- Trang Chủ
- Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học
- 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)
Xem mẫu
- 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
nguon tai.lieu . vn