Khóa luận tốt nghiệp: Đánh giá tác dụng chống sa sút trí nhớ của cao chiết giàu alcaloid từ thạch tùng răng cƣa (Huperzia serrata (Thunb.) Trevis) trên mô hình thực nghiệm bằng trimethyltin

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:68

Thêm vào BST

Báo xấu

25
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài "Đánh giá tác dụng chống sa sút trí nhớ của cao chiết giàu alcaloid từ thạch tùng răng cưa (Huperzia serrata (Thunb.) Trevis) trên mô hình thực nghiệm bằng trimethyltin" nghiên cứu về các tác dụng phân tử liên quan đến giả thuyết oxy hoá stress của cao chiết giàu alcaloid từ thạch tùng răng cưa trên mô hình gây sa sút trí nhớ bằng trimethyltin.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khóa luận tốt nghiệp: Đánh giá tác dụng chống sa sút trí nhớ của cao chiết giàu alcaloid từ thạch tùng răng cƣa (Huperzia serrata (Thunb.) Trevis) trên mô hình thực nghiệm bằng trimethyltin

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC Y DƢỢC DƢƠNG VÂN THANH ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG CHỐNG SA SÚT TRÍ NHỚ CỦA CAO CHIẾT GIÀU AlCALOID TỪ THẠCH TÙNG RĂNG CƢA (HUPERZIA SERRATA (THUNB.) TREVIS) TRÊN MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM BẰNG TRIMETHYLTIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƢỢC HỌC KHÓA QH.2017.Y Hà Nội - 2022
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC Y DƢỢC Người thực hiện: DƢƠNG VÂN THANH ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG CHỐNG SA SÚT TRÍ NHỚ CỦA CAO CHIẾT GIÀU ALCALOID TỪ THẠCH TÙNG RĂNG CƢA (HUPERZIA SERRATA (THUNB.) TREVIS) TRÊN MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM BẰNG TRIMETHYLTIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC (NGÀNH DƢỢC HỌC) KHÓA QH.2017.Y Người hướng dẫn: 1. NCS.ThS. Đặng Kim Thu 2. PGS.TS. Vũ Mạnh Hùng Hà Nội - 2022
LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin phép được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến hai giảng viên hướng dẫn là NCS.ThS. Đặng Kim Thu và PGS.TS. Vũ Mạnh Hùng đã hết lòng chỉ bảo, luôn động viên và hướng dẫn tôi trên từng giai đoạn thực hiện đề tài. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS. Bùi Thanh Tùng và các giảng viên bộ môn Dược lý, Trường Đại học Y Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội đã tạo điều kiện tối đa, nhiệt tình chia sẻ những bài học kinh nghiệm trong quá trình thực hiện đề tài. Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới các thầy cô giảng viên, lãnh đạo Trường Đại học Y Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội đã luôn dành nhiều tâm huyết giảng dạy, cũng như chỉ bảo tôi trong suốt 5 năm học tập tại trường. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, người thân, bạn bè đã luôn bên cạnh ủng hộ, động viên tôi vượt qua những khó khăn trong quá trình học tập và thực hiện đề tài này. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 5 tháng 6 năm 2022 Sinh viên Dương Vân Thanh
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Tên viết tắt Tên viết đầy đủ Aβ Amyloid beta ACh Acetylcholin AChE Enzym Acetylcholinesterase ACTI Acetylthiocholin iodid APP Protein tiền thân amyloid (Amyloid Precursor Protein) CAT Catalase Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (Food and Drug FDA Administration) H.serrata Huperzia serrata HsAE Cao chiết giàu alcaloid từ thạch tùng răng cưa Hup A Huperzin A NMDA Thụ thể N-methyl-D-aspartat NSAID Thuốc chống viêm không steriod MDA Malondialdehyd SAM Chuột tăng tốc lão hóa SAMP Chuột tăng tốc lão hóa nhạy cảm SOD Superoxide dismutase SD Độ lệch chuẩn (Standard deviation) SSTN Sa sút trí nhớ TMT Trimetyltin TBARS Thiobarbituric Acid WHO Tổ chức Y tế Thế giới (World Health Organization)
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Trang Bảng 2.2.3. Thành phần hóa học của thạch tùng răng cưa 12
