khảo sát khả năng kháng oxy hóa của cao phân đoạn lá cây ô rô (acanthus ilicifolius l ) in vitro

Do đó, việc tìm ra những hợp chất kháng oxy hóa có khả năng loại bỏ gốc tự do hoặc ức chế các quá trình gián tiếp sinh ra gốc tự do là điều cần thiết để ngăn ngừa nhiều loại bệnh tật.. Đ

KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

BỘ MÔN SINH HỌC - -

LÊ THỊ NGỌC HÀ

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG KHÁNG OXY HÓA CỦA CAO PHÂN ĐOẠN LÁ CÂY Ô RÔ

(Acanthus ilicifolius L.) IN VITRO

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGÀNH: SINH HỌC

Cần Thơ, 2015

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

BỘ MÔN SINH HỌC - -

LÊ THỊ NGỌC HÀ

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG KHÁNG OXY HÓA CỦA CAO PHÂN ĐOẠN LÁ CÂY Ô RÔ

(Acanthus ilicifolius L.) IN VITRO

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGÀNH: SINH HỌC

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

TS ĐÁI THỊ XUÂN TRANG

Cần Thơ, 2015

Tôi xin gửi lời tri ân sâu sắc nhất đến Cô Đái Thị Xuân Trang đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Tôi xin gửi lời biết ơn chân thành đến quí Thầy Cô Bộ môn Sinh học – Khoa Khoa học Tự Nhiên đã cho tôi nền tảng kiến thức, cho tôi niềm tin để có thể học hỏi và trao dồi thêm kỹ năng của mình Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến

Cô Ngô Thị Kim Thoa (Bộ môn Sinh học – Khoa Khoa học Tự Nhiên), Thầy Nguyễn Trọng Tuân (Bộ môn Hóa học – Khoa Khoa học Tự Nhiên) và các anh chị cán bộ Phòng Khoa học Đất – Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng đã giúp đỡ và tạo điều kiện để tôi hoàn thành tốt luận văn

Tôi xin cảm ơn anh Quách Hải Đăng Khôi sinh viên lớp Cử nhân Sinh học K36 và các bạn lớp Cử nhân Sinh học K37 đã chia sẻ, động viên, khích lệ

và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn này

Xin chân thành cảm ơn!

Cần Thơ, tháng 05 năm 2015

Lê Thị Ngọc Hà

ii

LỜI CAM KẾT

Tôi xin cam đoan luận văn này được hoàn thành dựa trên kết quả nghiên

cứu của tôi dưới sự hướng dẫn của Cô Đái Thị Xuân Trang Các số liệu và kết

quả trình bày trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa từng được cá

nhân nào công bố trong bất kỳ luận văn nào trước đây

1 Cán bộ hướng dẫn: TS Đái Thị Xuân Trang

2 Đề tài: Khảo sát khả năng kháng oxy hóa của cao phân đoạn lá cây Ô

Rô (Acanthus ilicifolius L.)

3 Sinh viên thực hiện: Lê Thị Ngọc Hà MSSV: 3112357

Lớp: Sinh học – Khóa: 37

4 Nội dung nhận xét:

a) Nhận xét về hình thức của LVTN:

b) Nhận xét về nội dung của LVTN (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ):

 Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài:

 Những vấn đề còn hạn chế:

c) Nhận xét đối với sinh viên tham gia thực hiện đề tài (ghi rõ từng nội dung chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có):

d) Kết luận, đề nghị và điểm:

Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2015

Cán bộ hướng dẫn

TS Đái Thị Xuân Trang

2 Đề tài: Khảo sát khả năng kháng oxy hóa của cao phân đoạn lá cây Ô

Rô (Acanthus ilicifolius L.)

3 Sinh viên thực hiện: Lê Thị Ngọc Hà MSSV: 3112357

Lớp: Sinh học – Khóa: 37

4 Nội dung nhận xét:

a) Nhận xét về hình thức của LVTN:

b) Nhận xét về nội dung của LVTN (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ):

 Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài:

 Những vấn đề còn hạn chế:

c) Nhận xét đối với sinh viên tham gia thực hiện đề tài (ghi rõ từng nội dung chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có):

d) Kết luận, đề nghị và điểm:

Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2015

Cán bộ phản biện

v

TÓM TẮT

Đề tài: “Khảo sát khả năng kháng oxy hóa của cao phân đoạn lá cây Ô

Rô (Acanthus ilicifolius L.) in vitro” được thực hiện nhằm đánh giá kháng oxy

hóa của lá cây Ô Rô Khả năng kháng oxy hóa được xác định dựa vào phương pháp TAS (Total Atioxidant Status) Cao methanol lá cây Ô Rô được tách phân đoạn thành cao hexane, cao chloroform và cao ethyl acetate Kết quả khảo sát cho thấy cả ba loại cao phân đoạn đều có khả năng kháng oxy hóa nhưng ở mức độ khác nhau Cao ethyl acetate cho hiệu quả loại bỏ gốc tự do cao nhất là 80,00 ± 0,57% ở nồng độ 3 mg/mL, trong khi cao chloroform và cao hexane chỉ cho hiệu quả loại bỏ gốc tự do lần lượt là 56,22 ± 3,23% và 37,31 ± 2,56% khi ở cùng nồng độ Giá trị EC50 của cao hexane là 4,89 mg/mL, cao chloroform là 2,84 mg/mL và cao ethyl acetate là 0,64 mg/mL cho thấy hiệu quả loại bỏ gốc tự do của cao phân đoạn lá cây Ô Rô cao hơn chất kháng oxy hóa chuẩn vitamin C (EC50 = 66,34 mg/mL) rất nhiều lần nhưng lại thấp hơn so với cao methanol (EC50 = 0,094 mg/mL) Khả năng kháng oxy hóa của cao hexane, chloroform và ethyl acetae cao hơn vitamin C lần lượt là 14,23 và 104 lần

Từ khóa: Cây Ô Rô (Acanthus ilicifolius L.), TAS, lão hóa, gốc tự do, chất kháng oxy hóa

vi

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.3 Nội dung nghiên cứu 2

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Tổng quan gốc tự do 3

2.1.1 Nguồn gốc gốc tự do 3

2.1.2 Tác hại của gốc tự do 4

2.2 Chất kháng oxy hóa 5

2.2.1 Khái niệm về chất kháng oxy hóa 5

2.2.2 Các chất kháng oxy hóa được nghiên cứu 7

2.3 Đại cương về một số bệnh liên quan đến lão hóa và gốc tự do 9

2.3.1 Các bệnh lý ở não 9

2.3.2 Bệnh ung thư 10

2.3.3 Bệnh xơ vữa động mạch 11

2.4 Đại cương về cây Ô Rô 12

2.4.1 Khóa phân loại 12

2.4.2 Đặc điểm hình thái 13

2.4.3 Đặc điểm phân bố và sinh thái của cây Ô Rô 13

2.4.4 Thành phần hóa học và công dụng 14

2.5 Các nghiên cứu về cây Ô Rô 15

2.5.1 Nghiên cứu trong nước 15

2.5.2 Nghiên cứu ngoài nước 15

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16

3.1 Thời gian và địa điểm thực hiện 16

3.2 Phương tiện 16

3.2.1 Đối tượng nghiên cứu 16

3.2.2 Hóa chất 16

vii

3.2.3 Dụng cụ và thiết bị 16

3.3 Phương pháp nghiên cứu 17

3.3.1 Phương pháp tách phân đoạn cao methanol lá cây Ô Rô 17

3.3.2 Khảo sát khả năng kháng oxy hóa tổng số (Total Antioxidant Statsus (TAS) essay) in vitro của cao phân đoạn lá Ô Rô 18

3.3.3 Cách xác định giá trị EC50 18

3.3.4 Thống kê và phân tích số liệu 18

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 19

4.1 Khảo sát khả năng kháng oxy hóa tổng số (Total Antioxidant Status (TAS) assay) in vitro 19

4.2 Khảo sát khả năng kháng oxy hóa tổng số (TAS) của các loại cao phân đoạn lá cây Ô Rô in vitro 20

4.2.1 Khả năng kháng oxy hóa của cao phân đoạn hexane 20

4.2.2 Khả năng kháng oxy hóa của cao phân đoạn chloroform 22

4.2.3 Khả năng kháng oxy hóa của cao phân đoạn ethyl acetate 23

4.3 Đánh giá khả năng kháng oxy hóa và hàm lượng chất kháng oxy hóa có trong cao hexane, chloroform, ethyl acetate 26

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 29

5.1 Kết luận 29

5.2 Kiến nghị 29

TÀI LIỆU THAM KHẢO 30

PHỤ LỤC 34

viii

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 4.1: Khả năng kháng oxy hóa tổng số của cao hexane lá cây Ô Rô 20

Bảng 4.2: Khả năng kháng oxy hóa tổng số của cao chloroform lá cây Ô

ix

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1: Phản ứng khử gốc lipid peroxyl (LOO•) của α–tocopherol 7

Hình 2.2: Quá trình tái tạo vitamin E của vitamin C 8

Hình 3.1: Quy trình tách phân đoạn cao methanol lá cây Ô Rô 17

Hình 4.1: Đường chuẩn khảo sát khả năng kháng oxy hóa tổng số in vitro của vitamin C 19

Hình 4.2: Hiệu quả kháng oxy hóa của cao hexane 21

Hình 4.3: Hiệu quả kháng oxy hóa của cao chloroform 23

Hình 4.4: Hiệu quả kháng oxy hóa của cao ethyl acetate 25

Hình 4.5: Hiệu quả kháng oxy hóa của các loại cao phân đoạn lá cây Ô Rô 27

x

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

CAT: Catalase enzyme

DNA: Deoxyribonucleic acid

EC50: Effective concentration of 50%

GPx: glutathion peroxidase

H2O2: Hydrogen peroxide

LDL: Low Density Lipoprotein

NFkB: Nuclear factor kappa B

Ox–LDL: Oxidized low-density lipoprotein

RNS: Reactive nitrogen species

ROS: Reactive sulfua species

RSS: Reactive oxygen species

SOD: Superoxide dismutase

SSTT: Sa sút trí tuệ

TAS: Total Antioxidant Status

TBARS: Thiobarbituric acid reactive subtances

WHO: Tổ chức Y tế Thế giới (World Health Organization)

