Tên đề tài: “Khảo sát hiệu quả kháng oxy hóa và bảo vệ gan trên mô hình chuột của một số cây thuộc họ Cà phê (Rubiaceae)”.

Tác giả: Phan Kim Định, Khóa: 2015

Chuyên ngành: Công nghệ sinh học; Mã số: 62420201. Nhóm ngành: Khoa học sự sống

Người hướng dẫn chính: PGS.TS. Đái Thị Xuân Trang - Trường Đại học Cần Thơ

Người hướng dẫn phụ: PGS.TS. Nguyễn Trọng Tuân  - Trường Đại học Cần Thơ

. Tóm tắt nội dung luận án

Giới thiệu: Gan là cơ quan giữ nhiều vai trò quan trọng trong cơ thể. Stress oxy hóa gây tổn thương hoặc suy giảm chức năng gan biểu hiện tăng các enzyme ALT và AST, tăng lượng MDA và giảm GSH trong gan cũng như gây viêm dẫn đến tổn thương và hoại tử tế bào gan. Việc tìm kiếm các loại thực vật có khả năng kháng oxy hóa làm giảm stress oxy hóa bảo vệ gan khỏi tổn thương là rất cần thiết.

Mục tiêu: Khảo sát hiệu quả kháng oxy hóa và bảo vệ gan của một số cây thuộc họ Cà phê, nhằm sàng lọc tuyển chọn loại cây hoặc bộ phận của cây có hiệu quả kháng oxy hóa và bảo vệ gan tốt nhất, góp phần cung cấp thông tin về nguồn dược liệu mới cho phòng ngừa và điều trị bệnh gan.

Phương pháp: Sử dụng phương pháp điều tra phỏng vấn người dân để tìm hiểu thông tin về tình hình sử dụng cây thuốc trị các bệnh về gan trong dân gian. Qua đó làm cơ sở chọn mẫu thực vật để chiết cao nghiên cứu hoạt tính kháng oxy hóa, bảo vệ gan. Các cao chiết được định lượng sơ bộ hàm lượng polyphenol, flavonoid và alkaloid tổng bằng các phương pháp đo quang phổ. Phương pháp loại bỏ gốc tự do 2, 2-diphenyl-1-picryl-hydrazyl, khả năng khử sắt, phosphomolypdenum được sử dụng để đánh giá khả năng kháng oxy hoá của các cao chiết. Phương pháp ức chế sự biến tính protein huyết thanh bò (BSA) được dùng để khảo sát hoạt tính kháng viêm. Carbon tetrachloride (CCl₄) được sử dụng gây nhiễm độc gan trên chuột và silymarin được dùng như chất đối chứng dương trong thử nghiệm khảo sát hoạt tính bảo vệ gan.

Kết quả: Nghiên cứu đã thu thập được thông tin về tình hình sử dụng 50 cây thuốc điều trị bệnh gan thuộc 22 họ thực vật, trong đó họ Cà phê có số loài được sử dụng nhiều nhất. Các cây thuộc họ Cà phê bao gồm Trang to (lá, hoa), Mơ lông (lá), Mơ leo (lá), Gáo trắng (lá, vỏ thân, rễ), Gáo vàng (lá, vỏ thân, rễ), Lưỡi rắn (cả cây) và Lưỡi rắn trắng (cả cây) được chọn thu mẫu và chiết cao methanol (12 cao chiết methanol). Các cao chiết gồm lá Trang to, lá Gáo trắng, vỏ thân Gáo trắng, rễ Gáo trắng, lá Gáo vàng, vỏ thân Gáo vàng, rễ Gáo vàng, lá Mơ lông và lá Mơ leo được xác định có hàm lượng polyphenol, flavonoid, alkaloid tổng tương đối cao có hoạt tính kháng oxy hóa và kháng viêm được chọn thử hoạt tính bảo vệ gan trên chuột. Kết quả có 6 cao chiết bao gồm lá Gáo trắng, vỏ thân Gáo trắng, rễ Gáo trắng, lá Gáo vàng, vỏ thân Gáo vàng, rễ Gáo vàng có khả năng làm giảm enzyme ALT, AST, điều hòa MDA và GSH trong gan tốt. Kết hợp với kết quả quan sát mô học gan chuột thí nghiệm, nghiên cứu đã chọn được cao chiết rễ Gáo vàng có hiệu quả bảo vệ gan tốt vừa có khả năng làm giảm enzyme ALT, AST, điều hòa hàm lượng MDA, GSH trong gan và bảo vệ được mô gan. Thử nghiệm độc tính cấp cho thấy, các cao chiết lá Gáo vàng, vỏ thân Gáo vàng và rễ Gáo vàng có liều gây chết trên chuột lớn hơn 5000 mg/kg khối lượng chuột. Kết quả thử nghiệm độc tính bán trường diễn, cao chiết rễ Gáo vàng không thể hiện gây độc trên chuột. Cao methanol tổng rễ Gáo vàng được chiết phân đoạn và thử khả năng kháng oxy hóa, kháng viêm, định lượng polyphenol, flavonoid, alkaloid tổng và thử hoạt tính bảo vệ gan. Phân đoạn ethyl acetate rễ Gáo vàng được xác định có hoạt tính sinh học tốt nhất được chọn tiến hành phân lập chất. Kết quả nghiên cứu đã phân lập và xác định được 2 hợp chất từ phân đoạn ethyl acetate gồm (1) naucleficine và (2) 3-O-rhamnoside quinovic acid.

