Từ các kết quả trên chúng tôi cho rằng tác dụng HGH của SG có thể là làm tăng nhậy cảm của mô đích với insulin.. Đánh giá tác dụng của SG trên nồng độ glucose huyết ở chuột nhắt.. ảnh h
Trang 1Nghiên cứu tác dụng hạ đường huyết
của Thổ phục linh (Smilax Glabra Roxb)
trên súc vật thực nghiệm
Đào Văn Phan 1 , Nguyễn Ngọc Xuân 2 ,
Nguyễn Duy Thuần 3
1 Bộ môn Dược lý ĐHYHN,
2 Bộ môn Dược lý Đại học Khoa học tự nhiên
3 Viện Dược liệu Trung ương
Dịch chiết ethanol 90 0 từ thân rễ thổ phục linh (1mg bột tương đương 25g dược liệu khô) có tác dụng hạ glucose huyết (HGH) trên chuột nhắt bình thường Tác dụng HGH phụ thuộc vào liều lượng: liều 100mg, 200mg/kg tiêm màng bụng (tmb) mức HGH lần lượt là 28,07% và 38,99%
Trên chuột nhắt gây ĐTĐ theo cơ chế phá hủy tế bào β tuyến tụy bằng streptozotocin liều 300mg/kg - tmb,
SG mất tác dụng HGH
Trên chuột cống ĐTĐ typ 2 di truyền chủng GK, SG cũng có tác dụng HGH, liều 100mg/kg - tmb, mức HGH là 27,46% Cùng với tác dụng HGH, mức insulin máu cũng giảm xuống 42,74%
Invitro, SG với nồng độ 2 và 4mg/ml/h không kích thích tế bào β của đảo tụy chuột cống cô lập bài tiết insulin
Từ các kết quả trên chúng tôi cho rằng tác dụng HGH của SG có thể là làm tăng nhậy cảm của mô đích với insulin
i đặt vấn đề
Năm 1997 Tomoji Fukunaga và cộng sự đã phát
hiện tác dụng hạ glucose huyết (HGH) của dịch
chiết thân rễ thổ phục linh (Smilax glabra Roxb -
Smilacaceae) trên chuột nhắt [4] Qua nghiên cứu
thăm dò, chúng tôi đã thấy dịch chiết cồn từ thân
rễ của thổ phục linh (SG) Việt Nam tiêm màng
bụng cho chuột nhắt trắng cũng có tác dụng HGH
Vì vậy mục tiêu nghiên cứu của chúng tôi trong đề
tài này là:
1 Đánh giá tác dụng HGH của SG trên chuột
nhắt theo các đường dùng thuốc khác nhau (uống,
tiêm)
2 Tìm hiểu cơ chế tác dụng HGH của SG trên
các mô hình chuột ĐTĐ typ 1 và chuột ĐTĐ typ 2
di truyền
II Chất liệu, đối tượng và phương pháp nghiên cứu
1 Chất liệu - đối tượng nghiên cứu
Nguyên liệu nghiên cứu là thân rễ thổ phục linh (SG) được thu hái tại xã Hưng Thành, Tuyên Quang Mẫu thu hái vào tháng 11 năm 2002, được xác định đúng tên khoa học (Smilax glabra Roxb - Smilacaceae) tại Viện Dược liệu Trung ương Hà Nội Thổ phục linh (SG) sau khi phơi khô tán bột
được chiết trong dung môi cồn 90, 1mg bột thu
được tương đương 25mg dược liệu khô
Đối tượng nghiên cứu là chuột nhắt trắng chủng Swiss nặng 18 - 22g, chuột cống bình thường nặng 180 - 200g, chuột cống ĐTĐ typ 2 di truyền chủng GK nặng 180 - 220g dùng nghiên cứu tại Viện Karolinska - Thụy Điển
Đặc điểm chuột cống GK (Goto - Kakizaki) [2]:
- Mức tăng glucose huyết vừa phải; glucose huyết lúc đói từ 8 - 12mM/l
Trang 2- Rối loạn bài tiết insulin và kháng insulin ở mức
độ nhẹ
2 Phương pháp nghiên cứu
2.1 Đánh giá tác dụng của SG trên nồng độ
glucose huyết ở chuột nhắt
Dùng 3 lô chuột: lô 1 tiêm màng bụng (tmb)
NaCl 0,9% - 0,1ml/10g chuột (chứng), lô 2 và 3
tmb SG lần lượt liều 100mg, 200mg/kg Định
lượng glucose huyết vào các thời điểm 0 giờ (trước
