Luận án Tiến sĩ Dược học: Nghiên cứu tác dụng điều hòa lipid máu của chế phẩm từ bột sấy phun đài hoa của cây Bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L., Malvaceae)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:162

Thêm vào BST

Báo xấu

13
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án Tiến sĩ Dược học "Nghiên cứu tác dụng điều hòa lipid máu của chế phẩm từ bột sấy phun đài hoa của cây Bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L., Malvaceae)" trình bày các nội dung chính sau: Xác định liều có tác dụng điều hòa lipid máu của bột sấy phun từ đài hoa của cây Bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L., Malvaceae); Xây dựng quy trình bào chế và tiêu chuẩn cơ sở, đánh giá độ ổn định của cốm Bụp giấm; Đánh giá độc tính cấp và bán trường diễn của cốm Bụp giấm trên chuột nhắt trắng.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Dược học: Nghiên cứu tác dụng điều hòa lipid máu của chế phẩm từ bột sấy phun đài hoa của cây Bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L., Malvaceae)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LÊ THỊ LAN PHƯƠNG NGHIÊN CỨU TÁC DỤNG ĐIỀU HÒA LIPID MÁU CỦA CHẾ PHẨM TỪ BỘT SẤY PHUN ĐÀI HOA CỦA CÂY BỤP GIẤM (Hibiscus sabdariffa L., Malvaceae) LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC TP. HỒ CHÍ MINH, 2022 1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LÊ THỊ LAN PHƯƠNG NGHIÊN CỨU TÁC DỤNG ĐIỀU HÒA LIPID MÁU CỦA CHẾ PHẨM TỪ BỘT SẤY PHUN ĐÀI HOA CỦA CÂY BỤP GIẤM (Hibiscus sabdariffa L., Malvaceae) TRÊN CHUỘT NHẮT NGÀNH: DƯỢC LÝ – DƯỢC LÂM SÀNG MÃ SỐ: 62720405 LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. NGUYỄN PHƯƠNG DUNG TP. HỒ CHÍ MINH, 2022
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng được công bố ở bất kỳ nơi nào. Tác giả luận án
MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ ANH – VIỆT ................. i DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................ iii DANH MỤC CÁC HÌNH.............................................................................. vi MỞ ĐẦU .........................................................................................................1 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN ............................................................................3 1.1. Rối loạn lipid máu .........................................................................3 1.2. Bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L., Malvaceae) ...........................36 1.3. Phương pháp nghiên cứu tác dụng của thuốc lên chuyển hóa lipid...44 CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP ......................................51 2.1. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................51 2.3. Phương pháp nghiên cứu .............................................................53 2.4. Phương pháp thống kê, xử lý số liệu ...........................................70 CHƯƠNG III. KẾT QUẢ..............................................................................71 3.1. Xác định liều có tác dụng điều hòa lipid máu của bột sấy phun từ đài hoa của cây Bụp giấm ..............................................................................71 3.2. Xác định quy trình bào chế, tiêu chuẩn cơ sở và độ ổn định của cốm Bụp giấm từ Bột sấy phun đài hoa Bụp giấm .......................................74 3.3. Tác dụng của cốm Bụp giấm trên một số gen điều hòa chuyển hóa lipid ................................................................................................................90 3.4. Tác dụng điều hòa lipid máu và tác dụng dự phòng gan nhiễm mỡ của cốm Bụp giấm trên chuột nhắt trắng .........................................................96 3.5. Độc tính cấp và độc tính bán trường diễn của cốm Bụp giấm trên chuột nhắt .....................................................................................................106 CHƯƠNG IV. BÀN LUẬN ........................................................................114 4.1. Liều có tác dụng của bột sấy phun từ đài hoa Bụp giấm ...........114 4.2. Cốm Bụp giấm ...........................................................................116 4.3. Tác dụng của cốm Bụp giấm trên một số gen điều hòa chuyển hóa lipid ..............................................................................................................121
