1 MỞ ĐẦU Bệnh Alzheimer là một chứng suy giảm trí nhớ phổ biến nhất, ảnh hưởng nghiêm trọng đến cuộc sống của người lớn tuổi. Vì bệnh không thể chữa khỏi, người bệnh cần được chăm sóc bởi người thân. Đây quả thực là áp lực rất lớn về mặt xã hội, tâm lý, sức khỏe, kinh tế đối với cuộc sống của những người trong gia đình. Do đó, bệnh Alzheimer trở thành một thách thức lớn cho xã hội trong thế kỷ này [21] [95] [111].
Alzheimer được xem như một triệu chứng của quá trình lão hoá mà đặc trưng của bệnh là sự suy thoái trí nhớ và sự mất trí nhớ toàn bộ xảy ra khi bệnh tiến triển. Những nghiên cứu về căn bệnh đã xác định mối tương quan đáng kể giữa sự hiện diện của chất trung gian dẫn truyền thần kinh acetylcholin, vốn cần cho việc hình thành và lưu giữ trí nhớ, với sự tiến triển của bệnh Alzheimer. Acetylcholin tồn tại càng lâu trong não thì các tế bào não có thể gợi nhắc trí nhớ càng lâu. Ngày nay, phương pháp hiệu quả nhất là sử dụng các chất có tác dụng ức chế acetylcholinesterase như tacrin, donepezil, galantamin và rivastigmin [33] [94] [112].
Huperzin A được chiết xuất từ cây Thạch tùng răng đã gây được rất nhiều chú ý bởi các công dụng của nó trong điều trị chứng bệnh mất trí nhớ. Các nghiên cứu khoa học hiện đại đã chỉ ra rằng huperzin A có khả năng ức chế enzym acetylcholinesterase, loại enzym quan trọng trong quá trình gây ra bệnh mất trí nhớ. Huperzin A đã được công nhận là một loại thuốc điều trị mất trí nhớ hiệu quả ở Trung Quốc và hiện nay đã được cục quản lý thuốc và thực phẩm Mỹ (FDA) công nhận là 1 loại thực phẩm chức năng cho các bệnh nhân bị Alzheimer [9] [17]. Huperzin A đã được chứng minh bởi nhiều công trình nghiên cứu rằng nó có thể làm tăng khả năng ghi nhớ và lưu trữ thông tin của não cũng như cải thiện sự sa sút về trí tuệ của các bệnh nhân ở Trung Quốc [35] [49] [136].
Huperzin A cũng có khả năng bảo vệ khác như điều chỉnh tiền chất beta-amyloid protein, qua đó chống lại sự oxi hóa, sự tự chết của tế bào thần kinh theo quá trình apoptosis, rối loạn chức năng của ti thể và có khả năng chống viêm nhiễm. Những khả năng bảo vệ các tế bào thần kinh của huperzin A đã giúp ích rất nhiều cho các bệnh nhân Alzheimer [57] [117] [124] [125]. Thạch tùng răng có tên khoa học là Huperzia serrata (Thunb. ex Murray) Trevis thuộc họ Thạch tùng (Lycopodiaceae).
Trong y học cổ truyền Trung Quốc, Thạch tùng được sử dụng để điều trị sưng phù nề tâm thần phân liệt [9]. Theo các tài liệu cổ, Thạch tùng được sử dụng trong dân gian ở Việt Nam dùng để điều trị các tổn thương, nôn ra máu, trĩ, đinh nhọt, viêm da, và rắn cắn [2]. 2 Ở Trung Quốc, cùng với Huperzia serrata, các thực vật khác thuộc họ Lycopodiaceae có thể chứa hợp chất huperzin A như là Huperzia crispata (Ching) Ching, Huperzia miyoshiana (Makino) Ching và một số loài khác [67] [70]. Trong khi đó ở Việt Nam, một số cây thuộc họ Lycopodiaceae cũng có thể là nguồn thực vật cung cấp các hợp chất tự nhiên theo hướng tác dụng sinh học cải thiện trí nhớ như Huperzia squarrosa (Forst.) Trevis (Râu rồng), Lycopodiella cernua (L.
(Thạch tùng nghiên ) và nhiều loài khác. Thực tế hiện nay chưa có những đánh giá chi tiết và hoàn chỉnh về tác động ức chế enzym acetylcholinesterase và hàm lượng các thành phần Lycopodium alcaloid trong thực vật có thể chứa những hợp chất thuộc dạng này. Với những lý do trên, đề tài: “Nghiên cứu tiêu chuẩn hóa hợp chất kháng acetylcholinesterase của một số loài trong họ Thạch tùng” được thực hiện với những mục tiêu sau: 1. Nghiên cứu so sánh đặc điểm thực vật học của một số loài thuộc họ Thạch tùng (Lycopodiaceae).