1

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề

Ngày nay, cùng với sự phát triển của kỹ thuật y học tuổi thọ trung bình của con người cũng theo đó ngày càng tăng, nhưng bên cạnh việc sống thọ thì

có được một sức khỏe tốt, ít bệnh tật là điều mà ai cũng mong muốn Tuy nhiên, theo thời gian, không ai có thể tránh khỏi một quá trình của tự nhiên đó

là lão hóa Khi cơ thể bị lão hóa, có rất nhiều thay đổi sinh lý diễn ra ảnh hưởng đến sức khỏe như: giảm khả năng thị giác, thính giác, giảm trí nhớ, chức năng của các cơ quan nội tạng cũng bị suy yếu và ảnh hưởng rõ nhất là những biểu hiện trên da Các căn bệnh liên quan đến lão hóa xuất hiện càng nhiều càng thúc đẩy con người nghiên cứu các biện pháp chống lại quá trình lão hóa và muốn chống lại quá trình lão hóa thì cần phải biết rõ nguyên nhân gây ra nó Cho đến thời điểm hiện tại, nguyên nhân của quá trình lão hóa vẫn còn là vấn đề gây tranh cãi trong giới khoa học, có rất nhiều thuyết về nguyên nhân gây lão hóa như: thuyết di truyền, thuyết kích tố, thuyết miễn dịch, đột biến gen,… được các nhà khoa học đưa ra nhưng vẫn chưa được chấp nhận Năm 1954, Harman (Đại học Berkeley, California, Mỹ) là nhà khoa học đầu tiên nhận ra sự hiện hữu của gốc tự do trong cơ thể với nguy cơ gây ra những tổn thương cho tế bào Trước đó, gốc tự do được cho là không đủ tính

ổn định để tồn tại trong hệ thống sinh học Và thuyết về gốc tự do đã được các nhà nghiên cứu chấp nhận như một lời giải thích về sự lão hóa Trong những năm sau đó, thuyết được nghiên cứu mở rộng và cho thấy gốc tự do không những gây ra quá trình lão hóa mà còn là nguyên nhân của các bệnh liên quan đến tuổi tác (Harman, 2009) Gốc tự do là nguyên nhân làm tế bào già đi và gây ra các rối loạn trong cơ thể dẫn đến các bệnh lý nghiêm trọng khác như ung thư, viêm khớp, xơ vữa động mạch, bệnh Alzheimer, và bệnh đái tháo đường (Clancy và Birdsall, 2013) Do đó, việc tìm ra những hợp chất kháng oxy hóa có khả năng loại bỏ gốc tự do hoặc ức chế các quá trình gián tiếp sinh

ra gốc tự do là điều cần thiết để ngăn ngừa nhiều loại bệnh tật

Hiện nay nhu cầu sử dụng các loại thuốc chống lão hóa ngày càng tăng cao, nhưng các loại thuốc làm đảo ngược đồng hồ sinh học này chưa có những bằng chứng đáng tin cậy về tác dụng của nó cũng như tác dụng phụ có thể có

Để tránh những tác dụng phụ không mong muốn mà các loại thuốc trên thị trường gây ra, các nghiên cứu đang hướng đến việc tìm ra nguồn dược liệu chứa các chất kháng oxy hóa tự nhiên có khả năng làm sạch các gốc tự do có hại cho cơ thể

2

Việt Nam là một quốc gia nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa nên có

hệ thực vật phong phú và đa dạng hàng đầu thế giới (khoảng 12000 loài thực vật bậc cao) (Phạm Hoàng Hộ, 2003), với nguồn dược liệu dồi dào và truyền thống sử dụng dược liệu có nguồn gốc tự nhiên từ lâu đời (gần 4000 loài cây thuốc) (Võ Văn Chi, 1999) Đây là một nguồn nguyên liệu vô cùng quý giá cho các nghiên cứu về hợp chất thiên nhiên, cũng như những nghiên cứu về hoạt tính sinh học theo hướng hiện đại

Ở nước ta, cây Ô Rô (Acanthus ilicifolius L.) mọc hoang ở những bãi

nước lợ vùng ven biển, ven bờ sông hay vùng nước mặn ở khắp các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long, có nhiều ở Long An, Hậu Giang, Cà Mau và Kiên Giang Gốc và rễ cây ngập trong nước có thể thu hái quanh năm (Võ Văn Chi, 1997) Theo kinh nghiệm dân gian, cây Ô Rô được sử dụng để điều trị nhiều bệnh như đau lưng nhức mỏi, tê bại, ho đờm, hen suyễn, thấp khớp,… các bộ phận của cây đã được các nhà khoa học tiến hành nghiên cứu trong những năm gần đây Kết quả cho thấy, cây Ô Rô chứa nhiều hợp chất kháng oxy hóa như

alkaloids, lignans, triterpenoid, các hợp chất phenolic… (Singh et al., 2011) có

khả năng sử dụng trong phòng ngừa và điều trị các bệnh do gốc tự do gây ra

Do đó, đề tài “Khảo sát khả năng kháng oxy hóa của cao phân đoạn lá

cây Ô Rô (Acanthus ilicifolius L.) in vitro” được thực hiện nhằm đánh giá khả

năng kháng oxy hóa của cao phân đoạn lá Ô Rô và quan trọng hơn góp phần vào việc tìm ra cách thức ngăn ngừa một số bệnh liên quan tới gốc tự do

