm và kích thích miễn dịch. Ngoài ra, đường khử và chất béo cũng được phát hiện, cung cấp năng lượng và hỗ trợ quá trình trao đổi chất trong cơ thể.

III. Hoạt Tính Sinh Học Của Rễ Mật Nhân

Hoạt tính sinh học của rễ mật nhân đã được chứng minh thông qua các thí nghiệm trên động vật (chuột Swiss). Cao chiết rễ mật nhân thể hiện hoạt tính chống oxy hóa rõ rệt, được đo lường thông qua nồng độ MDA (peroxy hóa lipid) trong gan chuột. Các kết quả chỉ ra rằng cao chiết có khả năng giảm stress oxy hóa, bảo vệ chức năng gan và các tế bào khác. Hoạt tính kháng viêm của rễ mật nhân liên quan đến việc ức chế các enzyme COX-2 và iNOS, giảm sản xuất các tổn thương viêm. Ngoài ra, rễ mật nhân còn thể hiện hoạt tính kích thích miễn dịch thông qua tăng sản xuất các cytokine quan trọng. Độc tính cấp của dịch chiết rests ở mức an toàn, cho phép sử dụng trong các ứng dụng y học.

3.1. Hoạt Tính Chống Oxy Hóa Và Bảo Vệ Gan

Các thí nghiệm đã chứng minh rằng cao chiết rễ mật nhân có khả năng chống oxy hóa mạnh, bảo vệ gan khỏi tổn thương do stress oxy hóa. Khi chuột được uống cao chiết trước khi tiếp xúc paracetamol, nồng độ MDA trong gan giảm đáng kể, cho thấy hoạt tính bảo vệ tế bào hiệu quả. Điều này có ứng dụng trong phòng chống bệnh gan do rượu hoặc độc tố.

3.2. Hoạt Tính Kích Thích Miễn Dịch Và Kháng Viêm

Rễ mật nhân chứa các hợp chất alkaloid và saponin tác động trực tiếp lên hệ miễn dịch. Cao chiết thể hiện khả năng kích thích sản xuất cytokine, tăng cường phản ứng miễn dịch của cơ thể. Hoạt tính kháng viêm được biểu hiện qua ức chế các đường dẫn viêm, từ đó giảm triệu chứng viêm và hỗ trợ điều trị các bệnh viêm mãn tính.

IV. Ứng Dụng Và Triển Vọng Phát Triển Của Rễ Mật Nhân

Rễ mật nhân có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp dược phẩm, thực phẩm chức năng, và mỹ phẩm. Các nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học cung cấp cơ sở khoa học cho phát triển các sản phẩm mới. Với nồng độ hợp chất hoạt tính cao, rễ mật nhân có thể được sử dụng để sản xuất các viên nang bổ sung, trà dược, hoặc chiết xuất nồng đặc. Triển vọng phát triển bao gồm nghiên cứu sâu hơn về các cơ chế hoạt động ở mức phân tử, kiểm định lâm sàng trên người, và phát triển quy trình chính quy hóa sản xuất. Sự kết hợp giữa bảo tồn tài nguyên sinh học và phát triển kinh tế bền vững là chìa khóa để tối đa hóa giá trị của loài cây này.

4.1. Ứng Dụng Trong Sản Xuất Dược Phẩm Và Thực Phẩm Chức Năng

Cao chiết rễ mật nhân có thể được sử dụng làm nguyên liệu chính trong các sản phẩm bổ sung sức khỏe, viên uống nâng cao miễn dịch, hoặc các loại trà dược. Hoạt tính sinh học đa dạng cho phép phát triển các sản phẩm chuyên biệt hỗ trợ sức khỏe gan, miễn dịch, và chống lão hóa. Các quy trình trích xuất và tinh chế cần được chuẩn hóa để đảm bảo chất lượng và hiệu quả sản phẩm cuối cùng.

4.2. Hướng Nghiên Cứu Tương Lai Và Phát Triển Bền Vững

Các nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào kiểm định lâm sàng trên người để xác nhận tính an toàn và hiệu quả. Cần phát triển các phương pháp trồng trọt bền vững để đảm bảo nguồn cung cấp ổn định và bảo tồn tài nguyên thiên nhiên. Hợp tác giữa các trường đại học, viện nghiên cứu, và các doanh nghiệp dược phẩm sẽ tăng tốc độ chuyển hóa kết quả nghiên cứu thành sản phẩm thương mại.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tổng quan về cây mật nhân 1. Đặc điểm sinh thái, phân bố Mật nhân, còn gọi là bá bệnh, hậu phác, tho nan (Lào), antongsar (Campuchia), danh pháp khoa học: Eurycoma longifolia Jack, là loại cây có hoa thuộc họ Thanh Thất Simaroubaceae, loài bản địa ở Malaysia, Indonesia, Việt Nam, mật nhân phân bố ít hơn ở Thái Lan, Lào và Ấn Độ.