Thử nghiệm in vitro sàng lọc tác dụng kháng acetylcholinesterase của cao chiết của một số loài Thạch tùng. Phân lập một số hợp chất tự nhiên trong cây Râu rồng (Huperzia squarrosa (Forst.), Thạch tùng nghiên (Lycopodiella cernua (L.) và đánh giá tác dụng kháng acetylcholinesterase của các chất phân lập được. Thiết lập chất chuẩn hợp chất kháng enzym acetylcholinesterase phân lập được. Xây dựng phương pháp định lượng hợp chất có tác dụng kháng enzym acetylcholinesterase trong các loài Thạch tùng bằng phương pháp điện di mao quản và HPLC.
Thử nghiệm in vivo tác dụng cải thiện trí nhớ của cao chiết alcaloid của loài Thạch tùng nghiên có trữ lượng lớn và tiềm năng. TỔNG QUAN VỀ THỰC VẬT HỌC 1. Tổng quan về họ Lycopodiaceae 1. Vị trí phân loại Họ Thạch tùng hay còn được gọi là họ Thông đất (Lycopodiaceae) bao gồm hơn 400 loài cổ thực vật có mạch, tồn tại từ cuối kỷ Silur cách đây khoảng 400 triệu năm, phân bố rộng rãi khắp nơi trên thế giới.
Đây là họ thực vật thuộc lớp Thông đất, theo hệ thống phân loại của Øllgaard năm 1989, họ Thạch tùng được phân loại theo Sơ đồ 1. Lycopodiophyta (Ngành Thông đất) Lycopodiopsida (Lớp Thông đất) Lycopodiales (Bộ Thông đất) Lycopodiaceae (Họ Thông đất) Chi Lycopodium L. Chi Lycopodiella Chi Huperzia Chi Phyloglossum Holub Bernh. Vị trí phân loại của Lycopodiaceae “Nguồn: Øllgaard Benjamin, (1989)” [82] Thực tế hiện nay, họ Lycopodiaceae còn có nhiều hệ thống phân loại khác được đề xuất bởi các nhà khoa học trên thế giới.
Phổ biến nhất là hệ thống phân loại của Øllgaard 1989 phân chia bộ Thông đất chỉ có 1 họ Thạch tùng và trong đó có 4 chi như trên. Đối với hệ thống phân loại của Holub 1985 thì phân chia bộ Thông đất thành 2 họ 4 là Huperziaceae và Lycopodiaceae, trong đó có 11 chi [40] [144]. Tác giả Ching cũng đề xuất phân chia bộ Thông đất thành 2 họ là Huperziaceae có 2 chi (Huperzia và Phlegmariurus) và họ Lycopodiaceae có 5 chi (Lycopodium, Diphasiastrum, Palhinhaea, Lycopodiella và Lycopodiostrum) [40] [69] [81]. Chính vì thế mà vẫn còn tồn tại nhiều tên đồng danh xuất phát từ một loài.
Cụ thể như cây Râu rồng có tên khoa học là Huperzia squarrosa (Forst., tên đồng danh của nó là Lycopodium squarrosum Forst. hay Thạch tùng nghiên có tên khoa học là Lycopodiella cernua (L., tên đồng danh là Lycopodium cernuum (L. Ngành Thông đất (Lycopodiophyta) có thể bào tử, có rễ thật. Thân phát triển mạnh, phân nhánh rẽ đôi, mang nhiều lá nhỏ dạng vảy hay hình kim, xếp xoắn ốc, có mạch dẫn.
Lá bào tử hợp thành bông lá bào tử ở đầu cành. Ngành Thông đất được chia thành 2 lớp: Lớp Thông đất – Lycopodiopsida và lớp Thủy phỉ – Isoetopsida. Trong đó, lớp Thông đất có đặc điểm: Thân đứng hoặc bò trên mặt đất, không có lóng và mắt, phân nhánh theo lối rẽ đôi. Lá nhiều, nhỏ, nguyên, một gân.
Lá bào tử tụ thành bông ở ngọn. Túi bào tử đính ở gốc các lá bào tử và chỉ có một ô. Cây đẳng bào tử hay dị bào tử. Lớp Thông đất được chia thành 2 bộ, mỗi bộ có 1 họ: Bộ Thông đất (Lycopodiales) đẳng bào tử, họ Thông đất (Lycopodiaceae) và bộ Quyển bá (Selaginellales) dị bào tử, họ Quyển bá (Selaginellaceae).