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu của đề tài là đánh giá khả năng kháng oxy hóa của các loại cao phân đoạn lá cây Ô Rô Khả năng kháng oxy hóa của các loại cao phân đoạn

được đánh giá in vitro bằng phương pháp TAS (Total Antioxidant Status)

1.3 Nội dung nghiên cứu

Tách phân đoạn cao hexane, chloroform và ethyl acetate từ cao methanol

lá cây Ô Rô

Sử dụng phương pháp TAS để khảo sát sự kháng oxy hóa tổng số in vitro

của cao phân đoạn lá cây Ô Rô

3

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan gốc tự do

2.1.1 Nguồn gốc gốc tự do

Các gốc tự do là các phân tử có một điện tử đơn lẻ ở lớp ngoài cùng (Riley, 1994) Cấu hình này của gốc tự do không ổn định và luôn có xu hướng lấy điện tích của các phân tử liền kề như protein, lipid, carbohydrate và acid nucleic Trong hệ thống sinh học, các gốc tự do có nguồn gốc từ oxy, nitơ và các phân tử lưu huỳnh Những gốc tự do trong nhóm này được gọi là dạng oxy phản ứng (ROS: Reactive oxygen species), dạng nitơ phản ứng (RNS: Reactive nitrogen species) và dạng lưu huỳnh phản ứng (RSS: Reactive sulfua species)

ROS bao gồm các gốc tự do như superoxide (•O2−), hydroperoxyl (HO2•), hydroxyl (OH•), nitricoxide (NO•), và các loại khác như hydrogen peroxide (H2O2), acid hypochlorous (HOCl) và peroxyl nitrite (ONOO−) RNS được bắt nguồn từ NO• thông qua các phản ứng với •O2 −

để hình thành ONOO− RSS dễ hình thành từ các phản ứng của ROS

Các gốc tự do được tạo ra một cách tất yếu trong quá trình trao đổi chất

và tùy vào nồng độ mà chúng có tác động tốt hoặc xấu đến cơ thể Ở nồng độ thấp, gốc tự do là các tín hiệu làm nhiệm vụ điều hòa phân ly tế bào (Apoptosis); kích hoạt các yếu tố phiên mã (NFkB, p38-MAP kinase,…) cho các gen tham gia quá trình miễn dịch, kháng viêm; điều hòa biểu hiện cho các gen mã hóa cho các enzyme kháng oxy hóa (Favier, 2003; Pincemail, 2006).Ngoài ra, gốc tự do còn là nguồn cung cấp năng lượng cho cơ thể, tạo ra chất màu melanin cần cho thị giác, góp phần sản xuất prostaglandins giúp ngăn ngừa sự nhiễm trùng, tăng cường miễn dịch, dễ dàng cho sự truyền đạt tín hiệu thần kinh, co bóp cơ thịt (Halliwell, 1991) Tuy nhiên, phần lớn các gốc tự do đều hoạt động mạnh và gây nhiều tổn hại cho cơ thể Nhiều nghiên cứu cho thấy, gốc tự do hủy hoại tế bào bằng cách oxy hóa màng tế bào, gây trở ngại trong việc thãi chất bã và tiếp nhận thực phẩm, dưỡng khí Sau đó, gốc tự do tấn công các ty thể, phá vỡ nguồn cung cấp năng lượng Cuối cùng bằng cách oxy hóa, gốc tự do làm suy yếu kích thích tố, enzyme khiến cơ thể không tăng trưởng được

4

Oxy được biết đến là nguyên tố không thể thiếu để đảm bảo sự sống và hoạt động hô hấp ở người, mọi tế bào đều cần oxy để chuyển hóa chất dinh dưỡng thành năng lượng nhưng chính nó cũng có thể trở thành gốc tự do Các gốc tự do có nguồn gốc từ oxy thường có hoạt tính cao, kém bền vững và được gọi chung là các gốc dạng oxy phản ứng (ROS: Reactive oxygen species) (Prakash et al., 2000) Ban đầu oxygen nhận một điện tử tạo ra gốc superoxide (•O2−), đây là gốc tự do quan trọng nhất của tế bào Từ superoxide nhiều gốc

tự do và các phân tử khác của oxy có khả năng phản ứng cao được tạo ra như hydroxyl (OH•), hydroperoxyl (HO2•), peroxyl (ROO•), alkoxyl (RO•), lipid peroxyl (LOO•), H2O2 (Halliwell, 1991) Các ROS này do có năng lượng cao, kém bền nên dễ dàng phản ứng với các đại phân tử như protein, lipid, DNA,…

gây rối loạn các quá trình sinh hóa trong cơ thể (Prakash et al., 2000) ROS

cũng tham gia vào quá trình lão hóa và sự phát triển của nhiều bệnh thoái hóa, bao gồm Alzheimer và Parkinson (Ganske và Dell, 2006)