4.4. Tác dụng điều hòa rối loạn lipid máu và dự phòng gan nhiễm mỡ không do rượu của cốm Bụp giấm ...............................................................127 4.5. Độc tính của cốm Bụp giấm trên chuột nhắt .............................132 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .....................................................................135 Kết luận .............................................................................................135 Kiến nghị...........................................................................................137 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC
i DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ ANH – VIỆT Chữ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt ALP Alkaline phosphatase Alkaline phosphatase ALT Alanine transaminase Alanine transaminase AMPK 5’adenosine Adenosin 5 monophosphat monophosphate-activated kích hoạt bởi protein kinase protein kinase AST Aspartate transaminase Aspartate transaminase BG Hibiscus Bụp giấm BSP Spray drying powder Bột sấy phun BTMXV Atherosclerotic Bệnh tim mạch xơ vữa cardiovascular disease CVD Cardiovascular disease Bệnh tim mạch CE Cholesterol ester Cholesterol ester DĐVN Vietnamese Pharmacopoeia Dược điển Việt Nam GAPDH Glyceraldehyde 3-phosphate Enzym Glyceraldehyd 3- dehydrogenase phosphat dehydrogenase HDL High density lipoprotein Lipoprotein tỷ trọng cao HMGCR HMG coenzym reductase HMG coenzym reductase IDL Intermediate density Lipoprotein tỷ trọng trung lipoprotein gian LD50 Lethal dose 50 Liều làm chết 50% động vật thử nghiệm LDL Low density lipoprotein Lipoprotein tỷ trọng thấp LDLR Low density lipoprotein Thụ thể LDL receptor LPL Lipoprotein lipase Lipoprotein lipase
ii LRP LDL receptor related protein Protein liên quan thụ thể lipoprotein tỷ trọng thấp LXR Liver X receptor Thụ thể X của gan NAFLD Non-alcoholic fatty liver Bệnh gan nhiễm mỡ không disease do rượu NASH Non-alcoholic Viêm gan nhiễm mỡ không steatohepatitis do rượu NHANES National health and nutrition Khảo sát nghiên cứu về sức examination survey khỏe và dinh dưỡng quốc gia PCSK9 Proprotein converse Proprotein converse subtilisin/kexin 9 subtilisin/kexin 9 PL Appendix Phụ lục PP Phospholipid Phospholipid RLLM Dyslipidemia Rối loạn lipid máu SREBP Sterol regulatory element – Yếu tố gắn protein điều hòa binding protein sterol TG Triglyceride Triglycerid THA Hypertension Tăng huyết áp VLDL Very lowdensity lipoprotein Lipoprotein tỷ trọng rất thấp
iii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Đặc điểm của các thuốc statin .......................................................20 Bảng 1.2. Phân loại các thuốc statin ..............................................................20 Bảng 1.3. Một số dược liệu được sử dụng dự phòng và điều trị rối loạn lipid máu .................................................................................................................29 Bảng 1.4. Một số bài thuốc (công thức phối hợp) được sử dụng dự phòng và điều trị rối loạn lipid máu ..............................................................................31 Bảng 1.5. Một số nghiên cứu đánh giá tác động của thuốc lên quá trình chuyển hóa lipid mức độ phân tử và tế bào ................................................................45 Bảng 1.6. Một số mô hình gây tăng lipid máu bằng chế độ ăn .....................47 Bảng 1.7. Một số mô hình gây tăng lipid máu bằng tyloxapol (triton WR-1339) ....48 Bảng 2.1. Các công thức bào chế được khảo sát ...........................................56 Bảng 2.2. Các chỉ tiêu thử nghiệm trong theo dõi độ ổn định .......................61 Bảng 2.3. Theo dõi độ ổn định ở điều kiện lão hóa cấp tốc ..........................61 Bảng 2.4. Theo dõi độ ổn định ở điều kiện thường .......................................61 Bảng 2.5. Trình tự các nucleotid của các mồi (primer) .................................63 Bảng 3.1. Nồng độ lipid máu của các lô thử nghiệm tại thời điểm ban đầu ........71 Bảng 3.2. Kết quả khảo sát các công thức phối hợp bào chế cốm Bụp giấm ......75 Bảng 3.3. Độ ẩm của cốm Bụp giấm .............................................................77 Bảng 3.4. Độ đồng đều khối lượng của cốm Bụp giấm.................................77 Bảng 3.5. Độ tan của chế phẩm cốm Bụp giấm.............................................78 Bảng 3.6. Phản ứng thay đổi màu trong các môi trường của anthocyanin ....79 Bảng 3.7. Hàm lượng hoạt chất trong 3 lô cốm Bụp giấm ............................82 Bảng 3.8. Các thông số sắc ký ứng với đỉnh delphinidin-3-O-sambubiosid trong 6 lần tiêm mẫu liên tiếp ........................................................................82 Bảng 3.9. Các thông số sắc ký ứng với đỉnh cyanidin-3-O-sambubiosid trong 6 lần tiêm mẫu liên tiếp..................................................................................83
