- Trang Chủ
- Y khoa - Dược
- Khóa luận tốt nghiệp: Xây dựng quy trình chiết xuất cao chuẩn hoá giàu saponin và tinh chế saponin từ củ tam thất Panax pseudoginseng (Burk) F.H.Chen
Xem mẫu
- ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC
NGÔ HẢI HÀ
XÂY DỰNG QUY TRÌNH CHIẾT XUẤT
CAO CHUẨN HOÁ GIÀU SAPONIN VÀ TINH
CHẾ SAPONIN TỪ CỦ TAM THẤT PANAX
PSEUDOGINSENG (BURK.) F.H.CHEN
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC HỌC
Hà Nội - 2021
- ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC
Người thực hiện: NGÔ HẢI HÀ
XÂY DỰNG QUY TRÌNH CHIẾT XUẤT
CAO CHUẨN HOÁ GIÀU SAPONIN VÀ TINH
CHẾ SAPONIN TỪ CỦ TAM THẤT PANAX
PSEUDOGINSENG (BURK.) F.H.CHEN
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
(NGÀNH DƯỢC HỌC)
Khóa: QH.2016.Y
Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Văn Khanh
TS. Đào Thị Thanh Hiền
Hà Nội - 2021
- LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể các thầy cô giáo thuộc Ban Chủ
nhiệm, các phòng ban trường Đại học Y Dược, Đại học Quốc Gia Hà Nội đã dìu dắt,
giúp đỡ trong suốt năm năm học tập, sinh hoạt và rèn luyện trên ghế nhà trường và
tạo điều kiện cho em hoàn thành khoá luận tốt nghiệp.
Đồng thời em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới Thạc sĩ
Nguyễn Văn Khanh – giảng viên bộ môn Bào chế và công nghệ dược phẩm trường
Đại học Y Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội, cùng tiến sĩ Đào Thị Thanh Hiền là người
đã trực tiếp tận tình chỉ bảo và hướng dẫn em trong khoảng thời gian thực hiện đề
tài.
Đồng thời, em xin cảm ơn các thầy cô trong bộ Bào chế và công nghệ dược
phẩm thuộc Đại học Y Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội, đã tạo điều kiện để em có
thể thực hiện khóa luận này.
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã luôn luôn
động viên và giúp đỡ em trong lúc khó khăn cũng như trong quá trình thực hiện khóa
luận này.
Hà Nội, tháng 6 năm 2021
Sinh viên
Ngô Hải Hà
- MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ..................................................................................... 3
1.1. Tổng quan về cây tam thất ( Panax Pseudoginseng) ........................................... 3
1.1.1. Tên khoa học của cây tam thất ............................................................... 3
1.1.2. Phân bố của cây tam thất........................................................................ 3
1.1.3. Đặc điểm thực vật của cây tam thất ....................................................... 4
1.1.4. Thành phần hoá học của cây tam thất .................................................... 5
1.1.5. Tác dụng dược lý của cây tam thất ........................................................ 8
1.1.6. Tam thất trong y học cổ truyền ............................................................ 11
2.2. Các phương pháp chiết xuất và tinh chế saponin từ tam thất ............................ 12
2.2.1. Nguyên tắc chung................................................................................. 12
2.2.2. Các phương pháp chiết xuất saponin toàn phần từ tam thất ................ 13
2.2.3. Các phương pháp tinh chế saponin từ tam thất .................................... 14
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................... 16
2.1. Đối tượng và nguyên vật liệu thí nghiệm........................................................... 16
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu .......................................................................... 16
2.1.2. Nguyên liệu, hoá chất........................................................................... 16
2.1.3. Máy móc, dụng cụ ................................................................................ 17
2.2. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................... 18
2.2.1. Xây dựng phương pháp định lượng notoginsenosid R1, ginsenosid Rg1,
ginsenosid Rb1 bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao ................................. 18
2.2.2. Quy trình chiết xuất và tinh chế saponin ............................................. 20
2.2.3. Xác định cấu trúc và độ tinh khiết của các saponin tinh chế được ...... 22
2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu.................................................................... 22
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ ......................................................................................... 23
3.1. Thẩm định phương pháp định lượng R1, Rg1 và Rb1 trong tam thất bằng phương
pháp HPLC ................................................................................................................ 23
- 3.1.1. Độ đặc hiệu của phương pháp .............................................................. 23
3.1.2. Tính thích hợp của hệ thống................................................................. 25
