Luận án Tiến sĩ Kĩ thuật: Nghiên cứu phân lập và tác dụng điều trị bệnh đái tháo đường type 2 của các hoạt chất sinh học từ một số loài thực vật thu hái tại miền Trung

Chia sẻ: Dopamine Grabbi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:196

Thêm vào BST

Báo xấu

28
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài nghiên cứu nhằm sàng lọc một số thực vật ở miền Trung có tác dụng hạ đường huyết, từ đó tiến hành nghiên cứu thành phần hoá học của các thực vật này để tìm hiểu về cơ chế hạ đường huyết của các hợp chất có hoạt tính sinh học. Mời các bạn tham khảo nội dung đề tài!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Kĩ thuật: Nghiên cứu phân lập và tác dụng điều trị bệnh đái tháo đường type 2 của các hoạt chất sinh học từ một số loài thực vật thu hái tại miền Trung

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN THỊ XUÂN THU NGHIÊN CỨU PHÂN LẬP VÀ TÁC DỤNG ĐIỀU TRỊ BỆNH ĐÁI THÁO ĐƯỜNG TYPE 2 CỦA CÁC HOẠT CHẤT SINH HỌC TỪ MỘT SỐ LOÀI THỰC VẬT THU HÁI TẠI MIỀN TRUNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐÀ NẴNG - 2021
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN THỊ XUÂN THU NGHIÊN CỨU PHÂN LẬP VÀ TÁC DỤNG ĐIỀU TRỊ BỆNH ĐÁI THÁO ĐƯỜNG TYPE 2 CỦA CÁC HOẠT CHẤT SINH HỌC TỪ MỘT SỐ LOÀI THỰC VẬT THU HÁI TẠI MIỀN TRUNG Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 9420201 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1. TS. ĐẶNG ĐỨC LONG 2. PGS.TS. THÀNH THỊ THU THỦY ĐÀ NẴNG - 2021
i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định. Nguyễn Thị Xuân Thu
ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài luận án này tôi xin được gửi lời biết ơn trân trọng nhất tới TS.Đặng Đức Long và PGS.TS. Thành Thị Thu Thủy, người đã tận tâm hướng dẫn khoa học, động viên, khích lệ và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt thời gian thực hiện luận án. Tôi cũng xin cảm ơn đến các thầy cô, cán bộ nghiên cứu công tác tại bộ môn Công nghệ Sinh học, Khoa Hóa, Trường Đại học Bách khoa đã ủng hộ và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian hoàn thành luận án. Tôi cũng xin cảm ơn đến các cán bộ nghiên cứu tại Trung tâm Các phương pháp phổ ứng dụng – Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã hỗ trợ đo phổ NMR, MS và giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình thực nghiệm và hoàn thành bản luận án. Tôi trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian học tập. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến toàn thể gia đình và bạn bè đã ủng hộ và động viên tôi hoàn thành tốt luận án. Xin chân thành cảm ơn!
