Đánh giá khả năng ngăn ngừa bệnh đái tháo đường loại 2, mỡ máu và thừa cân béo phì của cao chiết ethanol 70% từ lá cây dương đầu bằng thử nghiệm in vivo

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT AGE Advanced glycation end products Sản phẩm glycation hóa bền vững DAG Diacylglycerol Diacylglycerol ECM The extracellular matrix Chất nền ngoại bào EED Ethanol Ex

BẰNG THỬ NGHIỆM IN VIVO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM

ETHANOL 70% TỪ LÁ CÂY DƯƠNG ĐẦU

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 08/2022

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM

ETHANOL 70% TỪ LÁ CÂY DƯƠNG ĐẦU

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 08/2022

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: LÊ THỊ HẠNH MSSV: 18116164

TRƯƠNG THỊ LIỄU MSSV: 18116181

Ngành: Công nghệ Thực phẩm

1 Tên khóa luận: Đánh giá khả năng ngăn ngừa bệnh đái tháo đường loại 2, mỡ máu và

thừa cân béo phì của cao chiết ethanol 70% từ lá cây Dương đầu bằng thử nghiệm in

vivo

2 Nhiệm vụ của khóa luận: Nghiên cứu sự ảnh hưởng của cao chiết ethanol 70% từ lá

cây Dương đầu trên mô hình động vật (chuột) được kích ứng gây bệnh đái tháo đường loại 2, mỡ máu và thừa cân béo phì bằng khẩu phần ăn giàu béo kết hợp Streptozocin liều thấp Qua đó đánh giá được hiệu quả của cao chiết đến các chỉ số sinh lý, hành vi

và chuyển động trên động vật thí nghiệm

3 Ngày giao nhiệm vụ khóa luận: 14/02/2022

4 Ngày hoàn thành khóa luận: 31/07/2022

5 Họ tên người hướng dẫn 1: PGS.TS Trịnh Khánh Sơn Phần hướng dẫn: 70%

6 Họ tên người hướng dẫn 2 và 3: TS Võ Thị Ngà (30%)

KS Huỳnh Nguyễn Linh Chi (phần thực nghiệm

in vivo)

Nội dung và yêu cầu khóa luận tốt nghiệp đã được thông qua bởi

Trưởng Bộ môn Công nghệ Thực phẩm

Tp.HCM, ngày 09 tháng 08 năm 2022

Trưởng Bộ môn Người hướng dẫn chính

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình hoàn thành khóa luận tốt nghiệp, cùng với sự cố gắng nỗ lực của bản thân, chúng tôi đã nhận được hỗ trợ rất quan trọng từ thầy cô, gia đình, nhà trường và các bạn sinh viên đã giúp chúng tôi vượt qua khó khăn, thử thách để hoàn thành tốt bài khóa luận tốt nghiệp này

Lời đầu tiên chúng tôi xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô trong Bộ môn Thực phẩm – Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm đã hướng dẫn, truyền đạt những kiến thức

để chúng tôi hoàn thành tốt khóa luận này

Chúng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến hai giảng viên hướng dẫn Thầy PGS.TS Trịnh Khánh Sơn và Cô TS Võ Thị Ngà đã hướng dẫn tận tình, chỉ bảo chúng tôi trong suốt quá trình hoàn thành khóa luận Đồng thời chúng tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến KS Huỳnh Nguyễn Linh Chi đã đồng hành cũng chúng tôi trong suốt quá trình thực nghiệm Khóa luận tốt nghiệp này là một phần trong luận án thạc sĩ của kỹ sư Linh Chi

Đồng thời, chúng tôi xin cảm ơn tất cả các bạn bè thực hiện khóa luận tốt nghiệp trong học kỳ này và đặc biệt là các bạn chung nhóm thầy Sơn đã giúp đỡ chúng tôi trong quá trình làm thí nghiệm

Trong quá trình nghiên cứu do giới hạn về thời gian cũng như lượng kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót Chúng tôi rất mong nhận được sự đóng góp và đánh giá chân thành của quý thầy cô để khóa luận này được đầy đủ và hoàn chỉnh hơn Chúng tôi xin chân thành cảm ơn

LỜI CAM ĐOAN

Chúng tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung được trình bày trong khóa luận tốt nghiệp này được chúng tôi, gồm giáo viên hướng dẫn và sinh viên thực hiện Các nội dung nghiên cứu được thực hiện dựa trên các yêu cầu, thiết kế, hướng dẫn và được xác nhận bởi giáo viên hướng dẫn Toàn bộ nội dung của khóa luận tốt nghiệp đã được kiểm tra chống đạo văn bằng phần mềm Turnitin và đảm bảo sự trùng lặp không quá 30% Chúng tôi xin cam đoan các nội dung được tham khảo trong khóa luận tốt nghiệp đã được trích dẫn chính xác và đầy đủ theo qui định

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 09 tháng 08 năm 2022

Ký tên

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP i

LỜI CẢM ƠN ii

LỜI CAM ĐOAN iii

PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN iv

PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN vi

PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỦA HỘI ĐỒNG XÉT BẢO VỆ KHÓA LUẬN x

