Nghiên cứu kết hợp một số thảo dược nhằm điều trị đái tháo đường type 2, ngăn ngừa biến chứng và ứng dụng trong bào chế thực phẩm chức năng

Nghiên cứu đã thực hiện khảo sát các hoạt tính sinh học có tác dụng điều trị đái tháo đường type 2 và ngăn ngừa một số biến chứng, trên lá của các cây sake (Artocarpus altilis (Park.) Fosb.), ổi (Psidium guajava L.) và nở ngày đất (Gomphrena celosioides Mart.). Ổi cho giá trị IC50 ức chế enzyme α-glucosidase thấp nhất (1,98 µg/mL) và cũng là cây có khả năng kháng oxy hóa tôt nhất với IC50 là 17,23 µg/mL.

Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học

NGHIÊN CỨU KẾT HỢP MỘT SỐ THẢO DƯỢC NHẰM ĐIỀU TRỊ ĐÁI THÁO ĐƯỜNG TYPE 2, NGĂN NGỪA BIẾN CHỨNG VÀ ỨNG DỤNG

TRONG BÀO CHẾ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG

Nguyễn Ngọc Đoan Trinh*

Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh

*Tác giả liên lạc: 1414190@hcmut.edu.vn

TÓM TẮT

Nghiên cứu đã thực hiện khảo sát các hoạt tính sinh học có tác dụng điều trị đái tháo đường type 2 và ngăn ngừa một số biến chứng, trên lá của các cây sake (Artocarpus altilis (Park.) Fosb.), ổi (Psidium guajava L.) và nở ngày đất (Gomphrena celosioides Mart.) Ổi cho giá trị IC50 ức chế enzyme α-glucosidase thấp nhất (1,98 µg/mL) và cũng là cây có khả năng kháng oxy hóa tôt nhất với IC50 là 17,23 µg/mL Trong khi đó, nở ngày đất thể hiện khả năng kháng viêm tốt nhất trong ba dược liệu với IC20 là 5,13 µg/mL Kết quả nghiên cứu cho thấy,

tỷ lệ theo khối lượng (1:3:1) của (sake: ổi: nở ngày đất) cho các hoạt tính sinh học rất tốt, giá trị IC50 ức chế enzyme α-glucosidase, kháng oxy hóa và và IC20 kháng viêm lần lượt là 6,32 µg/mL, 27,95 µg/mL và 92,61 µg/mL Từ đó có thể thấy tiềm năng của mẫu kết hợp (1:3:1) trong việc áp dụng vào bào chế trà túi lọc nhằm điều trị bệnh và ngăn ngừa biến chứng bệnh đái tháo đường type 2

Từ khóa: Đái tháo đường type 2, thực phẩm chức năng, sake, ổi, nở ngày đất,

α-glucosidase, kháng oxy hóa, kháng viêm

HERBAL COMBINATION IN TREATMENT OF DIABETES TYPE 2, PREVENTION OF ITS COMPLICATIONS AND DIETARY

SUPPLEMENTS APPLICATION Nguyen Ngoc Doan Trinh*

University of Technology – VNU Ho Chi Minh City

*Corresponding Author: 1414190@hcmut.edu.vn

ABSTRACT

Some biological activities of leaves of Artocarpus altilis (Park.) Fosb., Psidium guajava L and Gomphrena celosioides Mart were investigated The results showed that while Psidium guajava L exhibits the strongest inhibition of α-glucosidase activity (IC50=1,98 µg/mL) and also the strongest antioxidant activity (IC50=17,23 µg/mL); Gomphrena celosioides Mart displays the strongest anti-inflammatory activity (IC20=5,13 µg/mL) The next results showed that the combined ratio by mass (1:3:1), with three parts of Psidium guajava L., obtaines the best biological activities; whose IC50 values of inhibition of α-glucosidase activity, antioxidant activity and IC20 value of anti-inflammatory activity, in order, were 6,32 µg/mL, 27,95 µg/mL and 92,61 µg/mL These results suggest that sample (1:3:1) has a potential dietary supplements application to tea bags used in treatment of diabetes type 2 and prevention of its complications

Keywords: Diabetes type 2, dietary supplements, Artocarpus altilis (Park.) Fosb.,

Psidium guajava L., Gomphrena celosioides Mart., α-glucosidase, antioxidant, anti-inflammatory

Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học

TỔNG QUAN

Đái tháo đường (ĐTĐ) là căn bệnh

nguy hiểm, có diễn biến âm thầm

nhưng phức tạp Ở Việt Nam, khoảng

hơn 5 triệu người mắc bệnh ĐTĐ và

hơn 60% chưa được chẩn đóa n Tuy

nhiên, con số này chưa dừng lại, nó

đang có xu hướng tăng cao Hiện nay,

trên thị trường có rất nhiều loại thuốc

chữa ĐTĐ hiệu quả như insulin,

sulfonylurea, biguanit,… Tuy nhiên,

chúng lại có một số tác dụng phụ với

chi phí điều trị đắt đỏ

Lá khô của cây sa kê đã được phân lập

ra chín hợp chất, trong đó có sáu hợp

chất nhóm flavonoid và ba thuộc nhóm

tecpenoid trong thiên nhiên Các kết

quả thử hoạt tính cho thấy dịch chiết

cũng như các hợp chất phân lập được

từ lá cây sa kê có tác dụng chống oxy

hóa tốt, ức chế được enzyme

α-glucosidase và α-amylase, các enzyme

liên quan đến sự chuyển hóa glucose

gây bệnh tiểu đường (PGS.TS Trần

Thu Hương, 2014) Đối với lá ổi, hoạt

tính chống oxy hóa (IC50) của dịch

chiết thu được ở điều kiện chiết thích

hợp được đánh giá dựa vào khả năng

khử gốc tự do ABTS và tổng năng lực

khử lần lượt là 1,95 và 508 µg/mL (Hồ

Bá Vương et al., 2015)

NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG

PHÁP NGHIÊN CỨU

Nguyên liệu

Sau khi được thu hái, lá của các đối

tượng nghiên cứu (sake, ổi, nở ngày

đất) được sấy thông gió đến khi đạt độ

ẩm thích hợp, sau đó được xay thành

bột và bảo quản ở điều kiện tiêu chuẩn

Tiếp đến, tiến hành khảo sát hoạt tính

sinh học của các đối tượng nghiên cứu,

sử dụng cao chiết từ bột nguyên liệu

trên

Phương pháp nghiên cứu

Hàm lượng polyphenol tổng (TPE) của

các đối tượng khảo sát được xác định theo phương pháp Folin – Ciocalteau của Singleton (1999), dựa trên sự trao đổi điện tử trong môi trường kiềm của hợp chất phenolic bị oxy hóa bởi thuốc thử Folin – Ciocalteau sẽ tạo thành hợp chất có màu xanh (molydenium) Tiến hành đo độ hấp thu ở bước sóng 760nm kết hợp với đồ thị đường chuẩn theo acid gallic, tính được hàm lượng tổng các hợp chất phenolic có trong mẫu phân tích

Định lượng flavonoid (TFE) theo phương pháp aluminum chloride – AlCl3, dựa trên phản ứng tạo phức giữa nhóm flavonoid với muối nhôm chloride trong môi trường methanol, cho phức chất màu vàng Tiến hành đo

độ hấp thu ở bước sóng 425nm kết hợp với đồ thị đường chuẩn theo quercetin, tính được hàm lượng flavonoid có trong mẫu phân tích

Phương pháp đánh giá hoạt tính ức chế

enzyme α–glucosidase in vitro dựa trên

phản ứng thủy phân chất nền

para-nitrophenyl α-D-glucopyranoside (p-NPG) khi có mặt enzyme

α-glucosidase, tạo ra sản phẩm

para-nitrophenol (p-NP) và α-D-glucose Khi có mặt chất ức chế, enzyme

α-glucosidase sẽ giảm một phần hoạt

tính, lượng p-nitrophenol sinh ra ít hơn

dẫn đến việc làm giảm độ hấp thu tại bước sóng 405nm Thông qua việc so sánh độ hấp thu của mẫu cao với chứng

âm, có thể xác định được lượng enzyme đã bị cao ức chế

Đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa theo phương pháp DPPH (1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl) Khi các điện tử lẻ của các gốc tự do DPPH kết hợp với hydro

từ chất chống oxy hóa thì màu sắc mẫu khảo sát chuyển từ màu tím sang màu vàng Thông qua việc so sánh độ hấp thu của mẫu cao với mẫu trắng, có thể xác định được lượng gốc tự do DPPH

Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học

đã bị bắt

Đánh giá hoạt tính kháng viêm theo

phương pháp ức chế biến tính albumin

Gây biến tính albumin bằng cách ủ hỗn

hợp ở 70oC trong vòng 5 phút Làm

nguội hỗn hợp phản ứng và đo độ hấp

thu ở bước sóng 660nm

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Định lượng polyphenol tổng và

flavonoid

Nhóm chất polyphenol trong một số

cây thực vật đã được các nhà khoa học

chứng minh có khả năng ức chế hoạt

động của enzyme α-glucosidase, giúp

hạn chế hấp thu glucose vào máu sau khi ăn Polyphenol còn cho thấy tiềm năng kháng oxy hóa thông qua khả năng tiêu diệt gốc tự do, có vai trò quan trọng trong việc phòng ngừa biến chứng Flavonoid là một trong những polyphenol điển hình có khả năng ức

chế enzyme α-glucosidase một cách

hiệu quả Việc xác định hàm lượng polyphenol và flavonoid trong sake, ổi,

nở ngày đất là cách gián tiếp để đánh giá khả năng điều trị tiểu đường của chúng Hàm lượng polyphenol tổng và flavonoid của các đối tượng khảo sát