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ii MỤC LỤC.............................................................................................................iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT .............................................. vi DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................... ix DANH MỤC CÁC HÌNH .................................................................................... XI MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1 1. Tính cấp thiết của đề tài .............................................................................. 1 2. Mục tiêu của luận án ................................................................................... 2 3. Nội dung nghiên cứu của luận án ................................................................ 2 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án................................................... 3 5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................... 4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .................................................................................. 5 1.1. Bệnh đái tháo đường ......................................................................................... 5 1.1.1. Bệnh đái tháo đường ............................................................................. 5 1.1.2. Bệnh sinh đái tháo đường type 2.......................................................... 10 1.1.3. Thuốc trong điều trị đái tháo đường..................................................... 14 1.2. Tổng quan về cây chè dây và lá đắng .............................................................. 17 1.2.1. Cây chè dây (Ampelosis cantoniensis (Hook. et Arn.) Planch) ............ 17 1.2.2. Giới thiệu về cây lá đắng (Vernonia amygdalina Del.) ........................ 20 1.3. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước về thảo dược trong điều trị đái tháo đường ............................................................................................................ 24 1.3.1. Tình hình nghiên cứu về thảo dược trong điều trị ĐTĐ trên thế giới .... 24 1.3.2. Tình hình nghiên cứu về thảo dược trong điều trị ĐTĐ tại Việt Nam .. 42 CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 45 2.1. Nguyên liệu .................................................................................................... 45 2.1.1. Nguyên liệu thực vật ........................................................................... 45
iv 2.1.2. Nguyên liệu động vật .......................................................................... 47 2.2. Hóa chất và thiết bị thí nghiệm ....................................................................... 47 2.2.1. Hóa chất .............................................................................................. 47 2.2.2. Thiết bị thí nghiệm .............................................................................. 48 2.3. Thực nghiệm và phương pháp nghiên cứu ...................................................... 48 2.3.1. Phương pháp chiết xuất ....................................................................... 49 2.3.2. Phương pháp gây chuột nhắt ĐTĐ type 2 ............................................ 51 2.3.3. Nghiên cứu tác dụng hạ đường huyết của 20 mẫu thực vật trên chuột nhắt ĐTĐ type 2 ........................................................................................................... 