MỤC LỤC xvi

DANH MỤC HÌNH xix

DANH MỤC BẢNG xx

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT xxi

TÓM TẮT KHÓA LUẬN xxiii

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Mục tiêu của đề tài 1

1.3 Giới hạn và phạm vi nghiên cứu của đề tài 1

1.4 Nội dung nghiên cứu 2

1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2

1.6 Bố cục của báo cáo 3

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 4

2.1 Giới thiệu chung về cây Dương đầu (Olax imbricata) 4

2.1.1 Nguồn gốc 4

2.1.2 Thành phần hóa học 4

2.1.3 Công dụng 5

2.2 Giới thiệu các phương pháp thu nhận cao trích 6

2.2.1 Phương pháp ngâm dầm, ngâm chiết, sắc 7

2.2.2 Phương pháp trích ly Soxhlet 7

2.2.3 Các phương pháp trích ly khác 8

2.3 Chuyển hóa các chất dinh dưỡng trong cơ thể 8

2.3.1 Chuyển hóa Carbohydrate 9

2.3.2 Chuyển hóa Lipid 12

2.3.3 Chuyển hóa Protein 16

2.4 Các bệnh lý liên quan đến chế độ dinh dưỡng thường gặp ở người 17

2.4.1 Bệnh thừa cân béo phì (Overweight – Obesity) 17

2.4.2 Bệnh gan nhiễm không do rượu (NAFLD – Non-alcohol Fatty Liver Disease) 17

2.4.3 Bệnh đái tháo đường loại 1 (Type 1 Diabetes Mellitus - T1DM) 19

2.4.4 Bệnh đái tháo đường loại 2 (Type 2 Diabetes Mellitus - T2DM) 19

2.5 Thử nghiệm in vivo trên động vật 21

2.5.1 Giới thiệu về phương pháp thử nghiệm trên động vật 21

2.5.2 Các quy định đạo đức 23

2.5.3 Giới thiệu về động vật thí nghiệm 24

2.5.4 Môi trường thí nghiệm 24

2.6 Tình hình nghiên cứu trước đây 26

2.6.1 Nghiên cứu trong nước 26

2.6.2 Nghiên cứu ngoài nước 27

CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 28

3.1 Vật liệu 28

3.2 Động vật thí nghiệm 28

3.3 Khẩu phần thức ăn 29

3.4 Thiết kế thí nghiệm 30

3.5 Xác định cỡ mẫu thí nghiệm 32

3.6 Chuẩn bị cao chiết lá cây Dương đầu 33

3.7 Phương pháp xác định hoạt tính kháng -glucosidase 34

3.8 Các phương pháp thực hiện trên động vật 35

3.8.1 Phương pháp sử dụng cao chiết và acarbose bằng đường miệng 35

3.8.2 Phương pháp đo cân nặng khối lượng chuột 36

3.8.3 Phương pháp đo khả năng dung nạp glucose 37

3.8.4 Phương pháp đánh giá sự chuyển động và hành vi (Locomotion) 38

3.8.5 Phương pháp giải phẫu và xác định các chỉ số sinh hóa máu 40

3.9 Phương pháp xử lý thống kê 40

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 41

4.1 Đánh giá khả năng kháng -glucosidase của cao chiết trong thử nghiệm in vitro 41

4.2 Đánh giá tác dụng của cao chiết ethanol 70% trong quá trình thí nghiệm 43

4.2.1 Thể trọng và lượng calories tiêu thụ 43

4.2.2 Đường huyết khi đói 46

4.2.3 Khả năng dung nạp glucose qua đường miệng (OGTT) 47

4.2.4 Các chỉ số lipid máu 51

4.2.5 Kết quả phân tích mô gan, mô mỡ, mô thận 54

4.2.6 Kết quả đánh giá hành vi và khả năng vận động của các nhóm động vật thí nghiệm 63

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69

PHỤ LỤC 87

DANH MỤC HÌNH

Hình 2 1 Thành phần hóa học của rễ cây Dương đầu 5 Hình 2 2 Cơ chế tác dụng của acarbose: ức chế cạnh tranh quá trình thủy phân oligosaccharides của enzyme đường ruột (Bischoff H, 1991) 12 Hình 2 3 Tiêu hóa và hấp thu chất béo (Mann và Trusell, 2002) 13 Hình 2 4 Mô gan của chuột (Lim và cộng sự, 2016) 18 Hình 3 1 Lá cây Dương đầu 28 Hình 3 2 Quy trình thử nghiệm in vivo 31 Hình 3 3 Sơ đồ quy trình chiết cao lá cây Dương đầu bằng dung môi 70% Ethanol 33 Hình 3 4 Kỹ thuật cho uống bằng đường miệng (Dey và cộng sự, 2021) 36 Hình 3 5 Quy trình làm việc của MouseActivity trong MATLAB R2019a 39 Hình 4 1 Thể trọng của các nhóm thử nghiệm 43 Hình 4 2 Năng lượng tiêu thụ (CI) của các nhóm thử nghiệm 43 Hình 4 3 Mức đường huyết khi đói của các nhóm thử nghiệm 47 Hình 4 4 Khả năng dung nạp glucose qua đường miệng của các nhóm thí nghiệm 49 Hình 4 5 Diện tích dưới đường cong đường huyết (AUC) 50 Hình 4 6 Vi phẫu cấu trúc mô mỡ của các nhóm chuột thử nghiệm 56 Hình 4 7 Vi phẫu cấu trúc mô gan của các nhóm chuột thử nghiệm 58 Hình 4 8 Vi phẫu cấu trúc mô thận của các nhóm chuột thử nghiệm 60 Hình 4 9 Vi phẫu cấu trúc cầu thận của các nhóm chuột thử nghiệm 62 Hình 4 10 Đồ thị quãng đường đi được của các nhóm chuột thử nghiệm 64 Hình 4 11 Quá trình di chuyển của chuột 67

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3 1 Thành phần trong thức ăn tiêu chuẩn ND và thức ăn giàu béo HF 29 Bảng 4 1 Hoạt tính ức chế -glucosidase của mẫu thử 41 Bảng 4 2 Chỉ số lipid máu (cuối tuần 12) của các nhóm thử nghiệm 52 Bảng 4 3 Khối lượng mô gan, mỡ, thận và trọng lượng của chúng so với cơ thể 55

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

AGE Advanced glycation

end products

Sản phẩm glycation hóa bền vững DAG Diacylglycerol Diacylglycerol

ECM The extracellular

matrix

Chất nền ngoại bào EED Ethanol Extract from

leaves of Duong-dau tree

Cao chiết ethanol từ lá cây Dương đầu

FA Fatty acid Acid béo

FFA Free fatty acid Acid béo tự do

HDL High-density

lipoprotein

Lipoprotein tỷ trọng cao

HF High Fat Khẩu phần ăn giàu béo

HFA High Fat

Acarbose-100 (mg/kg.w/day)

Nhóm ăn khẩu phần ăn giàu béo và sử dụng Acarbose 100mg/kg thể trọng/ngày

HFD Hight Fat Diet Nhóm ăn khẩu phần giàu béo

HFE-50 High Fat Ethanol-50

(mg/kg.w/day)

Nhóm ăn khẩu phần ăn giàu béo và sử dụng cao chiết ethanol 50mg/kg thể trọng/ngày HFE-100 High Fat Ethanol-

100 (mg/kg.w/day)

Nhóm ăn khẩu phần ăn giàu béo và sử dụng cao chiết ethanol 100mg/kg thể trọng/ngày HFE-200 High Fat Ethanol-

200 (mg/kg.w/day)

Nhóm ăn khẩu phần ăn giàu béo và sử dụng cao chiết ethanol 200mg/kg thể trọng/ngày LDL Low-density

Bệnh gan nhiễm mỡ không do rượu

ND Normal Diet Nhóm ăn khẩu phần ăn tiêu chuẩn

T1D Type 1 diabetes Bệnh đái tháo đường loại 1

T2D Type 2 diabetes Bệnh đái tháo đường loại 2

TAG Triacylglycerol Triacylglycerol

TG Triglyceride Triglyceride

UAE Ultrasonically

assited extraction

Phương pháp trích ly có hỗ trợ sóng siêu âm

Sắc ký lỏng hiệu năng cao

Thử nghiệm dung nạp glucose

OGTT Oral glucose

DM Diabetes mellitus Bệnh đái tháo đường

Ach Acetylcholine Acetylcholine

AchE Acetylcholinesterase Acetylcholinesterase

AGIs α-glucosidase

inhibitors

Ức chế α-glucosidase GLP-1 Glucagon-like

peptide-1

Glucagon-like peptide-1

TC Cholesterol total Cholesterol tổng

TGF- β1 Transforming

growth factor beta 1

Yếu tố tăng trưởng biến đổi TGF- β1

IR Insulin Resistance Kháng insulin

FFA Free fat acid Axid béo tự do

ApoCIII Apolipoprotein C-III Apolipoprotein C-III

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

Bệnh đái tháo đường là một căn bệnh nội tiết gây rối loạn chuyển hóa carbohydrate phổ biến trên toàn thế giới và dẫn đến các biến chứng nguy hiểm liên quan đến các bệnh lý

về tim mạch, thần kinh, gan, thận, võng mạc (Trần và Đái, 2019) Bệnh đái tháo đường loại