iv Bảng 3.10. Kết quả diện tích đỉnh theo nồng độ delphinidin-3-O-sambubiosid và cyanidin-3-O-sambubiosid ........................................................................84 Bảng 3.11. Kết quả đánh giá độ lặp lại quy trình định lượng delphinidin-3-O- sambubiosid và cyanidin-3-O-sambubiosid trong cốm Bụp giấm ....................85 Bảng 3.12. Kết quả độ đúng của quy trình định lượng delphinidin-3-O- sambubiosid và cyanidin-3-O-sambubiosid trong cốm Bụp giấm ..................86 Bảng 3.13. Kết quả theo dõi độ ổn định của cốm Bụp giấm ở điều kiện lão hóa cấp tốc ............................................................................................................87 Bảng 3.14. Kết quả định lượng cốm Bụp giấm ở thời điểm ban đầu ............87 Bảng 3.15. Kết quả theo dõi độ ổn định của cốm Bụp giấm ở điều kiện bảo dài hạn ..................................................................................................................88 Bảng 3.16. Kết quả định lượng cốm Bụp giấm ở thời điểm sau 6 tháng ......89 Bảng 3.17. Kết quả định lượng cốm Bụp giấm ở thời điểm sau 12 tháng.......89 Bảng 3.18. Phần trăm gây độc của các mẫu trên dòng tế bào ung thư gan Hep G2 ở các nồng độ khác nhau được xác định bằng phương pháp SRB ...........90 Bảng 3.19. Sự thay đổi biểu hiện các gene của các mẫu ...............................94 Bảng 3.20. Nồng độ lipid máu của các lô thử nghiệm tại thời điểm ban đầu .......96 Bảng 3.21. Nồng độ lipid máu của các lô trong thử nghiệm tại thời điểm ban đầu ..................................................................................................................99 Bảng 3.22. Nồng độ lipid máu của các lô trong thử nghiệm sau 8 tuần gây bệnh bằng dung dịch giàu lipid ......................................................................99 Bảng 3.23. Nồng độ lipid máu của các lô trong thử nghiệm tại thời điểm ban đầu ................................................................................................................102 Bảng 3.24. Kết quả thử nghiệm độc tính cấp của cốm Bụp giấm ...............106 Bảng 3.25. Kết quả theo dõi cân nặng của các lô trong thử nghiệm độc tính bán trường diễn ............................................................................................107 Bảng 3.26. Chỉ số xét nghiệm sinh hóa sau 6 tuần của các lô chuột trong thử nghiệm độc tính bán trường diễn .................................................................110
v Bảng 3.27. Chỉ số xét nghiệm sinh hóa sau 12 tuần của các lô chuột trong thử nghiệm độc tính bán trường diễn .................................................................110 Bảng 3.28. Chỉ số xét nghiệm huyết học sau 6 tuần của các lô chuột trong thử nghiệm độc tính bán trường diễn .................................................................111 Bảng 3.29. Chỉ số xét nghiệm huyết học sau 12 tuần của các lô chuột trong thử nghiệm độc tính bán trường diễn ...........................................................112
vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Con đường chuyển hóa lipid ............................................................6 Hình 1.2. Sự điều hòa con đường mevanonate của SREBP-2 .......................12 Hình 1.3. Chuyển hóa lipid ở gan ..................................................................13 Hình 1.4. Cây Bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L., Malvaceae) ................................... 37 Hình 1. 