55 2.3.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của cao chiết thực vật lên cấu trúc mô tụy và gan chuột ĐTĐ type 2 .................................................................................................. 56 2.3.5. Nghiên cứu tác dụng hạ đường huyết của cao chiết phân đoạn mẫu lá chè dây, lá đắng trên chuột nhắt ĐTĐ type 2................................................................ 57 2.3.6. Phương pháp khảo sát khả năng giảm hoạt tính enzyme α-glucosidase và α-amylase của các hợp chất phân lập ..................................................................... 57 2.3.7. Phương pháp đánh giá hoạt động chống viêm và cải thiện tính kháng insulin của các hợp chất tinh sạch dựa trên dòng tế bào Raw 264.7 và 3T3-L1...................... 58 2.3.8. Chuẩn bị cao hỗn hợp các thảo dược có khả năng hạ đường huyết....... 61 2.3.9. Xác định độc tính cấp của cao hỗn hợp................................................ 62 2.3.10. Phương pháp phân lập và xác định cấu trúc hóa học .......................... 62 2.3.11. Xử lý số liệu ...................................................................................... 65 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................................... 66 3.1. Kết quả tách chiết mẫu.................................................................................... 66 3.2. Kết quả gây chuột nhắt ĐTĐ type 2 thực nghiệm............................................ 67 3.2.1. Gây chuột nhắt béo phì ........................................................................ 67 3.2.2. Các chỉ số mỡ máu ở chuột nhắt béo phì ............................................. 68 3.2.3. Gây ĐTĐ type 2 trên chuột béo sau tiêm STZ ..................................... 69 3.2.4. Định lượng insulin trong máu chuột nhắt sau khi tiêm STZ ................. 70 3.2.5. Nghiệm pháp dung nạp glucose ........................................................... 71
v 3.3. Kết quả tác dụng hạ đường huyết của các cao chiết thực vật trên chuột ĐTĐ type 2 ............................................................................................................................ 72 3.3.1. Sàng lọc đợt I ...................................................................................... 72 3.3.2. Sàng lọc đợt II ..................................................................................... 74 3.3.3. Sàng lọc đợt III.................................................................................... 75 3.3.4. Sàng lọc đợt IV ................................................................................... 76 3.4. Kết quả nghiên cứu cao chiết chè dây và lá đắng ............................................ 78 3.4.1. Ảnh hưởng của cao chiết chè dây và lá đắng lên kết quả mô bệnh học của tụy và gan .............................................................................................................. 79 3.4.2. Nghiên cứu cao chiết phân đoạn lá chè dây ......................................... 81 3.4.3. Nghiên cứu các cao chiết phân đoạn lá đắng ........................................ 91 3.4.4. Khả năng ức chế enzyme α-amylase và α-glucosidase của các hợp chất phân lập từ chè dây và lá đắng ............................................................................... 98 3.4.5. Hoạt động chống viêm và cải thiện tính kháng insulin của các hợp chất phân lập từ chè dây và lá đắng ............................................................................. 