3.1.3. Độ tuyến tính và khoảng nồng độ ........................................................ 26
3.1.4. Độ lặp lại .............................................................................................. 27
3.1.5. Độ đúng ................................................................................................ 28
3.2. Định lượng saponin toàn phần trong mẫu củ tam thất ....................................... 29
3.3. Chiết xuất saponin toàn phần từ củ tam thất ...................................................... 30
3.4. Tinh chế saponin trong mẫu củ tam thất ............................................................ 32
3.4.1. Tinh chế saponin toàn phần ................................................................. 32
3.4.2. Tinh chế saponin điển hình bằng sắc ký lỏng đầu dò PDA ................. 33
3.5. Xác định cấu trúc và độ tinh khiết của các saponin tinh chế được .................... 34
CHƯƠNG 4. BÀN LUẬN ....................................................................................... 37
4.1. Về phương pháp định lượng notoginsenosid R1, ginsenosid Rg1, ginsenosid Rb1
bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao .......................................................... 37
4.2. Về quy trình chiết xuất và tinh chế saponin ....................................................... 37
4.3. Về quy trình xác định cấu trúc và độ tinh khiết của các saponin tinh chế được 39
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT .................................................................................... 41
1. Kết luận ................................................................................................................. 41
2. Đề xuất .................................................................................................................. 41
- DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
STT Chữ viết tắt, ký hiệu Tên đầy đủ
Panax pseudoginseng (Burk.) F. H. Chen
1 PPG
hay còn được gọi là panax notoginseng
2 PNS Panax notoginseng saponin
3 ESI Ion hoá tia điện
4 HPLC Sắc ký lỏng hiệu năng cao
5 DAD Đầu dò mảng diod
6 TB Trung bình
7 SD Độ lệch chuẩn
8 RSD Độ lệch tương đối
9 AOAC Hiệp hội các nhà phân tích hoá học chính thống
10 PDA Màng quang Điot
- DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng Tên bảng Trang
Bảng 2.1 Nguyên liệu và hoá chất 16
Bảng 2.2 Máy móc và dụng cụ 17
Bảng 3.1 Kết quả đánh giá tính thích hợp của hệ thống 26
Bảng 3.2 Kết quả khảo sát độ tuyến tính 27
Bảng 3.3 Kết quả đánh giá độ lặp lại của phương pháp 28
Bảng 3.4 Độ đúng của phương pháp 29
Bảng 3.5 Kết quả định lượng hàm lượng R1, Rg1 và Rb1 trong củ 30
tam thất
Bảng 3.6 Kết quả chiết xuất saponin của ba phương pháp chiết 31
Bảng 3.7 Kết quả chiết xuất saponin từ củ tam thất thông qua chiết 32
nóng
Bảng 3.8 Kết quả tinh chế saponin toàn phần 32
Bảng 3.9 Kết quả hàm lượng R1, Rg1 và Rb1 trong mẫu cao giàu 33
saponin
Bảng 3.10 Khối lượng saponin S1 và S2 thu được 34
- DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình Tên hình Trang
Hình 1.1 Hình ảnh cây và củ Panax pseudoginseng (Burkill) F. H. 4
Chen
Hình 1.2 Cấu trúc phân tử notoginsenosid R1 và ginsenosid Rb1 6
Hình 1.3 Cấu trúc phân tử ginsenosid Rg1 và ginsenosid Rd 6
Hình 1.4 Cấu trúc phân tử ginsenosid Re 6
Hình 2.1 Mẫu củ tam thất Panax pseudoginseng (Burk.) F.H. Chen 16
Hình 3.1 Sắc ký đồ mẫu chuẩn R1 23
Hình 3.2 Sắc ký đồ mẫu chuẩn Rg1 23
Hình 3.3 Sắc ký đồ mẫu chuẩn Rb1 23
Hình 3.4 Sắc ký đồ mẫu chuẩn hỗn hợp gồm R1, Rg1 và Rb1 24
Hình 3.5 Sắc ký đồ mẫu trắng 24
Hình 3.6 Sắc ký đồ mẫu thử từ củ tam thất 25
Hình 3.7 Sắc ký đồ phân đoạn với đầu dò PDA ở bước sóng 203 nm 34
Hình 3.8 Phổ khối của saponin S1 35
Hình 3.9 Phổ khối của saponin S2 35
Hình 3.10 Sắc ký đồ của mẫu saponin S1 35
Hình 3.11 Sắc ký đồ của mẫu saponin S2 36
- MỞ ĐẦU
Từ xưa, các loại thảo dược tự nhiên đã được sử dụng rộng rãi trong y học cổ
truyền với tác dụng bồi bổ cơ thể cũng như điều trị bệnh lý của người bị bệnh. Ngày
nay, việc ứng dụng các loại cây cỏ tự nhiên trong các lĩnh vực chăm sức khoẻ con
người càng được quan tâm và đẩy mạnh phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu thị trường
ngày càng tăng của các chế phẩm có nguồn gốc thảo dược. Trong các loại thảo dược
có tác dụng bồi bổ cơ thể, các cây thuộc chi sâm như nhân sâm (Panax ginseng) hay
sâm Mỹ (Panax quinquefolium) đã được biết đến và sử dụng rộng rãi bởi những lợi
ích và ứng dụng của các loài cây này đối với sức khoẻ con người, và Panax
pseudoginseng (Burk.) F. H. Chen, hay còn gọi là tam thất, là một trong những loài
cây thuộc chi sâm có tác dụng hàng đầu có thể kể đến. Tam thất là một loài dược liệu
quý, được biết đến từ xa xưa với vai trò là một vị thuốc y học cổ truyền sử dụng phổ
biến với những tác dụng như bồi bổ thân thể người bị suy nhược, điều trị chảy máu
[1, 4, 43, 48].
