CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Tổng quan về họ Gừng ( Zingiberaceae) Zingiberaceae hay còn gọi là họ Gừng là họ thực vật có hoa. Họ này có khoảng 50 chi với khoảng 1600 loài [1]. Chúng được biết đến là những loại cây cảnh, thảo mộc thơm, cây gia vị hoặc cây thuốc quan trọng.
Thân rễ mọc ngang hoặc dạng củ và thường phân bố ở các cùng nhiệt đới Châu Phi, Châu Á và Châu Mỹ [2]. Các chi làm cảnh bao gồm gừng có vỏ (Alpinia), hoa tulip Siam hoặc hoa tulip mùa hè ( Curcuma alismatifolia), Globba, gừng hoa hoa huệ ( Hedychium), Kaempferia [2]… Các loại gia vị bao gồm gừng ( Zingiber ), riềng hoặc gừng Thái ( Alpinia galanga và các loại khác), hạt tiêu Melegueta ( Aframomum melegueta), nghệ ( Curcuma) và bạch đậu khấu ( Amomum) [2]… 1. Tổng quan về cây Tam Thất Nam ( Kaempferia rotunda) 1. Đặc điểm thực vật Kaempferia rotunda (K.
rotunda) là một loại cây thân thảo, dạng cây bụi thuộc chi Kaempferia nằm trong họ Zingiberaceae phân bố rộng rãi khắp Đông Nam Á [3]. Cây mọc theo bụi cao khoảng 20 – 30 cm, thường mọc dưới các tán cây, nơi ẩm ướt. Cây có khoảng 2 – 4 lá mọc ra từ thân không dài, các lá phía trên bao bọc hoặc cuộn với lá phía dưới. Lá có hình thuôn dài, màu xanh đậm lốm đốm trắng và dài khoảng 27cm và rộng khoảng 9.
Hoa thường có vào khoảng tháng 3 – 4 hằng năm. Hoa có màu tím ở gốc, bên trong dài hoa có màu trắng. Các cánh hoa hợp nhất ở gốc thành ống với các thùy xòe rộng ở Hình 1. Củ gồm thân rễ vỏ khô và các rễ củ hình cầu hoặc elip, vỏ mỏng ở Hình 1.
Về đặc tính dược liệu, K. rotunda chứa nhiều hoạt chất có giá trị dược liệu dược liệu như flavonoid, terpenoid và alkaloid. Những chất này có thể có tác dụng chống viêm, chống oxy hóa, giảm đau, và kháng khuẩn, rất hữu ích trong y học cổ truyền. Ngoài ra, loại cây này thường được sự dụng đề điều trị các bệnh về vấn đề tiêu hóa, viêm nhiễm và đau nhức.
rotunda còn được coi là cây thuốc quan trọng trong hệ thống thuốc cổ truyền ở Ấn Độ. Ở một số quận của Maharashtra, rễ bột được dùng phổ biến trong bệnh quai bị và cũng được cho là được sử dụng dưới dạng thuốc đắp, thúc đẩy quá trình mưng mủ [5]. Ngoài ra, nó đã được sử dụng rộng rãi như là một phương pháp điều trị sức khỏe như đau nhức, nhuận tràng, tiêu chảy và rối loạn tiêu hóa. Theo y học dân gian ở Bangladesh, người ta dùng để điều trị lượng đường trong máu cao ở bệnh nhân tiểu đường cũng như đối với điều trị cơn đau.
Đặc biệt là phần được sử dụng chính là củ và thân rễ [6]… Từ tiềm năng y học và kinh tế của loại cây này, thân rễ cây đã được lựa chọn để nghiên cứu tối ưu hiệu suất chiết cao nhằm phục vụ cho các nghiên cứu tiếp theo.3: Thân rễ của K.4: Rễ củ của K. Thành phần hóa học Ở nhiều bài báo cáo nghiên cứu về K. rotunda, người ta tìm thấy sự hiện diện các nhóm hợp chất như: flavonoid, alkaloid, saponin và phenol [5], [7]. Ở những nghiên cứu về thân rễ K.
rotunda tiêu biểu dưới đây cho ta thấy các hợp chất đã được phân lập như: Philip C. Stevenson và cộng sự (2007) đã tìm ra 7 hợp chất từ cao chiết methanol trong đó có 6 dẫn xuất polyoxygenated cyclohexane gồm: (–)-6 acetylzeylenol (1 – 2), 4 dẫn xuất acyl hóa của 1-benzoyloxymethyl-1,6-epoxycyclohexan-2,3,4,5-tetrol (3 – 6), 3- benzoyl-1-benzoyloxymethylcyclohexa-4,6-dien-2,3-diol (7), dẫn xuất triacylated hóa của salicin (8) và crotepoxide (9) ở Hình 1. Scri Atun và các cộng sự (2013) đã phân lập được 3 hợp chất flavonoid từ cao chiết chloroform: 5-hydroxy-7-methoxyflavanone (10), 7-hydroxy-5-methoxyflavonone (11), và 5,7-dihydroxyflavonone (12) ở Hình 1. Sau đó, vào năm 2015 nhóm nghiên cứu tiếp tục trích ly từ dịch chiết này và tìm được crotepoxide (9) ở Hình 1.