DANH MỤC CÁC HÌNH VÉ, ĐỒ THỊ Hình ảnh/ Đồ thị Trang Hình 2.2.3. Phân tử Huperzin A 12 Hình 2.4. Sơ đồ triển khai mô hình đánh giá tác dụng cao chiết 25 Hình 2.5.1. Mê lộ chũ Y 26 HÌnh 2.5.2. Mê lộ nước Morris 27 Hình 2.5.3. Hình ảnh mô não, mô não tách lấy phần Hippocampus 29 Hình 3.1.1. Đồ thị số lần di chuyển vào các cánh tay của chuột 32 các nhóm Hình 3.1.2. Đồ thị ảnh hưởng của cao chiết giàu alcaloid từ thạch 33 tùng răng cưa đến tỷ lệ chuyển tiếp giữa các cánh Hình 3.2.1. Đồ thị ảnh hưởng của cao chiết giàu alcaloid từ thạch tùng 34 răng cưa đến thời gian tìm thấy bến đỗ ở bài tập có bến đỗ. Hình 3.2.2. Đồ thị ảnh hưởng của cao chiết giàu alcaloid từ thạch tùng 36 răng cưa đến thời gian lưu tại góc phần tư có bến đỗ ở bài tập không có bến đỗ. Hình 3.3. Đồ thị ảnh hưởng của cao chiết giàu alcaloid từ thạch tùng 37 răng cưa đến hoạt độ AChE trên thể đồng nhất vùng hồi hải mã Hình 3.4.1. Đồ thị ảnh hưởng của cao chiết giàu alcaloid từ thạch tùng 39 răng cưa đến hàm lượng MDA trên thể đồng nhất vùng hồi hải mã Hình 3.4.2. Đồ thị ảnh hưởng của cao chiết giàu alcaloid từ thạch tùng 40 răng cưa đến hoạt độ SOD trên thể đồng nhất vùng hồi hải mã Hình 3.4.3. Đồ thị ảnh hưởng của cao chiết giàu alcaloid từ thạch tùng 41 răng cưa đến hoạt độ CAT trên thể đồng nhất vùng hồi hải mã
MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................................. 1 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN .......................................................................................... 3 1.1. Tổng quan về sa sút trí nhớ ............................................................................. 3 1.1.1. Định nghĩa .................................................................................................... 3 1.1.2. Các giai đoạn của sa sút trí nhớ ................................................................... 3 1.1.3. Các thể sa sút trí nhớ và cơ chế bệnh sinh ................................................... 4 1.1.2. Các nhóm thuốc điều trị sa sút trí nhớ ......................................................... 8 1.2. Tổng quan về cây Thạch tùng răng cƣa ....................................................... 11 1.2.1. Đặc điểm thực vật ...................................................................................... 11 1.2.2. Phân bố ...................................................................................................... 11 1.2.3. Thành phần hóa học ................................................................................... 11 1.2.4. Tác dụng dược lý ....................................................................................... 13 1.2.5. Một số nghiên cứu về tác dụng dược lý của thạch tùng răng cưa ............. 13 1.3. Một số mô hình nghiên cứu tác dụng tăng cƣờng trí nhớ .......................... 15 1.3.1. Mô hình gây sa sút trí tuệ trên động vật thực nghiệm ............................... 15 1.3.2. Một số thử nghiệm hành vi đánh giá tác dụng tăng cường trí nhớ in vivo 16 1.4. Phƣơng pháp đánh giá sự thay đổi của các marker sinh học in vivo ........ 17 1.4.1. Một số phương pháp đánh giá tác dụng ức chế AChE .............................. 17 1.4.2. Phương pháp đánh giá khả năng chống oxy hóa in vivo ........................... 18 CHƢƠNG 2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................................... 20 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu ..................................................................................... 20 2.1.1. Dược liệu nghiên cứu ................................................................................. 20 2.1.2. Chuẩn bị mẫu nghiên cứu .......................................................................... 20 2.2. Phƣơng tiện nghiên cứu ................................................................................. 20 2.2.1. Động vật thí nghiệm .................................................................................. 20 2.2.2. Hóa chất, dung môi .................................................................................... 21 2.2.3. Thiết bị, dụng cụ ........................................................................................ 21 2.3. Nội dung nghiên cứu....................................................................................... 22