Đến thời điểm hiện tại, đã có hơn 200 hợp chất hoá học đã được phân lập và
xác định từ các bộ phận khác nhau của cây Tam thất, trong đó thành phần chủ yếu là
các saponin, với năm loại saponin chính có thể kể đến là notoginsenosid R1,
ginsenosid Rg1, Rb1, Rd và Re [43, 48]. Các saponin này đã được chứng minh có tác
dụng tốt đối với sức khoẻ, như các lợi ích đối với hệ tim mạch [43, 48, 51], khả năng
chống xơ vữa động mạch[50], khả năng chống viêm [12, 45], chống oxi hoá [49],
giảm nồng độ cholesterol trong máu cũng như điều hoà huyết áp [31, 36] và giảm rủi
ro mắc phải ung thư [9, 20, 24, 43]. Trong tam thất, ba thành phần saponin chính
được đặc biệt lưu ý là notoginsenosid R1, ginsenosid Rg1 và ginsenosid Rb1 bởi tác
dụng điều trị các loại bệnh xu hướng của thế kỷ 21, như các bệnh về tim mạch [48,
51], tiểu đường [31, 36] hay ung thư [9, 20, 24].
Từ những minh chứng trên, có thể thấy tam thất là một dược liệu quý giàu
saponin với nhiều tác dụng dụng có lợi đối với sức khoẻ con người. Việc sản xuất
cũng như ứng dụng tam thất trong lĩnh vực chăm sóc sức khoẻ là một thị trường đầy
tiềm năng tại Việt Nam. Tuy nhiên, hiện nay ở nước ta các nghiên cứu về chiết xuất
cao chuẩn hoá giàu saponin cũng như phân lập các saponin riêng biệt còn hạn chế.
Việc phân lập các saponin chính từ tam thất có nhiều ý nghĩa trong việc đánh giá tác
dụng dược lý của các saponin này, từ đó những nghiên cứu sâu hơn về các saponin
điển hình trong tam thất có thể được tiến hành. Vì vậy, chúng tôi thực hiện đề tài
1
- “Xây dựng quy trình chiết xuất cao chuẩn hoá giàu saponin và tinh chế saponin từ củ
tam thất Panax pseudoginseng (Burk) F.H.Chen với hai mục tiêu chính như sau:
1. Xây dựng được quy trình thẩm định ba loại saponin R1, Rg1 và Rb1 có trong
củ tam thất.
2. Xây dựng được bào chế cao chuẩn hoá giàu saponin từ tam thất và tinh sạch
hai loại saponin điển hình từ cao chuẩn hoá giàu saponin.
2
- CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về cây tam thất (Panax Pseudoginseng)
1.1.1. Tên khoa học của cây tam thất
Tên khoa học: Panax pseudoginseng (Burkill) F. H. Chen, trong giới thực vật
có vị trí phân loại như sau:
Giới: Thực vật (Plantae)
Ngành: Thực vật hạt kín (Magnoliophyta)
Lớp: Thực vật hai lá mầm (Magnoliopsida)
Bộ: Hoa tán (Apiales)
Họ: Nhân sâm (Araliaceae).
Chi: Sâm (Panax)
Loài: Tam thất (pseudoginseng)
Tên đồng nghĩa: Aralia quinquefolia var. notoginseng Burkill; Panax
pseudoginseng var. notoginseng (Burkill) G.Hoo & C.L.Tseng hoặc Panax
pseudoginseng Wall.
Tên thường gọi: sâm tam thất, kim bất hoán, nhân sâm tam thất, điền thất [1,
4].
1.1.2. Phân bố của cây tam thất
Tam thất có nguồn gốc ở phía nam Trung Quốc, được trồng từ lâu đời và không
còn được tìm thấy trong trạng thái mọc trong tự nhiên. Cây được nuôi trồng nhiều
nhất ở tỉnh Vân Nam, sau đó là Quảng Tây và ở một số quốc gia khác như Đài Loan,
Nhật Bản, Triều Tiên [4]. Sự nhạy cảm với ánh sáng của cây hạn chế sự phân bố của
tam thất tại Trung Quốc [43].
Ở Việt Nam, tam thất là một loại cây được nhập trồng từ Trung Quốc [4]. Tam
thất được trồng với số lượng ít tại một số tỉnh như: Hà Giang (Đồng Văn), Lào Cai
(Mường Khương, Bát Xát, Phà Lùng), Cao Bằng… tại các vùng núi cao 1200 – 1500
m [1].