5. Vị trí cây Bụp giấm trong bảng phân loại hệ thống thực vật........37 Hình 2.1. Đài hoa Bụp giấm ..........................................................................51 Hình 2.2. Hướng dẫn dự đoán tuổi thọ của thuốc theo ASEAN (2013) ........60 Hình 3.1. Nồng độ lipid máu của lô bệnh lý tại thời điểm ban đầu và sau 48 giờ tiêm tyloxapol ..........................................................................................72 Hình 3.2. Nồng độ lipid máu của các lô sau khi tiêm tyloxapol 48 giờ ........73 Hình 3.4. Quy trình bào chế cốm Bụp giấm, lô nghiên cứu ..........................76 Hình 3.4. Cốm Bụp giấm ...............................................................................77 Hình 3.5. Phản ứng thay đổi màu trong các môi trường của cốm Bụp giấm.....79 Hình 3.6. Sắc ký đồ của cốm BG và đài hoa Bụp giấm ở UV 365 nm và dưới ánh sáng thường. ............................................................................................81 Hình 3.7. Sắc ký đồ HPLC đánh giá tính đặc hiệu của quy trình định lượng delphinidin-3-O-sambubiosid và cyanidin-3-O-sambubiosid .........................83 Hình 3.9. Biểu đồ thể hiện sự tương quan giữa nồng độ và cường độ hấp thu ......................................................................................................... 84 Hình 3.9. Kết quả điên di khảo sát nhiệt độ bắt cặp của mồi ở các nhiệt độ 54 o C, 57 oC, 60 oC và 63 oC bằng RT-PCR. ......................................................91 Hình 3.10. Kết quả điện di khảo sát nhiệt độ bắt cặp của mồi ở các nhiệt độ 54 o C, 57 oC, 60 oC và 63 oC bằng RT-PCR (HMGCoA và AMPK). ................92 Hình 3.11. Kết quả khảo sát đường cong nóng chảy của các gen LDLR, SREBP2, HMGCoA, AMPK .........................................................................93 Hình 3.12. Số lần làm tăng, giảm biểu hiện gen của các mẫu thử nghiệm ........95
vii Hình 3.13. Nồng độ lipid máu của lô bệnh lý không được điều trị tại thời điểm ban đầu và sau 48 giờ tiêm tyloxapol ............................................................97 Hình 3.14. Nồng độ lipid máu so với ban đầu của các lô sau 48 giờ tiêm tyloxapol ........................................................................................................98 Hình 3.15. Nồng độ lipid máu của lô bệnh lý, không được điều trị (mg/dl) ....100 Hình 3.16. Mức độ thay đổi nồng độ lipid máu của các lô trong thử nghiệm sau 1 tuần điều trị so với thời điểm sau khi gây bệnh 8 tuần.......................100 Hình 3.17. Nồng độ lipid máu của các lô trong thử nghiệm sau 6 tuần ......102 Hình 3.18. Chỉ số lipid máu của các lô chuột trong thử nghiệm sau 4 tuần ......103 Hình 3.19. Chỉ số sinh hóa máu của các lô chuột trong thử nghiệm sau 4 tuần ...................................................................................................... 104 Hình 3.20. Trọng lượng các lô chuột trong 4 tuần thử nghiệm ...................104 Hình 3.21. Hình ảnh vi thể gan bình thường và viêm gan mạn tính mức độ nhẹ có kèm thoái hóa mỡ ....................................................................................105 Hình 3.22. Lượng nước uống của các lô chuột trong thử nghiệm độc tính bán trường diễn ...................................................................................................109 Hình 3.23. Lượng thức ăn của các lô chuột trong thử nghiệm độc tính bán trường diễn ...................................................................................................109 Hình 3.24. Hình ảnh vi thể gan, thận của các lô trong thử nghiệm độc tính bán trường diễn ...................................................................................................112 Hình 3.25. Chỉ số trọng lượng gan, thận, lách của các lô chuột trong thử nghiệm độc tính bán trường diễn .................................................................113
1 MỞ ĐẦU Các bệnh lý do oxy hóa đang có xu hướng gia tăng trong xã hội phát triển. Trong số đó, rối loạn chuyển hóa lipid máu, nguyên nhân của các bệnh xơ vữa động mạch, bệnh mạch vành, viêm tụy, gan nhiễm mỡ, … có tỷ lệ ngày càng cao [43], [90]. Hiện nay, việc điều trị rối loạn lipid máu chủ yếu sử dụng những nhóm thuốc hóa dược như statin, fibrat, ezetimib hay thuốc ức chế PCSK9. Tuy nhiên, những nhóm thuốc này có nhược điểm là có thể gây ra tổn thương gan, viêm gan, viêm cơ hoặc những tác dụng có hại trên đường tiêu hóa; rất ít các thuốc điều trị rối loạn lipid sử dụng được trên bệnh nhân bị tổn thương chức năng gan [28], [79]. Vì vậy, việc tìm kiếm các liệu pháp, thuốc mới có hiệu quả và an toàn trong điều trị rối loạn chuyển hóa lipid, đồng thời có tác dụng bảo vệ gan đang là một vấn đề cấp thiết. Trong nguồn nguyên liệu từ thiên nhiên vô cùng phong phú của thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng, có rất nhiều cây thuốc, vị thuốc có khả năng làm giảm lipid máu đã được chứng minh qua các nghiên cứu và thực tế sử dụng [6]. Đặc biệt, trong số đó có Bụp giấm (Hibiscus sabdarifa L., Malvaceae), một loài cây nhiệt đới có khả năng thích nghi với nhiều loại đất khác nhau và đã được trồng thành công ở