Kết luận: Trong các cây hoặc bộ phận cây thuộc họ Cà phê được nghiên cứu, rễ Gáo vàng được xác định có hoạt tính kháng oxy hóa và bảo vệ gan tốt, cũng như không gây độc trên chuột thử nghiệm. Trong đó, cao phân đoạn ethyl acetate rễ Gáo vàng được xác định có hiệu quả nhất trong kháng oxy hóa và bảo vệ gan.

Từ khóa: AST, ALT, bảo vệ gan, CCl₄, kháng oxy hóa, Rubiaceae.

2. Những kết quả mới của luận án

Nghiên cứu được thực hiện có hệ thống để khảo sát hoạt tính sinh học của một số loại thực vật trong cùng họ Cà phê (Rubiaceae) bao gồm sàng lọc in vitro khả năng kháng oxy hóa, kháng viêm cho đến thí nghiệm in vivo trên động vật. Các cao methanol được chiết từ các cây hoặc các bộ phận cây nghiên cứu được xác định khả năng bảo vệ gan trên chuột dựa trên cơ sở kết hợp xét nghiệm các enzyme AST và ALT, khảo sát khả năng giảm stress oxy hóa in vivo và quan sát mô bệnh học. Cao chiết methanol rễ Gáo vàng có hoạt tính kháng oxy hóa, kháng viêm và bảo vệ gan tốt được tuyển chọn chiết cao phân đoạn và thử lại hoạt tính. Nghiên cứu chọn được cao phân đoạn ethyl acetate rễ Gáo vàng có hiệu quả kháng oxy hóa, kháng viêm và bảo vệ gan tốt nhất để phân lập chất. Kết quả nghiên cứu đã cung cấp cơ sở khoa học cho việc sử dụng một số thực vật họ Cà phê trong y học cổ truyền.

3. Khả năng ứng dụng trong thực tiễn, các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu

Rễ Gáo vàng được chứng minh có tiềm năng ứng dụng trong phòng ngừa và điều trị bệnh gan do stress oxy hóa gây ra. Cần tiếp tục nghiên cứu phân lập các hợp chất trong cao phân đoạn ethyl acetate rễ Gáo vàng và nghiên cứu tác dụng kháng oxy hóa, kháng viêm và bảo vệ gan của các hợp chất phân lập được.

The title of thesis: “Study on antioxidant and hepatoprotective activities in mice model of some plants of the Rubiaceae family”

Major: Biotechnology                      Code: 62 42 02 01

PhD student: Phan Kim Dinh           Term: 2015

Suppervisor 1: Assoc. Prof. Dr. Dai Thi Xuan Trang

Suppervisor 2: Assoc. Prof. Dr. Nguyen Trong Tuan

Education Unit: Can Tho University

1. Summary of doctoral thesis

Introduction: The liver is an organ that plays many important roles in the body. Oxidative stress that damages or impairs liver function shows an increase in the enzymes ALT and AST, an increase in the amount of MDA and a decrease in GSH in the liver, as well as inflammation leading to damage and necrosis of hepatocytes. It is very essential to find plants with antioxidant properties that reduce oxidative stress and protect the liver from damage.

Objective: To investigate the antioxidant and hepatoprotective effects of some plants of the Rubiaceae family, in order to select the plants or parts of the plants with the best antioxidant and hepatoprotective effects, contributing to providing information on new sources of medicinal herbs for the prevention and treatment of liver diseases.