3
- 1.1.3. Đặc điểm thực vật của cây tam thất
Tam thất là cây thân thảo, sống nhiều năm. Thân tam thất mọc thẳng, không
phân nhánh, cao 30 – 50 cm, màu tím tía. Lá kép chân vịt, màu xanh đậm, 3 – 4 lá
mọc vòng, cuống lá dài 3 – 6 cm, mỗi cuống lá gồm 5 – 7 lá chét hình mác, cuống lá
chét dài 0,6 – 1,2 cm, gốc thuôn, đầu có mũi nhọn, mép khía răng, hai mặt có lông
cứng ở gân, mặt trên sẫm, mặt dưới nhạt [4].
Cụm hoa hoàn chỉnh có đường kính 5 – 25 mm, tổng chiều dài cuống từ 5 –
45mm. Cuống nhỏ ở một đầu và đầu còn lại chứa nhiều nụ hoa, với khoảng 130–230
hoa [48].Cụm hoa mọc thành tán đơn ở ngọn thân, có hoa đơn tính, có hoa lưỡng tính
cùng tồn tại. Hoa màu lục vàng nhạt, đài 5 răng ngắn, màu xanh, tràng 5 cánh rộng ở
phía dưới, nhị 5, bầu 2 ô. Quả mọng, hình cầu dẹt, khi chín màu đỏ, trong có hai hạt
hình cầu, màu trắng [4].
Rễ chính có hình nón hoặc trụ, với chiều dài từ 1 – 6 cm, có màu vàng hoặc
nâu với các vết nhăn và nếp rễ. Cây thường được thu hoạch vào mùa thu, trong thời
gian trước khi nở hoa và có thể được nghiền thành bột sử dụng cho đường uống hoặc
kết hợp với các thảo dược khác [4].
Hình 1.1. Hình ảnh cây và củ Panax pseudoginseng (Burkill) F. H. Chen
4
- 1.1.4. Thành phần hoá học của cây tam thất
Theo các nghiên cứu, hơn 200 thành phần hoá học đã được phân lập từ tam
thất. Trong số đó, saponin (4,42 – 12%) [4] chiếm hàm lượng lớn và được coi là thành
phần chính, ngoài ra trong tam thất còn chứa những thành phần khác như flavonoid,
các peptit vòng, đường saccarid và các nguyên tố vô cơ. Những thành phần phân bố
trong các bộ phận khác nhau của cây như rễ, thân, hoa và lá với tỉ lệ khác nhau.
Saponin được coi là thành phần chính trong Panax pseudoginseng. Trong thực
tế, đã có hơn 100 loại saponin được phân lập và xác định, xthuộc ba nhóm ginsenosid,
notoginsenosid và gypenosid. Hầu hết các saponin trong cây tam thất là các triterpen
thuộc nhóm Dammarane với nhóm aglycon là 20(S)-protopanaxadiol (nhóm Rb) hoặc
20(S)-protopanaxatriol (nhóm Rg). PPG có thành phần không chứa bất cứ saponin
nào có nhóm axit oleanolic(nhóm Ro), đây là một khác biệt lớn so với cây Panax
ginseng C. A. Meyer and Panax quinquefolius L. Mỗi bộ phận khác nhau của tam
thất sẽ chứa thành phần và tỉ lệ saponin khác nhau tuỳ theo từng bộ phận cụ thể.
Nghiên cứu cho thấy ginsenosid Rb1 có nhiều trong tất cả các bộ phận của cây, trong
khi Rg1 giàu trong thân và rễ. Rg3 – một chất được báo cáo về khả năng bảo vệ thần
kinh - có hàm lượng lớn trong nụ hoa tam thất. Thông thường, năm loại saponin chính
là notoginsenosid R1 (7 – 10%), ginsenosid Rb1 (30 – 36%), Rg1 (20 – 40%), Rd (5 –
8,4%) và Re (3,9 – 6%) chiếm tới khoảng 90% tổng số saponin trong tam thất được
nghiên cứu cùng ứng dụng trong thí nghiệm về dược lý. Trong số đó, ba saponin lần
lượt là ginsenosid Rb1, ginsenosid Rg1 và notoginsenosid R1 được chọn làm hợp chất
tiêu chuẩn để đánh giá chất lượng tam thất. Để tăng cường sự đa dạng phân tử của
ginsenosid, đồng nghĩa với khả năng tìm kiếm được các chất có hoạt tính sinh học
mới, các nghiên cứu khoa học đã được thực hiện nhằm xác định các sản phẩm thuỷ
phân và các sản phẩm biến đổi sinh học của saponin nhằm tìm kiếm các chất có hoạt
tính mới, mở ra hướng nghiên cứu mới trong việc ứng dụng tam thất trong điều trị
[43].