Ở Indonesia, cây mật nhân tự nhiên mọc duy nhất ở Sumatra và Kalimanta. Cây mật nhân (hình 1.1) là loại cây nhỏ có cành, bụi thân mảnh, sinh trưởng ở tầng rừng thấp, trên đất sỏi, ưa chua và dẫn lưu nước tốt. Cây có kích thước trung bình, có thể cao đến 10 m, thường không phân nhánh. Lá kép lông chim chẵn có thể dài đến 1m, cuống lá màu nâu đỏ.

15 Mỗi lá kép gồm 30 – 40 lá chét, hình mũi mác hoặc hình trứng ngược. Mỗi lá chét dài khoảng (5 – 20) cm, rộng (1,5 – 6) cm, mặt trên của lá màu xanh, mặt dưới màu trắng. Hoa mọc thành cụm hình chùy ở nách lá, màu đỏ nâu, có nhiều lông tơ mịn. Hoa lưỡng tính, cánh hoa nhỏ, rất mềm.

Quả hạch cứng, hình trứng, nâu vàng khi còn non và trở thành nâu đỏ khi chín. Vỏ và rễ của mật nhân thường có màu trắng hoặc vàng ngà [1],[2]. Hình ảnh cây mật nhân tại vùng núi Gia Lai Mật nhân thường mọc ở vùng đồi núi có sườn dốc cao, vùng đất cát có tính acid, nghèo chất dinh dưỡng mọc dưới tán cây, thích hợp ở những nơi có nhiệt độ trung bình 25 0C và độ ẩm khoảng (80 – 90) % mọc trong các khu rừng ven bờ biển hoặc rừng nguyên sinh, rừng tái sinh và các khu rừng hỗn tạp, rừng thưa, cây ưa acid và đất cát ở độ cao khoảng 700 m so với mực nước biển [1], [7]. Mật nhân được xem là loại thảo dược quý, các bộ phận của cây mật nhân gồm lá, quả, thân, đặc biệt là rễ có tác dụng điều trị nhiều bệnh.

Hiện nay, mật nhân được dùng rộng rãi ở rất nhiều nơi trên thế giới, trong đó, có ở cả ở châu Âu, Hoa Kỳ, dưới dạng thực phẩm bổ sung và nước uống [8]. Cây mật nhân mọc nhiều nơi ở nước ta, nhưng phổ biến nhất là ở miền Trung và một số vùng Tây Nguyên như: Quảng Nam, Thừa Thiên Huế, Gia Lai, trong đó, ở vùng núi tỉnh Gia Lai như huyện Kbang, huyện Ia-Grai, cây mật nhân mọc tự nhiên rất nhiều và được khai thác với số lượng lớn [4], [7]. Tác dụng dược lý của cây mật nhân và ứng dụng trong dân gian Mật nhân là một loại thảo dược có giá trị, theo Đông y, cây mật nhân có vị đắng, tính 16 ấm, có thể chữa nhiều bệnh nên còn có tên là bá bệnh như: Ăn không tiêu, tiêu chảy, nôn mữa, kiết lỵ… Nước sắc lá cây trị ghẻ lở, mụn nhọt. Các quassinoid từ rễ có tác dụng diệt kí sinh trùng sốt rét Plasmodium [9].

Theo nội dung trong sách Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam của Đỗ Tất Lợi, trong vỏ cây mật nhân có chứa một chất đắng gọi là quassin. Vỏ cây dùng để chữa những trường hợp ăn uống không tiêu, đau mỏi lưng. Quả của cây này dùng để chữa lỵ [2]. Theo từ điển cây thuốc Việt Nam của Võ Văn Chi, người ta dùng rễ cây mật nhân thái nhỏ, tẩm rượu sao để làm thuốc, có vị đắng, tính mát.