100 3.4.6. Thảo luận về cơ chế hạ đường huyết của các hợp chất phân lập từ cây chè dây và lá đắng...................................................................................................... 105 3.5. Kết quả cao hỗn hợp nguồn gốc từ thực vật có khả năng hạ đường huyết ..... 108 3.5.1. Phối hợp các cây thảo dược để tăng hiệu quả trong điều trị ĐTĐ....... 108 3.5.2. Hiệu quả hạ đường huyết của cao hỗn hợp ........................................ 109 3.5.3. Hiệu quả của cao hỗn hợp ở các chỉ số mỡ máu trên chuột ĐTĐ ....... 112 3.5.4. Hiệu quả cao hỗn hợp lên hàm lượng glycogen ở gan chuột ĐTĐ ..... 113 3.5.5. Khả năng ức chế enzyme α-amylase và α-glucosidase của cao hỗn hợp ............................................................................................................................ 114 3.6. Nghiên cứu độc tính cấp của cao hỗn hợp ..................................................... 114 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................... 116 CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ ......................................... 120 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 121 PHỤ LỤC .......................................................................................................... PL1
vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT 1 H-NMR : 1H-Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton) 13 C-NMR : 13 C-Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon) Akt : Protein Kinase B ATP : Adenosine triphosphate CBuOH : Cao n-buthanol CC : Cao cồn CEtOAc : Cao ethylacetate CHe : Cao n-hexane COSY : Chemical Shift Correlation Spectroscopy COX-2 : cyclooxygenase 2 DEPT : Distortionless Enhancement by Polarization Transfer ĐTĐ : Đái tháo đường ELISA : Enzyme Linked Immunosorbent Assay (Kỹ thuật miễn dịch liên kết với enzym) ERK : Extracellular signal-regulated kinase (tín hiệu ngoại bào điều tiết kinase) FFA : Free fatty acid (acid béo tự do) g : Gam GLP : Glucagon like peptide GLUT : Glucose transporter (yếu tố vận chuyển glucose) Grb2 : Growth factorreceptor-bound h : Giờ HFD : High fat diet (Chế độ ăn giàu chất béo) HMBC : Heteronuclear Multiple Bond Connectivity HSQC : Heteronuclear Multiple Quantum Coherence
vii IC50 : Half maximal inhibitory concentration (Nồng độ gây ức chế 50% hoạt tính sinh học hoặc hóa sinh) IDF : International Diabetes Federation (Liên đoàn Đái tháo đường Quốc tế) IFG : Impaired fasting glucose (rối loạn đường huyết lúc đói) IGT : Impaired glucose tolerance (rối loạn dung nạp glucose) IKK-beta : IkappaB kinase beta IL-1β : Interleukin-1 beta, IL- 6 : Interleukin-6, IL-8 : Interleukin-8 iNOS : Nitric oxide synthase IR : Insulin receptor IRS : Insulin receptor substrate JNK : C-Jun NH2-terminal kinase LD50 : Lethal dose, 50% (Liều gây chết 50% động vật thí nghiệm) LPS : Lipopolysaccharide m : Khối lượng MAPK : Mitogen activated protein kinase μg : Microgram μl : Microlit mg : Miligam ml : Mililit MS : Mass Spectroscopy (phổ khối lượng) ND : Normal diet (Ăn chế độ ăn bình thường) NFκB : Nuclear factor-кB NMR : Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân) OD : Optical Density (Mật độ quang) P-value : Probability value (Trị số p)