5
- Hình 1.2. Cấu trúc phân tử notoginsenosid R1 và ginsenosid Rb1
Hình 1.3. Cấu trúc phân tử ginsenosid Rg1 và ginsenosid Rd
Hình 1.4. Cấu trúc phân tử ginsenosid Re
6
- Ngoài các loại saponin, các thành phần khác cũng được báo cáo có mặt trong
Panax pseudoginseng. Trong PPG, các peptit vòng được tìm thấy có cấu trúc là các
hợp chất mạch vòng hình thành dựa trên các liên kết peptit do 2 – 37 protein hoặc
axit amin không phải protein tạo nên. Chúng được tìm thấy trong các thực vật thuộc
họ Caryophyllaceae và Rhamnaceae và được phân chia thành hai lớp, năm lớp phụ
và tám loại. Đã có 14 loại peptit vòng được phân lạp và xác định về cấu trúc dựa trên
phương pháp quang phổ, đó là các peptit vòng sau: cyclo- (Leu-Thr), cyclo- (Leu-
Ile), cyclo- (Leu-Val), cyclo- (Ile-Val), cyclo- (Leu-Ser), cyclo- (Leu-Tyr), cyclo-
(Val-Pro), cyclo- (Ala-Pro), cyclo- (Phe-Tyr), cyclo- (Phe-Ala), cyclo- (Phe-Val),
cyclo- (Leu-Ala), cyclo- (Ile-Ala) và cyclo- (Val-Ala) [35].
Saccarid phân lập từ cây bao gồm monosaccarid, oligosaccarid và
polysaccarid. Polysaccarid tồn tại trong nhiều bộ phận, với hàm lượng cao nhất ở rễ
chính. Tổng hàm lượng đường của rễ PPG gần gấp đôi so với thân rễ, và hàm lượng
polysaccarid của hoa gấp đôi so với thân và lá của tam thất. Các nghiên cứu khoa học
đã chứng minh rằng các polysaccarid trong PPG có tác dụng bổ trợ và hoạt động kích
thích miễn dịch.
Một số loại flavonoid đã được phân lập ra từ PPG, chủ yếu là flavonol và
flavonglycosid như liquiritigenin, quercetin hay kaempferol-3-O-α-L-rhamnoside.
Có một lượng ít sterol đã được phân lập và xác định từ PPG, bao gồm β-
sitosterol, daucosterol, stigmasterol, stigmasterol-3-O-β-D-glucopyranosid và
stigmast-7-en-3β-ol-3-O-β-D-glucopyranosid.
Hơn 19 loại amino axit đã được phân lập trong PPG, với 7 trong số chúng
được coi là thiết yếu [43].
Các thành phần dầu dễ bay hơi trong PPG gồm tecpen, rượu, aldehit, olefin và
ankan. Terpen được coi là một thành phần quan trọng vì tỷ lệ tương đối cao trong hợp
chất. Hơn 91 chất dễ bay hơi đã được phân lập từ dầu của hoa nụ hoa tam thất, với
các thành phần chính là spathulenol (12.19%), α‐gurjunen (6.73%),
bicyclogermacren (6.57%), germacren‐D (5.26%) và bicycloelemen (3.55%) [33].
Ngoài các hợp chất hóa học được liệt kê ở trên, còn có các thành phần khác
được phân lập từ PPG, bao gồm icarisid B6, guanosin hydrat, axit béo, các nguyên tố
vô cơ và muối khoáng [43].
7
- 1.1.5. Tác dụng dược lý của cây tam thất
Đúc kết từ các kinh nghiệm xưa cùng với các nghiên cứu hiện đại, tam thất đã
được chứng minh là một loài cây với nhiều tác dụng dược lý tốt lên hệ tim mạch, hệ
miễn dịch, khả năng chống xơ vữa động mạch, hoạt động cầm máu, khả năng chống
ung thư…
Tác động lên hệ tim mạch
Rất nhiều nghiên cứu đã cho thấy khả năng điều trị các bệnh tim mạch thông
qua việc sử dụng PPG thông qua hai tác dụng chính: khả năng ảnh hưởng đến tế bào
nội mô và khả năng bảo vệ tế bào cơ tim. Cụ thể, trong cao huyết áp, các nghiên cứu
đã chỉ ra rằng việc tăng cường hoạt động của các tế bào nội mô cơ tim thông qua tác
dụng giảm nồng độ NO và ET-1 trong máu đã làm giảm khả năng tăng huyết áp trong
chuột thí nghiệm [43]. Ngoài ra tác dụng bảo vệ tế bào tim mạch của saponin 20 (S)
‐panaxadiol thông qua việc chống lại sự oxi hoá, cùng với tác dụng hình thành mạch
máu của ginsenosid Rg1 có tác dụng trong điều trị chữa lành vết thương do thiếu máu
cục bộ [48].