Methods: The methods of surveying and interviewing people were used to find out information about the use of medicinal plants to treat liver diseases. Thereby, this served as the basis for selecting plant samples to make methanol extracts to study antioxidant and hepatoprotective activities. The extracts were preliminarily quantified of total polyphenols, flavonoids and alkaloids contents by spectrophotometric methods. The 2, 2-diphenyl-1-picryl-hydrazyl free radical scavenging, reducing power, and phosphomolybdenum methods were used to evaluate the antioxidant capacity of the extracts. Bovine serum protein (BSA) denaturation inhibition test was used to investigate anti-inflammatory activity. Carbon tetrachloride (CCl₄) was used to induce hepatotoxicity in mice and silymarin was used as a positive control in screening test hepatoprotective activity.

Results: The research have investigated the use of 50 medicinal plants to treat liver disease belonging to 22 plant families, in which the Rubiaceae family has the most widely used species. The seven plant species of the Rubiaceae family include Ixora duffii (leaves, flowers), Paederia lanuginosa Wall (leaves), Paederia scandens L. (leaves), Neolamarckia cadamba (Roxb.) Bosser (leaves, stem bark, roots), Nauclea orientalis L. (leaves, stem bark, roots), Hedyotis corymbosa L. (whole plant) and Hedyotis diffusa Willd. (whole plant) were sampled and extracted with methanol (12 methanol extracts). The extracts including Ixora duffii leaves extract, Neolamarckia cadamba (Roxb.) Bosser leaves, stem bark and root extracts, Nauclea orientalis L.  leaves, stem bark root extracts, Paederia scandens L. leaves extract and Paederia lanuginosa Wall. leaves extract were determined to have relatively high content of polyphenols, flavonoids, total alkaloids, with antioxidant and anti-inflammatory activities were selected for studying on hepatoprotective activity in mice. As a result, there were 6 extracts including Neolamarckia cadamba (Roxb.) Bosser leaves, stem bark and root extracts, Nauclea orientalis L. leaves, stem bark and root extracts which have the ability to reduce ALT, AST enzymes, modulate MDA and GSH contents in the liver. Combined with the results of histological observations of the liver of experimental mice, the study has selected the extract of Nauclea orientalis L. root with good hepatoprotective effect with both of the ability to reduce ALT, AST enzymes, regulate MDA and GSH levels in the liver, and protect liver tissue. Acute toxicity test results showed that no death and other signs of toxicity was observed and lethal dose in 50 percent of Nauclea orientalis L. leaves, stem bark and root extracts in mice was greater than 5000 mg/kg body weight. The sub-chronic toxicity test results of mice treated with Nauclea orientalis L. roots extract at dose of 400 mg/kg body weight in 90 days, also did not show toxicity in mice. The Nauclea orientalis L. roots methanol extract was fractionated with sequential n-hexane, ethyl acetate sovents. Fractions were tested for antioxidant, anti-inflammatory activities, total polyphenols, flavonoids, alkaloids contents, and hepatoprotective activity. The ethyl acetate fraction displayed the highest activities was selected to isolate compounds. Research results have isolated and identified two compounds from the ethyl acetate fraction consisting of (1) naucleficine and (2) 3-O-rhamnoside quinovic acid.

Conclusion: In the studied plants or plant parts of the Rubiaceae family, Nauclea orientalis L. root was determined to have good antioxidant and hepatoprotective activities, as well as non-toxicity in  mice. Among them, the ethyl acetate fraction of Nauclea orientalis L. root was determined to be the most effective in antioxidant and hepatoprotective activities.

Keywords: AST, ALT, hepatoprotective, CCl₄, antioxidant, Rubiaceae.

2. New results of the thesis

The study was carried out systematically to investigate the biological activity of some plants in the Rubiaceae family including in vitro screening for antioxidant and anti-inflammatory properties to in vivo experiments in mice. Methanol extracts of some plants or plant parts were studied for their hepatoprotective ability in mice based on a combination of AST and ALT enzymes tests, investigation of their ability to reduce oxidative stress in vivo and histological observation. Methanolic extract of Nauclea orientalis roots with good antioxidant, anti-inflammatory and hepatoprotective activities was selected for fractionation and retested activities. The study selected the fraction of ethyl acetate from the Nauclea orientalis root with the best antioxidant, anti-inflammatory and hepatoprotective effects to isolate the compounds. Research results have provided a scientific basis for the use of some plants of the Rubiaceae family in traditional medicine.

3. Practical applicability, issues that need further research

The Nauclea orientalis root has been shown to have potential applications in the prevention and treatment of liver diseases caused by oxidative stress. It is necessary to continue to study the isolation of compounds in the ethyl acetate fraction of the Nauclea orientalis root and study the antioxidant, anti-inflammatory and hepatoprotective activities of the isolated compounds.

• Xem chi tiết nội dung luận án
• Xem thông tin đăng tải tại Website Bộ giáo dục và Đào tạo. (Nhập tên NCS vào ô tìm kiếm)