Các loài trong họ Thông đất thuộc thân thảo đa niên, sinh sản bằng bào tử, phân bố ở nhiều nước châu Á và vùng Trung Mỹ, được phát hiện ở trong các khu rừng nhiệt đới ẩm ướt. Ở Việt Nam, phát hiện được 3 chi là Lycopodium L., Lycopodiella Holub, Huperzia Bernh và có khoảng 16 loài, phân bố ở những vùng núi cao trên 1000 m thuộc các tỉnh Lâm Đồng, Kon Tum, Quảng Nam, Nghệ An, Lào Cai, Cao Bằng, bao gồm [1] [2]: Chi Huperzia: • Huperzia chinense (Christ) Ching (Thạch tùng Trung Quốc) • Huperzia serrata (Thunb.) Trevis (Thạch tùng răng) • Huperzia cancellata (Spring.) Trevis (Thạch tùng bôi) • Huperzia carinata (Poir.) Trevis (Thạch tùng sóng) • Huperzia hamiltonii (Spring.) Trevis (Thạch tùng hamilton) • Huperzia subdisticha Mak (Thạch tùng song đính) • Huperzia obovalifolia (Bon. Dixit (Thạch tùng Ford) • Huperzia squarrosa (Forst.) Trevis (Râu rồng) Chi Lycopodium: • Lycopodium complanatum L (Thạch tùng dẹp) • Lycopodium annotinum L (Thạch tùng nhiều bông) • Lycopodium carsuarinoides L (Thạch tùng dương) • Lycopodium clavatum L (Thạch tùng dùi) Chi Lycopodiella: • Lycopodiella cernua (L. Đặc điểm Phân bố, sinh thái Họ Lycopodiaceae bao gồm các loài thân thảo đa niên sống trên mặt đất hay sống phụ sinh.
Nhóm sống trên mặt đất có thể phát triển trên các vùng đất bạc màu ẩm hay trong và xung quanh vùng đầm lầy, áp suất thấp. Do đó, chúng thường được tìm thấy trên các vùng núi cao và vùng phụ cận núi cao. Nhóm phụ sinh thường phát triển trên các thân cây to hay mọc trên các vách đá. Chúng thường được tìm thấy ngày càng nhiều trong các khu rừng ẩm ướt và rừng nhiệt đới ở độ cao, ở trong và giữa rêu và thực vật biểu sinh khác [2].
Bốn chi thuộc họ Lycopodiaceae phân bố ở các vùng khác nhau. Chi Lycopodium và chi Lycopodiella gồm các loài mọc trên mặt đất hoặc leo bám lên thân cây khác, mỗi chi gồm khoảng 40 loài. Chi Lycopodium phân bố rộng ở vùng nhiệt đới và ôn đới. Còn chi Lycopodiella phân bố rộng ở các vùng ẩm ướt, ôn đới và nhiệt đới trên thế giới nhưng đặc biệt đa dạng ở châu Mỹ.
Chi Phyloglossum bao gồm các loài thực vật nhỏ mọc ở đất. Đây là một chi đơn loài (Phyloglossum drummondii) đặc hữu của miền nam Australia và New Zealand. Chi Huperzia gồm hơn 200 loài sống phụ sinh hay mọc trên mặt đất có thể phát triển từ vùng nhiệt đới đến các vùng Bắc cực và từ mực nước biển tới môi trường núi cao [2] [66]. Đặc điểm hình thái thực vật Thân: Có nhánh hoặc không phân nhánh, nhánh đứng hoặc treo thõng xuống đất nhưng không bao giờ leo.
Nếu thân cây được phân nhánh, các nhánh luôn luôn là phân đôi. Thông thường các phân đôi liên tiếp và phân đôi về góc bên phải với nhau. Lá: Lá nhỏ, đơn giản, không cuống, nhiều và bao phủ gần hết thân cây. Thông thường lá dài 2-10 mm và xếp theo hình xoắn ốc khép kín như ở loài Lycopodium clavatum và Lycopodium annotinum.
Trong khi đó ở một số trường hợp khác lá xếp 6 theo hình vòng xoắn như Lycopodium verticillatum và Lycopodiella cernua. Ở một số loài khác lá lại xếp theo từng cặp đối diện nhau như Lycopodium alpinium, ở loài khác lá lại không sắp xếp theo bất kỳ quy tắc nào. Các lá đều giống nhau về kích thước và hình dạng, nhưng trong một vài loài chẳng hạn như Lycopodium complanatum, Lycopodium volubile và Lycopodium chamaecyparissus có lá lưỡng hình và được xếp theo 4 hàng dọc trên thân, 2 hàng kích thước lớn hơn và 2 hàng kích thước nhỏ hơn [7]. Rễ: Phát sinh đơn lẻ hoặc theo nhóm hướng ngọn dọc theo phía dưới của thân cây.