Trong suy tim, thông qua thử nghiệm điều trị chuột bị suy tim sử dụng
ginsenosid Rb1 (35 và 70 mg/kg) và losartan (4,5 mg/kg) trong 8 tuần, Rb1 đã được
chứng minh có tác dụng khôi phục chức năng tim và ty thể, tăng hấp thu glucose và
bảo vệ chống lại quá trình tái định dạng tim thông qua các con đường tín hiệu TGF-
β1/ Smad, ERK và Akt [51].
Khả năng chống xơ vữa động mạch
Thực nghiệm trên 3 nhóm chuột được sử dụng parafin lỏng, zymosan
(20mg/kg, 3 ngày 1 lần) và zymosan cùng PNS (100mg/kg hàng ngày) trong 9 tuần,
kèm chế độ ăn nhiều chất béo đã đã chứng minh khả năng trong việc điều trị xơ vỡ
động mạch của PNS. Kết quả mẫu máu trên chuột đã chứng minh PNS có thể ngăn
ngừa và điều trị xơ vữa động mạch dựa trên khả năng chống viêm, giảm mức lipid
trong máu cũng như khả năng sửa chữa mạch máu. Cơ chế chính của tác dụng này là
do khả năng kháng viêm thông qua sự ức chế chuyển vị của p65 NF-kB [50].
Khả năng gây đông máu và chữa lành vết thương
Tam thất được coi là thần dược trong điều trị chảy máu trong và ngoài trong
điều trị chấn thương. Các thành phần saponin có tác dụng làm giảm viêm, giảm stress
oxy hóa và ức chế endotoxin và myeloperoxidase trong giai đoạn hồi phục của chuột
bị sốc xuất huyết [43]. Nghiên cứu riêng về ginsenosid Rg1 được phân lập còn cho
8
- thấy tác dụng thúc đẩy tạo mạch máu con đường tín hiệu VEGF-KDR/FIK-1 và I3K-
Akt-eNOS [18].
Hoạt động chống oxy hoá
Các flavonoid và saponin từ tam thất đã được chứng minh có hoạt tính chống
oxy hóa và loại bỏ gốc tự do. Tại nồng độ 0,2 – 1,0 mg/ml, các flavonoid trong tam
thất có hoạt tính chống sự oxi hoá của axit 2,2'-azino-bis-3-ethylbenzthiazolin-6-
sulphonic, các gốc superoxit anion và các gốc hydroxyl vượt trội hơn so với axit
ascorbic. Ngoài ra, các flavonoid còn hể hiện tác dụng ức chế đối với Staphylococcus
aureus, Aeromonas hydrophila và Pseudomonas aeruginosa[17]. Một số loại saponin
từ tam thất cũng được báo cáo về tác dụng chống lại stress oxy hoá trên ty thể [49].
Khả năng chống viêm
Hoạt động chống viêm của PPG được chứng minh thông qua các cơ chế khác
nhau, đặc biệt thông qua con đường NF-kB. Tam thất có tác dụng ngăn chặn sự tập
trung và kích hoạt của bạch cầu trung tính, đại thực bào và tế bào lympho dẫn đến sự
hạn chế giải phóng của ROS, lysozym, prostaglandin, leukotrien và các cytokin gây
viêm, làm giảm thiệt hại cho các mô xung quanh [45].
Thực nghiệm cho thấy ginsenosid Rb1 có khả năng chống viêm thông qua khả
năng hạn chế sự giải phóng của các cytokin gây viêm trong các tế RAW264.7, cũng
như giảm lượng COX-2 và iNOS. Trong các thử nghiệm trên động vật, Rb1 có tác
dụng giảm chấn thương do viêm thận cấp và chữa trị nhiễm trùng huyết do
lipopolysaccarid [12].
Khả năng hạ đường huyết và chống tăng lipid máu
Trong tam thất, PNS có tác dụng làm tăng đáng kể độ nhạy với insulin cũng
như cải thiện cân bằng nội mô glucose trong các thử nghiệm trên chuột KK-Ay, điều
này có ý nghĩa rất lớn trong quá trình kiểm soát tiểu đường. Ngoài ra, PNS còn có
khả năng điều chỉnh về cả mức độ cũng như độ nhạy cảm của leptin trên chuột KK-
Ay, hóc môn này có tác dụng kiểm soát năng lượng tổng thể cũng như sự cân bằng
nội môi trong trao đổi chất, thông qua đó giảm nhu cầu thức ăn và và chất béo [37].
Trong 5 thành phần chính của PNS, Rb1 và Rg1 được báo cáo về tác dụng thúc
đẩy tiết insulin của tế bào beta và làm giảm tích tụ chất béo trung tính. Tác dụng nói
trên được dựa trên cơ chế cải thiện cân bằng đường nội môi bằng cách tăng cường
quá trình tạo chất béo trung tính trong tế bào mỡ và tăng cường chức năng và khả
năng sống sót của tế bào beta thông qua con đường phụ thuộc PKA [31].