Thường dùng chữa khí hư, huyết kém, ăn uống không tiêu, tức ngực, gân xương yếu, tay chân tê đau, tả lỵ, nôn mửa. Ngoài ra, rễ mật nhân còn dùng để chữa tứ thời cảm mạo [2]. Tại Việt Nam, rễ, vỏ và quả cây được dùng sắc thuốc, vị rất đắng. Thuốc được dùng trị tẩy giun, sốt rét, kiết lỵ, ngộ độc, đầy bụng, và cả say rượu.

Khi dùng ngoài da có thể trị ghẻ lở. Có lẽ vì đa dụng nên cây này còn được gọi là bách bệnh. Ngoài ra mật nhân còn có khả năng tăng cường tetosterone bên trong nam giới, cây dùng như vị thuốc bổ giúp năm giới tăng cường chức năng sinh lý và sức khỏe tình dục, bổ sung năng lượng cho cơ thể, giúp giảm stress, mệt mỏi, tăng cường miễn dịch, ngăn ngừa khối u và phòng chống lão hóa, giúp tăng năng lượng hoạt động và sức bền cơ thể [8]. Các kết quả nghiên cứu đã được chứng minh rõ ràng trên phương diện khoa học và đã được công bố rộng rãi cho thấy, mật nhân các tác dụng dược lý linh hoạt bao gồm hoạt tính chống ung thư, chống sốt rét, kháng khuẩn, chống oxy hóa, kích thích tình dục, chống viêm, chống loét, chống đái tháo đường.

Hoạt tính kháng sốt rét: Một nghiên cứu tiến hành với dịch chiết rễ mật nhân trên Plasmodium falciparum với mô hình lactate dehydrogenase cho thấy bốn quassinoid gồm eurycomalactone; 13,21-dihydroeurycomanone; 13-α-(21)-epoxyeurycomanone; eurycomanone đều có tác dụng kháng sốt rét, trong đó, eurycomanone cho tác dụng mạnh nhất [36]. Tác dụng trị tiểu đường: Bệnh đái đường (hay tiểu đường) là một bệnh mãn tính, do rối loạn chuyển hoá hydrat cacbon vì thiếu insulin ở các mức độ khác nhau, do đó, nó gây tăng đường huyết và nếu vượt quá ngưỡng thì có đường niệu (nước tiểu có đường). Insulin là hormone do tụy tiết ra, khi dòng máu mang glucose đến các cơ quan, insulin sẽ giúp glucose đi vào trong tế bào và giúp tế bào sử dụng glucose để sinh ra năng lượng cho hoạt động của các tế bào. Khi thiếu insulin, cơ thể sẽ không sử dụng được glucose, hậu quả là glucose trong máu sẽ tăng cao và xuất hiện trong nước tiểu.

Do đó, để điều trị bệnh này có thể bằng các cách làm chậm hấp thu đường glucose từ ruột vào máu, tăng hoạt tính của insulin, kích thích tế bào bêta 17 của tụy tăng sản xuất insulin… Một trong những nguyên nhân làm tăng lượng glucose vào máu đó là do sự có mặt của enzyme α-glucosidase. Lá và rễ cây mật nhân đã được dùng để kiểm soát đường huyết. Năm 2004, nhóm nghiên cứu của Husen và cộng sự đã thử dịch chiết nước của rễ mật nhân ở ba liều (50 mg/kg; 100 mg/kg và 150 mg/kg) theo mô hình steptozotocin trên chuột bình thường và chuột có đường huyết cao, kết quả cho thấy ở nồng độ 150 mg/kg cao nước rễ mật nhân có khả năng làm hạ đường huyết ở lô thử và không gây giảm có ý nghĩa ở lô đối chứng [69]. Tác dụng kháng khuẩn: Hoạt tính kháng khuẩn là hoạt tính sinh học cho thấy khả năng tiêu diệt hoặc ức chế hoàn toàn sự phát triển của vi sinh vật.

Hầu hết các loại vi sinh vật gây độc đối với sức khỏe con người thường được sử dụng trong việc nghiên cứu về hoạt tính kháng khuẩn của thực vật như: Tụ cầu vàng (S.aeruginosa … Năm 2007, nhóm nghiên cứu Farouk cùng cộng sự đã thử nhiều dịch chiết khác nhau (methanol, ethanol, acetone, nước) từ lá, thân và rễ mật nhân trên hoạt tính kháng khuẩn Gram (-) và (+). Kết quả cho thấy dịch chiết lá và thân có tác dụng trên cả vi khuẩn Gram (-) và (+), ngoại trừ hai chủng Gram (-) là Escherichia coli và Salmonella typhi. Dịch chiết nước từ lá cũng có tác dụng kháng khuẩn trên các chủng Staphylococcus aureus và Serratia marscesens [70]. Tác dụng kích thích sinh dục: Đây là tác dụng chính, vượt trội của cây mật nhân, đã được chứng nhận và công bố rộng rãi với nhiều đề tài nghiên cứu khoa học trên thế giới.