2.4. Điều kiện tiến hành nghiên cứu ..................................................................... 23 2.5. Phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................................... 23 2.5.1. Thiết kế thí nghiệm .................................................................................... 23 2.5.2. Đánh giá tác dụng cải thiện trí nhớ thông qua thử nghiệm hành vi ........... 25 2.5.3. Phương pháp nghiên cứu cơ chế tác dụng thông qua đánh giá các marker sinh học 28 2.6. Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................ 31 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ .............................................................................................. 32 3.1. Kết quả đánh giá tác dụng cải thiện trí nhớ in vivo thông qua mê lộ chữ Y .... 32 3.2. Kết quả đánh giá tác dụng cải thiện trí nhớ in vivo thông qua mê lộ nước Morris.......................................................................................................................... 34 3.3. Kết quả đánh giá cơ chế cải thiện sa sút trí nhớ của cao chiết giàu alcaloid từ thạch tùng răng cưa ..................................................................................................... 37 3.3.1. Ảnh hưởng của cao chiết giàu alcaloid từ thạch tùng răng cưa đến hoạt độ AChE trong não vùng hồi hải mã ............................................................................ 37 3.3.2. Ảnh hưởng của cao chiết giàu alcaloid từ thạch tùng răng cưa đến khả năng chống oxy hóa in vivo .................................................................................... 38 CHƢƠNG 4. BÀN LUẬN ............................................................................................ 43 4.1. Về kết quả của thử nghiệm hành vi .................................................................. 44 4.1.1. Về kết quả thử nghiệm mê lộ chữ Y ............................................................. 44 4.1.2. Về thử nghiệm mê lộ nước Morris ............................................................ 45 4.2. Về cơ chế tác dụng cải thiện sa sút trí nhớ của cao chiết giàu alcalloid từ thạch tùng răng cưa .............................................................................................................. 46 CHƢƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT .................................................................. 50 5.1. Kết luận ................................................................................................................ 50 5.2. Đề xuất ................................................................................................................. 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ Sa sút trí nhớ (SSTN) được biết đến là một bệnh thoái hoá thần kinh tiến triển liên quan đến tuổi tác, làm suy giảm khả năng nhớ và nhận thức [1]. Sa sút trí nhớ thường do nhiều nguyên nhân khác nhau như: Alzheimer; các bệnh về mạch máu; do các tác nhân như rượu, tác nhân kích thích/ức chế thần kinh, các tác nhân tác động tâm thần; do tổn thương và rối loạn chức năng não và bệnh cơ thể. Trong các nguyên nhân đó, nhiều nguyên nhân cần quan tâm trị liệu do có thể sử dụng thuốc và các sản phẩm hỗ trợ để làm chậm sự biểu hiện bệnh (Alzheimer; các bệnh về mach máu; do các tác nhân như rượu, tác nhân kích thích/ức chế thần kinh, các tác nhân tác động tâm thần). Sa sút trí nhớ do Alzheimer thường gặp ở người cao tuổi và theo báo cáo Thế giới năm 2021 (World Alzheimer Report 2021) trên thế giới có hơn 65 triệu người mắc bệnh mất trí nhớ và Alzheimer, ước tính tăng lên 152 triệu vào năm 2050 [2]. Tại Việt Nam, theo các nghiên cứu về dịch tễ, hiện nay tỷ lệ bệnh sa sút trí tuệ trong cộng đồng trên 60 tuổi chiếm khoảng 4,2-7,9%, tỷ lệ này tăng lên rõ rệt theo nhóm tuổi, cứ 5 năm lại tăng gấp đôi. SSTN có tác động tiêu cực tới kinh tế và xã hội khi chi phí y tế để chăm sóc người bị bệnh chiếm tỷ lệ cao. Tính riêng năm 2019, tổng chi phí xã hội cho SSTN toàn cầu là 130 triệu đô la mỹ, và chi phí này dự kiến tăng tới khoảng 280 triệu đô la mỹ vào năm 2030 khi cả số người mắc bệnh và các chi phí chăm sóc bệnh nhân đều tăng. Điều này trở thành áp lực rất lớn cho hệ thống chăm sóc sức khoẻ và xã hội nói chung và gia đình bệnh nhân nói riêng, đòi hỏi các nhà khoa học cần có các nghiên cứu chuyên sâu, toàn diện để tìm ra các giải pháp kiểm soát có hiệu quả. Điều trị SSTN hiện nay đang gặp phải nhiều khó khăn như: chi phí điều trị cho bệnh nhân lớn, thời gian điều trị kéo dài, đối tượng điều trị chủ yếu là người già những người thường có nhiều bệnh lý mắc kèm. Trong khi đó, FDA mới chỉ phê duyệt 05 thuốc sử dụng để điều trị triệu chứng rối loạn nhận thức, trong đó có 04 thuốc đã được sử dụng trong lâm sàng từ trước là donepezil, rivastigmin, galantamin, memantin, và 01 thuốc được phê duyệt từ tháng 6 năm 2021 là aducanumab, còn đặt ra tranh cãi đối với các nhà khoa học trên thế giới. Các thuốc này chủ yếu làm giảm triệu chứng của bệnh mà lại có nhiều tác dụng không mong muốn. Do đó, việc nghiên cứu tìm ra các sản phẩm có tiềm năng giảm nhẹ, điều trị sa sút trí nhớ, đặc biệt từ nguồn dược liệu tự nhiên góp phần giảm nhẹ gánh nặng y tế, kinh tế đối với người mắc và xã hội là vấn đề cấp thiết. Cây thạch tùng răng cưa (Huperzia serrata (Thunb.) Trevis) đã được sử dụng theo y học cổ truyền ở Trung Quốc và Ấn Độ để điều trị suy giảm trí nhớ, rối loạn thần kinh, nhiễm trùng, nôn ra máu,….