Tài liệu Cây có múi (Citrus) và các hoạt chất sinh học chức năng phòng chống bệnh tật pot

Những chất phòng chống ung thư bởi tác dụng khóa các gốc độc• Tác nhân khóa Blocking agents các gốc hóa học gây ung thư, phần lớn là các gốc tự do... Tác dụng phòng ngừ

Cây có múi (Citrus) và các

hoạt chất sinh học chức năng

phòng chống bệnh tật

PGS.TS Dương Thanh Liêm Bộ môn: Thức ăn & Dinh dưỡng Trường: Đại học Nông Lâm

TP Hồ Chí Minh

Những hợp chất hóa học thực vật trong cây có múi

Cơ chế & tác dụng phòng chống ung thư của các hợp chất hóa học thực vật trong cây có múi

1 TÁC DỤNG PHONG BẾ - PHÒNG NGỪA:

– Tác dụng này nhờ vào sự phong bế các chất hay các

gốc độc hại (thường là gốc tự do) phản ứng với DNA, chất thông tin di truyền Nhờ đó không gây đột biến gen, không tạo nên tế bào ung thư

2 TÁC DỤNG NGĂN CẢN – ỨC CHẾ TB UNG THƯ

– Tác dụng này được thực hiện bằng cách ức chế biểu

lộ gen của tế bào ung thư, làm cho tế bào ung thư không có khả năng phát triển nhanh thành khối u ung thư.

Những chất kích thích sản sinh tế bào ung thư

Tác dụng khóa các

gốc độc hại, không

cho nó tấn công

làm hư hại DNA

Tế bào bị tấn công bởi chất gây ung thư

Chống sự biểu lộ gen của

những tế bào đột biến gen,

không cho nó phát triển

thành tế bào ung thư

Ung thư (cancer) Nguồn: Wattenburg, 1993

Những chất phòng chống ung thư bởi tác dụng khóa các gốc độc

• Tác nhân khóa (Blocking agents) các gốc

hóa học gây ung thư, phần lớn là các gốc tự

do Các hợp chất có tác dụng này gồm có:

1 Ức chế (bịt) nhóm chức có hoạt tính

gây ung thư.

2 Nâng cao tốc độ biến đổi những yếu tố gây ung thư trở thành chất vô hại.

3 Hoạt động dọn dẹp, bắt giữ, trung hòa những gốc hóa học gây ung thư.

Cơ chế hoạt động của các chất

khóa các độc tố (blocking agents)

Tác dụng phòng ngừa bằng cách kìm hãm sự phát triển của tế bào ung thư

phát triển tế bào ung thư gồm các chất sau:

– D-limonene– Diallyl sulfides– vitamin D

– vitamin A and retinoids – monoterpenes

– carotenoids– polyphenols– protease inhibitors– selenium

– calcium

Cơ chế chống ung thư

• Chống oxy hóa (Antioxidant effects)

• Tăng hoạt tính enzymes khử độc TB ung thư

• Ảnh hưởng nhiều cách khác nhau lên TB

• Khóa lại các dạng của nitrosamine

• Thay đổi trao đổi chất estrogen

• Làm giảm sự sinh sôi nẩy nở của tế bào UT

• Duy trì sửa chữa DNA trở lại trạng thái bình thường.

1 Pha khởi động (Initiation) – Những tế bào

bình thường âm ỉ thành tế bào ung thư.

2 Pha thúc đẩy (Promotion) – Tế bào ung thư

âm ỉ thành tế bào ung thư biểu mô định vị.

3 Pha tiến triển (Progression) – Tế bào ung thư

biểu mô định vị xâm lấn lan rộng thành

khối u ung thư.

