ĐẶT VẤN ĐỀ Các chứng bệnh rối loạn thần kinh, tâm thần như sa sút trí tuệ, suy giảm trí nhớ và trầm cảm là một trong những mối lo ngại lớn nhất về sức khỏe toàn cầu của thế kỷ 21. Trên thế giới hiện có hơn 50 triệu người đang sống chung với chứng sa sút trí tuệ và con số này ước tính tăng gấp ba lần vào năm 2050 [1], mà nguyên nhân phổ biến nhất là do mắc bệnh Alzheimer (chiếm 60–70%) [2]. Đồng thời, theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), hiện có trên 350 triệu người bị trầm cảm ở các mức độ khác nhau với gần 1 triệu người tự tử mỗi năm [3]. Tại Việt Nam, ước tính có 370.000 người đang phải sống chung với căn bệnh Alzheimer [4]; trong khi khoảng 15% dân số mắc các rối loạn tâm thần phổ biến, theo thống kê của Bộ Y tế năm 2017 [5].
Hội chứng sa sút trí tuệ và trầm cảm đã được chứng minh có mối quan hệ mật thiết và thường hay đi kèm với nhau [6-9]. Các thuốc điều trị chứng mất trí nhớ và trầm cảm hiện nay thường gây ra nhiều tác dụng không mong muốn và chi phí điều trị cao. Vì vậy, việc nghiên cứu các dược liệu có tác dụng cải thiện tình trạng suy giảm trí nhớ, chống trầm cảm được rất nhiều nhà khoa học trong nước và trên thế giới quan tâm. Hương nhu tía (Ocimum sanctum L.) đã được sử dụng từ hàng nghìn năm nay trong y học cổ truyền Ấn Độ và các nước Đông Nam Á với tác dụng giúp cơ thể cân bằng và thích nghi với stress, có thể dễ dàng thu hái ở Việt Nam.
Trên thế giới và trong nước đã có một số công bố khoa học về tác dụng cải thiện trí nhớ [10-14], chống trầm cảm và giải lo âu [15, 16] của hương nhu tía. Tuy nhiên số lượng các nghiên cứu còn ít và chủ yếu thực hiện trên các cao chiết toàn phần. Đặc biệt, hiểu biết về cơ chế tác dụng cải thiện trí nhớ, chống trầm cảm của cao chiết hương nhu tía và thành phần hoạt chất của nó vẫn còn rất hạn chế. Do vậy, việc tìm hiểu tác dụng, cơ chế tác dụng cải thiện trí nhớ, chống trầm cảm của cao chiết hương nhu tía trên mô hình thực nghiệm, lựa chọn được liều dùng tối ưu, cũng như góp phần làm sáng tỏ phân đoạn cao chiết, thành phần hoạt chất có các tác dụng này là hết sức cần thiết và cấp thiết.
Thêm vào đó, nghiên cứu này cũng đóng góp vào việc phát triển các sản phẩm phòng và điều trị chứng suy giảm trí nhớ và trầm cảm từ cây hương nhu tía trồng tại Việt Nam, tạo cơ sở cho công tác tiêu chuẩn hóa chất lượng sản phẩm ở các giai đoạn sản xuất sau này và ứng dụng trong chăm sóc sức khỏe cộng đồng với minh chứng khoa học rõ ràng. Xuất phát từ thực tế đó, luận án: “Nghiên cứu tác dụng cải thiện suy giảm 1 trí nhớ và chống trầm cảm của Hương nhu tía (Ocimum sanctum L.) trên thực nghiệm” được tiến hành với 2 mục tiêu sau: 1. Đánh giá tác dụng và cơ chế tác dụng cải thiện suy giảm trí nhớ của hương nhu tía trên chuột bị loại bỏ thùy khứu giác. Đánh giá tác dụng và cơ chế tác dụng chống trầm cảm của hương nhu tía trên chuột bị loại bỏ thùy khứu giác và chuột bị gây stress nhẹ trường diễn không dự đoán trước.