[3, 4]. Huperzin A, một alcaloid thuộc nhóm sesquiterpen là thành phần chính có hoạt tính sinh học trong thạch tùng răng cưa. Hiện nay, Huperzin A đã được nghiên cứu phát triển thành sản phẩm sử dụng phổ biến tại Trung Quốc để điều trị sa sút trí nhớ với liều 150-200 μg, 2 lần/ngày [5]. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, alcaloid là thành phần chính có hoạt tính sinh học 1
trong dược liệu thạch tùng răng cưa [6], tuy nhiên tới nay chưa có nghiên cứu nào đánh giá đầy đủ về tác dụng cải thiện trí nhớ của cao chiết alcaloid toàn phần từ dược liệu này. Từ những thực trạng nêu trên, chúng tôi đặt ra câu hỏi rằng liệu alcaloid toàn phần chứa huperzin A chiết xuất từ thạch tùng răng cưa có thể là giải pháp thay thế tiềm năng bằng cách chứng minh hiệu quả cải thiện trí nhớ tốt hơn so với chỉ sử dụng huperzin A đơn thuần hay không? Để giải quyết câu hỏi nghiên cứu nêu trên, chúng tôi tiến hành đề tài “Đánh giá tác dụng chống sa sút trí nhớ của cao chiết giàu alcaloid từ thạch tùng răng cƣa (Huperzia serrata (Thunb.) Trevis) trên mô hình thực nghiệm bằng trimethyltin” với mục tiêu: Đánh giá được tác dụng cải thiện sa sút trí nhớ của cao chiết giàu alcaloid từ thạch tùng răng cưa trên mô hình thực nghiệm bằng trimethyltin. 2
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về sa sút trí nhớ 1.1.1. Định nghĩa Theo định nghĩa của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO): “Sa sút trí tuệ là một hội chứng - thường có tính chất mãn tính hoặc tiến triển - dẫn đến suy giảm chức năng nhận thức (tức là khả năng xử lý suy nghĩ) ngoài những hậu quả thông thường của quá trình lão hóa sinh học. Nó ảnh hưởng đến trí nhớ, tư duy, định hướng, hiểu biết, tính toán, năng lực học tập, ngôn ngữ và khả năng phán đoán. Ý thức không bị ảnh hưởng. Sự suy giảm chức năng nhận thức thường đi kèm, và đôi khi xảy ra trước, bởi những thay đổi về tâm trạng, kiểm soát cảm xúc, hành vi hoặc động lực [7].” Sa sút trí tuệ là kết quả của nhiều loại bệnh và chấn thương ảnh hưởng chủ yếu hoặc thứ hai đến não, chẳng hạn như bệnh Alzheimer hoặc đột quỵ. 1.1.2. Các giai đoạn của sa sút trí nhớ Chứng sa sút trí nhớ ảnh hưởng đến mỗi người theo một cách khác nhau, tùy thuộc vào nguyên nhân cơ bản, tình trạng sức khỏe và chức năng nhận thức của người đó trước khi bị bệnh. Các dấu hiệu và triệu chứng liên quan đến chứng sa sút trí tuệ có thể được hiểu theo ba giai đoạn. Giai đoạn đầu: giai đoạn đầu của bệnh sa sút trí tuệ thường bị bỏ qua vì khởi phát từ từ. Các triệu chứng phổ biến có thể bao gồm: - Hay quên - Mất dấu thời gian - Trở nên lạc lõng giữa những nơi quen thuộc. Giai đoạn giữa: khi sa sút trí tuệ tiến triển đến giai đoạn giữa, các dấu hiệu và triệu chứng trở nên rõ ràng hơn và có thể bao gồm: - Trở nên quên các sự kiện gần đây và tên của mọi người - Trở nên bối rối khi ở nhà - Ngày càng gặp khó khăn trong giao tiếp - Cần giúp đỡ chăm sóc cá nhân 3
- Trải qua những thay đổi về hành vi, bao gồm cả việc đi lang thang và đặt câu hỏi lặp đi lặp lại Giai đoạn muộn: giai đoạn muộn của sa sút trí tuệ là một trong những giai đoạn gần như phụ thuộc và không hoạt động. Rối loạn trí nhớ nghiêm trọng, các dấu hiệu và triệu chứng thể chất trở nên rõ ràng hơn và có thể bao gồm: - Trở nên không biết về thời gian và địa điểm - Khó nhận ra người thân và bạn bè - Cần hỗ trợ chăm sóc cá nhân - Gặp khó khăn khi đi bộ - Trải qua những thay đổi về hành vi có tính chất leo thang và bao gồm cả hành vi gây hấn. 1.1.3. Các thể sa sút trí nhớ và cơ chế bệnh sinh Có nhiều dạng sa sút trí tuệ khác nhau. Bệnh Alzheimer là dạng phổ biến nhất và có thể chiếm 60-70% các trường hợp [40]. 