viii PDK1 : Phosphoinositide-Dependent Kinase 1 PDK2 : Phosphoinositide-Dependent Kinase 2 PGE2 : Prostaglandin E2 PI3K : phosphatidylinositol 3-kinase PIP2 : phosphatidyl-Inositol-(4,5) biphosphate PIP3 : Phosphatidylinositol- (3,4,5) -triphosphate PPAR : Peroxisome proliferator activator receptor PPARγ : Peroxisome proliferator-activated receptor PTP1B : Protein tyrosine phosphatase 1B R : Receptor R2 : Hệ số tương quan Rf : Hệ số di chuyển ROS : Reactive oxygen species (các chuỗi phản ứng oxy hóa) SGLT1 : Sodium-glucose linked transporter STZ : Streptozocin TNF-α : yếu tố hoại tử khối u-alpha TV : Thực vật USD : Đô la Mỹ WHO : World Health Organization - Tổ chức Y tế thế giới
ix DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng Trang bảng 1.1. Phân loại bệnh ĐTĐ 6 1.2. Tổng quan bệnh ĐTĐ ở Việt Nam 9 1.3. Một số thuốc và nhóm thuốc chống tăng đường huyết 15 1.4. Thảo dược trong điều trị đái tháo đường 25 Các hợp chất có khả năng chống viêm hoặc cải thiện tính 1.5. 30 kháng insulin Các dịch chiết và hợp chất chiết xuất từ thực vật ức chế 1.6. 36 α-amylase hoặc α-glucosidase Các loại thực vật (20 loài) được thu nhận tại miền Trung 2.1. 45 Việt Nam 2.2. Thiết bị được sử dụng trong thí nghiệm 48 Thành phần dinh dưỡng trong khẩu phần ăn của chuột 2.3. 51 thí nghiệm 2.4. Bố trí thí nghiệm gây chuột ĐTĐ type 2 53 Bố trí thí nghiệm nghiên cứu tác dụng hạ đường huyết 2.6. 57 của cao chiết phân đoạn chè dây và lá đắng 3.1. Kết quả tách chiết các mẫu thực vật 66 3.2. Trọng lượng của chuột sau 8 tuần nuôi 67 Sự khác biệt về các chỉ số mỡ máu chuột ở nhóm ND và 3.3. 68 HFD Phần trăm hàm lượng cao của các cao chiết phân đoạn lá 3.4. 81 chè dây Nồng độ đường huyết chuột ĐTĐ type 2 sau khi uống 3.5. 82 cao chiết phân đoạn lá chè dây 3.6. Các số liệu phổ của phloretin 87
x Số hiệu Tên bảng Trang bảng 3.7. Các số liệu phổ của myricitrin (CDE4) 89 Phần trăm hàm lượng cao của các cao chiết phân đoạn lá 3.8. 91 đắng Nồng độ đường huyết chuột ĐTĐ type 2 sau khi uống 3.9. 92 cao chiết phân đoạn lá đắng 3.10. Các số liệu phổ của vernonioside E 96 Sự ức chế enzyme α-amylase và α-glucosidase của các 3.11. 98 hợp chất phân lập từ chè dây và lá đắng Nồng độ đường huyết của chuột ĐTĐ type 2 sau khi uống các 3.12. 110 cao chiết Nồng độ đường huyết của chuột ĐTĐ type 2 sau khi uống các 3.13. 110 cao hỗn hợp Kết quả đánh giá số chuột chết ở các nhóm thử nghiệm sau 3.14. 115 khi uống cao hỗn hợp
xi DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu Tên hình Trang hình 1.1. Con đường truyền tin nội bào của insulin 11 1.2. Cơ chế phân tử của tính kháng insulin 13 1.3. Cấu trúc của một số hợp chất phân lập được từ cây chè dây 18 1.4. Cấu trúc của một số hợp chất phân lập được từ cây lá đắng 22 Các loại thực vật (20 loài) được thu nhận tại miền Trung Việt 2.1. 46 Nam 2.2. Sơ đồ tóm tắt nghiên cứu 49 2.3. Sơ đồ chiết xuất phân đoạn 50 2.4. Nguyên liệu và thành phẩm thức ăn chuột béo 51 2.5. Tóm tắt quy trình định lượng insulin 54 Đồ thị biểu diễn sự tương quan giữa mật độ quang và nồng độ 2.6. 55 insulin 3.1. Chuột sau 8 tuần nuôi 68 Sự thay đổi nồng độ đường huyết của các lô chuột ở các thời 3.2. 69 điểm khác nhau 3.3. Nồng độ insulin huyết tương của các lô chuột khác nhau 71 3.4. Khả năng dung nạp glucose của các lô chuột 72 Đường huyết của chuột ĐTĐ type 2 sau 21 ngày điều trị bằng 3.5. 73 cao chiết thực vật Đường huyết của chuột ĐTĐ type 2 sau 21 ngày điều trị bằng 3.6. 74 cao chiết thực vật Đường huyết của chuột ĐTĐ type 2 sau 21 ngày điều trị bằng 3.7. 75 cao chiết thực vật Đường huyết của chuột ĐTĐ type 2 sau 21 ngày điều trị bằng 3.8. 77 cao chiết thực vật