Cơ chế 3 pha hình thành ung thư

Lycopene, Lutein, Zeaxanthin và Beta carotene

Cây có múi (Bưởi, cam, chanh), với sự đa dạng về giống được sử dụng rộng rải trong TP

Bưởi chùm Citrus paradisi

Cây cam citrus maxima Cây quit Citrus reticulata

Chanh ta Citrus aurantifolia

Giá trị phòng chống bệnh tật của cây

có múi được nhiều nhà khoa học trên

Thế giới nghiên cứu ứng dụng

Hàm lượng Carotenoid & khả năng chống oxy hóa – ORAC của một số giống cây có múi

Những hợp chất Carotenoid

– Lycopene – Chống ung thư tuyến tiền liệt, hàm lượng

trong bưởi chùm hồng khoảng 3362 g/100 g trọng lượng tươi (Mangels et al.,1993); khoảng 350 ug/100 g wet wt (Gross

et al., 1987)

– Beta carotene, là hợp chất tiền vitamin A

– Lutein và zeaxanthin- Chống mù, quáng gà

– Beta cryptoxanthin, sắc tố vàng đỏ

Tất cả những hợp chất trên thuộc

Carotenoid đều là những chất chống

oxy hóa mạnh trong pha chất béo,

bảo vệ màng tế bào rất tốt

Những hợp chất nâng cao sức khỏe,

nâng cao khả năng chống đở

Hàm lượng Carotenoid (ug/100g)

trong một số cây có múi

0 106

0 0

149

-Cryptoxanthin

0 0

0 3362

0 Lycopene

12 20

10 0

14 Lutein + Zeaxanthin

0 20

1 0

20

-Caroten

3 38

14 1310

39

-Caroten

Chanh Quít

Bưởi chùm trắng

Bưởi chùm hồng Cam

Carotenoid

Hàm lượng lycopene trong các loại thực phẩm

khác nhau so với bưởi chùm ruột đỏ

9,90 – 13,44 Nước xốt cà chua nấm (Ketchup)

2,00 – 5,30

Đu đủ chín

2,30 Dưa hấu

5,40 Ổi ruột đỏ tươi

5,00 – 11,60 Nước ép cà chua

112,63 – 126,49 Bột cà chua sấy khô

7,99 Cà chua soup, đặc

5,40 – 150,00 Cà chua dạng Paste

6,20 Cà chua (Sauce – xốt)

3,70 Cà chua đã nấu chín

0,88 – 4,20 Cà chua tươi

3,36 Bưởi chùm ruột đỏ

Hàm lượng Lycopene

mg/100g Các loại thức ăn có nguồn gốc từ các loại

thực vật khác nhau

Hàm lượng Lycopene trong các giống bưởi

Star Ruby

a

I-48 b

Henderson bc

Rio Red cd

Ray Ruby d

Ruby Red e

Thomson f

Marsh g

Duncan g

Texas

Texas

Texas a

Florida b

Kết quả phân tích sắc ký carotenoid

Beta carotene

Lycopene

Florida Texas

Beta carotene Lycopene

Khả năng chống oxy hóa của cây có múi – Giá trị ORAC (Oxygen Radical Absorbance Capacity)

ORAC của nước cam thương phẩm và vitamin C từ nước cam

Nguồn: Wang et al., 1996 J Agric Food Chem 14(3):701-705.

Juice Vit C Juice Vit C Juice Vit C Juice Vit C Juice Vit C

ORAC (micromoles Trolox eq./ml)

Nho Bưởi chùm Cà chua Cam Táo

So sánh khả năng chống oxy hóa

của các loại quả

Nguồn: Wang et al., 1996 J Agric Food Chem 14(3):701-705.