2 đặc trưng bởi sự tăng đường huyết, rối loạn chuyển hóa carbohydrate, lipid và protein Hiện nay, có nhiều phương pháp điều trị bệnh đái tháo đường, trong đó có phương pháp điều trị bằng cách ức chế sự chuyển hóa carbohydrate và làm chậm quá trình hấp thu glucose sau khi ăn Bên cạnh việc sử dụng các loại thuốc điều trị, liệu pháp sử dụng các loại thảo dược

là một trong những biện pháp hiệu quả đã được chứng minh là có khả năng phục hồi tế bào

tuyến tụy β và kích thích giải phóng insulin Thêm vào đó, việc sử dụng các loại thảo dược

có thể tránh được các tác dụng phụ không mong muốn từ các loại thuốc tổng hợp (Hồ và cộng sự 2014)

Cây Dương đầu (Olax imbricata) là một loại thảo dược thuộc chi Olax được tìm thấy

ở khu rừng nhiệt đới châu Á, trong đó có Việt Nam Đây được xem là một trong những cây thuốc chữa bệnh đái tháo đường truyền thống tại Việt Nam với hoạt tính kháng khuẩn, chống viêm và chống oxy hóa Hiện nay, các nghiên cứu về thành phần hóa học trong cây Dương đầu đã xác nhận có sự hiện diện của các dẫn xuất có tác dụng ức chế α-glucosidase mạnh mẽ

(Vo và cộng sự 2019) Xuất phát từ các điểm nói trên, chúng tôi tiến hành khảo sát đánh giá khả năng ngăn ngừa bệnh đái tháo đường loại 2, mỡ máu và thừa cân béo phì của cao chiết

ethanol 70% từ cây Dương đầu bằng thử nghiệm in vivo trên mô hình chuột

1.2 Mục tiêu của đề tài

Đánh giá khả năng ngăn ngừa bệnh đái tháo đường loại 2, mỡ máu và thừa cân béo phì

của cao chiết ethanol 70% từ lá cây Dương đầu (Olax imbricata) trên mô hình động vật

(chuột) sử dụng chế độ ăn giàu béo kết hợp streptozocin liều thấp thông qua việc xác định các chỉ số sau: thể trọng và năng lượng tiêu thụ; mức đường huyết khi đói và khả năng dung nạp glucose; hành vi và khả năng vận động; các chỉ số lipid máu; vi phẫu mô gan, mỡ, thận

1.3 Giới hạn và phạm vi nghiên cứu của đề tài

Đối tượng: Cao chiết ethanol 70% từ lá cây Dương đầu (Olax Imbricata) và chuột bạch đực (Mus musculus var albino) Lá cây Dương đầu được thu hái vào tháng 2 năm 2021 tại

khu công nghiệp Hòa Hiệp Nam, huyện Đông Hòa, tỉnh Phú Yên Chuột bạch đực (5 tuần tuổi, nặng 131g) được mua ở Viện Pasteur Thành phố Hồ Chí Minh

Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu này tập trung đánh giá ảnh hưởng của cao chiết ethanol 70% từ lá cây Dương đầu lên các chỉ số sinh lý của động vật (chuột) thí nghiệm bị kích ứng thừa cân, béo phì, mỡ máu, đái tháo đường loại 2 bằng chế độ ăn giàu béo (HF) và tiêm 2 liều thuốc STZ (40mg/kg thể trọng/liều)

Giới hạn nghiên cứu: đánh giá các chỉ số thể trọng và năng lượng tiêu thụ, mức đường huyết khi đói và khả năng dung nạp glucose, các chỉ số lipid máu, vi phẫu cấu trúc mô (gan,

mỡ, thận), đánh giá hành vi vận động của động vật (chuột) thí nghiệm

1.4 Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu ảnh hưởng của cao chiết ethanol 70% từ lá cây Dương đầu trên mô hình động vật mắc chứng bệnh đái tháo đường loại 2, mỡ máu và thừa cân béo phì bao gồm: a) Đánh giá thể trọng và năng lượng tiêu thụ của các nhóm động vật thử nghiệm b) Đánh giá mức đường huyết khi đói và khả năng dung nạp glucose của các nhóm động vật thử nghiệm

c) Đánh giá chỉ số lipid máu của các nhóm động vật thử nghiệm (triglyceride, total cholesterol, HDL, LDL)

d) Đánh giá vi phẫu thuật cấu trúc mô gan, thận, mỡ của các nhóm động vật thử nghiệm

e) Đánh giá hành vi và khả năng vận động (Locomotion) của các nhóm động vật thử nghiệm

1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Từ xa xưa con người ta đã biết vận dụng các cây thuốc nam để duy trì và chữa trị các loại bệnh khác nhau Việt Nam nằm trong khu vực Đông Nam Á – nơi có rất nhiều loại cây dược liệu rất phong phú và đa dạng Dựa vào điều đó, trong nghiên cứu này, chúng tôi đánh giá tác dụng của cao chiết lá Dương đầu trên nền bệnh thừa cân béo phì, mỡ máu, và bệnh

đái tháo đường loại 2 trong thử nghiệm in vivo Nghiên cứu này sẽ là cơ sở khoa học làm

tiền đề cho sự phát triển của các sản phẩm cao chiết từ thiên nhiên (dưới dạng thực phẩm chức năng) nhằm ngăn ngừa các loại bệnh thường gặp có liên quan đến chế độ dinh dưỡng Cao chiết có nguồn gốc từ thiên nhiên trong tương lai được hi vọng sẽ thay thế hiệu quả so

với các loại thuốc trị bệnh trên thị trường nhằm giảm bớt các tác dụng phụ do chúng mang lại

1.6 Bố cục của báo cáo

Chương 1: Mở đầu

Chương 2: Tổng quan

Chương 3: Vật liệu và phương pháp

Chương 4: Kết quả và bàn luận

Chương 5: Kết luận và kiến nghị

sự 2016) Nhiều loại thảo dược có chứa các hoạt chất có hiệu quả trong ngăn ngừa/điều trị đái tháo đường như flavonoid, tannin, phenolic và alkaloid giúp cải thiện hoạt động các mô tuyến tụy bằng cách tăng tiết insulin hoặc giảm hấp thu glucose ở ruột (Kooti và cộng sự 2016; Mamun-or-Rashid và cộng sự 2014)