dùng thuốc), 2, 4 và 6 giờ sau dùng thuốc
2.2 ảnh hưởng của SG uống liên tục 7 ngày
trên nồng độ glucose huyết ở chuột nhắt
Dùng 2 lô chuột nhắt: lô 1 uống nước muối sinh
lý 0,1ml/10g chuột (lô chứng), lô 2 uống SG liều
1g/kg, uống liên tục 7 ngày, sau đó định lượng
glucose máu
2.3 Phân tích cơ chế tác dụng HGH của SG
2.3.1 ảnh hưởng của SG trên khả năng DNG ở
chuột nhắt gây rối loạn DNG
Các chuột gây rối loạn DNG (tmb STZ
100mg/kg) được chia làm 2 lô: lô 1 tmb NaCl
0,9% - 0,1ml/10g chuột (lô chứng), lô 2 tmb SG
200mg/kg
Sau tiêm SG 4 giờ (thời điểm tác dụng HGH
của SG mạnh nhất), xác định glucose huyết Ngay
sau đó cho chuột uống glucose 2g/kg cân nặng
Tất cả đều trong cùng một thể tích 0,1 ml/10g
chuột Xác định lại glucose huyết tại các thời điểm
1/2, 1và 2giờ sau uống glucose
2.3.2 ả nh hưởng của SG (tmb 200mg/kg) trên
nồng độ glucose huyết ở chuột nhắt gây ĐTĐ bằng
STZ liều 150mg và 300mg/kg
Sau 72 giờ tiêm STZ, chuột được chia làm 4 lô:
lô 1 tmb nước muối sinh lý 0,9% - 0,1ml/10g
chuột (lô chứng), lô 2 tmb SG 200mg/kg, lô 3 tmb
insulin 1UI/kg, lô 4 uống tolbutamid 50mg/kg
Định lượng glucose huyết lúc 0 giờ (chưa tiêm
thuốc), 2, 4 và 6 giờ sau tiêm thuốc
2.3.3 ảnh hưởng của SG (tmb 200mg/kg) trên tác dụng HGH của insulin ở chuột nhắt gây tăng glucose huyết bằng STZ 300mg
Sau 72 giờ tiêm STZ, các chuột được xác định glucose huyết và chia làm 2 lô: lô 1 tmb NaCl 0,9% - 0,1ml/10g chuột, lô 2 tmb SG 200mg/kg Sau 4 giờ tiêm thuốc (thời điểm mà SG có tác dụng HGH mạnh nhất), chuột ở cả 2 lô được tmb insulin 0,5UI/kg cân nặng Xác định lại glucose vào các thời điểm 30, 60 và 120 phút sau tiêm insulin
2.3.4 ảnh hưởng của SG (tmb 100mg/kg) trên glucose và insulin huyết ở chuột cống khỏe mạnh chủng Wistar và chuột cống ĐTĐ di truyền chủng GK
Với mỗi chủng chuột, chuột được chia làm 2 lô: lô 1, tmb NaCl 0,9% - 0,1ml/100g chuột (lô chứng); lô 2, tmb SG 100mg/kg Định lượng glucose và insulin huyết lúc 0giờ (chưa tiêm thuốc), 2, 4 và 6 giờ (chỉ riêng với gluocse) sau tiêm thuốc
insulin của đảo tụy cô lập
Chuột cống chủng Wistar khỏe mạnh, sau khi giết, bóc tách tuyến tụy rồi tách các đảo tụy theo phương pháp Langerhans [3]
Đảo tụy được chia thành 4 nhóm: nhóm 1 (chứng) các đảo tụy được ủ trong dung dịch KRB với 3,3mM glucose; nhóm 2, 3 các đảo tụy được ủ với SG 2mg/ml và 4mg/ml; nhóm 4 ủ với
các đảo tụy và định lượng insulin có trong dịch ủ
huyết bằng adrenalin
Các chuột được tiêm trước SG sau đó gây tăng
đường huyết bằng adrenalin Xác định glucose huyết ngay trước và sau tiêm adrenalin 1 giờ Các số liệu được xử lý bằng các thuật toán thống kê X, t - test Student
Trang 3III kết quả
1 ảnh hưởng của SG 1 (tmb) trên nồng độ glucose huyết ở chuột nhắt
Bảng 1 Đánh giá tác dụng của SG trên nồng độ glucose huyết ở chuột nhắt
Nồng độ glucose huyết (mg/dl)
95,66 ± 12,61
105,83 ± 12,46
( - 16,64%) (1)
89,16 ± 19,82
( - 38,99%)** (1)
111,16 ± 19,12
( - 23,93%)* (1)