Bình Thuận, Việt Nam với quy mô rộng và đạt tiêu chuẩn VietGAP (Thực hành sản xuất nông nghiệp tốt). Bụp giấm chứa anthocyanin có tác dụng chống oxy hóa rất tốt, ngoài ra còn có alkaloid, chất đường, chất khoáng, acid hữu cơ,... Bộ phận thường sử dụng nhất là đài hoa do có chứa anthocyanin với hàm lượng có thể lên tới 1,5 g/kg đài hoa khô, với delphinidin và cyanidin là hai anthocyanin chính chiếm khoảng 71% và 29% [34]. Cho đến nay, trên thế giới đã có khá nhiều công trình nghiên cứu liên quan đến Bụp giấm như: Tác dụng giảm lipid máu của các polyphenol thông qua sự ức chế quá trình tạo mỡ và thúc đẩy sự thanh thải lipid ở gan, giảm độc tính của acetaminophen trên gan, hạ huyết áp, ... [45], [62], [101]. Bên cạnh đó, theo các nghiên cứu tiền đề, bột sấy phun từ đài hoa
2 Bụp giấm có tác dụng trên chuột nhắt gây rối loạn lipid máu nội sinh và ngoại sinh, có tác dụng bảo vệ gan trên mô hình chuột nhắt gây tổn thương tế bào gan bằng ethanol hoặc acetaminophen. Tuy nhiên, tác dụng này không tỷ lệ thuận với liều sử dụng, do đó, cần phải có những nghiên cứu nhằm xác định liều cũng như đánh giá độc tính của đài hoa Bụp giấm khi sử dụng thời gian dài nhằm đưa ra những khuyến cáo (nếu có) khi sử dụng trên lâm sàng [9], [10], [11]. Ngoài ra, bột sấy phun từ đài hoa Bụp giấm có nhược điểm là khá bất tiện khi sử dụng vì có vị chua, dễ hút ẩm, khó bảo quản. Do đó, trong nghiên cứu này, chúng tôi cũng đề ra mục tiêu nghiên cứu bào chế một dạng chế phẩm thuận tiện để sử dụng xuất phát từ nguồn nguyên liệu bột sấy phun đài hoa của cây Bụp giấm. Việc nghiên cứu phát triển một chế phẩm từ bột sấy phun đài hoa của cây Bụp giấm mang đến triển vọng cao trong điều trị bệnh lý rối loạn lipid máu và các bệnh lý liên quan mà không làm tổn thương chức năng gan. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Mục tiêu chung: Nghiên cứu tác dụng điều hòa lipid máu của chế phẩm từ đài hoa của cây Bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L., Malvaceae). Mục tiêu cụ thể: 1. Xác định liều có tác dụng điều hòa lipid máu của bột sấy phun từ đài hoa của cây Bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L., Malvaceae). 2. Xây dựng quy trình bào chế và tiêu chuẩn cơ sở, đánh giá độ ổn định của cốm Bụp giấm. 3. Khảo sát tác dụng của cốm Bụp giấm trên một số gen điều hòa chuyển hóa lipid: LDLR, SREBP-2, HMGCoA Reductase, AMPK. 4. Đánh giá tác dụng điều hòa rối loạn lipid máu và tác dụng dự phòng gan nhiễm mỡ của cốm Bụp giấm trên chuột nhắt trắng. 5. Đánh giá độc tính cấp và bán trường diễn của cốm Bụp giấm trên chuột nhắt trắng.
3 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 1.1. Rối loạn lipid máu 1.1.1. Đặc điểm dịch tễ và nguyên nhân Theo thống kê, ước tính có khoảng 92,1 triệu người trưởng thành ở Mỹ mắc ít nhất một bệnh lý về tim mạch – CVD (Cardiovascular diseases). Dự đoán đến năm 2030, sẽ có 43,9% dân số trưởng thành ở Mỹ mắc bệnh tim mạch. Trên toàn thế giới, 80% trường hợp tử vong do bệnh lý tim mạch diễn ra ở các nước có thu nhập thấp và trung bình, tỷ lệ này gần như bằng nhau ở nam và nữ [26]. Đối với các cá nhân có nguy cơ bệnh lý tim mạch từ trung bình đến cao hoặc những bệnh nhân đang bị các bệnh lý về tim mạch, ngoài việc kiểm soát lối sống (chế độ ăn, hoạt động thể lực, hút thuốc lá), cần làm giảm các yếu tố nguy cơ như tình trạng rối loạn lipid máu, tăng huyết áp [28]. Theo số liệu của NHANES (Khảo Sát Nghiên Cứu về Sức Khỏe và Dinh Dưỡng Quốc Gia Hoa Kỳ) từ 2007 đến 2010, tỷ lệ mắc bệnh rối loạn lipid máu ở người trưởng thành có béo phì là 49,7%, thừa cân là 44,2% và cân nặng bình thường là 28,6%, tỷ lệ mắc chung của rối loạn lipid ở thanh thiếu niên từ 12 đến 19 tuổi là 20,3%. Khoảng 17% người lớn có HDL thấp trong giai đoạn 2011-2012. Ngoài ra, khoảng 24,2% người trưởng thành có mức triglycerid cao (≥ 150 mg/dL) theo báo cáo của NHANES 2011 đến 2014 [26]. Rối loạn lipid máu có thể được định nghĩa như sự tăng bất thường cholesterol toàn phần và LDL và/hoặc triglycerid trong máu và/hoặc sự giảm HDL. Rối loạn lipid máu có thể do di truyền (nguyên phát) hoặc do hậu quả của những bệnh khác (đái tháo đường, suy giáp, …), do chế độ ăn, do thuốc (thứ phát). Tăng lipid máu là do tăng nồng độ lipoprotein huyết tương. Một hoặc nhiều nhóm lipoprotein có thể tích lũy trong máu do tăng sản xuất, tăng bài tiết vào tuần hoàn hoặc giảm độ thanh thải, giảm loại bỏ lipoprotein khỏi lưu thông. Trong một số trường hợp, cả hai quá trình cùng tồn tại [67].