Hội chứng sa sút trí tuệ (dementia) và suy giảm trí nhớ 1. Định nghĩa Theo định nghĩa của Tổ chức Y tế thế giới (WHO): “Sa sút trí tuệ là một hội chứng - thường có tính chất mạn tính hoặc tiến triển - trong đó có sự suy giảm chức năng nhận thức vượt qua quá trình lão hóa bình thường”. Có nhiều dạng sa sút trí tuệ khác nhau, bao gồm: - Bệnh Alzheimer (Alzheimer's disease); - Sa sút trí tuệ mạch máu (vascular dementia); - Sa sút trí tuệ thể Lewy (dementia with Lewy bodies, tập hợp protein bất thường phát triển bên trong các tế bào thần kinh); - Một nhóm bệnh (thoái hóa thùy trán của não) góp phần gây ra chứng sa sút trí tuệ sớm (frontotemporal dementia). Ranh giới giữa các dạng sa sút trí tuệ là không rõ ràng và thường cùng tồn tại với nhau ở dạng hỗn hợp [17].
Sa sút trí tuệ ảnh hưởng tới trí nhớ, tư duy, định hướng, hiểu biết, tính toán, năng lực học tập, ngôn ngữ và khả năng phán đoán nhưng không gây mất ý thức. Trong đó, suy giảm trí nhớ là triệu chứng quan trọng và thường xuất hiện sớm nhất trong sa sút trí tuệ. Sự suy giảm chức năng nhận thức thường đi kèm với suy giảm khả năng kiểm soát cảm xúc hoặc hành vi xã hội [17]. Nguyên nhân và cơ chế bệnh sinh Sa sút trí tuệ có nhiều nguyên nhân, trong đó, bệnh Alzheimer (bệnh lý thoái hóa thần kinh tiến triển) được coi là nguyên nhân phổ biến nhất (chiếm tỷ lệ 60 – 70%) [18].
Các dấu hiệu tổn thương phổ biến trong bệnh Alzheimer là sự xuất hiện của đám rối sợi thần kinh (Neurofibrilary tangles – NFTs), cấu trúc mảng bám β-amyloid (Aβ) ở một số vùng não, teo não và sự thoái hóa của hệ cholinergic. Mặc dù đã gần 120 năm kể từ khi phát hiện ra bệnh Alzheimer, nguyên nhân và cơ chế bệnh sinh của bệnh lý này vẫn chưa được biết chính xác ngoại trừ 1% đến 5% các trường hợp có sự khác biệt di truyền đã được xác định. Các nhà khoa học đã đưa ra một số giả thuyết như sau: 1. Giả thuyết về hệ thống dẫn truyền thần kinh bằng acetylcholin (cholinergic) và những bất thường về các chất dẫn truyền thần kinh khác Đây là giả thuyết cổ điển nhất và là cơ sở cho đa số các loại thuốc điều trị hiện nay.
3 Acetylcholin (ACh) có một vai trò quan trọng trong hệ thống thần kinh ngoại biên và trung ương. Các enzym cholin acetyltransferase (ChAT) chịu trách nhiệm tổng hợp ACh từ acetyl-CoA và cholin trong tế bào chất, chất vận chuyển acetylcholin (vesicular acetylcholine transporter, VAChT) hấp thu dẫn truyền thần kinh vào túi synap. Sau khi khử cực, ACh trải qua quá trình xuất bào ở khe hở tiếp hợp, nơi nó có thể liên kết các thụ thể của nó, bao gồm thụ thể muscarinic và nicotinic. ACh có mặt tại khe hở tiếp hợp bị thủy phân kịp thời bởi enzym acetylcholinesterase (AChE), tạo thành acetat và cholin, được tái hấp thu vào hệ thần kinh tiền synap nhờ chất vận chuyển ái lực cao với cholin (high-affinity choline transporter, CHT1) [19].
Rối loạn chức năng và thoái hóa tế bào lan tỏa dẫn đến một loạt các khiếm khuyết dẫn truyền thần kinh, trong đó, các bất thường trên hệ cholinergic là nổi bật nhất. Sự mất hoạt động của hệ cholinergic tương quan thuận với mức độ nghiêm trọng của bệnh Alzheimer [19]. Vào giai đoạn muộn của bệnh, số lượng các tế bào thần kinh cholinergic và số lượng các thụ thể nicotinic trong vùng hải mã và vỏ não giảm xuống. Trong đó, thụ thể nicotinic trước synap có vai trò kiểm soát việc giải phóng của acetylcholin, cũng như các chất dẫn truyền thần kinh quan trọng khác cho bộ nhớ và tâm trạng, bao gồm: glutamat, serotonin và norepinephrin.