Dâu tây Mận Cam Bưởi chùm

hồng Bưởi chùm trắng Cà chua Nho đỏ Nho trắng

• Nomilin

• Nomilin 17-ß-D-glucopyranoside

• Obacunone

Những Limonoid với hoạt tính

từng phần (partial activity)

O

O O

O O

CH2OH OH HO

OH

COOH O

O

O

O H

COOH

-Glucose O

O

O

OAc COOH

Obacunone Glucoside Noimilinic acid Glucoside

Cấu trúc hóa học một vài Limonoid

Một vài Limonoids quan trọng trong cây có múi

1 Khoang miệng 5 Tuyến tụy.

2 Thanh quản 6 Phổi.

3 Thực quản 7 Kết tràng.

4 Dạ dầy 8 Trực tràng

Những bệnh có liên quan đến các cơ quan mà Limonoid có

khả năng phòng chống

Những đặc tính cảm quan về khẩu vị

của hợp chất Limonoid glucosid

1 Không vị nên không gây khó trong ăn uống và tiêu thụ.

2 Hòa tan tốt trong nước, do đó có thể chuẩn bị cho thực phẩm dưới dạng đồ uống.

3 Sự tiêu thụ của người (sẵn sàng tiêu thụ với những sản phẩm của cây có múi với hàm

lượng khá cao limonoid).

4 Có thể chuẩn bị nước ép từ cây có múi như cam, chanh bổ sung thêm mật, đường để

tăng khẩu vị với loại nước uống này).

Hàm lượng Limonoid trong

cây có múi

Hàm lượng Limonoid glucoside:

– Limonin 17-beta D-glucopyranoside

biến động t/b khoảng:… 54-180 ppm

– Trong quả cam:………… 320 ppm

– Trong bưởi chùm:……… 195 ppm

– Trong chanh:……… 90 ppm

• Anticarcarcinogenic activities (Lam and Hasegawa,

1989; Lam et al., 1989, 1994; Miller et al., 1989;

Gutherie et al., 1997, 1998)

• Act as natural pest control agents (Alford et al.,

1986; Klocke and Kubo, 1987)

• Excellent chemotaxonomic markers (Hasegawa and

Ifuku, 1994)

Những tài liệu có liên quan đến

hoạt tính sinh học Limonoid

trong cây có múi

Những phương pháp phân tích

Limonoid trong cây có múi

• Phương pháp sắc ký lớp mỏng (Thin-layer

• Miễn dịch phóng xạ (Radioimmunoassay –

xác định & định lượng).

• Sắc ký khối phổ HPLC-MS – xác định &

định lượng.

Sự phân bố Limonin trong tổ chức thực vật của cây có múi – bởi phương pháp kháng thể phóng xạ (Radioimmunoassay – RIA)

• Mức Limonin trong

quả và các tổ chức

khác (White Marsh)

Cao: Hạt

Lõi xốp

Vỏ muối

Vỏ xốp giữa

Vỏ ngoài cùng

Thấp: Múi chứa dịch

Sự phân bố Limonin trong lá cây bưởi chùm

• Hàm lượng nhiều ở

mô liên kết của lá, nó

như là chất keo kết

dính các tế bào lá lại

với nhau.

Triển vọng cho những sản phẩm chế biến từ cây có múi

Thực phẩm phòng chống bệnh tật cho tương lai

Nghiên cứu ảnh hưởng của các hoạt chất trong cây có múi đến sự

phát triển tế bào ung thư

thực nghiệm

• The HL-60 (human leukemia cancer)

• SKOV3 (human ovary cancer)

• Hela (human cervical cancer cells)

• BGC-823 (human stomach cancer)

• Bel-7402 (human liver cancer)

• MCF-7 (human breast cancer cell)

Những tế bào ung thư được sử dụng để nghiên cứu ung thư (MTT method)

Ảnh hưởng của những limonoid khác nhau đến

tỷ lệ sống của tế bào ung thư vú MCF-7

120

Nomilin Limonin Glucoside mixture Nomilinic acid glucoside Obacunone glucoside

Những thực phẩm được chọn trong phòng bệnh ung thư

Hành, trà xanh, nghệ

Citrus (Cam, chanh, bưởi chùm)