- * p < 0,05; ** p < 0,01 (p so với thời điểm 0 giờ), (1) % HGH so với lúc 0 giờ
- SG 100, 200mg/kg mức HGH mạnh nhất ở giờ thứ 2 và kéo dài trên 6 giờ
3.2 Tác dụng của SG (uống) trên nồng độ glucose huyết ở chuột nhắt
Bảng 3.2 ảnh hưởng của SG trên nồng độ glucose huyết ở chuột nhắt sau 7 ngày uống SG
(n = 10/lô) Nồng độ glucose huyết (mg/dl)
SG
(uống)
- 16,93% (1)
115,60 ± 27,39
108,50 ± 21,04
126,80 ± 21,31
- (1) Tỷ lệ% HGH so với lúc chưa uống thuốc (N - 7 )
- Mức HGH của SG mạnh nhất ở giờ thứ 8 (26,78%) và duy trì trên 10 giờ
2 Phân tích cơ chế tác dụng HGH của SG
2.1 ảnh hưởng của SG trên test dung nạp glucose ở chuột nhắt
Bảng 3 ảnh hưởng của SG trên test dung nạp gluocse (DNG) ở chuột nhắt tiêm STZ liều
100mg/kg (n = 10/lô) Nồng độ glucose huyết (mg/dl)
t
Chứng
NaCl
+84,44% (1)
175,00 ± 32,00
+58,22% (1)
164,60 ± 22,06
+48,82% (1)
SG
(tmb)
+81,05% (1)
93,75 ± 20,12
+30,57%* (1)
73,25 ± 8,65
+2,01%** (1)
- (1) Tỷ lệ% tăng glucose huyết so với thời điểm ngay trước lúc uống glucose
Sau 60 phút, 120 phút uống glucose, DNG lô tiêm SG cao hơn so với lô chứng
Trang 42.2 Tác dụng HGH của SG trên các mô hình tăng glucose huyết bằng STZ
Bảng 4 Tác dụng HGH của SG trên chuột tăng glucose huyết bằng STZ (n = 10/lô)
Nồng độ glucose huyết (mg/dl)
Lô
214,50 ± 36,90
STZ 300mg/kg
366,85 ± 40,69
(1) Tỷ lệ% HGH so với lúc 0 giờ
- SG, tolbutamid chỉ có tác dụng HGH ở các chuột tiêm STZ 150mg/kg, nhưng không có tác dụng
HGH ở các chuột tiêm STZ 300mg/kg
2.3 ảnh hưởng của SG trên tác dụng HGH của insulin (0,5UI/kg - tmb )
Bảng 5 ảnh hưởng của SG trên tác dụng HGH của insulin (0,5UI/kg - tmb) ở chuột gây tăng
glucose huyết bằng STZ 300mg/kg (n = 10/lô)
Nồng độ glucose huyết (mg/dl)
t
Lô
72 giờ (Sau tiêm STZ)
30 phút sau tiêm insulin
60 phút sau tiêm insulin
120 phút sau tiêm insulin
( - 24,57%) (1)
293,81 ± 119,84
( - 27,72%) (1)
314,90 ± 122,94
( - 22,54%) (1)
SG
200mg/kg
433,90 ± 69,15
( - 35,97%) (1)
189,36 ± 72,53
( - 56,35%)* (1)
222,27 ± 47,36
( - 48,77%)* (1)
(1) Tỷ lệ% HGH so với lúc chưa tiêm SG và insulin
- Mức HGH ở lô tiêm SG+insulin mạnh hơn một cách có ý nghĩa so với lô chứng ở thời điểm 1, 2 giờ
sau tiêm insulin (P < 0,05)
2.4 Đánh giá tác dụng của SG trên nồng độ glucose huyết ở chuột cống Wistar
Bảng 6 ảnh hưởng của SG trên nồng độ glucose huyết ở chuột cống Wistar (n = 5)
Nồng độ glucose huyết (mg/dl)
79,20 ± 6,30
80,64 ± 8,64
- 12,84% (1)
Trang 5- SG 100mg - tmb mức HGH mạnh nhất ở giờ thứ 4 và kéo dài trên 6 giờ
2.5 ảnh hưởng của SG trên nồng độ insulin huyết ở chuột cống Wistar
Bảng 7 ảnh hưởng của SG trên nồng độ insulin huyết ở chuột cống Wistar (n = 5)
Nồng độ insulin huyết (àUml)
Nhận xét: SG 100mg - tmb không làm thay đổi mức insulin huyết (p > 0,05)
2.6 Tác dụng của SG trên nồng độ glucose huyết ở chuột cống ĐTĐ chủng GK
bảng 8 ảnh hưởng của SG trên nồng độ glucose huyết ở chuột cống ĐTĐ chủng GK (n = 6/lô)
Nồng độ glucose huyết (mg/dl)
( - 27,00%) (1)
119,34 ± 23,40
( - 40,10%) (1)
