CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Tổng quan về Hoàng bá Theo Dược điển Việt Nam V và Dược điển Trung Quốc 2020, dược liệu Hoàng bá có tên khoa học là Cortex Phellodendri, là phần vỏ thân phơi hoặc sấy khô của loài Phellodendron chinense Schneid.chinense) hoặc Phellodendron amurense Rupr. Mặc dù đều chứa berberin song hàm lượng berberin trong vỏ thân loài P.chinense cao hơn đáng kể so với vỏ thân P. Theo Dược điển Việt Nam V [13], hàm lượng berberin clorid không được ít hơn 0,33% đối với loài P.amurense và không ít hơn 2,5% đối với loài P.
Còn theo Dược điển Trung Quốc 2020 [14] quy định hàm lượng berberin clorid tối thiểu cho loài P.chinense là 3,0% và loài P. Theo một nghiên cứu của Meng Li chen và cộng sự, hàm lượng berberin trung bình trong loài P.chinense lần lượt là 9,528 mg/g và 42,453 mg/g [15]. Sự khác biệt về hàm lượng berberin có thể giải thích cho việc ưu tiên sử dụng dược liệu khai thác từ loài P.chinense trong các trường hợp nhiễm khuẩn và tiêu chảy [15]. Mặt khác, sự có mặt của palmatin và các limonoid như obacunon và obaculacton trong vỏ thân loài P.chinense có thể góp phần vào tác dụng chống viêm của dược liệu này [5].
Trong khuôn khổ nghiên cứu này, loài Phellodendron chinense Schneid. được tập trung nghiên cứu do hàm lượng berberin trong vỏ thân loài này vượt trội hơn so với vỏ thân loài Phellodendron amurense Rupr., cho thấy tiềm năng của loài P.chinense trong việc khai thác berberin hoặc làm nguyên liệu sản xuất các thuốc, sản phẩm giàu berberin. Tên khoa học và vị trí phân loại Theo hệ thống phân loại Takhtajan (2009), loài Phellodendron chinense Schneid. có vị trí phân loại như sau [16], [17]: Giới: Plantae Ngành: Magnoliophyta Lớp: Magnoliopsida Phân lớp: Rosidae Bộ: Rutales Họ: Rutaceae Chi: Phellodendron 1.
Đặc điểm thực vật Hoàng bá (Phellodendron chinense Schneid.) là loài thân gỗ, rụng lá theo mùa, sống lâu năm, có chiều cao lên tới 15 m, đường kính thân có thể đạt tới 50 – 60 cm. Vỏ thân dày, phân thành 2 tầng rõ rệt, tầng ngoài màu xám với các đường rách dọc không 3 đều, tầng trong màu vàng. Lá kép lông chim, mọc đối, gồm 7 – 15 lá chét, hình trứng, thuôn dài, dài 8 – 15 cm, rộng 3,5 – 6 cm, trục lá nhẵn, có lông tơ màu gỉ sắt. Hoa đơn tính khác gốc, màu vàng lục, mọc thành chùy ở đầu cành, thường nở vào tháng 6.
Quả gần cầu đến elip, đường kính khoảng 1 – 1,5 cm, kết quả vào tháng 9 – tháng 11. Bên trong chứa hạt cứng có kích thước 6 – 7 × 3,5 mm [16], [18]. Phân bố Loài Phellodendron chinense Schneid. ưa môi trường ẩm ướt, khí hậu mát và nhạy cảm với nhiệt độ cao và thiếu nước, do đó loài này chủ yếu mọc ở vùng rừng lá rộng cận nhiệt đới [19].
Hoàng bá có nguồn gốc từ Đông Á, phân bố chủ yếu ở Đông Bắc và Tây Nam Trung Quốc, ở Nhật Bản và Đông Bắc Nga [1], [19]. Ở Việt Nam, dược liệu Hoàng bá được nhập chủ yếu từ Trung Quốc. Tuy nhiên, những năm gần đây, ta đã di thực và trồng ở Lào Cai (Sa Pa), Lai Châu (Sìn Hồ), Lâm Đồng (Đà Lạt). Thành phần hóa học Các nghiên cứu về thành phần hóa học của Hoàng bá (Phellodendron chinense Schneid.) đã xác định được nhiều nhóm hợp chất có hoạt tính sinh học quan trọng như alcaloid, flavonoid, triterpenoid và coumarin [20].
