ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, khi thế giới ngày càng phát triển, con ngƣời ta tập quen dần với lối sống hiện đại hơn. Tuy nhiên, cũng từ những lối sống hiện đại này lại kéo theo những hệ lụy khác nghiêm trọng ảnh hƣởng đến sức khỏe của con ngƣời. Con ngƣời của thế kỉ 21 càng ngày càng bị đe dọa bởi các chứng bệnh nguy hiểm, mà một trong số đó là ung thƣ. Khác với ngày xƣa, ung thƣ ngày nay đã trở thành một căn bệnh thế kỉ, đe dọa đến tính mạng của hàng trăm triệu ngƣời trên khắp thế giới.
Dù là căn bệnh nguy hiểm nhƣng đến nay, ung thƣ chỉ đƣợc điều trị triệt để khi phát hiện bệnh ở những giai đoạn sớm. Tuy nhiên, giới hạn các thuốc điều trị và giá cả các thuốc này đã khiến cho việc điều trị trở nên càng khó khăn hơn. Thuốc điều trị ung thƣ, từ trƣớc đến nay đều khá đắt đỏ bởi vì việc nghiên cứu các loại thuốc này vẫn còn hạn chế và đòi hỏi phải có nguồn kinh phí lớn. Tuy nhiên, vào những năm 60 của thế kỉ trƣớc, các nhà khoa học đã khám phá ra đƣợc công dụng thần kì giúp điều trị ung thƣ của các hợp chất vinca alkaloid (đặc biệt là vinblastin và vincristin) trong Dừa cạn, một loài cây tƣơng đối thân quen, từ đó mở ra một hƣớng đi mới cho việc nghiên cứu các loại thuốc chống ung thƣ.
Các hợp chất vinca alkaloid trong cây Dừa cạn có tác động tốt trong điều trị ung thƣ, thế nhƣng hàm lƣợng các alkaloid này trong cây không nhiều. Vì vậy, nhằm nghiên cứu và xác định những điều kiện tối ƣu để chiết xuất alkaloid trong cây Dừa cạn, chúng tôi đã thực hiện đề tài “Tố ƣu ó quy trìn c ết xuất alkaloid trong cây Dừa cạn”, với các mục tiêu cụ thể nhƣ sau: - Xác định vinblastin từ thuốc tiêm. - Khảo sát các hợp chất alkaloid trong Dừa cạn. - Tối ƣu hóa quy trình chiết xuất alkaloid trong cây Dừa cạn.
TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. TỔNG QUAN THỰC VẬT 1. Catharanthus Chi Dừa cạn Madagascar (danh pháp khoa học: Catharanthus) là một chi gồm 8 loài cây thân thảo sống lâu năm, trong số này có 7 loài là đặc hữu của Madagascar. Trong thực tế, các loài trong chi này chia sẻ cùng một tên gọi chung (Dừa cạn) với các loài trong chi Vinca (Dừa cạn Châu Âu).
Các loài trong chi: + Catharanthus coriaceus Markgr, 1970. + Catharanthus lanceus (Bojer ex A. + Catharanthus longifolius (Pichon) Pichon, 1949. + Catharanthus ovalis Markgr, 1970.
Don, 1837: Dừa cạn, trƣờng xuân hoa, hải đằng, bông dừa. + Catharanthus scitulus (Pichon) Pichon, 1949. + Catharanthus trichophyllus (Baker) Pichon, 1949. Số lƣợng nhiễm sắc thể cho tất cả các loài Catharanthus đều là 2n = 16.
Trong các loài của chi Catharanthus thì Catharanthus roseus là loài có giá trị ứng dụng và kinh tế cao nhất. Ngoài việc đƣợc biết đến nhƣ một loại cây cảnh, từ lâu dịch chiết alkaloid từ Catharanthus roseus đã đƣợc sử dụng trong y học dân gian nhƣ một loại thuốc chống đái tháo đƣờng, lợi tiểu, chữa tiêu chảy, xuất huyết, giúp vết thƣơng mau lành, chống viêm mắt, làm se da. và ngày nay ngƣời ta còn tìm đƣợc một công dụng hết sức quan trọng của loài Catharanthus roseus, đó là khả năng điều trị bệnh ung thƣ rất hiệu quả. Tên gọi Tên khoa học: Catharanthus roseus (L.
Don; Vinca roseus L.; Lochnera rosea Reich. Tên gọi khác: Trƣờng xuân hoa, dừa tây, bông dừa, hải đằng, phjắc pót đông (Tày), dƣơng giác, Madagascar periwinkle, pervenche de Madagascar. Bậc phân loại thực vật: Ngành: Ngọc Lan (Magnoliophyta) Lớp: Ngọc Lan (Magnoliopsida) Phân lớp: Hoa Môi (Lamiidae) Bộ: Trúc Đào (Apocynales) Họ: Trúc đào (Apocynaceae) Chi: Catharanthus Loài: Catharanthus roseus (L. Bộ phận dùng Lá Dừa cạn đƣợc phơi nắng nhẹ hoặc sấy ở 30-50 oC đến khô.
