CHƯƠNG 1.1, Tông quan về cây nghệ vàng, curcuminoid và curcumin 1. So luge vé nghé vang, curcuminoid, curcumin Nghé vang Ia cay thao méc sng lau nim, tén khoa hoc la Curcuma longa L., thuéc ho Gừng (Zingiberaceae). Nghệ có tên gọi khác là uất kim, khương hoàng, khinh lương (Tay), co hem, co khan mỉn (Thái). Tên nước ngoài là Common turmeric, long turmeric (Anh), safran des Indes (Phap) Cây nghệ cao khoảng 0,6 đến 1,0 mét, Thân rễ thành củ có hình trụ hoặc hơi dẹt, khi bẻ yang co mau yang cam sam do chira thanh phần mang màu là cureuminoid.
Lá nghệ 6 hinh trai xoan thon nhọn ở hai đầu, hai mặt đều nhẫn, dài đến 45 em, rộng từ 15 -18 em, lá khum hình máng rộng, đầu tròn có màu xanh lục nhạt, lá non hẹp hơn và có màu hơi tím nhạt, Cụm hoa mọc từ giữa các lá lên thành hình nón thưa, cánh hoa ngoài màu xanh lục, vàng nhạt, chia thành ba thùy khác nhau [1]. củ cây nghệ vàng Củ nghệ có vị đắng, cay, mùi hơi hắc, tính ấm tương đối. Nghệ có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới Tamil Nadu, thuộc vùng Đông Nam An Độ, nhiệt độ sinh trưởng từ 20°C đến 30C [2]. Ngày nay, nghệ được trồng ở khắp các vùng nhiệt đới, từ Nam Á đến Đông Nam Á và Đông Á.
Ở Việt Nam, cây nghệ vàng có trữ lượng khá dồi đào và được trồng ở khắp các nơi trên đất nước [3]. Củ nghệ vàng chứa 4-6% tỉnh dầu màu vàng nhạt, mùi thơm (ở nghệ tươi là 2,24%) với các thành phần gồm 25% carbur terpenic, zingiberen và 65% ceton Sesquiterpenic, các chất turmeron, arturmeron [4]. Thành phần hóa học chính quan trọng nhất của củ nghệ là curcuminoid (chiếm hàm lượng khoảng 3-5%) [5], trong đó, lượng curcumin chiếm khoảng 70-80% khối lượng, những thành phần với hàm lượng thấp hơn là demethoxycurcumin, bisdemethoxycurcumin, dihydrocurcumin, phytosterol, các acid béo và polysaccharid [6]. Ngoài ra củ nghệ còn một số thành phần khác được thể hiện trong Bảng 1.
Thành phần Khôi lượng/100g Đơn vị Năng lượng thực phẩm 390 Keal Nước 6,0 8 Protein 8,5 8 Chất béo 8,9 E Carbohydrate 69,9 8 "To — 6,8 8 Canxi 0,2 8 Phospho “| 260 mg Natri 30 mg Kali 2000 mg Sat 47,5 '8 Thiamine 0,09 mg Riboflavin 0,19 | mg Niacin 4,8 | mg Acid ascorbic 50 | mg Bang 1. Các thành phần khác trong thân rễ (củ) nghệ Curcuminoid là nhóm chất màu chiết xuất từ củ nghệ vàng (Cưrcưma longa L. Ngoài ra, curcuminoid cũng là những dẫn xuất diarylheptane bao gồm: cureumin 77%, demethoxycurcumin (DMC) 17%, bisdemethoxycurcumin (BDMC) 3%. Chung la những hợp chất phenolic, hầu hết các dẫn xuất đều khác nhau ở nhóm thế trên gốc phenyl [6].
Cấu trúc hóa học của eurcuminoid được thẻ hiện trong Hình 1. Curcumin là dạng tỉnh thể màu đỏ ánh tím [4]. Curcumin là phần quan trọng nhất có vai trò chính trong các hoạt tính sinh học của củ nghệ. Curcumin tồn tại trong dung dịch dưới dạng hỗ biến keto-enol [7].
Curcumin hoa tan trong ethanol và acetone, nhưng không hòa tan trong nước [5]. O OH 7; Pg * HO OH Hình 1. Cấu tric héa hoc cia curcuminoid J. Hoat tinh sinh hoc ctia curcumin Nghệ vàng là cây thuốc rất quý được các nhả khoa học, y học chuyên môn đánh giá cao trong số rất nhiều cây thuốc khác.