Cây Dương đầu tên khoa học Olax imbricata Roxb là loại thực vật thuộc họ Dương

đầu Olacaceae, thuộc chi Olax Olax, chi lớn nhất của Olacaceae với khoảng 40 loài Phân

bố ở các khu rừng nhiệt đới châu Á như: Việt Nam, Thái Lan, Myanmar, Malaysia ngoài

ra còn được tìm thấy ở các nước thuộc châu Phi, Nam Á và Châu Úc (Vo và cộng sự 2019) Tại Việt Nam, cây Dương đầu được trồng chủ yếu ở tỉnh Phú Yên

Cây Dương đầu dài 3-8m, lá xếp thành hai dãy đối nhau so le, lá có phiến hình bầu dục tròn dài 7-10cm không lông và cuống dài 6-8mm Hoa trắng dài 1cm và mọc thành chùm nhỏ khoảng 3-7 bông ở đầu cành hoặc kẽ lá, hoa có 1 bầu nhụy, 2 thùy, chỉ nhị ngắn Quả hạch hình cầu, bao bởi đài hoa, cây ra hoa từ tháng 4 đến tháng 10

2.1.2 Thành phần hóa học

Theo một nghiên cứu trước, các tác giả đã phân lập thành công hai hợp chất phenolic,

ba hợp chất glycoside phenolic (Vo và cộng sự 2018) Bên cạnh đó, từ rễ cây Olax imbricata

còn có 3 hợp chất béo được phân lập bao gồm 7-en-9-ynoic acid, 7-en-9-ynoylglycerol (hoặc 2,3-dihydroxypropyl (E)-henicos-7-en-9-ynoate) và 6,7,8,9-tetrahydroxyhexadeca-4,10-diynoic acid Cũng ở một nghiên cứu khác, các tác giả cũng phân lập thành công 3 hợp chất triterpenoid glycosides, cụ thể là 3-O-α-L-rhamnopyranosyl-(1→4)-β-D-glucopyranosyl-(1→3)-6′-O-ethyl-β-D-glucuronyl oleanolic acid, oleanolic

(E)-henicos-acid 28-O-β-D-glucopyranoside và spergulacin (Vo và cộng sự 2019) Nhóm tác giả nói trên cũng đã phân lập và làm sáng tỏ một sesquiterpenoid tropolone và các dẫn xuất 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene (Nguyen và cộng sự 2019)

Hình 2 1 Thành phần hóa học của rễ cây Dương đầu

Chú thích: 1 henicos-7-en-9-ynoic acid; 2 henicos-7-en-9-ynoylglycerol (hoặc 2,3-dihydroxypropyl henicos-7-en-9-ynoate); 3 6,7,8,9-tetrahydroxyhexadeca-4,10-diynoic acid (Vo và cộng sự 2018)

(E)-2.1.3 Công dụng

Cây Dương đầu có hoạt tính kháng khuẩn, chống oxy hóa và chống viêm, được xem

là một trong những cây thuốc truyền thống chữa bệnh đái tháo đường ở Việt Nam (Nguyen

và cộng sự 2019) Theo nghiên cứu của Kannika P (Thái Lan), sự hiện diện của flavonoid, hợp chất polyphenol, glycoside, tannin, saponin, alkaloid và thử nghiệm hoạt tính sinh học được chỉ định rằng một số hợp chất này sở hữu các hoạt tính chống oxy hóa và kháng khuẩn

(Panyaphu và cộng sự 2012)

Ngoài ra theo các nghiên cứu trước đây, cao chiết methanol của rễ Olax viridis có khả

năng chống lại tổn thương gan do acetaminophen tạo ra trên mô hình thực nghiệm bệnh gan

ở chuột Cao chiết ethanol từ lá của O supscorpioidea có hoạt tính giúp an thần, chống co

giật, tác dụng giảm đau (Adeoluwa và cộng sự 2014) Hai triterpenes là rhoiptelenol và

glutinol, được phân lập từ dịch chiết axeton của O mannii, sử dụng làm phương thuốc dân

gian để điều trị sốt, rắn cắn và vàng da (Sule và cộng sự 2011) Một saponin cụ thể là

olaxoside đã được phân lập từ O andronensis, O glabriflora và O psittacorum được nghiên

cứu có tác dụng nhuận tràng và chống viêm (Forgacs và Provost, 1981)

Chiết xuất từ rễ của Olax imbricata được thu thập ở tỉnh Phú Yên, đã phân lập được

ba glycoside triterpenoid là: 3-O-a-L-rhamnopyranosyl-(14)-b-D-glucopyranosyl-(16′-O-ethyl-b-D-glucuronyl oleanolic acid, oleanolic acid 28-O-b-D-glucopyranoside và spergulacin Đặc biệt hợp chất oleanolic acid 28-O-b-D-glucopyranoside đã cho thấy hoạt động ức chế α-glucosidase mạnh mẽ với giá trị IC50 là 56,15  1,31 mM Kết quả đã góp

3)-phần chứng minh việc sử dụng Olax imbricata như thuốc chữa bệnh đái tháo đường trong

dân gian (Vo và cộng sự 2019)

2.2 Giới thiệu các phương pháp thu nhận cao trích

Cây thuốc là nguồn cung cấp hoạt chất sinh học phong phú nhất cho các hệ thống y học cổ truyền, y học hiện đại, dược phẩm, thực phẩm bổ sung, thuốc dân gian, dược phẩm trung gian Một nguồn lớn chất phytochemical như phenolics và flavonoid đã được báo cáo là có tác động tích cực đến sức khỏe và phòng chống ung thư, có liên quan đến các hoạt động chống oxy hóa đóng vai trò vai trò trong việc ngăn ngừa sự phát triển của bệnh liên quan đến tuổi tác Để nghiên cứu thu nhận các thành phần hoạt tính sinh học phải tiến hành trích ly từ nguyên liệu (Nn, 2015)

Trích ly là việc tách các thành phần có hoạt tính sinh học của các mô thực vật (và động vật) bằng cách sử dụng các dung môi chọn lọc thông qua các quy trình tiêu chuẩn Nói cách khác, các kỹ thuật như vậy là tách các chất hòa tan và loại bỏ các chất không hòa tan trong

tế bào Trong quá trình trích ly, dung môi khuếch tán vào bên trong nguyên liệu và hòa tan các hợp chất có độ phân cực phù hợp Tất cả các sản phẩm này đều chứa hỗn hợp phức tạp của nhiều các chất chuyển hóa của cây thuốc, chẳng hạn như alkaloid, flavonoid, tecpen, saponin, steroid và glycoside (Poojar và cộng sự 2017)