xii Số hiệu Tên hình Trang hình 3.9. Ảnh vi thể tiêu bản đúc cắt tụy của chuột (vật kính 400) 79 3.10. Ảnh vi thể tiêu bản đúc cắt gan của chuột (vật kính 400) 80 3.11. Cấu trúc của myricetin (CDE1) 84 3.12. Cấu trúc của dihydromyricetin (CDE2) 85 3.13. Cấu trúc của phloretin (CDE3) 87 3.14. Cấu trúc của myricitrin (CDE4) 90 3.15. Cấu trúc của quercetin (CDE5) 91 3.16. Cấu trúc của cynaroside (LĐE) 94 Chất tinh sạch LĐB (trái) và sắc kí bản mỏng của vernonioside 3.17. 97 E (LĐB) (phải) 3.18. Cấu trúc của vernonioside E (LĐB) 98 Đánh giá khả năng gây độc của các hợp chất chè dây đối với 3.19. 100 Raw 264.7 (A) và 3T3-L1 (B) Đánh giá khả năng gây độc của các hợp chất lá đắng đối với 3.20. 100 Raw 264.7 (A) và 3T3-L1 (B) Ảnh hưởng của các hợp chất phân lập từ cây chè dây lên quá 3.21. trình sản xuất TNF-α (A), IL-6 (B), IL-8 (C) và IL-10 (D) trong 101 tế bào Raw 264.7 được kích thích bằng LPS Ảnh hưởng của các hợp chất phân lập từ cây lá đắng lên quá 3.22. trình sản xuất TNF-α (A), IL-6 (B), IL-8 (C) và IL-10 (D) trong 102 tế bào Raw 264.7 được kích thích bằng LPS Hoạt động giảm tính kháng insulin của hợp chất phloretin và 3.23. 104 vernonioside E trong tế bào 3T3-L1 được xử lý với TNF-α Ảnh hưởng của phloretin lên mức độ biểu hiện của hai protein 3.24. 104 IRS1 và pY20 3.25. Phối hợp các cây thảo dược để tăng hiệu quả trong điều trị ĐTĐ 109
xiii Số hiệu Tên hình Trang hình Chỉ số triglyceride và cholesterol của chuột ĐTĐ type 2 sau 21 3.26. 112 ngày uống cao hỗn hợp Hàm lượng glycogen gan ở chuột bệnh ĐTĐ type 2 sau khi 3.27. 113 uống cao hỗn hợp Sự ức chế enzyme α-amylase và α-glucosidase của cao chiết 3.28. 114 hỗn hợp
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Đái tháo đường (ĐTĐ) là một bệnh rối loạn chuyển hóa đặc trưng bởi tình trạng tăng đường huyết mãn tính, do hậu quả của tình trạng giảm tiết insulin hoặc kháng insulin hoặc kết hợp cả hai. Hậu quả của sự tăng đường huyết là những biến chứng nghiêm trọng có thể đe dọa đến tính mạng của người bệnh [4]. Trên toàn cầu, tỷ lệ người mắc bệnh ĐTĐ năm 2016 là 8,5% dân số trưởng thành (422 triệu người) và con số được dự đoán sẽ tăng lên tới 9,9% vào năm 2045 [142]. Các trường hợp tử vong liên quan đến bệnh ĐTĐ phổ biến hơn ở các nước có thu nhập thấp và trung bình, nơi có hơn 80% trường hợp tử vong xảy ra. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) cho rằng bệnh ĐTĐ sẽ là một trong bảy nguyên nhân hàng đầu gây ra tử vong vào năm 2030. Sự gia tăng đột biến về tỷ lệ người mắc bệnh đái tháo đường hiện nay đang là một gánh nặng cho ngành y tế. Theo công bố của WHO, chi phí trực tiếp mỗi năm cho bệnh nhân ĐTĐ ước tính khoảng 153-286 tỷ USD, thậm chí còn cao hơn thế, ước tính đến năm 2025, toàn bộ chi phí cho bệnh nhân ĐTĐ trên thế giới là 213-396 tỷ USD, chiếm khoảng 7-13% ngân sách chăm sóc sức khoẻ của thế giới [84]. Tại Việt Nam, ĐTĐ cũng không nằm ngoài tình hình chung của thế giới, đang có xu hướng gia tăng nhanh chóng. Ước tính năm 2006, 2,5% dân số ở độ tuổi trên 20 tại Việt Nam mắc ĐTĐ type 2, dự kiến năm 2025 sẽ tăng lên 3,5% [2]. Theo điều tra quốc gia năm 2008, tỷ lệ bệnh ĐTĐ ở các đối tượng 30-64 tuổi tại các thành phố lớn là 7-10% [1]. Theo ước tính năm 2006, Việt Nam phải chi phí cho bệnh ĐTĐ là 606.251 USD, khoản chi này dự kiến sẽ tăng lên 1.114.430 USD vào năm 2025 [2]. Hiện nay, các thuốc điều trị ĐTĐ có nguồn gốc tổng hợp hoá học thường kèm theo nhiều tác dụng không mong muốn, chi phí điều trị cao và người bệnh có xu hướng phải tăng liều sau một thời gian dài dùng thuốc [4]. Để đáp ứng được nhu cầu sử dụng thuốc ngày càng gia tăng và hạn chế được những biến chứng gây ra bởi bệnh đái tháo đường, việc kế thừa nền y học cổ truyền của dân tộc để từ đó nghiên cứu, sản xuất ra các loại thuốc có nguồn gốc từ thảo dược thiên nhiên hiệu quả và an toàn cao, có khả năng bổ sung và thay thế thuốc điều trị ĐTĐ đang là hướng quan tâm