Đó là khả năng tăng cường sức khoẻ tình dục cho nam giới, kích thích cơ thể tăng tiết hormone giới tính nam (testosterone) một cách tự nhiên, duy trì sự hưng phấn và phong độ tình dục ở nam giới, ngăn chặn các dấu hiệu suy giảm khi bước vào tuổi trung niên. Theo kết quả nghiên cứu vào năm 2010 của nhóm Mohd Ismail Bin và cộng sự cho thấy, 76 trong số 320 bệnh nhân mắc chứng suy sinh dục khởi phát muộn (LOH) đã được cung cấp 200 mg dịch chiết mật nhân tiêu chuẩn trong 1 tháng. Các triệu chứng lão hóa nam giới (AMS) theo thang đánh giá tiêu chuẩn và nồng độ testosterone trong huyết thanh đã được theo dõi. Kết quả cho thấy điều trị bệnh nhân LOH với chiết xuất mật nhân này (P <0,0001) đã cải thiện điểm AMS cũng như nồng độ testosterone trong huyết thanh [71].

Tác dụng kháng ung thư: Năm 2018, nhóm tác giả Thu. Hnin E và cộng sự đã công bố, eurycomanone là một trong những hợp chất dược liệu mạnh nhất của mật nhân, chúng thể hiện được hiệu quả cao trong việc chống ung thư biểu mô phổi (tế bào A-549) và ung thư vú (tế bào MCF-7) và cho thấy hiệu quả trung bình chống lại ung thư dạ dày (tế bào MGC-803) và ung thư biểu mô đường ruột (tế bào HT-29) [72]. Bên cạnh đó, năm 2018, nhóm tác giả Chunxin Zou và cộng sự đã công bố, tám hợp chất trong mật nhân thuộc các dẫn xuất squalene, biphenyl, neolignans và alkaloids được dự 18 đoán là có tiềm năng hoạt động ức chế ung thư gan [74]. Hoạt tính kháng viêm: Năm 2018, nhóm nghiên cứu Lê Thanh Liêm cùng cộng sự đã công bố kết quả: Chiết xuất alkaloid từ rễ cây mật nhân tại Kỳ Sơn – Nghệ An đã cho thấy tác dụng chống viêm đáng kể ở cả mẫu in vitro và in vivo.

Dịch chiết này thể hiện hoạt động chống viêm thông qua việc ức chế các chất trung gian gây viêm như NO, iNOS và COX-2 và bảo vệ chuột khỏi tử vong do LPS gây ra trong mô hình sốc nhiễm trùng [39]. Hoạt tính kháng oxy hóa: Khả năng kháng oxy hóa của một chất là khả năng làm ức chế quá trình oxy hóa của các phân tử khác. Oxy hóa là một phản ứng hóa học có thể tạo ra các gốc tự do, dẫn đến các phản ứng dây chuyền có thể làm hỏng các tế bào. Các chất kháng oxy hóa như thiolis hay vitamin C có thể chấm dứt các phản ứng dây chuyền này để ngăn cản quá trình oxy hóa xảy ra.

Năm 2013, nhóm nghiên cứu của Varghese và cộng sự đã nghiên cứu về hoạt tính kháng oxy hóa và kết luận rằng dịch chiết mật nhân trong cồn thể hiện hoạt động kháng oxy hóa ở tất cả các nồng độ (10, 25, 50, 100 và 250 μg/mL). Khả năng kháng oxy hóa của chiết xuất này được so sánh với các giá trị của ascorbic acid [73]. Ngoài ra, theo phát hiện của nhóm nghiên cứu Hulol Saleh Alruhaimi và cộng sự vào năm 2019 ở Malaysia cho thấy, mật nhân có tác dụng bảo vệ thần kinh đối với giảm máu đến não mãn tính (chronic cerebral hypoperfusion) bằng cách tăng cường khả năng chống oxy hóa và giảm peroxide hóa và viêm, có thể cải thiện chức năng nhận thức ở chuột [73].