Lá chiếm 20-25 % so với toàn cây. Lá phải chứa ít nhất 0,7 % alkaloid toàn cây. Rễ chiếm 14,5 % so với toàn cây [3]. Đặc điểm thực vật Dừa cạn là cây thân thảo, sống nhiều năm, cao 40-80 cm, phân nhiều cành thẳng đứng, cây có bộ rễ phát triển, thân gỗ ở phía gốc, mềm ở phần trên, mọc thành bụi.
Lá mọc đối, thuôn dài, đầu hơi nhọn, phía cuống hẹp, nhọn, dài 3-8 cm, rộng 1-2,5 cm, không có nhựa mủ. 3 n Hoa trắng hoặc hồng, mùi thơm, mọc riêng lẻ ở kẽ lá phía trên, đài hợp thành ống ngắn. Tràng hợp hình đinh. Phiến có 5 thùy, 5 nhị đính trên tràng, 2 lá noãn hợp với nhau ở vòi.
Quả gồm 2 quả đại, dài 2,5-5 cm, rộng 2-3 mm, mọc thẳng đứng hơi ngả sang hai bên, trong có 12-20 hạt nhỏ màu nâu nhạt, hình trứng, trên mặt hạt có những mụn nổi thành hàng dọc. Mùa hoa, quả gần nhƣ quanh năm [6]. Phân bố và trồng trọt Chi Catharanthus G. Don có nguồn gốc ở đảo Madagascar với 8 loài, trừ loài C.
Don có thể tìm thấy rải rác ở Ấn Độ và Srilanca. Từ Madagascar, mọc hoang và đƣợc trồng ở nhiều nƣớc nhiệt đới cũng nhƣ ôn đới. Ở nƣớc ta, dừa cạn mọc hoang khá nhiều ở vùng bãi cát ven biển từ Hải Phòng đến Kiên Giang. Nơi tập trung nhiều nhất là các tỉnh Kiên Giang, đảo Phú Quốc và Côn Đảo, có nhiều ở Thanh Hóa, Nghệ An, Thừa Thiên – Huế, Quảng Nam – Đà Nẵng, Bình Định, Phú Yên.
Ở nguyên quán, cây còn mọc cả ở những vùng đồi, savan cây bụi trên đất pha cát hoặc sỏi đá, độ cao tới 1500 m. Dừa cạn là loài cây ƣa sáng, ƣa ẩm và có khả năng chịu đƣợc hạn. Cây ra hoa, quả nhiều hằng năm. Nguồn dừa cạn mọc tự nhiên ở Việt Nam tƣơng đối dồi dào.
Trƣớc năm 1975, miền Bắc đã từng xuất khẩu sang Đông Âu. Những năm gần đây, xuất khẩu sang Pháp thƣờng xuyên hơn nhƣng chủ yếu là từ cây trồng tại tỉnh Phú Yên [3]. Công dụng chủ yếu Trong dân gian Từ xa xƣa, Catharanthus roseus đã đƣợc sử dụng để chữa trị nhiều loại bệnh khác nhau. Loài cây này đã đƣợc ứng dụng rộng rãi trong y học dân gian.
Ở Madagascar, chiết xuất của Dừa cạn đã đƣợc sử dụng từ lâu nhƣ một loại thuốc an thần, hạ huyết áp, sát trùng và thuốc điều trị tiểu đƣờng. Ở Ấn Độ, chiết xuất từ lá của Dừa cạn đã đƣợc sử dụng để xử lý vết ong đốt. 4 n Ở Trung Quốc, Dừa cạn đƣợc biết đến nhƣ một loài cây giúp lợi tiểu, trị ho và làm săn se niêm mạc. Ở Trung và Nam Mỹ, Dừa cạn đƣợc sử dụng để chữa viêm mắt và đau họng.
Ở Việt Nam, Catharanthus roseus từ lâu đã đƣợc dùng để hạ huyết áp, trị đái tháo đƣờng, điều kinh, chữa lỵ, thông tiểu tiện. Có ngƣời dùng để trị ung thƣ máu, ung thƣ phổi có hiệu quả. Cách dùng: Thƣờng dùng thân và lá phơi khô sắc uống, có thể dùng tới 50 g [4]. Trong y học hiện đại Nghiên cứu về dƣợc lý đã tiết lộ rằng Dừa cạn có chứa hơn 70 loại alkaloid (indol alklaloids) khác nhau và mang đến hiệu quả trong điều trị các loại ung thƣ nhƣ ung thƣ vú, ung thƣ phổi, ung thƣ tử cung, u ác tính, u lympho Hodgkin và không Hodgkin [25].