1.1.3.1. Sa sút trí nhớ trong bệnh Alzheimer Alzheimer là một chứng rối loạn não, từ từ phá hủy trí nhớ và các kỹ năng tư duy, và cuối cùng là khả năng thực hiện những công việc đơn giản nhất. Những thay đổi trong não có thể bắt đầu từ một thập kỷ trở lên trước khi các triệu chứng xuất hiện. Trong giai đoạn đầu của bệnh Alzheimer, những thay đổi độc hại đang diễn ra trong não, bao gồm sự tích tụ bất thường của protein tạo thành mảng amyloid và đám rối tau. Các tế bào thần kinh khỏe mạnh trước đây ngừng hoạt động, mất kết nối với các tế bào thần kinh khác và chết. Nhiều thay đổi phức tạp khác của não được cho là cũng đóng một vai trò nào đó trong bệnh Alzheimer. Tổn thương ban đầu dường như diễn ra ở vùng hồi hải mã và vỏ não, là những phần của não thiết yếu trong việc hình thành ký ức. Khi nhiều tế bào thần kinh chết đi, các phần bổ sung của não bị ảnh hưởng và bắt đầu thu nhỏ lại. Vào giai đoạn cuối của bệnh Alzheimer, tổn thương lan rộng và mô não bị thu hẹp đáng kể. Tuy nhiên, nguyên nhân gây bệnh và cơ chế bệnh sinh chưa được làm sáng tỏ do sự phức tạp của các yếu tố gây bệnh. Đã có nhiều giả thuyết được đưa ra để giải thích 4
về nguyên nhân gây bệnh và cơ chế bệnh sinh, ví dụ như giả thuyết về amyloid β (Aβ), protein Tau, cholinergic…  Giả thuyết về cholinergic Trong não, vùng hồi hải mã và vỏ não là những phần chịu trách nhiệm về trí nhớ và học tập. Ở đây tập trung nhiều các tế bào thần kinh hệ cholinergic với chất dẫn truyền thần kinh quan trọng là acetylcholin. Chất dẫn truyền có chức năng hoạt hóa các thụ thể nicotinic và muscarinic. Năm 1976, hai nhà khoa học Davies, Maloney và các cộng sự đã công bố giả thuyết Cholinergic trong bệnh Alzheimer. Theo đó, họ cho rằng sự giảm số lượng acetylcholin và suy yếu thụ thể nicotinic và muscarinic dẫn đến suy giảm dẫn truyền thần kinh. Giả thuyết này là cơ sở cho việc phát triển các thuốc tăng cường hoạt động của acetylcholin [8].  Giả thuyết amyloid β và protein Tau Giả thuyết này được đưa ra bơi Hardy và Allsop vào năm 1991, giải thích chính cho cơ chế bệnh sinh của Alzheimer [9]. Aβ là một peptit bao gồm khoảng 40 axit amin, được hình thành bởi sự phân cắt tuần tự của protein tiền chất amyloid β (APP) bởi β-secretase (BACE 1) và γ-secretase ( một phức hợp chứa presenilin 1) APP là một protein xuyên màng có liên quan đến sự phát triển tế bào thần kinh và vận chuyển theo trục [10]. Ở những người bình thường, Aβ được loại bỏ khỏi APP bởi β- và γ-secretase và được giải phóng ra bên ngoài tế bào, nơi nó nhanh chóng bị phân hủy hoặc bị loại bỏ. Tuy nhiên, ở những đối tượng lớn tuổi hoặc trong tình trạng bệnh lý, khả năng trao đổi chất để phân hủy Aβ bị giảm và có thể tích lũy các peptit Aβ. Aβ 40 và Aβ 42 (kỵ nước hơn Aβ 40), chứa 40 và 42 gốc axit amin tương ứng, là thành phần chính của Aβ tích lũy. Sự gia tăng mức độ Aβ 42 hoặc sự gia tăng tỷ lệ Aβ 42 gây ra sự hình thành sợi amyloid Aβ, và các sợi amyloid Aβ tích lũy phát triển thành mảng bám tuổi già, gây nhiễm độc thần kinh và cảm ứng bệnh lý tau, dẫn đến chết tế bào thần kinh và thoái hóa thần kinh. Mặt khác, tau là một protein liên kết với vi ống, thúc đẩy quá trình trùng hợp và ổn định vi ống. Protein tau có 6 đồng phân, phụ thuộc vào sự tồn tại của ba hoặc bốn vị trí liên kết với tubulin, được quy định bởi trạng thái phosphoryl hóa, có khoảng 79 vị trí có khả năng phosphoryl hóa trên đồng phân tau dài nhất. Ở protein tau bình thường 5
có khoảng 30 vị trí phosphoryl hóa. Thông qua các đồng phân của protein tau, sự phosphoryl hóa của nó tương tác với tubulin để ổn định sự lắp ráp vi ống. Trong não bình thường tau có sự cân bằng giữa phosphoryl hoá (bởi các enzym kinase) với sự O- GlcNAcyl hóa. Trong Alzheimer nhiều yếu tố: môi trường, chuyển hóa chất, di truyền gây ra thiếu glucose hoặc giảm chuyển hóa glucose dẫn đến giảm O-GlcNAcyl, quá trình phosphoryl hóa tau sẽ tăng. Các protein tau bị phosphoryl hóa quá mức sẽ không còn gắn kết bền vững với các tubulin. Chúng sẽ tách rời khỏi các vi ống trùng hợp thành oligomer (khoảng 2 hoặc 3 monomer) tạo thành kẹp đôi soắn ốc (PHFs), PHFs kết hợp với các sợi thẳng tạo thành đám rối sợi thần kinh NFTs. Cơ cấu này phá hoại các chức năng của tế bào chất và cản trở vận chuyển của sợi trục. Những thay đổi này cuối cùng dẫn đến sự sụp đổ của bộ khung tế bào, mất khả năng sống của tế bào dẫn đến sự chết của tế bào [11].  