9
- Tác dụng bảo vệ thần kinh
Đã có những ghi nhận về tác dụng của các PNS như ginsenosid Rg1, Rb1,
notoginsenosid R1 và các polysaccarid từ cây về khả năng hạn chế sự chết tế bào
thông qua việc điều chỉnh tỉ lệ Bcl-2/Bax và biểu hiện của Trx-1, SOD-1, HSP70,
giảm biểu hiện của caspase-1, caspase-3 và các protein có liên quan, nhằm khôi phục
con đường tín hiệu Akt-NF-kB có tác dụng chống chết tế bào. Các cơ chế chống viêm
cũng có tác dụng trong việc bảo vệ thần kinh. Ngoài ra, các saponin còn có tác dụng
thúc đẩy quá trình chuyển hóa và bảo vệ cấu trúc của tế bào thần kinh chống lại tổn
thương do thiếu oxy trong ống nghiệm một cách toàn vẹn, thúc đẩy tăng sinh tế bào
gốc thần kinh hồi hải mã và biệt hóa thành tế bào thần kinh và tế bào thần kinh đệm
mới [43]. Ginsenosid Rb1 có thể điều chỉnh mức protein của yếu tố thần kinh có nguồn
gốc từ não. Ngoài các tác dụng trên, PPG có tác dụng chống thoái hóa thần kinh,
ginsenosid Rb1 có thể điều chỉnh giảm protein Tau quá trình phosphoryl hóa trong
bệnh Alzheimer [30].
Khả năng hỗ trợ và kích thích miễn dịch
Các chất trong tam thất như saponin dạng protopanaxadiol, ginsenosid -Rb1, -
Rd, notoginsenosid -K, -R4 phân lập từ P.notoginseng có tác dụng tăng cường mạnh
một số kháng thể đặc hiệu và các phản ứng tế bào chống lại ovalbumin (OVA) trên
chuột, và chúng còn có khả năng tặng hoạt hoá tế bào lympho T và tế bào lympho B
ở chuột miễn dịch với OVA [43].
Tác dụng lên thận
Nghiên cứu chỉ ra rằng các PNS có khả năng bảo vệ chống lại độc tính trên
thận do cisplatin gây ra[27], ngoài ra PNS còn có tác dụng giảm sự chết của mô thận
thông qua ức chế con đường ty thể, do tác dụng giảm biểu hiện của caspase 9 và Bax
và tăng biểu hiện của Bcl-2 [28].
Tác dụng lên gan
Các loại PNS còn thể hiện tác dụng bảo vệ các tổn thương gan do nhiều nguyên
nhân như rượu, carbon tetrachlorid, … Những tác dụng điều trị của các loại saponin
kể trên đối với bệnh xơ gan có thể liên quan đến hoạt động điều hòa miễn dịch của
nó đối với các cytokin tiền xơ và chống xơ hóa, cũng như đặc tính chống oxy hóa.
Ngoài ra, PNS có thể làm giảm chứng thiếu máu cục bộ đường ruột, rối loạn chức
năng vi mạch gan do tái tưới máu và tổn thương tế bào gan bởi cơ chế chống viêm
[43]. Cụ thể, tác dụng của ginsenosid Rg1 tại gan đã được chỉ ra như việc giảm nồng
10
- độ đường huyết trong máu và chỉ số kháng insulin tại chuột, làm tăng nồng độ
aspartate transaminase và alanin transaminase trong mô hình chuột T2 ‐ DM [36].
Tác dụng bảo vệ gan của ginsenosid Rg1 còn được thể hiện thông qua việc điều chỉnh
con đường tín hiệu Keap1-Nrf2-ARE [13].
Cơ chế chống ung thư
Các chiết xuất và thành phần của PPG đã được kiểm chứng về khả năng chống
ung thư đối với bệnh ung thư ruột kết, ung thư gan, ung thư phổi, u lympho, ung thư
tuyến tuỵ, ung thư vú. Cơ chế chính có thể do sự ức chế sự tăng sinh tế bào và gây ra
quá trình chết rụng tế bào thông qua giảm điều hoà biểu hiện Bcl-2, tăng điều hoà
biểu hiện Bax, giảm tiềm năng xuyên màng của ty thể, và sự hoạt hoá của caspase-3
[43].
Trong ung thư vú, ginsenosid Rg1 đã được báo cáo về khả năng gây chết tế
bào theo chương trình, và ngăn chặn sự hình thành tế bào khối u ở chuột thực nghiệm
thông qua sự ngăn chặn tổn thương do oxi hoá[9]. Ngoài ra, những báo cáo khác về
khả năng chống ung thư tại xương hay ung thư bạch cầu cũng đã cho thấy khả năng
chống ung thư của Rg1 trong tam thất [20, 24].