Curcumin trong củ nghệ vàng đã được nghiên cứu dựa trên các kết quả thực nghiệm lâm sàng chứng minh nó có nhiều hoạt tính sinh học [2]. Hoạt tính sinh học cia curcumin da dạng là nhờ trong công thức cau tạo của nỏ cỏ các nhóm hoạt tính được thể hiện trong Hình I. Curcumin không gây độc đối với động vật lẫn con người khi sử dụng liễu lượng lớn [8]. Trong những năm gần đây, các nghiên cứu khoa học vẻ lợi ích sức khỏe tiềm năng của curcumin da thu được kết quả đáng chú ý.
Kết quá nghiên cửu cho thấy, cureumin có khả năng bảo vệ và chống ung thư, bệnh Alzheimer, bệnh Parkinson, tim mạch, tiểu đường [9], bệnh Crohn [I0]. Các đặc tính chống oxy hóa, chống viêm và thậm chí là bảo vệ thần kinh của cureumin cũng, đã được mô tả [II]. Ngoài ra, các đặc tỉnh chống Virus, chống nhiễm trùng, các đặc tính chữa lành vết thương và giải độc cla curcumin cũng nhận được sự quan tam dang ké [12]. 2 2 ` Aoi No ow ' 1 1% ' ' 1 he 1 ' ' ' tÍ ‡ 1D! J6 Kẻ) lỔ (ý ' ' ' ' tk—===d k + Hình 1.
Công thức cấu tao cia curcumin 1. Nhóm parahydroxyl: hoạt tỉnh chống oxy hóa 2. Nhóm ketone: kháng viêm, kháng ung thư, chống đột biến tế bào 3. Nhóm liên kết đôi: kháng viêm, kháng ung thư, chống đột biến tế bào 112.
Hoạt tính kháng oxy hóa Curcumin bao vệ huyết sắc tố - hemoglobin khỏi quá trình oxy hóa gây ra bởi nitrogen dioxide. Curcumin làm sạch nitrogen dioxide tùy thuộc vào nồng độ. Nghiên cứu cũng giải thích khả nắng của curcumin trong việc bảo vệ hemoglobin khỏi quá trình oxy hóa gây ra bởi nitrite, trong đó nitrogen dioxide là một chất trung gian quan trọng [13]. Sự oxy hóa mạnh là cơ chế quan trọng phá hủy tế bảo biểu mô thận làm cho tế bào bị ton thương.
Nghiên cứu đã quan sát được tác dụng bảo vệ của curcumin đối với tổn thương do H;O; gây ra [14]. Curcumin có khả năng ngăn cản sự tạo thành gốc tự do như superoxide, hydroxyl va ngăn cản sự peroxide hóa các lipid trong cơ thể nhờ vào nhóm -OH trẻn vong benzene [15]. Tinh dau và curcumin tách từ củ nghệ vàng đều thẻ hiện hoạt tính quét góc tự do DPPH cao. Tinh dầu nghệ thể hiện hoạt tính kháng oxy hóa mạnh hơn so voi curcumin 6 cả 2 thir nghiém khang oxy héa DPPH va MDA [16].
Hoạt tính kháng viêm, kháng virus, kháng vì khuẩn, kháng nắm Curcumin đã được chứng minh là có tác dụng chống viêm mạnh mẽ thông qua việc ức chế các tín hiệu phân tử tiền viêm và trung gian viêm [I7]. Cureumin cũng được nghiên cứu về khả năng làm sạch các gốc oxy phản ứng có liên quan đến viêm [18]. Những nghiên cứu ở người đã cho thấy một số bằng chứng về hoạt động chống viêm của curcumin. Các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm đã xác định được một số phân tử khác nhau liên quan đến tình trạng viêm bị ức chế bởi curcumin bao gồm phospholipase, lipooxygenase, cyclooxygenase-2, leukotrienes, thromboxane, prostaglandins, nitric oxide, collagenase, elastase, hyaluronidase, monocyte chemoattractant protein-1 (MCP- 1), interferon-inducible protein, tumor necrosis factor (TNF) va interleukin-12 (IL-12) [8]: Curcumin cé kha nang tre ché virus HIV-1 va HIV-2 [19].
Curcumin là một loại thuốc nhuộm phổ biến và tự nhiên phổ biến được sử dụng cho màu vải và màu thực phẩm, được sử dụng làm chất hoàn thiện kháng khuẩn do đặc tính diệt khuẩn của nó trên vải dệt nhuộm [20]. Một nghiên cứu khác cho thấy, curcumin cé hoạt tính kháng các chủng vi khuẩn và vi khuan nhu E. szulgai; hoat tinh khang nam Candida [5]. Ngoài ra, curcumin còn có khả năng kháng giun [22].