Giả thuyết glutamat Glutamate là chất dẫn truyền thần kinh chính trong nhận thức của não bộ, tạo ra các phản ứng kích thích. Phản ứng này được tạo ra nhờ sự tương tác của glutamate với các thụ thể N-methyl-D-aspartic (NMDA), α-amino-3-hydroxy-5-methylisoxazole-4- propionat (AMPA) và acid kainic (KA). Thụ thể NMDA là các kênh ion chứa Ca2+, việc kích hoạt liên tục các thụ thể này gây tăng lượng Ca2+ nội bào và các hoạt động của enzym dị hóa gây ra sự chết của tế bào thần kinh [12].  Giả thuyết stress oxy hóa Stress oxy hóa là là trạng thái mất cân bằng oxy hóa khử do sản sinh ra các gốc oxy hóa hoạt động có nguồn gốc từ oxy (ROS – reactive oxygen species) vượt quá khả năng của các cơ chế bảo vệ chống oxy hóa. ROS bao gồm các gốc tự do và dẫn xuất có khả năng dẫn đến những thay đổi oxy hóa trong tế bào. ROS in vivo được tạo ra bởi chuỗi vẫn chuyển điện tử ty thể (NADH dehydrogenase, ubiquinon-cytochrom reductase), chuyển hóa acid béo peroxysomal, phản ứng cytochrom P-450, tế bào thực bào và nhiều enzym… Khi sự hình thành của ROS vượt quá khả năng của hệ thống phòng thủ chống oxy hóa, stress oxy hóa xảy ra dẫn đến sự phá hủy các đại phân tử lipid, protein và acid nucleic [13]. Não là một cơ quan giàu acid béo, tiêu thụ nhiều năng lượng và oxy sinh lý nhưng co chế bảo vệ chống stress oxy hóa kém và dễ bị tổn thương do stress oxy hóa. 6
Stress oxy hóa tại đây sẽ biểu hiện thành quá trình peroxy hóa lipid, protein, carbonhydrat và DNA, các sản phẩm của quá trình stress oxy hóa này đã được tìm thấy trong các mảng lão hóa và đám rối thần kinh trong bệnh Alzheimer. Thành phần chính của các mảng lão hóa này là amyloid beta (Aβ) – một peptid đóng vai trò quan trọng trong căn nguyên và tiến triển của Alzheimer. Trong giai đoạn phát triển ban đầu của bệnh, sự lắng đọng Aβ và sự hình thành đám rối thần kinh là hậu quả của stress oxy hóa và có thể đóng vai trò như lớp lá chắn bảo vệ thần kinh chống lại stress oxy hóa. Nhưng khi bệnh tiến triển, những chất này lại trở thành chất xúc tác cho quá trình “tự hủy hoại” tự duy trì và diễn biến của bệnh [14].  Giả thuyết viêm Viêm thần kinh là đặc điểm trung tâm của bệnh Alzheimer. Viêm thần kinh trong Alzheimer là tổ hợp của phản ứng miễn dịch bẩm sinh (phản ứng viêm) với cường độ đủ lớn để tự tấn công các tế bào thần kinh. Trong não Alzheimer có các hợp chất thúc đẩy và duy trì phản ứng viêm như Aβ, protein phản ứng C, các cytokin gây viêm interleukin-1, interleukin-6, chất ức chế protease α-2-macroglobulin và α-1- antichymotrypsin, prostaglandin tạo ra cyclooxygenase COX-1, COX-2… Nghiên cứu trên chuột mắc Alzheimer cho thấy việc sử dụng các thuốc chống viêm NSAID trong thời gian dài có liên quan đến việc giảm sự phát triển của Alzheimer và giảm sự lắng đọng Aβ [15]. 1.1.3.2. Sa sút trí tuệ trong bệnh lý mạch máu Sa sút trí nhớ trong bệnh lý mạch máu là thể bệnh sa sút trí tuệ lớn thứ 2 chỉ sau Alzheimer, chiếm khoảng 10-20% các ca bệnh. Các thay đổi về mạch máu gây suy giảm nhận thức rất đa dạng, bao gồm các tình trạng bệnh lý ảnh hướng đến tưới máu não hoặc các thay đổi liên quan đến mạch máu não như các tiểu động mạch hoặc tiểu tĩnh mạch. Những nguyên nhân này gây tổn thương tế bào não và thường ít hồi phục. Biểu hiện bệnh có thể đột ngột, nhanh (trong tai biến mạch máu não mới) hoặc theo từng nấc (mất trí nhớ đa nhồi máu) [16]. 1.1.3.3. Các thể sa sút trí nhớ khác Các dạng chính khác bao gồm sa sút trí tuệ thể Lewy (tập hợp protein bất thường phát triển bên trong các tế bào thần kinh) và một nhóm bệnh góp phần gây ra chứng sa sút trí tuệ phía trước (thoái hóa thùy trán của não). Chứng sa sút trí tuệ cũng 7
có thể phát triển sau một cơn đột quỵ hoặc trong bối cảnh nhiễm một số bệnh nhiễm trùng như HIV, sử dụng rượu có hại, chấn thương thực thể lặp đi lặp lại trên não (được gọi là bệnh não do chấn thương mãn tính) hoặc thiếu hụt dinh dưỡng. Ranh giới giữa các dạng sa sút trí tuệ khác nhau là không rõ ràng và các dạng hỗn hợp thường cùng tồn tại [17]. 1.1.2. Các nhóm thuốc điều trị sa sút trí nhớ Đa số các thuốc đang được sử dụng để điều trị bệnh Alzheimer đều tập trung vào giảm các triệu chứng của bệnh mà không thể làm chậm hoặc dừng diễn biến của bệnh. Các thuốc đã được phê duyệt bởi FDA: tacrin (đã bị dừng sử dụng tại Mỹ), donepezil, memantin, rivastigmin, galantamin, memantin kết hợp với donepezil [18]. Mới đây, FDA đã phê duyệt nhanh thuốc aducanumab với các kết quả lâm sàng cho thấy nó đã làm giảm rõ rệt sự tích tụ của amyloid β trong mô não của bệnh nhân Alzheimer [19]. 