190,62 ± 42,30
( - 4,33%) (1)
(1) % HGH so với lúc chưa tiêm thuốc (0 giờ)
- SG 100mg - tmb tác dụng HGH mạnh nhất
giờ thứ 4 và kéo dài trên 6 giờ
2.7 ảnh hưởng của SG trên nồng độ insulin
huyết ở chuột cống ĐTĐ GK
Bảng 9 ảnh hưởng của SG trên nồng độ
insulin huyết ở chuột cống ĐTĐ chủng GK (n =
6/lô) Nồng độ insulin huyết (àU/ml)
± 3,54
28,55 ± 5,58
22,24±
2,08
± 6,78
16,79 ± 5,39
( - 37,32%) (1)
12,73 ± 4,51
( - 52,48%) (1)
- (1) Tỷ lệ% mức insulin giảm so với lúc 0 giờ
- SG 100mg/kg - tmb, làm giảm mức insulin huyết
2.8 ảnh hưởng của SG trên bài tiết insulin ở
đảo tụy cô lập của chuột Wistar
Bảng 10 ảnh hưởng của SG trên bài tiết insulin ở đảo tụy cô lập (n = 10)
Nồng độ insulin (àU/đảotụy/giờ)
Tolbutamid 100àM/l
24,60 ± 11,49*
- SG 2mg, 4mg/1ml không làm thay đổi bài
tiết insulin ở đảo tụy cô lập
2.9 ảnh hưởng của SG trên mô hình tăng glucose huyết bằng adrenalin
Trang 6Bảng 11 ảnh hưởng của SG trên sự tăng glucose huyết bằng adrenalin (n = 7/lô)
Nồng độ glucose huyết (mg/dl)
t
thuốc
1 giờ sau tiêm adrenalin
11,06
237,57 ± 45,38
(+61,77%) (1)
SG (tmb)
200mg/kg
134,60 ± 12,11
(+17,69%)** (1)
Insulin
(tmb)
1UI/kg
132,83 ± 13,70
Tolbutami
d
50mg/kg
uống
134,28 ± 16,71
98,14 ± 12,00
159,85 ± 15,50
(+ 62,88%) (1)
- p > 0,05, (giá trị p so vơi chứng ở cùng
thời điểm sau tiêm adrenalin),
ngay trước lúc tiêm adrenalin
- Mức tăng glucose huyết sau tiêm adrenalin
của SG thấp hơn so với insulin và tolbutamid
IV bàn luận
1 Về tác dụng HGH
Trên chuột nhắt khỏe mạnh, SG liều 100,
200mg/kg - tmb, có tác dụng HGH, tác dụng bắt
đầu ở giờ thứ 2, mạnh nhất ở giờ thứ 4 sau tiêm và
kéo dài trên 4 giờ, liều càng cao thì tác dụng HGH
càng mạnh Liều tác dụng HGH/ liều LD 50
(ED/LD50) = 200/2500 = 1/12 [1] do vậy phạm vi
an toàn của SG1 rộng
Trên chuột cống ĐTĐ di truyền chủng GK, SG
100mg/kg - tmb, mức HGH xuất hiện ở giờ thứ 2
(giảm 27,0%) mạnh nhất ở giờ thứ 4 (40,10% so
với lúc 0 giờ và kéo dài trên 4 giờ
2 Về cơ chế tác dụng HGH
2.1 Trên mô hình tăng glucose huyết do thiếu
hụt insulin
SG 200mg/kg tmb đã làm tăng khả năng DNG ở
các chuột bị rối loạn DNG Kết quả ở bảng 3 cho
thấy: 2 giờ sau uống glucose, glucose huyết của lô
dùng SG gần như trở về bình thường, còn ở lô chứng glucose huyết vẫn tiếp tục tăng ở mức 48,82% Trên các chuột tiêm STZ 150mg, SG 200mg - tmb có tác dụng HGH (mức HGH tối đa là 19,63%) tolbutamid vẫn có tác dụng HGH trên mô hình này
Trên các chuột nhắt được tmb STZ 300mg/kg, cả SG, tolbutamid đều không có tác dụng HGH, chỉ insulin là có tác dụng (bảng 4) Rõ ràng ở chuột tiêm STZ 300mg/kg mức độ phá hủy tế bào
β tuyến tụy nặng nề, không còn đáp ứng với tác nhân kích thích tolbutamid và SG Điều này cho thấy tác dụng HGH của SG cũng như tolbutamid cần sự hiện diện của tế bào β tuyến tụy
Trên các chuột tmb STZ 300mg/kg, SG 200mg/kg
đã làm tăng tác dụng sinh học của insulin ngoại sinh (bảng 5)
2.2 Trên nồng độ glucose huyết ở chuột cống
ĐTĐ di truyền chủng GK