Trong đó alcaloid, đặc biệt là berberin, chiếm vị trí trung tâm và quyết định nhiều tác dụng dược lý quan trọng [21]. Berberin là một alcaloid isoquinolin bậc bốn, thuộc nhóm protoberberin, có công thức phân tử C₂₀H₁₈NO₄, có màu vàng đặc trưng và thường chiếm hàm lượng cao nhất trong vỏ thân loài P. Cấu trúc hóa học của berberin được trình bày ở Hình 1. Cấu trúc hóa học của berberin Ngoài Berberin, Yue Sun và các cộng sự đã liệt kê ra 44 hợp chất khác có trong thành phần hóa học của P.chinense bao gồm các nhóm hợp chất quan trọng như alcaloid, acid quinic, acid phenolic, lignan, coumarin, glycosid,…[5].
Các hợp chất này được trình bày chi tiết ở Phụ lục 3. Tác dụng dược lý Tác dụng kháng khuẩn Nhiều nghiên cứu gần đây đã chứng minh cao chiết methanol từ vỏ thân Phellodendron chinense Schneid. có tiềm năng trong việc ức chế vi khuẩn kháng thuốc, đặc biệt là các chủng Pseudomonas aeruginosa (P.aeruginosa) kháng đa thuốc. Trong các thử nghiệm in vitro, cao chiết methanol của vỏ thân Hoàng bá (P.
chinense) cho thấy khả năng làm giảm đáng kể mức độ kháng aminoglycosid (đặc biệt là amikacin) ở các chủng P. Thành phần chính của cao chiết - berberin, được xác định là tác nhân chính trong việc giảm khả năng kháng thuốc này. Cơ chế hoạt động của berberin chủ yếu liên quan đến sự can thiệp vào hệ thống bơm tống đa thuốc MexXY, một hệ thống chịu trách nhiệm đào thải các kháng sinh ra khỏi tế bào vi khuẩn. Ngoài ra, berberin cũng cho thấy hiệu quả ức chế hiện tượng kháng thuốc phụ thuộc MexXY đối với các nhóm kháng sinh khác như cephalosporin (cefepim), macrolid (erythromycin) và lincosamid (lincomycin).
Thử nghiệm trên chủng P.aeruginosa bị loại bỏ bốn hệ thống bơm tống Mex chính cho thấy hoạt chất vẫn giữ được khả năng ức chế, khẳng định cơ chế tác dụng đặc hiệu qua hệ MexXY. Bên cạnh tác dụng kháng kháng sinh, berberin cũng tăng cường tác dụng hiệp đồng của amikacin và piperacillin, cho thấy tiềm năng trong việc kết hợp điều trị đối với các chủng P. aeruginosa kháng nhiều loại thuốc [24]. aeruginosa, cao chiết từ vỏ thân loài P.
chinense còn cho thấy hoạt tính kháng khuẩn mạnh đối với Helicobacter pylori (H.pylori), một tác nhân gây viêm loét dạ dày và được Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) phân loại là tác nhân gây ung thư nhóm 1. Nghiên cứu của Chen và các cộng sự đã chỉ ra rằng dịch chiết từ P. chinense không chỉ gây tổn thương cấu trúc tế bào của H. pylori, mà còn ức chế khả năng bám dính của vi khuẩn và hoạt động của enzym urease, một yếu tố quan trọng giúp H.
pylori tồn tại trong môi trường acid dạ dày [25]. Mặc dù các nghiên cứu in vivo và lâm sàng còn chưa phổ biến, berberin từ lâu đã được sử dụng trong điều trị các bệnh lý liên quan đến tiêu hóa như tiêu chảy, viêm ruột, nhờ tác dụng chống viêm và phổ kháng khuẩn rộng đối với vi khuẩn, nấm, và ký sinh trùng [26]. Trong những năm gần đây, các dẫn xuất hóa học từ berberin, tiêu biểu là các azolyl ethanol, đã được tổng hợp nhằm cải thiện hiệu quả điều trị đối với vi khuẩn kháng thuốc [26]. Những hợp chất này thể hiện hoạt tính ức chế mạnh trên Escherichia coli kháng đa thuốc, với nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) thấp và độc tính tế bào không đáng kể.