4 1.1.2. Chuyển hóa lipid Lipid là các phân tử kỵ nước không hòa tan hoặc hòa tan rất ít trong nước. Lipid trong cơ thể được phân bố trong 2 khu vực lớn là trong tế bào và trong huyết tương. Lipid trong huyết tương không lưu thông dưới dạng tự do, muốn chuyên chở, chúng phải kết hợp với các thành phần khác và được chuyên chở dưới hình thức các tiểu phân lipoprotein [1], [67]. Lipoprotein là các phức hợp đại phân tử được tạo thành từ hàng trăm phân tử lipid và protein. Chúng có hình cầu, phần lõi gồm triglycerid và cholesteryl ester, bao quanh là một lớp đơn gồm các phospholipid, một ít cholesterol tự do và các phân tử protein (apoprotein). Chính các phân tử protein này đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa chuyên chở lipid và chuyển hóa lipoprotein. Lipoprotein được chia làm 5 lớp tùy vào tỷ trọng là: (1) Chylomicron, (2) VLDL: Very Low Density Lipoprotein, (3) IDL: Intermediate Density Lipoprotein, (4) LDL: Low Density Lipoprotein, (5) HDL: High Density Lipoprotein [1]. Triglycerid trong thức ăn được men lipase tụy thủy phân thành acid béo và monoglycerid. Tại niêm mạc ruột non, các chất này được hấp thu trong các thể micelle. Trong tế bào niêm mạc ruột, tại bộ máy Golgi, triglycerid được tái tạo và cùng cholesteryl ester hình thành phần lõi của chylomicron. Sau đó, phospholipid, cholesterol tự do, apo B48, apo AI, apo AII, apo AIV tạo lớp phủ bề mặt thành tiểu phân chylomicron. Chylomicron đi vào mạch bạch huyết và vận chuyển vào hệ tuần hoàn. Trong huyết tương, HDL chuyển apo C, apo E cho chylomicron. Khi chylomicron gắn với LPL, apo CII trên bề mặt chylomicron hoạt hóa LPL, LPL hoạt hóa sẽ thủy phân triglycerid thành acid béo và monotriglycerid. Acid béo được vận chuyển vào tế bào mỡ, tế bào cơ để dự trữ dưới dạng triglycerid hoặc sử dụng làm nguồn năng lượng. Cơ chế dự trữ triglycerid ở tế bào mỡ này rất quan trọng vì tế bào mỡ không có khả năng tân tạo mỡ từ glucid như ở gan. Một số ít cholesterol ester từ HDL đến chylomicron nhờ men CETP. Chylomicron mất dần triglycerid trở thành
5 chylomicron tàn dư. Nhờ có apo E trên bề mặt, các tàn dư này được thụ thể tàn dư (LDL receptor related protein: LRP) ở gan bắt giữ. Tế bào gan dị hóa chylomicron tàn dư thành triglycerid dự trữ, cholesteryl ester, còn apo B48 được phân cách thành acid amin. Như vậy, triglycerid trong thức ăn đã được đưa đến mô mỡ và cơ dưới dạng acid béo, còn cholesterol được đưa đến gan để tạo acid mật [1], [67], [91]. Triglycerid và cholesterol (do gan sản xuất hoặc gan đã lấy từ chylomicron tàn dư) được bao bọc bởi phospholipid, cholesterol tự do và apo B100 để tạo thành VLDL. Ở người bình thường, kích thước VLDL phụ thuộc vào lượng triglycerid ở tế bào gan. Khác với chylomicron, phần lớn cholesterol trong lõi của VLDL là cholesterol tự do. Vì tốc độ sản xuất ra B100 tương đối ít thay đổi nên số lượng VLDL lưu hành trong máu cũng ít thay đổi, do đó, khi ăn nhiều mỡ hoặc gan sản xuất nhiều triglycerid thì chỉ có kích thước VLDL thay đổi mà thôi [1]. Sau khi VLDL vào máu, nó được HDL chuyển giao một số apo E và