1.1.6. Tam thất trong y học cổ truyền
Rễ tam thất được thu hái trước khi ra hoa, rửa sạch, phơi khô hoặc sấy khô, rồi
phân loại thành rễ củ, rễ nhánh và thân rễ.
Tam thất có vị đắng, ngọt, tính ẩm, vào các kinh can, thận, có công năng hoạt
huyết, bổ huyết, cầm huyết, tiêu ứ máu, tiêu sưng, giảm đau.
Tam thất được dùng làm vị thuốc trong các bài thuốc y học cổ truyền của Việt
Nam như chữa các chứng chảy máu khi bị thương hoặc chữa suy nhược cơ thể ở
người cao tuổi hoặc phụ nữ có thai. Trong y học cổ truyền Ấn Độ, tam thất là thuốc
bổ và làm tăng khả năng thích nghi của cơ thể [4].
Tại Trung Quốc, từ xa xưa rễ của tam thất đã được sử dụng như một phương
thuốc cầm máu nổi tiếng, là thành phần chính trong Vân Nam Bạch Dược – một
phương thuốc nổi tiếng của Trung Quốc. Các ghi chép về cây có thể được tìm thấy
từ rất sớm trong cuốn Bản Thảo Cương Mục của Lý Thời Trân, với các tác dụng được
đề cập đến như cầm máu, loại bỏ máu ứ, giảm đau và điều trị chảy máu do vật sắc,
ho ra máu, nôn trớ, chảy máu cam và lỵ ra máu [43].
11
- 2.2. Các phương pháp chiết xuất và tinh chế saponin từ tam thất
2.2.1. Nguyên tắc chung
Chiết tách là bước đầu tiên và có vai trò lớn trong việc thu hồi và làm sạch các
chất có hoạt tính sinh học từ nguyên liệu thô. Trong PPG, sản phẩm chính thu được
sau quá trình tách chiết là các loại saponin, tuy vậy do bản chất của saponin là một
chất có độ phân cực cao, không bền về mặt hoá học và nhiệt học, không dễ bay hơi
dẫn đến những thách thức trong việc tìm ra các biện pháp hiệu quả trong quá trình
tách chiết [29]. Chính vì vậy, rất nhiều các biện pháp chiết tam thất đã được thử
nghiệm, cụ thể như các phương pháp chiết xuất phổ thông như ngâm, sử dụng soxhlet,
chiết nóng hồi lưu cùng với các biện pháp chiết xuất hiện đại như chiết xuất sóng siêu
âm, hỗ trợ vi sóng hay chiết dung môi nhanh, với các kỹ thuật có những ưu điểm và
nhược điểm riêng biệt. Trong quá trình tách chiết tam thất, các bước được tiến hành
lần lượt là: Quá trình tiền xử lý, chiết xuất và sau đó là tinh chế sản phẩm.
Tiền xử lý là bước đầu tiên trong quá trình tách chiết, được tiến hành với mục
đích tăng hiệu quả của quá trình chiết xuất. Các bước tiền xử lý bao gồm làm khô,
giảm kích thước hạt và khử chất béo. Các nguyên liệu thô từ thực vật (rễ, vỏ cây, lá,
thân, củ) thường được làm khô và sau đó nghiền thành bột trước khi nhằm giảm kích
thước hạt với mục đích tăng hiệu quả truyền khối của quá trình chiết. Các nguyên liệu
thô thường được làm khô. Quá trình khử chất béo được tiến hành thông qua việc sử
dụng dung môi ưa béo, chẳng hạn như ethyl axetat hoặc n–hexan nhằm loại bỏ chất
béo khỏi hỗn hợp. Hiệu quả của quá trình phân tách được cải thiện bằng cách sử dụng
một phần của cây có nồng độ saponin cao nhất [29].
Các phương pháp chiết thường được phân loại theo 2 nhóm chính: các phương
pháp chiết xuất truyền thống và các phương pháp chiết xuất hiện đại. Các phương
pháp chiết xuất truyền thống có thể kể đến như ngâm, chiết bằng soxhlet, chiết nóng
hồi lưu (HRE), với hiệu suất chiết xuất trong các phương pháp này phụ thuộc phần
lớn vào khả năng tan của nguyên liệu trong dung môi. Điều này dẫn đến sự bắt buộc
của việc sử dụng lượng lớn dung môi, kèm theo sự hỗ trợ về nhiệt độ (đun nóng) hoặc
cơ học (khuấy và lắc). Các nhược điểm chung có thể thấy của phương pháp truyền
thống là về thời gian, lượng dung môi sử dụng lớn, hiệu suất thấp và khả năng phân
huỷ của các chất trong thời gian chiết [8]. So sánh với các phương pháp cũ, các
phương pháp chiết xuất hiện đại được cho là tối ưu hơn, do các ưu thế như việc sử
dụng ít dung môi, tốn ít thời gian hơn, có khả năng tự động hoá cũng như hiệu quả
12
nguon tai.lieu . vn