Cơ chế tác dụng chính của berberin và các dẫn xuất liên quan bao gồm khả năng xen vào rãnh nhỏ của phân tử DNA vi khuẩn, từ đó ức chế quá trình sao mã và dịch mã, đồng thời kích thích sản sinh các gốc oxy hóa phản ứng mạnh (Reactive Oxygen Species – ROS), gây tổn thương màng tế bào, rò rỉ protein và dẫn đến chết tế bào vi khuẩn [26]. 5 Tác dụng chống viêm Ở cấp độ in vitro, các thành phần chính của dịch chiết, đặc biệt là berberin, cho thấy khả năng ức chế mạnh mẽ quá trình viêm thông qua việc làm giảm biểu hiện các cytokin tiền viêm như TNF-α, IL-1β và IL-6, cùng với enzym iNOS và COX-2. Đồng thời, berberin còn ức chế sản sinh các gốc oxy hóa phản ứng mạnh (ROS), nhờ đó làm giảm stress oxy hóa tế bào viêm [27]. Trong mô hình viêm da cấp tính do 12-O-tetradecanoylphorbol-acetat (TPA) gây ra, chuột được điều trị bằng dịch chiết ethanol từ vỏ thân P.chinense cho thấy giảm đáng kể độ dày tai, giảm hoạt tính enzym myeloperoxidase (MPO) và mức ROS tại vị trí viêm.
Đồng thời, các biểu hiện gen của TNF-α, IL-1β, IL-6 và COX-2 đều giảm, khẳng định hoạt tính chống viêm tại chỗ của dược liệu này [28]. Ngoài ra, cao chiết methanol từ vỏ thân P.chinense có tác dụng làm giảm tình trạng viêm đường hô hấp cấp tính trên chuột do lipopolysaccharide gây ra, thông qua việc giảm sự xâm nhập của các tế bào viêm và giải phóng các chất trung gian gây viêm. Từ đó, việc làm giảm tình trạng viêm đường hô hấp có thể thấy được ứng dụng điều trị tiềm năng của vỏ thân P. trong điều trị các bệnh phổi truyền nhiễm [29].
Về hoạt động chống viêm trên đường tiêu hóa, cụ thể bệnh viêm ruột (IBD), Zecheng Luo và các cộng sự chỉ ra rằng berberin có hiệu quả hơn thuốc hàng đầu trong điều trị viêm đại tràng là sulfasalazin do dextran sodium sulfate (DSS) ở chuột. Berberin cho thấy hiệu quả điều trị tối ưu ở liều 100 mg/kg trong khi sulfasalazin là 200 mg/kg, thể hiện qua cơ chế ức chế hoạt hóa đại thực bào và bạch cầu hạt và thúc đẩy phục hổi biểu mô bằng cách kích thích tế bào gốc ở ruột Lgr5+(ISC) thông qua việc tăng biểu hiện của gen Wnt có trong tế bào gốc [30]. Những kết quả này cho thấy vỏ thân P.chinense là nguồn dược liệu tiềm năng chống viêm, đặc biệt trong các bệnh lý viêm cấp và mạn tính trên da, hệ hô hấp và đường tiêu hóa. Tác dụng chống oxy hóa Stress oxy hóa đóng vai trò chính trong cơ chế gây tổn thương mô, cơ quan khi cơ thể tiếp xúc với các xenobiotics, biểu hiện qua sự mất cân bằng giữa các chất oxy hóa và hệ thống bảo vệ chống oxy hóa nội sinh.
Berberin đã được chứng minh có khả năng ức chế sinh tổng hợp gốc tự do và hạn chế tổn thương oxy hóa đến các mô. Domitrovi’c và các cộng sự đã chứng minh rằng berberin, khi sử dụng theo liều phụ thuộc, giúp điều hòa hiệu quả quá trình peroxid hóa lipid (LPO), nitro hóa protein và làm giảm đáng kể nồng độ các chất chỉ thị tổn thương như 4-hydroxynonenal (4-HNE), 3-nitrotyrosin (3-NT) và cytochrom P450E1 (CYP2E1) trong mô hình chuột gây độc bằng cisplatin [31]. Trong một nghiên cứu khác, việc bổ sung berberin còn tăng cường hoạt tính của các enzym chống oxy hóa nội sinh bao gồm superoxid dismutase (SOD), catalase, glutathion peroxidase (GPx) và glutathion reductase (GR) ở chuột bị nhiễm 6 độc thủy ngân. Nhờ vào đặc tính chống oxy hóa và khả năng loại bỏ gốc tự do, berberin đã cho thấy hiệu quả rõ rệt trong việc làm giảm stress oxy hóa do phơi nhiễm với nhiều loại xenobiotics khác nhau như thuốc trừ sâu, kim loại nặng,…[32].
Ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy rằng berberin không chỉ có khả năng điều chỉnh hệ thống phòng thủ nội sinh thông qua cơ chế trung hòa các loại oxy và nito phản ứng (ROS/RNS), mà còn thông qua việc liên kết với các ion kim loại đóng vai trò xúc tác cho quá trình hình thành ROS [6].