Hoạt tính kháng đông máu Cyclooxyenase là enzyme tạo thêm tiểu huyết cầu, sự kết tụ của các trẻu huyết cầu trong máu sẽ dẫn đến hiện tượng đông máu. Curcumin có tác dụng ngăn cản hoạt động của enzyme cyclooxyenase do đó nó có tác dụng khang dong mau [23]. Hoạt tính kháng ung thư Cureumin là một trong những hợp chất hóa học được nghiên cứu thành công trong những năm gần đây và hiện đang được thử nghiệm ở người trong việc ngăn ngừa bệnh ung thư [24]. Curcumin có khả năng ức chế sự tạo khối u, tác động đến hau hết các giai đoạn của quá trình hình thành và phát triển khối u [23].
Curcumin có khả năng làm đột biến gen bằng cách phá hủy các tế bào ung thư và bằng cách thúc day chức năng của tế bào khỏe mạnh. Curcumin cũng thúc đầy quá trình hình thành antiangiogenesis, nghĩa là nó giúp ngăn chặn sự phát triển của nguồn cung cấp máu cần thiết cho sự phát triển của tế bào ung thư. Cụ thể hơn, curcumin đã được tìm thấy để ức chế sự tăng sinh của các tế bào khối u, giảm viêm, ức chế sự chuyển đổi của các tế bào từ bình thường sang khối u và ức chế sự tổng hợp protein được xem là công cụ trong việc hình thành khối u [25]. Vai trò điều tiết của curcumin đã được nghiên cứu trong việc ức chế ung thư gan và thận ở chuột LEC.
Curcumin con cé thé duge str dung trong viéc điều trị cho các bệnh nhân bị nhiễm virus viêm gan C [26]. Các dẫn xuất isoxazole và pyrazole của curcumin Curcumin có nhiều hoạt tính đa dạng nhưng tính khả dụng sinh học thấp hạn chế ứng dụng của nó trong các thử nghiệm hóa trị liệu. Do đó, các dẫn xuất của cureumin được tìm kiếm với hi vọng cải thiện được tính khả dụng sinh học của curcumin. Đối với hoạt tính sinh học của curcumin, người ta vẫn chưa biết liệu hoạt tính này là ngẫu nhiên hay xuất phát từ nhóm diketone không bão hòa trong cấu trúc của nỏ.
Đẻ thăm dò vấn đề này, các dẫn xuất pyrazole và isoxazole giau electron đã được điều chế và đánh giá [27]. Cấu trúc cureumin và một số các dẫn xuất isoxazole, pyrazole được thể hiện trong Hình 1. Hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất tổng hợp được đánh giá bằng cách sử dụng xét nghiệm Sulforhodamine B chống lại năm dòng tế bào ung thư ở người: U-251 MG (glioblastoma), PC-3 (tuyến tiền liệt ở người), HCT-lŠ (đại trực tràng ở người), K562 (bệnh bạch cầu) và SKLU-I (ung thư phổi). Curcumin và các dẫn xuất được sàng lọc ở nồng độ 50 uM [28].
RÌ =OCH¡; RẦ= OH; R=H, X=O ( _ — 7, R! = OCH; R? = OH; R?= H, X= NH 8. R' = OCH,; R?= OH; R?=H, X=NPh R? R? 9. R! = OCH;; R? = OH; R= H, X =N - (2,4) - dinitrophenyl R! R! 3 1.RÌ =OCH3; R? = OH; RỀ = H N—X 2.R!=R?=OCH;; RÌ=H Rì ÑNG, L2 Za R 3. R' = OCH,; R? = OAc; R= H, X = NH = O OH \ PL AAAZ | | HN NH 5 Hình 1.
CAu trac curcumin va cdc din xuat isoxazole va pyrazole cia curcumin được tổng hợp. Dựa vào Hình 1.4 và các nghiên cứu cho thấy: Các hợp chất 2 và 10 có hoạt tính mạnh nhất & hai dong té bao HTC-15 va KS62 va mạnh hon curcumin [29]. Các hợp chất 1-11 được đánh giá băng cách sử dụng xét nghiệm peroxid hóa lipid (TBARS) trong homogenate não chuột [25]. Một sự thay đổi từ nhóm diketone cho vòng pyrazole hoặc oxazole đản đẻn việc tăng hoạt tính trong hầu hết các trường hợp [29].
Sự bổ sung nhóm methoxy (hợp chat 3) và sự hiện diện của nhom N,N-dimethylamine (hợp chất 4) đã làm giảm hoạt tính gây độc tế bào [9].