Catharanthus alkaloids ngăn chặn sự phát triển của tế bào ung thƣ bằng cách liên kết với các tubulin trong quá trình phân bào. Catharanthus alkaloids cũng gây nên apoptosis (trình tự hủy diệt của tế bào theo chƣơng trình có sẵn trong gen). Chúng cũng ức chế sự lây lan của nhiều loại ung thƣ khác nhau [10, 11]. Chiết xuất từ cây Dừa cạn cho các tác dụng hiệu quả lên các vi khuẩn và vi nấm khác nhau.
Theo một vài nghiên cứu, các hợp chất trong cây Dừa cạn có tác động kháng khuẩn trên một số các vi khuẩn chọn lọc [12, 18]. Các nhà khoa học hiện đại đã tiến hành nghiên cứu và chứng minh đƣợc khả năng điều trị tiểu đƣờng của các alkaloid trong loài cây này [17, 28]. Không những vậy, một vài nghiên cứu khác đã chứng minh đƣợc tác dụng hạ huyết áp và lipid huyết của chiết xuất từ lá Dừa cạn. Các chiết xuất từ lá Dừa cạn có thể đƣợc dùng làm thuốc hoặc bổ sung vào chế độ ăn đối với những ngƣời có nguy cơ mắc bệnh cao huyết áp [9].
Bên cạnh đó, chiết xuất từ cây Dừa cạn còn có các tác dụng khác nhƣ làm lành vết thƣơng nhanh chóng [21], điều trị tiêu chảy [16]. Các hợp chất alkaloid trong cây Catharanthus roseus (L. Khái niệm Đã từ lâu các nhà khoa học tìm thấy trong cây các hợp chất tự nhiên, những hợp chất tự nhiên, những hợp chất này thƣờng là những acid hoặc những chất trung tính. Nhƣng đến năm 1819, dƣợc sĩ Wilhelm Meissner mới đề nghị xếp các chất có tính kiềm lấy từ thực vật ra thành một nhóm riêng và gọi là alkaloid, do đó ngƣời ta ghi nhận Meissner là ngƣời đầu tiên đƣa ra khái niệm về alkaloid: “Alkaloid là những hợp chất hữu cơ, có chứa nitơ, có phản ứng kiềm và lấy từ thực vật ra”.
Sau này, Polonopski đã định nghĩa: “Alkaloid là những hợp chất hữu cơ có chứa nitơ, đa số có nhân dị vòng, có phản ứng kiềm, thƣờng gặp trong thực vật và đôi khi trong động vật, thƣờng có dƣợc lực tính mạnh và cho những phản ứng hóa học với một số thuốc thử gọi là thuốc thử chung của alkaloid”. Tuy nhiên, cũng có một số chất đƣợc xếp vào alkaloid nhƣng nitơ không ở dị vòng mà ở mạch nhánh nhƣ: ephedrin trong Ma hoàng, capsaicin trong ớt, hordenin trong mầm mạch nha, colchicin trong hạt cây tỏi độc. Phân loại Alkaloid là những base bậc 1, bậc 2 hay bậc 3, đôi khi các alkaloid có nitơ bậc 4. Hầu hết các alkaloid có nitơ tham gia vào nhân dị vòng nhƣng cũng có alkaloid mà nitơ ở ngoài vòng.
Ngày nay, ngƣời ta thƣờng chia các alkaloid ra thành các loại: Alkaloid thật: Những alkaloid đƣợc tạo nên từ acid amin và nitơ nằm trong dị vòng là và gọi là những chất tạo ra từ acid amin. Protoalkaloid: Nitơ nằm ở mạch thẳng. Pseudoalkaloid: là những chất đƣợc tạo ra do sự ngƣng tụ amoniac với các hợp chất không có nitơ. 6 n Ngoài ra, ngƣời ta cũng phân loại alkaloid dựa theo cấu trúc của nhân: Alkaloid không có nhân dị vòng: Những alkaloid thuộc nhóm này có nitơ nằm ở mạch thẳng, còn gọi là “protoalkaloid”.
Alkaloid có nhân dị vòng: Các alkaloid loại này có thể có một vòng hay nhiều vòng. Alkaloid có nhân sterol: Các alkaloid steroid có một khung cyclopentanoperhydrophenantren và có 1 hoặc 2 nitơ trong mạch nhánh đã đóng vòng ở vị trí C17 hoặc vị trí C3. Chúng là dẫn chất của dãy cholestan hoặc là dẫn chất của dãy pregnan. Alkaloid có cấu trúc terpen: Ngƣời ta mới thấy rất ít alkaloid có cấu tạo monoterpen và sesquiterpen, cấu tạo diterpen có nhiều hơn nhóm mono và sesquiterpen.