Một số phương pháp đã được sử dụng trong việc chiết xuất cây thuốc như: ngâm dầm, hãm, sắc, ngâm chiết, chưng và chiết xuất Soxhlet, chiết xuất bề mặt, chiết xuất có hỗ trợ siêu âm (UAE) và chiết xuất hỗ trợ vi sóng (MAE), chiết xuất siêu tới hạn (SFE) Ngoài ra, sắc ký lớp mỏng (TLC), sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), sắc ký giấy (PC) và sắc ký khí (GC) đã được sử dụng để tách và tinh chế các chất chuyển hóa thứ cấp (Nn, 2015) Việc lựa chọn một phương pháp chiết xuất thích hợp phụ thuộc vào bản chất của nguyên liệu thực vật, dung môi sử dụng, pH của dung môi, nhiệt độ và dung môi Nó cũng phụ thuộc vào mục đích sử dụng của các sản phẩm cuối cùng (Poojar và cộng sự 2017)

2.2.1 Phương pháp ngâm dầm, ngâm chiết, sắc

Ngâm dầm là một kỹ thuật sử dụng trong nấu rượu và đã được áp dụng rộng rãi trong nghiên cứu cây thuốc (Nn, 2015) Đây là một quy trình chiết xuất trong đó nguyên liệu thuốc dạng bột thô của lá hoặc vỏ thân, vỏ rễ, được cho vào bên trong thùng chứa; dung môi được

đổ cho đến khi bao phủ hoàn toàn vật liệu thuốc Sau đó, đậy nắp thùng, giữ trong ít nhất ba ngày, và được khuấy định kì; nếu đặt bên trong chai thì nên lắc thường xuyên để đảm bảo chiết xuất hoàn toàn Vào cuối quá trình chiết xuất, dịch chiết được tách khỏi bằng cách lọc hoặc gạn Sau đó, loại bỏ dung môi bằng cách làm bay hơi trong tủ sấy hoặc trên nồi cách thủy Phương pháp này thuận tiện và rất phù hợp với vật liệu thực vật dạng rắn (Poojar và cộng sự 2017)

Ngâm chiết là kỹ thuật chiết xuất mà nguyên liệu làm thuốc được xay thành bột mịn, sau đó cho vào dụng cụ chứa Dung môi chiết xuất nóng hoặc lạnh được cho vào nguyên liệu thuốc, ngâm và giữ trong thời gian ngắn Phương pháp này thích hợp để chiết xuất các thành phần có hoạt tính sinh học dễ hòa tan Tỷ lệ dung môi so với mẫu thường là 4:1 hoặc 16:1 tùy theo mục đích sử dụng (Poojar và cộng sự 2017)

Sắc là một quá trình chiết xuất nóng liên tục bằng cách sử dụng một lượng nước xác định làm dung môi Nguyên liệu thực vật khô, xay hoặc bột được cho vào thùng sạch Sau

đó đổ nước vào và khuấy đều Sau đó, gia nhiệt được áp dụng trong suốt quá trình để đẩy nhanh quá trình chiết xuất Quá trình này được kéo dài trong một thời gian ngắn thường là khoảng 15 phút (Pandey và Tripathi, 2014) Tỷ lệ dung môi so với thuốc thô thường là 4:1 hoặc 16:1 Nó được sử dụng để chiết xuất nguyên liệu thực vật hòa tan trong nước và nhiệt

(Poojar và cộng sự 2017)

2.2.2 Phương pháp trích ly Soxhlet

Trích ly Soxhlet là một phương pháp trích ly rắn/lỏng liên tục (Patel và cộng sự 2019)

được áp dụng rộng rãi để chiết xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học có giá trị từ các nguồn

tự nhiên khác nhau (Rakhee và cộng sự 2018) Trong phương pháp này, mẫu được nghiền mịn rồi gói trong túi giấy lọc và đặt vào ống chiết của thiết bị Soxhlet (Patel và cộng sự 2019) Sau đó, dung môi trích ly được rót từ ống sinh hàn qua ống chiết và chảy xuống bình cầu ở dưới đáy Bếp đun sẽ đun nóng dung môi trong bình cầu ở dưới đáy của thiết bị Dung môi bay hơi vào ống bay hơi cùng với hợp chất cần trích ly, sau đó được ngưng tụ bởi hệ thống sinh hàn và nhỏ giọt xuống ống chiết Khi lượng dung môi trong ống chiết ngang với ống siphon, dung môi sẽ chảy xuống bình cầu ở dưới đáy (Abubakar và Haque, 2020; Patel

và cộng sự 2019) Nhờ vậy, dung môi cũng sẽ mang theo dịch trích xuống giúp thuận tiện cho quá trình thu hồi sản phẩm Quá trình bay hơi – ngưng tụ này được thực hiện tuần hoàn đến khi trích ly hoàn toàn lượng hợp chất cần trích ly trong mẫu (Nn, 2015; Yusup và cộng

sự 2015)

Trích ly Soxhlet là một phương pháp truyền thống được sử dụng để trích ly lipid trong thực phẩm (Hewavitharana và cộng sự, 2020) Ưu điểm của phương pháp này là sử dụng dung môi ít hơn so với phương pháp ngâm dầm (Nn, 2015) Bên cạnh đó, phương pháp này

có khả năng thu hồi dung môi tốt, hệ thống rẻ tiền, dễ dàng xử lý và vận hành thiết bị (Handa

và cộng sự 2008; Patel và cộng sự 2019) Dịch chiết sau trích ly không cần phải lọc cặn, là một phương pháp rất đơn giản (Luque de Castro và Priego-Capote, 2010) Tuy nhiên, dung môi sử dụng cho phương pháp trích ly này đòi hỏi độ tinh khiết cao, điều này có thể làm tăng thêm chi phí; dung môi hữu cơ lỏng dễ cháy và nguy hiểm, dung môi dễ thoát khỏi thiết

bị gây ô nhiễm môi trường; mẫu trích ly phải ở dạng rắn khô, nghiền mịn và nhiều yếu tố như nhiệt độ, tỷ lệ dung môi – mẫu và tốc độ khuấy cần được kiểm soát (Pedersen và cộng

sự, 2017; Nn, 2015)

2.2.3 Các phương pháp trích ly khác

Các phương pháp khác như chiết xuất dung môi tăng tốc (ASE) và chiết xuất ở áp suất siêu tới hạn (SFE) cũng đang được sử dụng trong quá trình khai thác vật liệu thực vật Các phương pháp này ít phổ biến do chi phí cao bất chấp tính hiệu quả của các phương pháp (Nn, 2015) Bên cạnh đó còn có các phương pháp trích ly khác như: Phương pháp trích ly có hỗ trợ sóng vi âm (UAE); Phương pháp chiết xuất có sự hỗ trợ của vi sóng (MAE)

2.3 Chuyển hóa các chất dinh dưỡng trong cơ thể

Tiêu hóa là quá trình các thành phần thức ăn lớn bị phá vỡ thành các thành phần nhỏ hơn đủ để được niêm mạc đường tiêu hóa hấp thụ Quá trình tiêu hóa được thực hiện nhờ các enzym được tiết ra bởi hệ tiêu hóa, sau đó các enzyme này đi vào trong ống tiêu hóa