2 nghiên cứu của các nhà khoa học [151]. Các loài thực vật luôn là nguồn nguyên liệu cây thuốc quý giá, rất nhiều loại thuốc hiện có sẵn trên thị trường có nguồn gốc trực tiếp hoặc gián tiếp từ chúng. Có ít nhất 1200 loài thực vật được sử dụng trong y học cổ truyền vì có tác dụng chống đái tháo đường, tuy nhiên chỉ có khoảng 450 cây đã được nghiên cứu để khám phá tác dụng của chúng được công bố [129]. Vì vậy, việc tìm kiếm các loại thuốc trị đái tháo đường mới từ thực vật tự nhiên vẫn luôn hấp dẫn, đặc biệt ở Việt Nam, một nước có thảm thực vật phong phú, tài nguyên dược liệu vô cùng quý giá. Cây chè dây (Ampelosis cantoniensis (H. & A.) PL.), họ Nho (Vitaceae) đã được nghiên cứu nhiều về thành phần hóa học và hoạt tính chống oxy hóa [146], tuy nhiên cho đến nay chưa có công trình khoa học nào nghiên cứu hoạt tính chống ĐTĐ. Bên cạnh đó, cây lá đắng (Vernonia amygdalina Del.), họ cúc (Asteraceae) đã có công trình nghiên cứu trên thế giới về khả năng chống ĐTĐ, tuy nhiên các nghiên cứu chưa nhiều và chưa mang tính toàn diện [35]. Do vậy, để góp phần nghiên cứu tác dụng trị ĐTĐ của một số loài thực vật ở miền Trung, Việt Nam, chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu phân lập và tác dụng điều trị bệnh đái tháo đường type 2 của các hoạt chất sinh học từ một số loài thực vật thu hái tại miền Trung”. 2. Mục tiêu của luận án Sàng lọc một số thực vật ở miền Trung có tác dụng hạ đường huyết, từ đó tiến hành nghiên cứu thành phần hoá học của các thực vật này để tìm hiểu về cơ chế hạ đường huyết của các hợp chất có hoạt tính sinh học. 3. Nội dung nghiên cứu của luận án - Thu thập một số mẫu thực vật ở miền Trung được tham khảo là có tác dụng trong điều trị ĐTĐ. Tách chiết các mẫu thực vật bằng cồn 70°, sàng lọc tác dụng hạ đường huyết của các cao chiết trên mô hình chuột ĐTĐ type 2. - Chiết phân đoạn lá chè dây và lá đắng bằng các dung môi có độ phân cực khác nhau và thử nghiệm khả năng hạ đường huyết của các cao phân đoạn đó trên chuột ĐTĐ type 2.
3 - Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập từ các phân đoạn có hoạt tính hạ đường huyết tốt nhất. - Nghiên cứu về cơ chế hạ đường huyết của các hợp chất phân lập qua việc đánh giá hiệu quả ức chế enzyme α-glucosidase và α-amylase cùng với thử nghiệm ảnh hưởng của chúng đến quá trình sinh các cytokine tiền viêm TNF-α, IL-6 và IL-8 (các các cytokine tiền viêm là một trong những nguyên nhân chính gây nên tình trạng kháng insulin), cytokine kháng viêm (IL-10) và tác dụng khôi phục biểu hiện hai protein pIRS-1 và pY20 của tế bào bào (đây là hai protein rất cần thiết cho con đường truyền tín hiệu insulin). - Nghiên cứu tác dụng hạ đường huyết của cao hỗn hợp, tác dụng của cao hỗn hợp lên nồng độ cholesterol, triglyceride, hoạt tính ức chế enzyme α-glucosidase, α- amylase và hàm lượng glycogen ở chuột ĐTĐ type 2. Xác định độc tính cấp của cao hỗn hợp. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án Nội dung nghiên cứu của luận án có ý nghĩa khoa học và thực tiễn như sau: - Ý nghĩa khoa học: + Kết quả thu được của luận án đã cung cấp thông tin khoa học về khả năng điều trị bệnh ĐTĐ của một số thực vật miền Trung, đồng thời xác định được cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập từ các thực vật có hoạt tính hạ đường huyết tốt nhất. Kết quả này đóng góp vào cơ sở dữ liệu về hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học của Việt Nam + Kết quả nghiên cứu của luận án đã góp phần làm rõ cơ chế hạ đường huyết của các hợp chất phân lập qua việc đánh giá hiệu quả ức chế enzyme α-glucosidase và α-amylase cùng với thử nghiệm ảnh hưởng của chúng đến quá trình sinh các cytokine tiền viêm TNF-α, IL-6 và IL-8, cytokine kháng viêm (IL-10) và tác dụng khôi phục biểu hiện hai protein pIRS-1 và pY20 của tế bào. - Ý nghĩa thực tiễn: + Kết quả của luận án là bằng chứng khoa học góp phần đáp ứng việc sử dụng các sản phẩm có nguồn gốc thực vật trong phòng và điều trị bệnh ĐTĐ type 2, hạn
4 chế được các tác dụng phụ của thuốc có nguồn gốc tổng hợp và những biến chứng gây ra bởi bệnh đái tháo đường. Kết quả này là cơ sở để phát triển dược phẩm mới từ những nguồn nguyên liệu sẵn có ở miền Trung. + Kết quả của luận án cũng là cơ sở khoa học để khai thác, sử dụng có hiệu quả cũng như bảo tồn, phát triển bền vững nguồn tài nguyên thực vật chứa các hợp chất có hoạt tính sinh học. 5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu của luận án là 20 loại thực vật sinh trưởng tại miền Trung, trong đó hai đối tượng nghiên cứu chủ yếu là cây chè dây và lá đắng. - Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu hoạt tính, ứng dụng và cơ chế hạ đường huyết của các hợp chất phân lập được từ các loại thực vât nghiên cứu.
5 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Bệnh đái tháo đường 1.1.1. Bệnh đái tháo đường 1.1.1.1. Định nghĩa Đái tháo đường (ĐTĐ) là bệnh rối loạn chuyển hoá do nhiều nguyên nhân khác nhau gây nên, đặc trưng của bệnh là tăng đường huyết mạn tính cùng với rối loạn chuyển hoá lipid, protein ... do thiếu insulin có kèm hoặc không kèm kháng insulin với các mức độ khác nhau. Các triệu chứng rõ rệt của tăng đường huyết mạn tính là khát nước, mắt nhìn mờ, tiểu nhiều và giảm cân. Tăng đường huyết mãn tính của bệnh ĐTĐ có liên quan đến các biến chứng lâu dài bao gồm bệnh võng mạc với khả năng mất thị lực; suy thận; bệnh thần kinh ngoại biên, các triệu chứng tim mạch và tăng huyết áp [33]. Bệnh nhân được chẩn đoán xác định là mắc bệnh ĐTĐ khi [33]: - Hemoglobin (A1c) ≥ 6,5% hoặc nồng độ glucose huyết lúc đói ≥ 7,0 mmol /l(≥ 126 mg/dl). - Nồng độ đường huyết ở thời điểm hai giờ sau nghiệm pháp dung nạp glucose đường uống ≥ 11,1 mmol/l (200 mg/dl) hoặc có các triệu chứng điển hình của tăng đường huyết và nồng độ đường huyết ở thời điểm bất kỳ ≥ 11,1 mmol/l (200 mg/dl). Có một số trường hợp nồng độ đường huyết không đáp ứng tiêu chí chẩn đoán cho bệnh ĐTĐ nhưng lại cao hơn so với nồng độ đường huyết bình thường. Những trường hợp này được xác định là rối loạn đường huyết lúc đói (impaired fasting glucose-IFG) hoặc rối loạn dung nạp glucose (impaired glucose tolerance-IGT). Người bệnh được coi là tiền ĐTĐ (cho thấy nguy cơ tương đối cao cho sự phát triển của bệnh ĐTĐ trong tương lai khi) khi: + Đường huyết lúc đói từ 100 mg/dl (5,6 mmol/l) đến 125 mg/dl (6,9 mmol/l) (IFG). + Đường huyết ở thời điểm hai giờ sau sau khi thực hiện thử nghiệm khả năng dung nạp glucose, glucose huyết từ 140 mg/dl (7,8 mmol/l) đến 199 mg/dl (11,0 mmol/l) (IGT).