Mặt khác, khi kích thích quá mức các thụ thể glutamat như thụ thể N-methyl-D-aspartat (NMDA), dường như có liên quan mật thiết đến sự chết tế bào thần kinh cholinergic ở não trước. Nếu sử dụng thuốc đối kháng chọn lọc tại vị trí thụ thể NMDA thì có thể ngăn chặn được sự chết các tế bào thần kinh cholinergic do hậu quả của bệnh thần kinh mạn tính [20]. Ngoài ra, những hậu quả khác gây bởi sự suy giảm chức năng hệ cholinergic trong bệnh Alzheimer cũng đã được đề xuất, ví dụ, bắt đầu tích tụ những mảng lớn amyloid, dẫn đến viêm thần kinh diện rộng [21]. Giả thuyết cholinergic lý giải việc giảm tổng hợp chất dẫn truyền thần kinh acetylcholin là nguyên nhân suy giảm nhận thức trong bệnh Alzheimer, do đó, việc tăng cường chức năng hệ cholinergic có thể cải thiện triệu chứng mất trí nhớ.
Các đích tác dụng của thuốc liên quan đến giả thuyết này bao gồm: ức chế enzym thủy phân ACh là AChE, kích thích enzym tổng hợp ACh là ChAT, tăng sinh tế bào cholinergic, chủ vận receptor cholinergic. Giả thuyết β-amyloid Giả thuyết này dựa trên một điểm đặc trưng của bệnh Alzheimer là sự lắng 4 đọng mảng β-amyloid (Aβ) trong não. β - amyloid peptid (βAP) là những sản phẩm tự nhiên của quá trình chuyển hóa bao gồm 36-43 acid amin. Sự mất cân bằng giữa sản xuất, thanh thải các peptid làm cho các βAP dư thừa tích lũy và kết tụ lại gây độc cho tế bào [22].
Các mảng amyloid chủ yếu bao gồm sự tích lũy ngoại bào của peptid Aβ40 và Aβ42 có nguồn gốc từ protein tiền chất amyloid (amyloid precursor protein, APP, một glycoprotein xuyên màng (transmembrane protein) type 1) sau khi phân tách bởi enzym β-secretase và γ-secretase. Aβ42 ít phổ biến hơn nhưng được coi là ít hòa tan hơn và có cơ hội trùng hợp cao hơn, do đó thường dễ hình thành các cụm tích tụ bên ngoài nơ-ron dưới dạng dày đặc gọi là mảng lão hóa (senile plaques), trong khi Aβ40 được chỉ ra là thành phần chính trong bệnh lý mạch máu amyloid não (CAA). Tuy nhiên, một loại vaccin thử nghiệm đã được tìm thấy để loại bỏ các mảng amyloid trong các thử nghiệm đầu tiên ở người, lại không có bất kỳ ảnh hưởng đáng kể đến chứng mất trí nhớ. Do đó, có giả thuyết rằng các Aβ oligomer không tạo mảng (tập hợp của nhiều monomer) còn được gọi là phối tử khuếch tán có nguồn gốc amyloid (ADDLs), là dạng gây bệnh chủ yếu của Aβ do nó liên kết với một thụ thể bề mặt trên tế bào thần kinh và thay đổi cấu trúc của khớp thần kinh, từ đó làm gián đoạn tiếp xúc thần kinh [21].
Giả thuyết Tau Protein Tau (Tauopathy) có vai trò ổn định cấu trúc vi ống (microtubule), giúp hệ thống vi ống thực hiện chức năng nâng đỡ tế bào, chức năng vận chuyển và vận động tế bào chất. Ở bệnh Alzheimer, Tau bị thay đổi về mặt hóa học, trở nên phosphoryl hóa quá nhiều. Giả thuyết Tau đề xuất rằng các bất thường protein Tau khởi đầu dòng thác bệnh lý. Protein Tau phosphoryl hóa bất thường bắt đầu ghép cặp với các sợi Tau khác và hình thành đám rối sợi thần kinh (NFTs), dẫn đến tan rã các vi ống, làm sụp đổ hệ thống vận chuyển của tế bào thần kinh và gây chết tế bào [23].
NFTs thường được tìm thấy trong các tế bào vùng hải mã và vỏ não ở người bệnh Alzheimer. Mật độ của các NFTs tương quan với mức độ nghiêm trọng của bệnh mất trí nhớ [18].