ROS có thể được phát sinh trong quá trình chiếu xạ tia cực tím, tia X và tia Gamma, trong các phản ứng xúc tác kim loại, hiện diện trong không khí ô nhiễm, được sản xuất bởi bạch cầu trung tính hoặc đại thực bào trong quá trình viêm nhiễm và là sản phẩm của ty thể xúc tác phản ứng vận chuyển điện tử (Cadenas, 1989) Bên cạnh đó, nhân tố môi trường cũng góp phần làm tăng các gốc tự do như: căng thẳng, mệt mỏi, thuốc trừ sâu, khói thuốc lá, dược phẩm, những thói quen ăn uống không khoa học, thực phẩm có chất màu tổng hợp, nước có nhiều chlorine và ngay cả oxy (Halliwell, 1991; Amstrong, 2002)

2.1.2 Tác hại của gốc tự do

Gốc tự do luôn tồn tại trong cơ thể và các electron tự do của chúng luôn

có xu hướng kết đôi với electron khác để tạo ra liên kết hóa học hoặc có thể phản ứng với gốc tự do khác và phân tử trung hòa Như vậy, gốc tự do có thể biến các phân tử ban đầu trung hòa trở thành gốc tự do, tác động đó sẽ tạo ra phản ứng dây chuyền trong cơ thể gây ảnh hưởng đến các phospholipid và lipoprotein màng Các gốc tự do tấn công phospholipid màng tế bào làm thay đổi tính mềm dẻo của màng, thay đổi chức năng của nhiều thụ thể trên màng

do đó thay đổi tính thấm của màng cũng như việc trao đổi thông tin giữa màng

tế bào và môi trường Sự phá hủy các đại phân tử sinh học bởi các gốc tự do là nguyên nhân của rất nhiều bệnh nguy hiểm Sự oxy hóa các LDL (Low density lipoprotein) có vai trò vận chuyển cholesterol dẫn đến sự hình thành các mảng lipid trên thành mạch máu, giai đoạn đầu tiên của bệnh cao huyết áp và bệnh tim mạch Sự oxy hóa các DNA bởi các gốc tự do gây nên biến dị di truyền là

5

một trong những nguy cơ phát triển ung thư Nhiều enzyme và protein vận chuyển cũng bị oxy hóa và vô hoạt bởi gốc tự do (Favier, 2003; Gardès-Albert

et al., 2003; Pincemail et al., 1998) Các gốc tự do cũng tham gia vào quá trình

gây các bệnh suy giảm hệ thần kinh như Alzheimer, trong đó hiện tượng chết của các tế bào thần kinh gắn liền với hiện tượng phân ly tế bào gây nên bởi

gốc tự do (Gardès-Albert et al., 2003) Quá trình oxy hóa do các gốc tự do

tham gia sẽ tạo nên các peroxide, đây được coi là một phản ứng thoái hóa sinh học, quá trình đó đẩy nhanh quá trình thoái hóa và lão hóa cơ thể, dẫn đến nhiều loại bệnh tật làm suy giảm sức khỏe, rút ngắn tuổi thọ

Nguyễn Y Đức (1988) cho rằng trong cuộc đời của một người sống đến

70 tuổi, có khoảng 17 tấn gốc tự do được tạo ra Các gốc tự do nguy hiểm hơn

cả là superoxide, ozone, hydrogen peroxide, lipid peroxy và nhất là hydroxyl radical, một gốc rất dễ phản ứng và gây nhiều tổn hại Để bảo vệ cơ thể khỏi tác động xấu của các gốc tự do, tế bào được trang bị một hệ thống bảo vệ bao gồm các chất kháng oxy hóa

2.2 Chất kháng oxy hóa

2.2.1 Khái niệm về chất kháng oxy hóa

Chất kháng oxy hóa là các chất có khả năng làm chậm lại, ngăn cản hoặc đảo ngược quá trình oxy hóa các hợp chất có trong tế bào của cơ thể (Halliwel

và Barry, 2007) Dựa trên nguyên tắc hoạt động, chất kháng oxy hóa được chia thành hai loại là chất kháng oxy hóa bậc một và bậc hai Chất kháng oxy hóa bậc một khử hoặc kết hợp với gốc tự do, do đó nó kìm hãm pha khởi phát hoặc bẻ gãy dây chuyền phản ứng của quá trình oxy hóa Chất kháng oxy hóa bậc hai kìm hãm sự tạo thành các gốc tự do (hấp thụ tia cực tím, tạo phức với các kim loại kích hoạt sự tạo gốc tự do như Cu, Fe) (Rolland, 2004) Các chất kháng oxy hóa hoạt động theo các phương thức sau: (1) Trực tiếp trung hòa các gốc tự do bằng cách cho đi điện tử (e-) để kết hợp với điện tử lẻ của các gốc tự do; (2) Làm giảm nồng độ peroxide và sửa chữa các màng bị oxy hóa; (3) Tác động đến hệ thống kháng oxy hóa nội sinh để làm tăng hoạt động kháng oxy hóa của cơ thể