Vào năm 2014, Subehan Lallo và nhà nghiên cứu khác đã thực hiện phân lập cao chiết methanol và tìm được 12 hợp chất, trong đó có 1 hợp chất mới (–)-3-acetyl-4-benzoyl- 1-benzoyloxymethyl-1,6-diepoxycyclohexan-2,3,4,5-tetrol (13) và 11 hợp chất khác bao gồm: 2-[(benzyloxy)methyl]cyclohex-5-ene-1,2,3,4-tetrol-1,4-diacetate (14), cretopoxide (15), 4-benzoyloxymethyl-3,8-dioxatricyclooctane-5,6-diol-5-acetate (16), 4-benzoyloxylmethyl-3,8-dioxatricyclooctane-5,6-diol-6-acetate (17), (–)-6- acetylzeylenol (18), 2-hydroxymethylcyclohex-5-en-1,2,3,4-tetrol-1,4-dibenzoat (19), (–)-zeylenol (20), 2-acetylretopoxide B (21), benzylbenzoat (22), benzoic acid (23) và (–)-1,6-desoxypipoxide (24) ở Hình 1. Woerdenbag đã cùng các cộng sự đã phân tích GC – MS thành phần tinh dầu của thân rễ của hai loại cây được sử dụng làm thuốc thuộc họ Zingiberaceae bao gồm K. Tổng cộng có 75 hợp chất (25 – 99) đã được xác định được trình bày ở Bảng 1.5: Các hợp chất được phân lập từ thân rễ của K.1: Thành phần hóa học tinh dầu của K. angustifolia STT Tên hợp chất Công thức hóa học RI 25 Tricyclene 92 26 - Thujene 925 27 - Pinene 931 28 Camphene 946 29 Benzaldehyde 958 30 Sabinene 970 31 - Pinene 974 6 32 Myrcene 988 33 -Phellandrene 1004 34 Ethylhex-3-enoate 1007 35 -Terpinene 1015 36 - Cymene 1022 37 Limonene 1026 38 1,8-Cineole 1027 39 Benzyl alcohol 1034 40 Salicyl aldehyde 1041 7 41 - Terpinene 1055 42 Z-Linalool oxide 1071 43 Fenchone 1085 44 Terpinolene 1086 45 E-Linalool oxide 1087 46 Methyl benzoate 1091 47 Linalool 1096 48 Undecane 1100 49 Camphor 1137 50 Myrcenone 1148 8 51 Benzyl acetate 1160 52 Borneol 1162 53 Ethyl benzoate 1170 54 Terpinen-4-ol 1172 Methyl phenyl 55 1186 carbinyl acetate 56 Methyl salicylate 1190 57 -Terpineol 1190 58 E-Carveol 1217 9 59 Bornyl formate 1223 60 Z-Carveol 1228 61 Isobornyl formate 1231 62 2-Phenylethyl acetate 1256 63 Ethyl salicylate 1265 64 Bornyl acetate 1281 Cyclohexyl 65 1298 cyclohexane 66 Tridecane 1299 10 67 Benzyl butanoate 1333 68 -Cubebene 1391 69 Tetradecane 1392 70 Neryl acetate 1396 71 Tetradecane 1399 72 -Gurjunene 1409 73 -Isocomene 1411 11 74 Aromadendrene 1439 75 Cyperene 1445 76 Ishwarane 1457 77 Aristolochene 1479 78 Pentadecene 1492 79 -Pentadecane 1499 80 -Calacorene 1550 81 Z-Nerolidol 1533 12 82 -Calacorene 1541 83 Endemol 1544 84 E-Nerolidol 1560 85 Hexadecane 1598 86 ∆-7,8-ar-Himachalene 1616 87 10-epi- -Eudesmol 1625 88 Z, E-Farnesol 1696 89 Heptadecane 1699 90 Z, Z-Farnesol 1714 13 91 E, E-Farnesol 1717 92 Z, E-Farnesol 1738 93 Benzyl benzoate 1754 94 E, E-Farnesyl acetate 1836 95 Benzyl salicylate 1857 96 Ethyl pentadecanoate 1890 97 Ethyl hexadecanoic 1990 98 Ethyl heptadecanoate 2089 99 Ethyl octadecanoic 2189 14 1.
Hoạt tính sinh học K. rotunda có nhiều hoạt tính có lợi đã được tìm thấy và được đánh giá có giá trị cao cho nền y học của nhân loại. Một số hoạt tính nổi bật đã được nhiều nhà nghiên cứu trên khắp thế giới tìm ra và được trình bày dưới đây. Hoạt tính chống oxi hóa J.