(Ratnayake và Galli, 2009) Hệ tiêu hóa của cơ thể bao gồm một nhóm các cơ quan hoạt động cùng nhau trong việc chuyển hóa thức ăn thành năng lượng và các thành phần khác của

cơ thể Đầu tiên, thức ăn được đưa từ bên ngoài vào cơ thể thông qua khoang miệng Quá trình tiêu hóa cơ học của thức ăn được thực hiện bằng cách nhai (Sensoy, 2021) Tại đây, thức ăn được nghiền thành những mảnh nhỏ hơn bởi răng, sau đó kết hợp với enzyme amylase của tuyến nước bọt giúp làm ẩm và bắt đầu phân giải thức ăn (Rogers, 2011) Kế tiếp, thức ăn sẽ đi đến thực quản Thực quản là một cơ quan hình ống, đoạn dài ra của hệ

thống tiêu hóa, kết nối hầu họng với dạ dày(Faris và cộng sự, 2011) Thực quản co bóp giúp đưa thức ăn xuống dạ dày qua cơ thắt tâm vị Cơ thắt này giúp ngăn không cho thức ăn trào ngược lại khoang miệng Xuống đến dạ dày – một túi cơ hình chữ J, quá trình tiêu hóa mới chính thức bắt đầu Trong dạ dày, lớp niêm mạc dạ dày có thể tiết ra 1,2 – 1,5 lít dịch vị mỗi ngày Dịch vị bao gồm nước, acid clohydric, chất điện giải (Na+, K+, Ca2+, HCO3-, SO42-,

PO43-), chất nhầy, enzyme (lipase, pepsinogen), hormone (gastrin, serotonin) (Bornhorst và cộng sự 2016; Rogers, 2011) Sự hòa trộn của các yếu tố trên tạo thành dạng dễ tiêu hóa là dịch nhũ trấp để ruột non dễ hấp thụ Ruột non là phần dài nhất (6-7 m) của đường tiêu hóa

và gấp nếp lại để vừa với khoang bụng Tại đây, dịch nhũ trấp sẽ kích thích tuyến tụy tiết ra dung dịch bicarbonate đậm đặc nhằm trung hòa dịch vị có độ axit cao (Rogers, 2011; Sensoy, 2021) Dịch nhũ trấp kết hợp với các chất tiết ra từ tuyến tụy, túi mật và các tuyến trong thành ruột làm tăng thể tích của nó Khi kích thước của thức ăn trở nên đủ nhỏ, chúng sẽ được đưa vào ruột non một cách đều đặn Tại đây, nhiều enzym được thêm vào và quá trình trộn tiếp tục diễn ra Sau đó, chúng sẽ được hấp thụ bởi thành ruột và vận chuyển đến máu

(Rogers, 2011) Ruột non là nơi mà phần lớn sự hấp thu (khoảng 80%) xảy ra thông qua các

cơ chế khác nhau, chẳng hạn như vận chuyển chủ động và thụ động Hoạt động cơ học giúp ruột non nhào trộn dưỡng trấp với dịch tiêu hóa (dịch mật, dịch tụy, dịch ruột) và dưỡng trấp xuống ruột già Ruột già là bộ phận lên men của cơ thể, đồng thời cũng là vùng diễn ra quá trình hấp thụ cuối cùng (hấp thu nước và vitamin), chuyển hóa chất thải thành phân

(Bornhorst và cộng sự, 2016)

2.3.1 Chuyển hóa Carbohydrate

Carbohydrate là một trong những nhóm chất dinh dưỡng quan trọng trong thực phẩm như một nguồn cung cấp năng lượng chính, gây cảm giác no, ảnh hưởng lượng đường trong máu và insulin, chuyển hóa lipid, kiểm soát chức năng đại tràng, điều hòa miễn dịch và ảnh hưởng đến sự hấp thụ canxi Những đặc tính này có ý nghĩa đối với sức khỏe tổng thể của con người; góp phần đặc biệt vào việc kiểm soát trọng lượng cơ thể, bệnh đái tháo đường, lão hóa, bệnh tim mạch, ung thư ruột già, táo bón và khả năng chống lại nhiễm trùng đường ruột (Cummings và Stephen, 2007)

Như với các chất dinh dưỡng đa lượng khác, carbohydrate được phân loại dựa trên kích thước phân tử, mức độ polymer hóa (DP), kiểu liên kết (α hoặc β) và đặc điểm của đơn phân riêng lẻ Điều này chia carbohydrate thành ba nhóm, đường (DP 1-2), oligosaccharides (carbohydrate chuỗi ngắn) (DP 3-9) và polysaccharides (DP≥10) Đường bao gồm

monosaccharide, disaccharides và polyol Oligosaccharides là malto-oligosaccharides glucans) chủ yếu xảy ra từ quá trình thủy phân tinh bột và không phải α-glucans như raffinose

(α-và stachyose, fructo-oligosaccharides (α-và galacto-oligosaccharides (α-và các oligosaccharides khác Polysaccharide có thể được chia thành tinh bột (α-1,4 và 1,6 glucan) và polysaccharide không tinh bột, trong đó các thành phần chính là polysaccharide của thành tế bào thực vật như cellulose, hemicellulose và pectin (Cummings và Stephen, 2007)

Ban đầu quá trình tiêu hóa carbohydrate diễn ra tại khoang miệng nhờ α-amylase trong tuyến nước bọt Cả α-amylase có trong nước bọt và tuyến tụy đều có khả năng thủy phân liên kết α-1,4 glycosidic, mà không thủy phân liên kết α-1,6 glycosidic Hai loại α-amylase nói trên được tiết ra ở dạng hoạt động và giống nhau 94% về trình tự acid amin (Goodman, 2010) Sản phẩm cắt liên kết trong amylose và amylopectin tạo ra các phân tử maltose, maltotriose và dextrins (Bender, 2013) Quá trình tiêu hóa tiếp tục diễn ra tại dạ dày, α-amylase nước bọt sẽ bị khử hoạt tính bởi pH acid có trong dạ dày, nếu α-amylase vẫn còn chứa trong một lượng lớn bolus (hỗn hợp thức ăn và nước bọt) bên trong dạ dày thì nó có thể tiếp tục tiêu hóa carbohydrate cho đến khi bolus bị phá vỡ và tiếp xúc với acid dạ dày;

và trở thành chyme (hỗn hợp thức ăn được tiêu hóa một phần, nước, acid hydrochloric và các enzyme tiêu hóa khác) Như vậy, có tới 30-40% quá trình tiêu hóa carbohydrate có thể diễn ra trước khi thức ăn đến ruột non (Goodman, 2010) Quá trình tiêu hóa carbohydrate diễn ra chủ yếu ở ruột non Sau khi thức ăn rời khỏi dạ dày, nó sẽ được chuyển xuống tá tràng Lúc này dưới sự hoạt động của cholecystokinin, kích thích tuyến tụy tiết dịch tụy và nồng độ bicarbonate cao sẽ bắt đầu trung hòa dịch vị acid Đồng thời, α-amylase tuyến tụy đến lòng mạch ruột và tiếp tục phá vỡ các carbohydrate phức tạp thành maltose, maltotriose (isomaltose), trisaccharides, oligosaccharid, và dextrin mạch ngắn, cùng với sucrose và lactose (Goodman, 2010; Holmes, 1971)