Ở mức độ tế bào, chất kháng oxy hóa có thể làm giảm các gốc tự do bằng cách làm giảm hoạt động của các enzyme tạo ra gốc tự do như nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase (NADPH), nitơ oxydase (NOx) và xanthine oxydase (XO) hoặc bằng cách tăng cường các hoạt động và biểu hiện của các enzyme kháng oxy hóa như superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) và glutathion peroxidase (GPx) Tế bào thực vật có chứa enzyme SOD

6

có thể chuyển đổi •O2− thành H2O2 và O2 Tiếp theo đó, H2O2 được enzyme catalase chuyển đổi thành H2O và O2 Chất kháng oxy hóa có thể phản ứng trực tiếp với các gốc tự do và phá hủy chúng, sau đó các gốc oxy hóa sẽ trở thành các gốc tự do mới nhưng hoạt động ít hơn và ít nguy hiểm hơn so với các gốc tự do mà nó đã vô hiệu hóa Chất kháng oxy hóa hiệu quả nhất trong

cơ thể là các enzyme như GPx, CAT, SOD (Mates et al., 1999)

Hệ thống các chất kháng oxy hóa của cơ thể người có nguồn gốc từ bên trong (chất kháng oxy hóa nội sinh) và bên ngoài cơ thể (chất kháng oxy hóa ngoại sinh) Các chất kháng oxy hóa nội sinh bao gồm các protein (ferritin, transferrin, albumin) và các enzyme kháng oxy hóa (superoxide dimautase, glutathion peroxidase, catalase) Các chất kháng oxy hóa ngoại sinh là các phân tử nhỏ đưa vào cơ thể bao gồm vitamin E, vitamin C, các carotenoid và

các hợp chất phenolic (Lachman et al., 2000)

Chất kháng oxy hóa nội sinh đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì các chức năng tối ưu của tế bào và bảo vệ sức khỏe Tuy nhiên, trong trường hợp các quá trình oxy hóa sinh ra quá nhiều gốc tự do, chất kháng oxy hóa nội sinh không thể đáp ứng đủ để giữ cân bằng cho cơ thể thì chế độ ăn uống hay chất kháng oxy hóa ngoại sinh có thể được yêu cầu để duy trì các hoạt động tối ưu Hiện nay, hướng đi tìm các chất kháng oxy hóa ngoại sinh đang rất được quan tâm Hợp chất kháng oxy hóa trong thực phẩm đóng vai trò quan trọng như một yếu tố bảo vệ sức khỏe do đặc điểm chính của chúng là có khả năng phục hồi các gốc tự do Các chất kháng oxy hóa có nguồn gốc thực vật như vitamin E, vitamin C, carotenoid, acid phenolic, phytate và estrogen đã được chứng minh làm giảm nguy cơ mắc các bệnh liên quan đến quá trình lão hóa như ung thư, bệnh tim mạch và bệnh Alzheimer (Moskovitz và Yim, 2002) Một nghiên cứu khác cũng cho thấy chất kháng oxy hóa có trong trái cây, trà, rau quả và rượu vang làm giảm nguy cơ mắc các bệnh mãn tính

(Prakash et al., 2000) Thực vật là nguồn kháng oxy hóa tiềm năng của tự

nhiên, chúng có thể chống lại ROS nhờ tạo thành các hợp chất kháng oxy hóa Ngày nay, những sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên được quan tâm, sử dụng rộng rãi trên thế giới vì tính an toàn, hiệu quả và ít bị ô nhiễm hơn các sản phẩm được tổng hợp Điều tra và xác định các chất kháng oxy hóa tự nhiên có

trong thực vật là một việc làm rất quan trọng và cần thiết (Zin et al., 2002)

7

2.2.2 Các chất kháng oxy hóa được nghiên cứu

Vitamin E: Vitamin E là chất kháng oxy hóa tan trong lipid được tìm

thấy trong màng tế bào, nó bảo vệ tế bào chống lại quá trình oxy hóa bằng cách tác động trực tiếp đến các gốc tự do Trong tự nhiên, vitamin E tồn tại dưới 8 dạng khác nhau, gồm có 4 tocopherol và 4 tocotrienol Tất cả các dạng đều có vòng chromanol, với nhóm hydroxyl có thể cho đi một nguyên

tử hydro để khử các gốc tự do và nhóm R (phần còn lại của phân tử) kỵ nước cho phép chúng thâm nhập vào màng sinh học Các tocopherol và tocotrienol đều có dạng alpha (α), beta (β), gamma (γ) và delta (δ), được xác định theo

số lượng và vị trí của các nhóm methyl trên vòng chromanol, trong đó α–tocopherol là hợp chất có hoạt tính kháng oxy hóa mạnh nhất Tính chất kháng oxy hóa của α–tocopherol thể hiện qua việc ngăn chặn phản ứng của các gốc tự do bằng cách nhường một hydro của gốc phenol cho gốc lipid peroxyl (LOO•) để biến gốc tự do này thành lipid hydroperoxide (LOOH) Trong quá trình phản ứng, α–tocopherol bị chuyển hóa thành α–tocopheroxyl hoạt động kém và bền do đó chấm dứt những phản ứng dây chuyền theo cơ chế gốc (Buettner, 1993; Langseth, 1995) (Hình 2.1)