1.1.2.1. Nhóm thuốc ức chế enzym Acetylcholinestereae (AChE) Cho tới nay, các chất ức chế cholinesterase là loại thuốc duy nhất cho thấy cải thiện đáng kể khả năng nhận thức ở bệnh nhân mắc bệnh Alzheimer, các chất này làm giảm triệu chứng bằng cách cải thiện chức năng cholinergic trong các synap thần kinh. Các thuốc trong nhóm này đều ức chế cholinesterase (gồm Acetylcholinesterase – AchE và Butyrylcholinesterase – BChE), những enzym đóng vai trò quan trọng trong quá trình thoái hóa chất dẫn truyền thần kinh Acetylcholin trong các synap do đó làm tăng các chất dẫn truyền thần kinh và giảm triệu chứng của bệnh Alzheimer. Các thuốc trong nhóm này gồm: tarcin, galantamin, rivastigmin, và donepezil [20]. Tacrin là thuốc đầu tiên trong số các chất ức chế AChE được phê duyệt để điều trị AD vào năm 1993. Đây được coi là chất ức chế không cạnh tranh và không chọn lọc AChE, có hiệu quả phụ thuộc vào liều, thời gian bán thải ngắn, tuy nhiên vì các tác dụng phụ và độc tính với gan nên đã bị dừng sử dụng [21] Donepezil: là thuốc thuộc nhóm N-benzylpiperidin, được phê duyệt năm 1996 để sử dụng trong điều trị bệnh Alzheimer. Nó là chất ức chế không cạnh tranh và có tính chọn lọc cao trên enzym AChE, thuốc cải thiện đáng kể triệu chứng của bệnh 8
Alzheimer và ít tác dụng không mong muốn. Thuốc chuyển hóa qua CYP P450 vì vậy thận trọng khi sử dụng kèm các thuốc khác [22, 23]. Rivastigmin: là chất trung gian, tác dụng chậm ức chế có hồi phục enzym cholinesterase, tác dụng trên cả 2 enzym AChE và BuChE của não, làm giảm sự tiến triển của bệnh Alzheimer [24]. Galantamin: là một alcaloid bậc ba chiết xuất từ nhiều loài của họ Loa kèn đỏ, được tình cờ phát hiện vào năm 1950. Đây là một chất ức chế chọn lọc, cạnh tranh và có thể đảo ngược AchE, ngoài ra còn có tác dụng trên các thụ thể nicotinic và độc tính thấp với gan. Galantamin chuyển hóa qua CYP P450 nên trận trọng khi dùng đồng thời với các thuốc khác. Thuốc này đã được sử dụng từ lâu cho các chứng rối loạn thần kinh, tuy nhiên tới năm 2001 mới được cấp phép để điều trị Alzheimer.. Tác dụng thường gặp trên đường tiêu hóa (buồn nôn, nôn, tiêu chảy, đau bụng), thần kinh (đau đầu, chóng mặt) [25]. 1.1.2.2. Nhóm thuốc ức chế thụ thể NMDA Một chất dẫn truyền thần kinh khác cần thiết cho chức năng nhận thức là glutamat. Trong quá trình hình thành trí nhớ, kích thích tế bào thần kinh tiền synap giải phóng glutamat, glutamat được phóng thích qua khe synap và tác động vào thụ thể thụ thể α-amino-3-hydroxi-5-metyl-4-isoxazol-propansyra (AMPA) cho phép ion Na+ vào tế bào thần kinh hậu synap. Nồng độ Na+ nội bào tăng lên gây khử cực màng tế bào, phóng thích Mg2+ từ thụ thể NMDA và cho phép Na+ và Ca2+ vào trong tế bào thần kinh hậu synap thông qua thụ thể này. Truyền tín hiệu glutamat thông qua thụ thể NMDA đã được chứng minh là làm tăng sự đàn hồi của khớp thần kinh và sự sống của tế bào thần kinh. Tuy nhiên, khi glutamat kích hoạt quá mức thụ thể NMDA làm tăng lượng Ca2+ ngoại bào gây chết tế bào thần kinh và thoái hoá thần kinh trong não AD. Do đó, thuốc đối kháng thụ thể NMDA là thuốc chống AD mạnh. Memantin (1-amino-3,5-dimethyladamantane): là chất duy nhất trong nhóm này được sử dụng để điều trị Alzheimer, được phê duyệt vào tháng 5 năm 2002 bởi Liên minh Châu Âu và thán 10 năm 2003 được cấp phép bởi FDA (Cục quản lý thực phẩm và dược phẩm). Memantin là thuốc đối kháng không cạnh tranh với receptor NMDA được sử dụng trong điều trị Alzheimer ở giai đoạn vừa đến nặng, có thời gian bán thải 9