Priya Mohanty và các cộng sự (2008) đã khám phá được khả năng chống oxy hóa của K. Đặc tính này được đánh giá qua dấu hiệu peroxide hóa lipid như malonaldehyde (MDA) và 4-hydroxyl-2-nonenal (4-HNE). Quá trình peroxide hóa lipid được tạo ra ở gan dê bằng ferrous sulphate. MDA phản ứng với thiobarbituric acid ở pH 3.5 tạo ra phức chất màu hồng được đo ở bước sóng 350 nm trên máy quang phổ UV/Vis.
Từ thí nghiệm, người ta kết luận rằng tính chống oxy hóa có mối quan hệ nghịch đảo với liều.mL-1 có đặc tính chống oxy hóa vừa phải.mL-1 có đặc tính không đáng kể [5]. Sri Atun và Retno Arianingrum (2015) đã tổng hợp hạt nano chitosan từ dịch chiết chloroform của K. rotunda bằng cách thêm dịch chiết vào hạt nano chitosan và tạo gel ion chitosan với natri tripolyphosphat (Na – TPP). Họ thực hiện khảo sát những đặc tính của sản phẩm như: kích thước hạt (Particle size), điện tích trên một hạt tại mặt phẳng cắt (Zeta potential) và hình dạng (Morphology) bằng kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscophy – SEM).
Ngoài ra, hoạt tính chống oxy hóa của sản phẩm được thử bằng DPPH. Kết quả nghiên cứu cho thấy hạt nano có thể tổng hợp ở tỷ lệ 10:1 Chitosan/ Na – TPP. Kích thước hạt từ khoảng 172 – 877nm, điện thế zeta từ +28.03 mV, các hạt nano có dạng hình trụ và bề mặt nhẵn. Đối với hoạt tính chống oxy của hạt nano chitosan cho thấy hoạt động kém hơn các thí nghiệm trước [12].
Tác dụng hạ đường huyết Zakia Sultana và các cộng sự (2012) đã thực hiện thí nghiệm tính hạ đường huyết với chiết xuất methalonic acid ở thân rễ của K. rotunda trên chuột đã được nạp glucose. Phần trăm giảm nồng độ glucose huyết thanh ở các liều 50, 100, 200 và 400 mg.kg-1 với trong lượng cơ thể lần lượt là 16. Kết quả giảm mức glucose tốt hơn thuốc hạ đường huyết tiêu chuẩn, Glibenclamide (42.
15 Hoạt tính chống nhiễm trùng Zakia Sultana và các cộng sự (2012) nhận thấy với chiết xuất methalonic acid thân rễ của K. rotunda ở liều cao nhất (400 mg) với số lần quằn quại ở bụng chuột đã giảm 69.4% [13] Hoạt tính chống đột biến Scri Atun và các cộng sự (2013) đã thử hoạt tính chống đột biến qua quan sát mô hình in vivo dựa trên số lượng tế bào đa sắc có nhân nhỏ hồng cầu từ chuột Balb – c đực. Thí nghiệm được đánh giá bằng cách đo ức chế của dịch chiết methanol ở rễ của K. rotunda đối với quá trình gây đột biến do cyclophosphamide gây ra.
Mặc dù các cơ chế sinh hóa làm cơ sở cho hoạt động của hợp chất flavonoid vẫn chưa rõ ràng nhưng kết quả chứng minh được rằng K. rotunda có tác dụng phòng ngừa chống lại sự phân mảnh nhiễm sắc thể trên mô hình in vivo. Hơn nữa, nghiên cứu cho thấy các hợp chất phenolic có hoạt tính sinh học như chất chống oxy hóa, chống đột biến và ngăn ngừa ung thư [9]. Hoạt tính chống ung thư vú Năm 2015, nhóm nghiên cứu của Scri Atun đã tiến hành nghiên cứu hoạt tính chống lại bệnh ung thư vú ở người trên mô hình in vitro và in vivo.
Độc tính tế bào ở mô hình in vitro được thực hiện trên dòng tế bào T47D ung thư vú ở người bằng MTT [(3-(4,5- dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide]. Mô hình in vivo được thực hiện bằng cách ghép xenograft trên chuột Balb – c cái, với tế bào ung thư vú T47D được cấy vào miếng đệm mamae. Kết quả cho thấy IC50 của dịch chiết chloroform và 5- hydroxy-7-methoxyflavanone (pinostrobin) của K. rotunda lần lượt là 41.
Ngoài ra, việc giảm khối lượng ung thư xảy ra nhanh nhất với nhóm được điều trị bằng dịch chiết chloroform với 500 μg.kg-1 trọng lượng cơ thể và pinostrobin với 20 μg.kg-1 trọng lượng cơ thể [6]. Hoạt tính chống ung thư cổ tử cung Surya Dwira và cộng sự (2020) đã thực hiện so sánh hoạt tính chống lại tế bào ung thư cổ tử cung HeLa giữa dịch chiết ethanol và ethyl acetate chiết xuất từ thân rễ của K. rotunda trên mô hình in vitro bằng xét nghiệm MTT.