Các sản phẩm thủy phân tinh bột này phải được tiếp tục thủy phân thành monosaccharide cấu thành của chúng trước khi hấp thụ, nhờ các disaccharidase (phức hợp enzyme gọi là alpha-glucosidase) hiện diện chủ yếu ở niêm mạc ruột (Holmes, 1971) Cùng với đó là hoạt động của các loại enzyme trên bề mặt, trong đó maltase thủy phân maltose và maltotriose giải phóng glucose; sucrase thủy phân sucrose giải phóng glucose và fructose;

và lactase thủy phân lactose thành glucose và galactose Isomaltase hay còn gọi α-dextrinase thủy phân liên kết α-1,6 glycoside trong dextrin giới hạn và liên kết α-1,4 glycoside trong maltose và maltotriose (Bender, 2013)

Glucose và galactose, cả hai đều được hấp thụ bởi cùng một cơ chế vận chuyển tích cực qua màng đỉnh của tế bào biểu mô ruột natri glucose protein 1 (SGLT1) và phụ thuộc vào sự hiện diện của các ion Na+ Sự hấp thụ fructose không phụ thuộc vào quá trình vận chuyển Na+ và hoạt động tích cực mà nó được vận chuyển thụ động qua kênh GLUT5 Sau

đó, GLUT2 sẽ vận chuyển cả ba monosaccharide từ tế bào niêm mạc ruột đi vào mạch máu

và đi đến gan thông qua tĩnh mạch cửa gan (Bender, 2013) Nồng độ glucose trong tĩnh mạch cửa sau bữa ăn có thể tăng lên gần 10Mm, nhưng chỉ có glucose xuất hiện ở nồng độ đáng

kể trong tuần hoàn ngoại vi Hầu hết galactose và fructose bị loại bỏ trong lần đầu tiên đi qua gan thông qua các thụ thể trên tế bào gan, do đó nồng độ trong máu của những loại đường này hiếm khi vượt quá 1 mM Trong tế bào gan, galactose được chuyển đổi thành galactose-1-phosphate bởi enzyme galactokinase và sau đó thành glucose-1-phosphate Fructose cũng được phosphoryl hóa trong tế bào gan bởi fructokinase thành fructose-1-phosphate Mặc dù gan loại bỏ một số glucose, sử dụng hai chiều chất vận chuyển GLUT2, nhưng hầu hết chúng được vận chuyển trong tuần hoàn ngoại vi để sử dụng cho cơ, mỡ và các mô khác (Bender, 2013)

Đái tháo đường một bệnh mãn tính đặc trưng bởi lượng đường huyết cao, bắt nguồn

từ thiếu hụt trong việc tiết insulin, phản ứng với insulin, hoặc cả hai Đường huyết cao mãn tính có thể gây ra các biến chứng nghiêm trọng, chẳng hạn như bệnh tim mạch, bệnh mắt do đái tháo đường, bệnh thận Để điều trị bệnh đái tháo đường có thể bằng cách tiêm insulin hoặc thuốc trị đái tháo đường như miglitol, acarbose và voglibose (Şöhretoğlu và Sari, 2020) Các chất ức chế enzyme α-glucosidase là một trong những chất được sử dụng rộng rãi nhất trong các loại thuốc uống chống đái tháo đường ngày nay Enzyme α-glucosidase xúc tác quá trình thủy phân carbohydrate và chuyển đổi chúng thành monosaccharide, sau đó được hấp thụ Do đó, các chất ức chế α-glucosidase liên kết với enzym này ngăn cản phân hủy cơ chất disaccharide và oligosaccharide thành monosaccharide, làm chậm sự hấp thu glucose

và làm giảm lượng glucose trong máu sau ăn và mức insulin, giúp làm giảm sự tăng đường huyết (Krentz, 2018; Şöhretoğlu và Sari, 2020)

Theo (WHO, 1980) người bị bệnh đái tháo đường có giá trị đường huyết lúc đói ≥8 mmol/l (144,14 mg/dL) và giá trị đường huyết sau 2 giờ dung nạp glucose ≥11 mmol/l (198,2 mg/dL) Đối với động vật thí nghiệm (loài gặm nhấm), mức đường sau khi dung nạp glucose của cơ thể bình thường là <199 mg/dL, còn mức đường huyết chứng tỏ động vật bị bệnh tiểu

đường loại 2 cụ thể là: tiền đái tháo đường 200-249 mg/dL và đái tháo đường >250 mg/dL

(Fajardo và cộng sự, 2014)

Hình 2 2 Cơ chế tác dụng của acarbose: ức chế cạnh tranh quá trình thủy phân

oligosaccharides của enzyme đường ruột (Bischoff H, 1991)

Chú thích: Microvillus, Microvilli: Vi nhung mao

Acarbose là một chất ức chế α-glucosidase mạnh ở ruột và có cho thấy hoạt động chống lại hoạt động của một số enzyme tiêu hóa có trách nhiệm chuyển hóa carbohydrate phức tạp thành các phân tử monosacchride cơ thể hấp thụ (Martin và Montgomery, 1996) Acarbose có cấu trúc tương tự như oligosaccharid tự nhiên, nhưng có ái lực cao gấp 104 đến

105 lần so với α-glucosidase (Rosak và Mertes, 2012) Acarbose có tác dụng làm giảm và giúp tăng chậm glucose trong máu sau ăn, giảm diện tích dưới đường cong đường huyết (AUC), giảm insulin sau ăn, và thay đổi lipid huyết tương (Martin và Montgomery, 1996)

Các nghiên cứu thường cho thấy tác dụng giảm trọng lượng cơ khi sử dụng acarbose khi so sánh với các phương pháp điều trị với insulin, metformin và vildagliptin (Willms và Ruge, 1999) Các triệu chứng đường tiêu hóa như đầy hơi, chướng bụng, sôi bụng và tiêu chảy là những tác dụng phụ xảy ra thường xuyên nhất, và chúng là triệu chứng của quá trình lên men carbohydrate không được hấp thụ trong ruột dẫn đến tăng khí trong ruột Các triệu chứng như vậy đã được chứng minh là giảm dần theo thời gian và có thể được giảm bớt bằng cách giảm liều lượng acarbose (Martin và Montgomery, 1996)