Trên chuột cống ĐTĐ di truyền chủng GK, SG 100mg - tmb, tác dụng HGH mạnh nhất ở giờ thứ
4 (27,46% so với chứng) và kéo dài trên 4 giờ (bảng 8) Cùng với tác dụng HGH, mức insulin huyết cũng giảm mạnh Khả năng làm hạ thấp mức insulin huyết có thể là do:
- SG ức chế bài tiết insulin của các tế bào β tụy
Trang 7- SG làm tăng nhậy cảm của mô đích với
insulin, nên làm tăng gắn insulin tự do từ huyết
tương vào thụ thể của mô đích
Giả thiết SG ức chế bài tiết insulin của các tế
bào β tuỵ, làm hạ thấp nồng độ insulin huyết
không thể xẩy ra, vì nồng độ glucose huyết không
những không tăng mà còn hạ thấp Mặt khác kết
quả định lượng insulin huyết trên các đảo tụy nuôi
cấy cho thấy không có sự khác biệt mức insulin
huyết giữa lô SGvà lô chứng (bảng 10); Như vậy
chỉ còn lại khả năng SG làm tăng nhậy cảm của
mô đích với insulin làm cho insulin tự do gắn vào
thụ thể tế bào nhiều hơn
2.3 Trên mô hình tăng glucose huyết bằng
adrenalin
ở lô tiêm insulin và uống tolbutamid, sau tiêm
adrenalin, glucose huyết tăng không khác biệt so
với mức tăng glucose huyết của lô chứng ở cùng
thời điểm sau tiêm adrenalin Trong khi đó, với lô
tiêm SG mức tăng glucose huyết sau tiêm
adrenalin là 17,69% (bảng 11), thấp hơn nhiều so
với mức tăng glucose huyết của insulin, tolbutamid
và lô chứng ở cùng thời điểm (p < 0,01), chứng tỏ
SG đã ức chế tăng glucose huyết của adrenalin
v kết luận
- Cơ chế tác dụng HGH của SG có thể là:
Không kích thích tế bào β tuyến tụy bài tiết insulin
Có thể làm tăng nhậy cảm của mô đích với insulin
ức chế tác dụng tăng glucose huyết của adrenalin
Tài liệu tham khảo
Nguyễn Thị Bích Thu (2003), “Nghiên cứu độc
tính bán trường diễn của thổ phục linh (Smilax
glabra Roxb - Smilacaceae)”, Tạp chí Nghiên cứu
Y học, số 4, Đại học Y Hà Nội Tr 15 - 19
“Spontaneous diabetes produced by repeated
selective breeding of normal Wistar rats”, Proc Japan Acad, pp 80 - 85
“Method for the isolation of intact islets of Langerhans
from the rat pancreas”, Diabetes, pp 35 - 39
“Hypoglycemic effect of the rhizomes of Smilax
glabra in normal and diabetic mice” Biol, pharm Bull, 20 (1), pp 44 - 46
Summary
Hypoglycemic effect of the Rhizome of smilax glabra in normal
and diabetic animal
The ethanol extract of rhizome of Smilax glabra Roxb - Smilacaceae (SG) reduces the blood glucose of normal mice The maximal hypoglycemic effect was about 28.07% with the dose of 100mg/kg/ip, and about 38.99% with that of 200mg/kg/ip But the SG can't decrease the blood glucose of the streptozotocin - induced diabetic mice (STZ 300mg/kg/ip), one of the model of insulin - dependent diabetes mellitus (IDDM)
SG 100mg/kg/ip also reduces the blood glucose and plasma insulin level of GK rat, the genetic typ 2 diabetic rat
On the isolated pancreas islets, SG with the concentration of 2mg or 4mg/ml/h has no effect on insulin secrection
From this finding, we suggest that the hypoglycemic effect of SG is due to increase the sensibility of target tissue to insulin.