được thể hiện ở Hình 1

Hình 1 Hàm lượng polyphenol tổng và flavonoid của các đối tượng nghiên cứu

Hình 1 cho thấy hàm lượng polyphenol

tổng của ổi là cao nhất (224,14

mgGAE/g), gấp 1,93 lần hàm lượng

polyphenol của nở ngày đất (115,86

mgGAE/g) và gấp 16,79 lần so với

sake (13,35 mgGAE/g) Ngoài ra,

flavonoid là một nhóm chất thuộc

polyphenol cho nên, dự đóa n hai chỉ

số TPE và TFE tỷ lệ với nhau Ở ổi và

nở ngày đất, chỉ số TFE gần bằng TPE,

cụ thể, TFE của ổi là 197,39 mgQUE/g

và của nở ngày đất là 111,741

mgQUE/g Tuy nhiên, kết quả định

lượng lại cho thấy hai chỉ số TPE và

TFE ở sake không tỷ lệ thuận với nhau:

chỉ số TFE khá cao (487,10

mgQUE/g), gấp gần 40 lần chỉ số TPE

(13,35 mgGAE/g) Điều này có thể

được giải thích là do một số flavonoid

không có nhóm –OH ở vòng thơm nên

không cho kết quả phản ứng khi định

lượng polyphenol

Khảo sát hoạt tính ức chế enzyme

α-glucoidase

Enzyme α-glucosidase có vai trò xúc

tác cho phản ứng chuyển oligosacarid thành các phân tử đường nhỏ hơn để được hấp thu vào máu Việc ức chế

hoạt động của enzyme α-glucosidase

có thể làm giảm sự thủy phân carbohydrat, dẫn đến việc quá trình hấp thu glucose vào máu xảy ra chạm hơn, nhờ đó kiểm sóa t được lượng glucose máu sau khi ăn Phương pháp

khảo sát hoạt tính ức chế enzyme

α-glucoidase dựa trên phản ứng thủy

phân chất nền para-nitrophenyl α-D-glucopyranoside (p-NPG) khi có mặt enzyme α-glucosidase, tạo ra sản phẩm para-nitrophenol (p-NP) và

α-D-glucose Kết quả khảo sát hoạt tính ức chế enzyme α-glucoidase của các mẫu

Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học thí nghiệm được thể hiện qua Hình 2

Hình 2 Khả năng ức chế enzyme α-glucosidase của các đối tượng khảo sát

Kết quả khảo sát cho thấy, khả năng ức

chế enzyme α-glucosidase của ổi là tốt

nhất với giá trị IC50 là 1,98 μg/mL, tốt

hơn cả chứng dương acarbose (IC50 là

9,32 μg/mL) Chỉ số này ở sake và nở

ngày đất gần bằng nhau, lần lượt là

35,55 μg/mL và 31,42 μg/mL Kết quả

này phù hợp với kết quả định lượng

polyphenol, tuy nhiên giá trị IC50 của

hoạt tính ức chế enzyme α-glucosidase

không tỷ lệ với chỉ số TPE và không

phù hợp với chỉ số TFE Do vậy, đề tài

sẽ không sử dụng phương pháp định

lượng flavonoid cho các nghiên cứu

tiếp theo

Khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa

Hiện nay, một trong những cách

nghiên cứu hoạt tính kháng oxy hóa

được sử dụng phổ biến nhất là phương

pháp dựa trên khả năng của đối tượng

nghiên cứu trong việc khử gốc tự do

DPPH

Khảo sát hoạt tính kháng viêm

Các thuốc kháng viêm không steroid

(NSAIDs – Non-steroidal anti

inflammatory drugs) như diclofenac có

khả năng làm giảm sự biến tính của

albumin dưới tác nhân nhiệt Những

cao chiết từ một số thực vật hoặc

những hợp chất có khả năng kháng

viêm cũng có hoạt tính này Chính vì

vậy, sự biến tính của các protein có thể

được xem là một phương pháp hữu

hiệu để tiến hành khảo sát khả năng

kháng viêm Trên cơ sở này, Williams

và cộng sự đã chọn mức hoạt tính ức chế biến tính albumin do nhiệt là trên 20% làm ngưỡng đánh giá tiềm năng kháng viêm của chất khảo sát Như vậy, dựa vào nồng độ ức chế sự biến tính trên 20% albumin (IC20) có thể dự đóa n được khả năng kháng viêm của các đối tượng khảo sát