lên tới 60 giờ, có tác dụng làm giảm dẫn truyền thần kinh glutamatergic quá mức, giảm quá trình phosphoryl hóa protein Tau và bảo vệ chống lại độc tính gây ra bởi Aβ[26]. 1.1.2.3. Nhóm thuốc làm giảm sự tích tụ của Aβ Aducanumab (aducanumab-avwa; Aduhelm™) là một kháng thể đơn dòng immunoglobulin gamma 1 (IgG1) của con người nhằm chống lại các dạng tổng hợp hòa tan và không hòa tan của amyloid β. Nó đã được đồng phát triển bởi Biogen và Eisai theo giấy phép của Neurimmune để điều trị bệnh Alzheimer. Vào tháng 6 năm 2021, aducanumab nhận được sự chấp thuận của FDA ở Hoa Kỳ để điều trị AD [19]. 1.1.2.4. Nhóm thuốc ức chế secretase Các chất ức chế secretase ức chế các enzym thủy phân tiền protein amyloid (APP) do đó ngăn cản sự hình thành các beta-amyloid. Các enzym tham gia vào quá trình thủy phần APP bao gồm β-secretase (BACE1) và γ- secretase. Các thuốc trong nhóm này gồm: LY2811376; 2,2’,4’ – trihydroxichalcon; ginsenosid Rg1; OM99-2; hydroxyethylamin isosteres; isophthalamid; des(dimethylamino); LY45013A [27]. 1.1.2.5. Các thuốc chống oxy hóa và các nhóm khác Vitamin E: Giảm tổn thương do tế bào bị oxy hoá bởi các gốc tự do. Selegilin: Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng hoạt động của MAO-B được tăng lên ở vỏ não bệnh nhân Alzheimer do đó làm tăng nồng độ các gốc hydroxyl trong não có liên quan đến sự lắng đọng của các mảng Aβ. Selegilin là chất ức chế MAO-B do đó làm giảm sự lắng đọng của các đám rối Aβ. Kết quả từ một số nghiên cứu lâm sàng cho thấy thuốc có khả năng cải thiện trí nhớ, sự tập trung, quan hệ xã hội và giảm lo âu, trầm cảm, căng thẳng [28]. Chất Egb 761: Được chiết xuất từ cây bạch quả (Ginko biloba) tỏ ra an toàn nhưng các bằng chứng về hiệu quả điều trị bệnh chưa được thuyết phục. Thêm vào đó tác dụng không mong muốn và độc tính lâu dài của thuốc hiện chưa rõ cũng như thành phần của dược liệu còn chưa được chuẩn hóa. Các thuốc kháng viêm NSAID: Một số thuốc NSAID như ibuprofen, flurbiprofen, indomethacin và sulindac cũng có tác dụng giảm tích tụ Aβ trên mô tế bào thần kinh ngoại biên, thần kinh đệm và tế bào thần kinh 10
1.2. Tổng quan về cây Thạch tùng răng cƣa 1.2.1. Đặc điểm thực vật Thạch tùng răng cưa có tên khoa học là Huperzia serrata (Thunb.) Trevis, hay Lycopodium serratum, thuộc họ thông đất (Lycopodiacease). Tên khác là Thạch tùng răng hoặc Chân sói. Thạch tùng răng cưa là cây thân thảo, thường mọc thành đám nhỏ trên đất hay gốc cây có nhiều rêu trong rừng rậm, ở độ cao 400-1000m Thân cây mọc thẳng, cao khoảng 15-40cm, đơn hoặc lưỡng thân, đường kính khoảng 2mm, hình trụ. Lá hình trứng – mũi mác, dài 5-15mm, rỗng 1.2-3.5mm. Lề của lá có hình răng cưa kép thô và không đều. Túi bào tử hình thận nằm ở các nách lá [29]. 1.2.2. Phân bố Thạch tùng răng cưa chủ yếu được tìm thấy trong các khu rừng cận nhiệt đới đến ôn đới ở độ cao từ 900-3500m ở khu vực Đông Bắc Ấn Độ như Tây Bengal, Sikkim, Arunachal Pradesh, Assam, Meghalaya và Manipur. Ngoài ra cây còn được tìm thấy ở các quốc gia như Trung Quốc, Nepal, Sri Lanka, Nhật Bản, Hàn Quốc, Việt Nam, Indonesia, Mexico,… [30]. Ở Việt Nam, cây phân bố rải rác ở các tỉnh trung du và núi cao Tây Bắc (Sa Pa, Lạng Sơn…), miền Trung và Tây Nguyên (Đà Lạt). 1.2.3. Thành phần hóa học Thành phần hóa học chính của Huperzia serrata là bốn nhóm Lycopodium alcaloid bao gồm lycodin, lycopodin, fawcettimin và dạng hỗn hợp. Ngoài ra, nó còn chứa saponin, glycosid, flavonoid, tanin, acid amin, polusaccharid, carotenoid [31]. Trong đó, Huperzin A (Hup A) là thành phần hóa học nổi bật, hiện đang được phân lập và nghiên cứu nhiều nhất. 11
Hình 2.2.3. Công thức phân tử huperzin A Bảng 2.2.3. Thành phần hóa học của thạch tùng răng cƣa. Phân nhóm Hợp chất Huperzin A, NN-Dimethylhuperzin A, 6α-Hydroxyhuperzin A, 6β- Hydroxyhuperzin A, Phlegmariurin M, Huperzin U, Huperzin C, Lycodin Huperzin D, Huperzinin , Isofordin, Huperzin B, N- Methylhuperzin B, De-N-methyl-βobscurin Clavolonin, serratidin, 4α-hydroxyserratidin, 4α,6α- dihydroxyserratidin, 6α-hydroxyserratidin, lycoposerramin K, Huperzin E,2-chlorohuperzin E, noxid huperzin E, Huperzin F, N- oxid huperzin F, Huperzin G, 12-hydroxyhuperzin, Huperzin O, 12- deoxyhuperzin O, Lycodolin, 12-epilycodolin N-oxid, 4α,6α- Lycopodin dihydroxylycopodin, 6α-hydroxylycopodin, 7- hydroxylycopodin, lycoposseramin G, lycoposseramin L, lycoposseramin M, lycoposseramin N, Serratezomin C, Lucidiolin, lycoposerramin F lycoposerramin H lycoposerramin I, lycoposerramin J, lycoposerramin O Lycoflexin, lycothunin, 11α-hydroxyfawcettidin, 2α,11α- dihydroxyfawcettidin, 8α,11α-dihydroxyfawcettidin, macleanin, Fawcettimin 11α-hydroxyphlegmariurin B, 7- hyroperoxyphlegmariurin B, Neohuperzinin, Serratanidin, Serratezomin B, Serratinin, Serratin, 8- deoxyserratinin, 8-deoxy-13-dehydroserratinin, Huperserratinin Huperzin J, Huperzin K, Huperzin L, Huperzin V, Huperzinin B, Alcaloid khác Phlegmariurin N, Serratanin A, Serratanin B 12