apo C. Khi VLDL gắn với LPL, apo CII trên bề mặt của VLDL hoạt hóa LPL, sau đó LPL thủy phân triglycerid của VLDL thành glycerol và acid béo. VLDL trở thành IDL (VLDL tàn dư). Một phần nhỏ IDL bị gan bắt giữ bởi LDLR (nhờ apo B100 và apoE) hoặc thụ thể tàn dư (nhờ apoE). Phần lớn IDL bị lấy bớt triglycerid và apoprotein trở thành LDL. Thường thì những IDL có nguồn gốc từ VLDL lớn đều bị gan bắt giữ chứ không chuyển thành LDL. Chỉ có những IDL bắt nguồn từ VLDL kích thước nhỏ mới chuyển hóa tiếp thành LDL nhờ apo E và HTGL [1], [67]. LDL chỉ có một apoprotein duy nhất đó là apo B100, do đó, LDL chủ yếu được thanh lọc qua con đường LDL receptor (khoảng 75% LDL). LDL receptor là một glycoprotein có trọng lượng phân tử khoảng 160 kDa, có trên bề mặt của hầu hết các tế bào trong cơ thể. Số lượng LDL receptor ở tế bào gan nhiều nhất trong cơ thể (2/3 số lượng LDL được thanh lọc ở gan) và số lượng này tùy thuộc vào số lượng LDL lưu hành trong máu, nếu LDL cao thì số lượng
6 receptor tăng và ngược lại, đây chính là cơ chế điều hòa sự ổn định của cholesterol [1], [67], [91]. Triglycerid, cholesterol LPL từ thức ăn Golgi Micelle HDL CII PP Apo E, Apo C VLDL TG CETP Choles TD Choles TD B100 B100 PP MTP Apo E, Apo C, CE IDL B48 Apo E Apo B48 Choles TD LDLR Apo E, TG Apo E (VLDHTGL Chylomicron CE AIV LRP TG, Choles Chylomi L cron Apo A CII Tàn dư tàn LDL AI B100 d AII LP L LDL-R (gan, thận,tế bào khác) → aa, cholesterol Triglycerid -> Acid béo, monotriglycerid Tế bào mỡ, cơ (dự trữ, năng lượng) NỘI SINH NGOẠI SINH Hình 1.1. Con đường chuyển hóa lipid PP: Phospholipid, TG: Triglycerid, CE: Cholesterol ester, LPL: lipoprotein lipase, LRP: LDL receptor related protein, LDLR: LDL receptor, MTP: Microsomal triglycerid transfer protein, CETP: Cholesterol ester transfer protein, VLDL: Very low density lipoprotein, LDL: Low density lipoprotein, IDL: Intermediate density lipoprotein, HDL: High density lipoprotein. Chuyển hóa lipid ở gan Cholesterol ở gan có từ 2 nguồn: (1) nguồn thứ nhất là tổng hợp từ acetyl coA, trong quá trình này có vai trò rất quan trọng của HMG CoA
7 reductase, (2) nguồn thứ hai là từ LDL ở trong huyết tương, với vai trò của LDL receptor [44]. Quá trình sinh tổng hợp cholesterol ở gan từ acetyl CoA: Cholesterol được tổng hợp chủ yếu từ acetyl CoA theo đường HMG-CoA reductase ở nhiều tế bào/mô. Khoảng 20 - 25% lượng cholesterol tổng hợp mỗi ngày (~1 g/ngày) xảy ra ở gan, các vị trí khác có tỉ lệ tổng hợp cao gồm ruột, tuyến thượng thận và cơ quan sinh sản. Quá trình tổng hợp cholesterol gồm 25 bước, chia làm 4 giai đoạn: (1) tổng hợp acid mevalonic từ acid acetic dưới dạng acetylCoA, (2) biến đổi acid mevalonic thành isopren hoạt hóa, (3) biến đổi 6 đơn vị isopren hoạt hóa thành squalen, (4) biến đổi squalen thành nhân steroid có 4 vờng. Tổng hợp cholesterol bắt đầu bằng phản ứng tổng hợp mevalonate từ acetyl-CoA trong bào tương: (1) phản ứng tổng hợp 2 phân tử acety-CoA thành phân tử acetoacetyl-CoA, (2) phản ứng tạo HMG-CoA, (3) phản ứng khử với vai trò của HMG-CoA reductase tổng hợp mevalonate [78]. Trong quá trình vận chuyển lipid máu nội sinh, khi LDL gắn vào LDL receptor ở gan, cả 2 được đưa vào nội bào, sau đó, LDL được đưa đến lysosome còn LDLR quay trở lại bề mặt tế bào để tái sử dụng. Tại lysosom, thành phần protein của LDL là apo B100 bị thoái hóa thành acid amin hay oligopeptid; cholesterol ester bị thủy phân thành cholesterol tự do và được dùng để tổng hợp màng tế bào, hormon, acid mật, nếu dư thì cholesterol tự do lại được ester hóa để dự trữ dưới dạng những giọt nhỏ. Khi đó, những LDLR bị thoái hóa để tránh trường hợp quá tải cholesterol cho tế bào. Thời gian bán hủy của nó khá dài (2-3 ngày) [1], [67]. Như vậy, sự điều hòa thuận nghịch LDLR có vai trò rất quan trọng trong việc duy trì nồng độ cholesterol trong tế bào gan. Tuy nhiên, cholesterol được giữ trên màng tế bào còn việc tổng hợp LDLR diễn ra ở nhân. Như vậy, tồn tại một cơ chế để các thông tin được vận chuyển đến nhân và điều hòa quá trình phiên mã gen. Vào năm 1993, Yokoyama và các cộng sự đã tìm thấy được yếu tố điều hòa phiên mã rất quan
8 trọng là Sterol Regulatory Element-binding Protein (SREBP) [80]. Các SREBP được tổng hợp như là protein trong màng tế bào của lưới nội chất. Sau khi dịch mã trên ribosom liên kết màng, nó gắn vào Scap là một protein polytopic của màng lưới nội chất. Tại đây, diễn ra quá trình thay đổi về cấu trúc của Scap để đưa SREBP đến bộ máy Golgi, nơi SREBP được xử lý tuần tự bởi 2 protease là Site-1 Protease (S1P) và Site-2 Protease (S2P). Kết quả của quá trình này là sự phóng thích phân đoạn hoạt tính phiên mã vào nhân để hoạt hóa quá trình phiên mã gen LDLR. Scap là một cảm biến sterol, nằm ở trên màng lưới nội chất nhạy cảm với nồng độ cholesterol trên màng. Khi cholesterol của lưới nội chất tăng vượt ngưỡng 5% tổng lượng lipid, cholesterol sẽ gắn với luminal Loop 1 của Scap. Ở phức hợp mới này, Scap gắn với Insig (một polytopic protein khác của màng lưới nội chất). Insig sẽ khóa Scap trong phức hợp này và không cho nó gắn với COPII protein để đưa SREBP vào bộ máy Golgi. Quá trình này được gọi là bẫy phức hợp Scap/SREBP trong lưới nội chất và làm giảm sự phiên mã gen LDLR. Sự phiên mã gen LDLR bị giữ ở mức thấp đến khi cholesterol trong lưới nội chất giảm xuống, phức hợp Scap/SREBP được giải phóng khỏi cholesterol và gắn trở lại với COPII protein để tiếp tục chu trình [44], [67]. Những nghiên cứu sau này đã bổ sung thêm thông tin về SREBP, SREBP điều hòa sự chuyển hóa lipid bao gồm SREPB-1 và SREBP-2. Trong đó, SREBP-1 có hai đồng dạng là SREBP-1a và SREBP-1c. SREBP-1a có biểu hiện cao ở các tế bào bình thường phát triển nhanh và các tế bào ung thư, nó hoạt hóa sự tổng hợp acid béo cũng như sự tổng hợp cholesterol, giúp cung cấp lượng lớn cholesterol cho màng tế bào. SREBP-1c được biểu hiện chủ yếu ở gan nơi nó hoạt hóa sự tổng hợp acid béo đáp ứng với insulin, do đó, đóng góp vào tình trạng gan nhiễm mỡ trong đái tháo đường type 2. Trong khi đó, SREBP-2 được sản xuất bởi một gen khác, và là một yếu tố hoạt hóa tương đối cụ thể của gen mã hóa LDLR và enzym sinh tổng hợp cholesterol. Tất cả