Khảo sát hoạt tính sinh học của mẫu trà túi lọc

Mẫu kết hợp (sake: ổi: nở ngày đất) với

tỷ lệ (1:3:1) có tiềm năng cao trong việc điều trị ĐTĐ type 2 và hỗ trợ điều trị các biến chứng của bệnh Ở nghiên cứu này, mẫu (1:3:1) được chiết ở hai dung môi là ethanol tuyệt đối và nước, nhằm khảo sát và so sánh hoạt tính sinh học của hai cao chiết trên Từ đó, đề tài hướng tới việc xác định tính khả thi của việc ứng dụng vào bào chế thực phẩm chức năng, cụ thể là trà

Đầu tiên, hàm lượng pholyphenol tổng của mẫu (1:3:1) ở cao chiết nước được xác định và so sánh với cao chiết ethanol tuyệt đối Kết quả cho thấy,

khả năng ức chế enzyme α-glucosidase

của cao ethanol và cao nước xấp xỉ bằng nhau, cụ thể, IC50 của cao ethanol (6,32 μg/mL) gần bằng 97% IC50 của cao nước (6,54 μg/mL) Khả năng kháng oxy hóa của mẫu kết hợp (1:3:1) trong nước thấp hơn trong ethanol tuyệt đối Cụ thể, giá trị IC50 của mẫu trong nước là 49,46 μg/mL, gấp 1,77 lần giá trị này của mẫu trong ethanol

Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học Khả năng kháng viêm của mẫu kết hợp

(1:3:1) trong nước cao hơn trong

ethanol tuyệt đối, với giá trị IC20 của

mẫu trong nước là 75,05 μg/mL, thấp

hơn 1,23 lần giá trị này của mẫu trong

ethanol Như vậy, có thể kết luận việc

kết hợp sake, ổi và nở ngày đất trong

sản phẩm trà rất có triển vọng khi ứng

dụng trong điều trị ĐTĐ type 2

Kết quả cho thấy không có sự chênh

lệch đáng kể về phần trăm ức chế

enzyme ở mẫu trà túi lọc và mẫu trà lá

khi pha loãng 50, 100 và 200 lần nồng

độ trà từ dịch ban đầu (2,00g trà ngâm

3 phút trong 80mL nước nóng) Khi

pha loãng, I% của trà túi lọc từ 99,57%

giảm xuống còn 96,22%, trong khi của

trà lá là 99,14% giảm còn 95,54% Quy

cách bào chế không ảnh hưởng đến

hoạt tính sinh học của trà, cụ thể là khả

năng ức chế enzyme α-glucosidase

KẾT LUẬN

Hoạt tính ức chế enzyme 𝛼-glucosidase và khả năng kháng oxy hóa của ổi là cao nhất với IC50 lần lượt

là 1,98 μg/mL và 17,23 μg/mL Đối với hoạt tính kháng viêm, nở ngày đất có giá trị IC20 thấp nhất (5,13 μg/mL) Khảo sát các đặc tính và hoạt tính sinh học của trà cho thấy trà kết hợp có khả năng điều trị bệnh ĐTĐ và ngăn ngừa các biến chứng rất triển vọng, có tiềm năng cao trong việc sử dụng như thực phẩm chức năng Theo

đó, tìm ra được tỷ lệ kết hợp theo khối lượng (sake: ổi: nở ngày đất) thích hợp nhất là (1:3:1) cho IC50 ức chế enzyme

α-glucosidase là 6,32 μg/mL, kháng

oxy hóa là 27,95 μg/mL và IC20 kháng viêm là 92,61 μg/mL

TÀI LIỆU THAM KHẢO

HỒ BÁ VƯƠNG, NGUYỄN XUÂN DUY, NGUYỄN ANH TUẤN Ảnh hưởng

của điều kiện chiết đến hàm lượng polyphenol và đánh giá hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ lá ổi (Psidium guajava L.) Tạp chí Dược học, tr

55, 2015

LLUVIA ARTEAGA FIGUEROA, LETICIA BARBOSA NAVARRO,

MARTIN PATIÑO VERA, VERA L PETRICEVICH Antioxidant

activity, total phenolic and flavonoid contents, and cytotoxicity evaluation

of Bougainvillea xbuttiana, International Journal of Pharmacy and

Pharmaceutical Sciences, vol 6, issue 5, 2014

NEHA SHARMA, REKHA VIJAYVERGIA Study of primary metabolites and

antimicrobial activity of Gomphrena celosioides Mart International

Journal of Pharma and Bio Sciences, 2011

NGÔ QUÝ CHÂU Bệnh học nội khoa – Tập 2 Nhà xuất bản Y học, 2015 TRẦN THU HƯƠNG Nghiên cứu quy trình chiết tách phân đoạn có hoạt tính

sinh học từ cây sa kê (Artocarpus altilis, Moraceae) và cây măng cụt (Garcinia mangostana Linn., Clussiaceae) Healthplus, 2014