Lúa mì lức, lanh, gạo lức nâu Solanacae (Cà chua, eggplant, tiêu Cruciferous (Cải bông xanh, xúp lơ, cải mầm )

Yến mạch Bạc hà Oregano Dưa chuột Hương thảo Xô thơm Khoai tây Húng tây Lá gia vị Dưa đỏ Húng quế Cây ngải dấm Lúa mạch Quả mọng

• Flavonoids- Có tác dụng phòng

chống ung thư vú và bệnh tim

trong cây có múi

Hợp chất pectin trong cây có múi và vai trò phòng

chống bệnh của nó

Giá trị của Pectin trong thực

phẩm và phòng chống bệnh tật

• Sử dụng theo truyền thống để làm

cho trong, làm cho đông lại như thạch

• Pectin biến đổi (modified pectin) có thể

phòng chống ung thư tiền liệt tuyến

• Pectin có thể làm giảm mức cholesterol

trong huyết thanh.

Cần bao nhiêu pectin mỗi ngày: khoảng 6 g hoặc chỉ cần ăn 170 g bưởi ( Baker, 1994)

Hàm lượng Pectin trong một số loại quả

(% trọng lượng tươi)

Nguồn: Baker, 1997

Quả mâm xôi (Blackberries) 0.68-1.19

Quả mâm xôi đỏ (Dewberries) 0.51-1.00

Chất xơ trong khẩu pần

ăn hằng ngày

Chất xơ của khẩu phần ăn

hằng ngày là bộ phận

cấu tạo của thành tế

bào thực vật

Động vật và người không

có men nội sinh của cơ

thể để tiêu hóa chất xơ

Nhưng nó có vai trò rất

quan trọng để duy trì

sức khỏe Chất xơ kết

dính và đào thải các

chất độc hại ra ngoài,

chống táo bón, thúc đẩy

hệ VSV có lợi phát triển

Các loại chất xơ của thực vật gồm có xơ tanvà xơ không tan:

• Pectin (xơ tan)

• Gums (xơ tan)

• lignin

• Cellulose

• Hemicellulose

• pentosans

Hiệu quả sức khỏe của Pectin

trong cây có múi

• Pectin đã biến đổi của cây có múi (Modified Citrus Pectin - MCP) có tác dụng phòng chống di căn (metastasis) tế bào ung thư, ức chế sự sinh sôi nẩy nở của tế bào ung thư

• Pectin có ảnh hưởng hạ đường huyết (Hypoglycemic Effect)

• Pectin cũng có ảnh hưởng hạ cholestrerol máu

(Hypocholesterolemic Effect)

• Pectin còn có tác dụng cầm máu (Hemostasis)

• Pectin còn có chức năng điều chỉnh kháng thể của người (Modulate human immune function) theo hướng có lợi

• Pectin còn có tác dụng khử độc (Detoxification), khi tan vào nước, nó như là mạng nhện kết dính độc tố, như là cái bẫy để cô lập vi khuẩn gây bệnh không tấn công vào thành ruột

Các bước trong quá trình phát triển ung thư di căn

TB ung thư di căn

TB ung thư phổi ban đầu định vị ở phổi

TB ung thư vào máu

Giảng đồ trình diễn sự kết hợp giữa tế bào ung thư (T) và tế bào bình thường (N) với sự tương tác của

pectin trong chức năng phòng chống ung thư

Nguồn: Raz and LOtan, 1987

Tế bào ung thư liên kết với

Tế bào ung thư tạo ra tế bào lai bất tử

Tế bào ung thư liên kết với Pectin không tạo ra tế bào lai bất tử

Cơ chế hạ thấp cholesterol của Pectin

(hypocholesterol effect)

Nguồn: Farnandez, et al., 1990

Chế độ ăn nghèo pectin Chế độ ăn giàu pectin

Ch olesterol tái hấp th

u n hiều

Ch olesterol tái hấp th

u n hiều

Ch ole sterol tái h ấp t

hu ít,

Ch ole sterol tái h ấp t

hu ít,

đào thả

i nhiều

đào thả

i nhiều

Tác dụng hạ cholesterol của

Pectin với chức năng cầm máu

(Hemostasis Function)

Pectin có thể làm rút ngắn thời gian đong máu, nó là nhân tố đối kháng lại với

heparin (chất chống đong máu), có thể

tiêm và tỉnh mạch để cầm máu

Pectin sulfate trở thành chất gây đong

máu rất mạnh.