2.3.2 Chuyển hóa Lipid

Trong khẩu phần thức ăn, lipid là một nguồn năng lượng quan trọng và đóng góp khoảng 30% năng lượng ăn vào hàng ngày (Jackson và McLaughlin, 2009) Lipid là những hợp chất hữu cơ không tan trong nước và tan trong dung môi hữu cơ Chúng là các ester của

acid béo, ít chứa các phân tử nhóm chức rượu hoặc photphate, và bao gồm triglyceride, phospholipid và steroid (Indrani, 2017) Trong cơ thể, lipid có chức năng dự trữ năng lượng, điều hòa hormone, truyền xung thần kinh, đệm các cơ quan quan trọng và vận chuyển các chất dinh dưỡng hòa tan trong chất béo Chất béo trong thực phẩm đóng vai trò như một nguồn năng lượng với mật độ calorie cao, tạo thêm kết cấu và mùi vị, góp phần tạo cảm giác

no (Indrani, 2017) Lipid đóng vai trò như một nguồn năng lượng với mật độ calories cao, cung cấp 9 kcal năng lượng khi so sánh với protein và carbohydrate, cũng có thể dự trữ

100000 kcal năng lượng cho các chức năng của cơ thể chúng ta mà không cần ăn gì trong 30

- 40 ngày, chỉ cần đủ nước(Natesan và Kim, 2021)

Hình 2 3 Tiêu hóa và hấp thu chất béo (Mann và Trusell, 2002)

Chú thích: (1) Chất béo trong thức ăn rời khỏi dạ dày và đi vào vùng trên của ruột non, nơi axit mật, được giải phóng

từ túi mật, bao quanh và bao bọc các giọt chất béo để tạo thành các hạt nhũ tương Các hạt nhũ tương cung cấp diện tích bề mặt cho các enzym tuyến tụy để phân giải lipid trong chế độ ăn (2) Phospholipase A2 (PLA2) phân hủy từng phospholipid (PL) thành axit béo tự do (FFA) và lyso-phospholipid (LPL) (3) Pancreatic lipase (PLps) chuyển triglyceride (TG) thành monoglyceride (MG) và hai axit béo tự do (4) Cholesterol esterase (CEtrs) chia cholesterol este (CE) thành cholesterol tự do (Chol) và một axit béo tự do (5) Các sản phẩm của quá trình tiêu hóa lipid kết hợp với acid mật thành các mixen hỗn hợp (6) Các mixen hỗn hợp di chuyển đến gần bề mặt tế bào niêm mạc, nơi các lipid khuếch tán xuống một gradient nồng độ vào các tế bào niêm mạc (7) Axit mật không được hấp thụ (8) Các axit béo chuỗi ngắn và trung bình di chuyển ngay lập tức vào hệ tuần hoàn cửa, nơi chúng được vận chuyển trong máu gắn với albumin (9) Để duy trì gradient nồng độ cần thiết cho sự khuếch tán lipid, các sản phẩm phân hủy của quá trình tiêu hóa lipid được tái tổng hợp thành lipid mẹ của chúng (10) Các lipid kết hợp với apolipoprotein, được tổng hợp trong

tế bào niêm mạc, để tạo thành chylomicron (11) Chylomicron rời khỏi tế bào niêm mạc qua các mạch bạch huyết.

Quá trình tiêu hóa lipid chủ yếu diễn ra ở ruột non Khoang miệng là nơi đầu tiên tiếp nhận thức ăn Tại đây, lipid chỉ được tiêu hóa cơ học, nhờ quá trình nhai sẽ phá vỡ thức ăn

thành những mảnh nhỏ rồi được chuyển xuống dạ dày (Goodman, 2010; Jackson và McLaughlin, 2009).Dạ dày cũng là nơi chính để nhũ hóa chất béo trong thực phẩm và các vitamin tan trong chất béo (Sun và cộng sự, 2009) Ở dạ dày, nhu động ruột là yếu tố chính góp phần nhũ tương hóa các hạt lipid trong nước (Ratnayake và Galli, 2009) Các nhũ tương của lipid đi vào tá tràng dưới dạng các giọt lipid mịn và sau đó trộn với mật và dịch tụy để trải qua những thay đổi rõ rệt về hình thức hóa học và vật lý Quá trình thủy phân bắt đầu trong dạ dày với enzyme lipase dạ dày phân cắt 15-20% axit béo và được kết thúc ở tá tràng bởi enzyme lipase của tuyến tụy (Lowet, 2002) Lipase là enzyme chính liên quan đến quá trình tiêu hóa chất béo trung tính, chịu trách nhiệm tới 70% quá trình thủy phân (Jackson và McLaughlin, 2009) Lipase thủy phân các TAG thành các FA và glyceride ở pH 3,0-6,0 Chúng được tiết ra liên tục từ các tuyến huyết thanh và tích tụ trong dạ dày giữa các bữa ăn khi pH dạ dày ~3,0 (Fink và cộng sự, 1984) Quá trình nhũ tương hóa tiếp tục diễn ra trong

tá tràng cùng với quá trình thủy phân và micellization để chuẩn bị cho sự hấp thu qua màng ruột (Sun và cộng sự, 2009)

Sau đó các chất béo từ dạ dày xuống ruột non chủ yếu bao gồm các TAG và diacylglycerol (DAG) Ở đầu ruột non (tá tràng), sự hiện diện của chất béo kích thích enzyme tuyến tụy (lipase và ester) tạo ra môi trường thích hợp cho enzyme lipase hoạt động; đồng thời túi mật tiết ra dịch mật vào tá tràng (Goodman, 2010) Cả dịch mật và men gan đều đi vào lòng ruột non qua cơ vòng gan tụy ở phần trên của tá tràng Mặc dù lipase tuyến tụy được tiết ra ở dạng hoạt động, nhưng co-lipase tuyến tụy là cần thiết để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tiêu hóa Co-lipase tuyến tụy được tiết ra dưới dạng procolipase và được hoạt hóa bởi trypsin Co-lipase có khả năng liên kết với chất béo trong chế độ ăn và với lipase để cho phép chất béo trung tính đi vào vị trí hoạt động của enzyme lipase để bị thủy phân Sự liên kết với bề mặt của các giọt nhũ tương và ổn định tương tác giữa lipase tuyến tụy và lipid, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân cắt Khi các axit béo tự do được giải phóng, chúng tạo phức với muối mật có sẵn, tạo thành các mixen có đường kính khoảng 2

nm (Goodman, 2010) Lipase tuyến tụy thủy phân chủ yếu ở vị trí sn-1 và sn-3 của phân tử TAG để giải phóng 2-monoacylglycerol (2-MG) và các axit béo tự do (FFA) (Hussain, 2014), (Goodman, 2010) Sau đó lipase tuyến tụy tiếp tục thủy phân 2-MG thành glycerol

và các axit béo khác (Indrani, 2017) Phospholipid được phân hủy bởi phospholipase-A2, cũng được tiết ra trong dịch tụy (Goodman, 2010; Jackson và McLaughlin, 2009) Các axit béo được loại bỏ khỏi cholesterol trong chế độ ăn uống bởi carboxyl ester hydrolase (còn