Những phần của quả cây có múi

có chứa pectin

Thành phần cấu tạo của

Mẫu cấu trúc hóa học của Pectin

Pectin cây có múi đã biến đổi

• Mtrọng lượng phân tử nhỏ hơn 10 KD

• MC có thể nhỏ hơn 8%

• Galactose và uronic acid có thể làm

tăng tác dụng

• Phân tử trọng lớn hơn và MC lớn hơn

làm tăng tác dụng hạ cholesterol

(hypocholesterol effect).

Nguồn: Pienta et al., 1995; Briggs 1997

Loại TP thuốcsản xuất từ pectincây có múi

Hệ thống tín hiệu của nhân tố sinh trưởng nguyên bào sợi ( Fibroblast Growth Factor Signaling System)

• Sự chuyển tín hiệu FGF không thích hợp có thể góp phần gây ra quái thai, ung thư, bệnh mạch vành, bệnh tiểu đường, etc.

• FGF factor , (hiện nay biết được 19 sản phẩm gene)

• FGF receptor, (Transmembrane

tyrosine kinases) hiện nay biết

được 4 sản phẩm gene

• Heparan sulfate proteoglycans

( FGFRHS )

Thành phần của FGF

Kích thích (Stimulation)

Ức chế (Inhibition)

Không kích thích (No Stimulation)Không ức chế (No Inhibition)

Những chất ức chế

Những chất ức chế

(Inhibitors - Heparin Mimics )

Vỏ ngoài Vỏ xốp Vỏ muối

FPLC Elution Profile

Hàm lượng và thành phần của Pectin trong những

loài cây có múi khác nhau

Tỷ lệ % chiếc xuất Pectin trong

một số loài cây có múi

Sự thay đổi hàm lượng và thành phần Pectin trong

cây có múi theo mùa

Sự khác nhau của hàm lượng đường Pectin

Tháng thu hoạch

Aug Sep Nov Jan Mar May

rhamnose arabinose xylose mannose galactose glucose

Ảnh hưởng của Pectin đến hệ thống tín hiệu FGF trong thí

nghiệm In Vitro

Nồng độ Pectin (g/ml)

Pectin ức chế FGF-1 kết dính với FGFR1

Nồng độ Heparin (g/ml)

Pectin ức chế FGF-1 kết dính với FGFR1

Autoradiography của hoạt tính pectin

Các tác giả tham gia nghiên cứu các chất hóa học thực vật trong phòng chống bệnh tật

Phytochemicals in Fruits and Vegetables

to Improve Human Health

Project Director: Bhimu Patil

Collaborators:

Drs L.M.Pike, D R Lineberger, W L McKeehan, Rosemary Walzem

E G Miller, G B Cobb, K.E Dooley, N Turner, Lisa Appelt,

and M Skaria, Texas A&M University System

Dr G.D Stoner, Ohio State University

Dr J W Fahey, Johns Hopkins University

Dr I G Goldman, Univ of Wisconison

Dr J Heimendinger, AMC Cancer Research Center

Dr Fred Kachik, Univ of Maryland

Dr M Farooqui, University of Texas, Pan-American

College Station, Kingsville, Weslaco, Lubbock, Houston, Dallas,

Stephenville, Start date: Spring 2001 http:// Phytochemicals.tamu.edu

Dr Gene Lester, USDA-ARS Weslaco

Dr Clare Hasler, University of Illionois