Hình 2.1: Phản ứng khử gốc lipid peroxyl (LOO•) của α–tocopherol

(Nguồn: http://www.westcottresearchandconsulting.com/antioxidants.htm)

8

Vitamin E còn có vai trò quan trọng trong việc phòng chống xơ vữa động mạch thông qua việc ngăn cản quá trình oxy hóa LDL của gốc tự do (Steinberg, 1992; Witztum, 1994) Theo Morrow và Rorberts (1997), sự hình thành isoprostanes, sản phẩm tạo ra trong quá trình oxy hóa lipid, là nguyên nhân làm bệnh xơ vữa động mạch tăng đáng kể ở động vật thiếu vitamin E Hơn nữa, việc loại bỏ gốc tự do oxy hóa lipid ngăn cản sự hình thành isoprostanes bằng cách bổ sung vitamin E đã được chứng minh trong các mô

hình động vật (Liu et al., 1999) và cả cơ thể người (Upritchard et al., 2003)

Vitamin C: Vitamin C hay còn gọi là ascorbic acid được tìm thấy nhiều

trong thực phẩm tươi, rau củ và trái cây Vitamin C đóng vai trò hết sức quan trọng trong nhiều hoạt động của cơ thể như: giúp cho cấu trúc collagen ổn định, cần thiết cho sự lành vết thương, tăng cường sức đề kháng Vitamin C là một chất kháng oxy hóa quan trọng đối với cả môi trường ngoại bào lẫn nội bào, vitamin C cũng hoạt động cùng các enzyme kháng oxy hóa có trong cơ thể như GPx, catalase và SOD Hơn nữa, vì vitamin C có khả năng phục hồi

và tái tạo vitamin E từ dạng bị oxy hóa trong cơ thể, nên nó làm tăng hiệu lực kháng oxy hóa của vitamin E (Hình 2.2)

Hình 2.2: Quá trình tái tạo vitamin E của vitamin C

(Nguồn: http://www.chemistryviews.org/details/ezine/5808971/Vitamin_C_Deficiency_Part_3.html)

Ngoài ra, các tổn thương oxy hóa của LDL đóng vai trò trung tâm trong

sự hình thành xơ vữa động mạch cũng được vitamin C ngăn chặn hiệu quả, quá trình này diễn ra ngay cả với người hút thuốc lá Tuy nhiên, trong một vài trường hợp, vitamin C có thể gây hại cho cơ thể khi nó đóng vai trò là một chất tiền oxy hóa, đặc biệt là khi nó ở nồng độ cao và có sự hiện diện của các ion kim loại chuyển tiếp (Fe3+

, Cu2+) Khi đó, vitamin C sẽ đóng vai trò là chất xúc tác phản ứng Fenton tạo các gốc tự do •O2−, HO• và H2O2 (Buettner, 1993; Langseth, 1995)

9

Carotenoid: Carotenoid là những chất kháng oxy hóa tan trong lipid Nồng

độ của carotenoid trong huyết tương tương quan nghịch với nồng độ isoprostanes

(Block et al., 2002) Nồng độ carotenoid cũng tương quan nghịch với các phản ứng viêm, tỷ lệ tử vong (Hu et al., 2004), xơ vữa động mạch (Prince et al., 1988), bệnh tim mạch (Gaziano et al., 1995), suy giảm chức năng và khối lượng bắp thịt (sarcopenia) (Semba et al., 2003) và tương quan thuận với các hoạt động thể chất

Những tác dụng trong việc kháng oxy hóa và làm giảm gốc lipid peroxyl sau khi

bổ sung carotenoid đã được chứng minh (Upritchard et al., 2003) Các carotenoid

thường được biết đến là β–carotene, α–caroten, β–cryptoxanthin, lycopene và zeaxanthin, nhưng được nghiên cứu nhiều nhất là β–carotene, một chất kháng oxy hóa mạnh có thể làm giảm nhanh các các phân tử O2 ở mức năng lượng cao

(singlet oxygen) (Di Mascio et al., 1991)

Melatonin (C 13 H 16 N 2 O 2 ): Melatonin là một hormone có ở động vật có

vú được tổng hợp từ serotonin Theo Aydogan et al (2006), melatonin góp

phần làm giảm thiệt hại do quá trình oxy hóa lipid Khả năng kháng oxy hóa mạnh mẽ của melatonin được tác động bằng cách kích thích sự biểu hiện và hoạt động của các enzyme kháng oxy hóa như glutathione peroxidase, superoxide dismutase, NO synthetase (Nishida, 2005) Nồng độ melatonin đặc

biệt cao trong ty thể và nhân tế bào (Aydogan et al., 2006)

2.3 Đại cương về một số bệnh liên quan đến lão hóa và gốc tự do 2.3.1 Các bệnh lý ở não

Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng lão hóa và đặc biệt là lão hóa não có liên quan với hoạt động của các gốc tự do Sự tích lũy gốc tự do trong thành phần các tế bào thần kinh là nguyên nhân cơ bản của sự lão hóa và thoái hóa

thần kinh não (Kolosova et al., 2006).Gốc tự do làm tổn hại thành mạch máu

và tế bào não, gây nên nhiều bệnh lý về mạch máu não như chứng đau nửa đầu, thiếu máu não và tai biến mạch máu não, gây suy giảm trí nhớ, sa sút trí tuệ, bệnh Alzheimer, bệnh Parkinson Trong đó, hội chứng sa sút trí tuệ (SSTT) là một trong những bệnh mãn tính do lão hóa thường gặp nhất ở người cao tuổi Sa sút trí tuệ là tình trạng suy giảm trí nhớ kèm theo một hoặc nhiều các chức năng nhận thức khác bị rối loạn như mất ngôn ngữ (Aphasia), mất sử dụng động tác (Apraxia), mất nhận thức (Agnosia), hay rối loạn chức năng thực hiện (Executive funtion) xảy ra ở những người trước đây tình trạng nhận thức và các chức năng thần kinh cao cấp khác hoàn toàn bình thường Sự suy giảm các chức năng nhận thức này đủ để gây ảnh hưởng đến cuộc sống hằng ngày của bệnh nhân

10

Theo báo cáo của Tổ chức Y tế Thế giới vào năm 2010 số người mắc SSTT trên toàn thế giới vào khoảng 35,6 triệu người, con số này ước tính sẽ tăng gấp đôi vào năm 2030 (65,7 triệu) và tăng gấp hơn ba lần vào năm 2050 (115,4 triệu người) (WHO, 2012) Sa sút trí tuệ là một trong những trạng thái bệnh lý đáng sợ nhất của tuổi già và là nguyên nhân chủ yếu gây ra tàn tật và

tử vong ở người cao tuổi Theo báo cáo đánh giá gánh nặng bệnh tật của WHO (2003), SSTT chiếm 11,2% trong tổng số người tàn tật từ 60 tuổi trở lên, cao hơn đột quỵ não (9,5%), các bệnh rối loạn cơ xương khớp (8,9%), bệnh tim mạch (5%) và tất cả các thể ung thư (2,4%) Tuổi càng cao thì tỷ lệ mắc SSTT càng tăng, có nhiều nguyên nhân gây SSTT như: Bệnh Alzheimer, SSTT do nguyên nhân mạch máu, SSTT thuỳ trán-thái dương, SSTT thể Lewy, trong

đó bệnh Alzheimer chiếm tới 50-70% các trường hợp hiện mắc sa sút trí tuệ Bệnh Alzheimer là một bệnh thoái hóa thần kinh, biểu hiện bằng giảm trí nhớ và những rối loạn nhận thức khác, kèm theo là thay đổi về hành vi, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động nghề nghiệp và xã hội của bệnh nhân

Ở bệnh nhân Alzheimer có sự phá hủy tế bào thần kinh và tổn hại mô trên toàn

bộ não Trong não có sự lắng đọng bất thường của các protein tạo thành đám

xơ rối và các mảng lão hóa (amyloid) Đây là nguồn sinh ra các gốc tự do và làm tổn hại đến tế bào não Tế bào não bị tổn thương lại tiếp tục làm tăng các mảng lão hóa và các đám xơ rối Cơ thể của người bệnh sẽ mất dần đi các chức năng, không thể hồi phục và cuối cùng dẫn đến tử vong Trong bệnh Alzheimer, các yếu tố bệnh lâm sàng thường không đồng nhất nên rất khó khăn để xác minh các nguyên nhân và tiến triển của bệnh Tuy nhiên, bằng chứng gần đây đã chỉ ra rằng quá trình oxy hóa là một nguyên nhân tiềm tàng

của bệnh Alzheimer (Nunomura et al., 2006) Hơn nữa, triệu chứng sa sút trí

tuệ do Alzheimer đã cho thấy sự cân bằng bị thay đổi giữa các gốc oxy hóa và

chất kháng oxy hóa nội sinh (Sinclair et al., 1998) Hiện nay, chưa có bất kì

phương pháp hoặc loại thuốc nào có thể chữa trị tận gốc bệnh Alzhaimer mà chỉ có thể sử dụng một số loại thuốc để làm giảm các triệu chứng của bệnh

2.3.2 Bệnh ung thư

Những bệnh lý thường gặp ở người cao tuổi bao gồm các bệnh liên quan tới tim và mạch máu, suy giảm chức năng hệ miễn dịch, rối loạn chức năng não và ung thư Ung thư là một nhóm bệnh liên quan đến sự tăng trưởng bất thường của các tế bào gây ra bởi nhiều thay đổi trong biểu hiện gen dẫn đến rối loạn cơ chế điều hòa cân bằng sự tăng sinh tế bào làm những tế bào đó phát triển thành một cụm tế bào có thể xâm lấn các mô lân cận hoặc di căn đến nơi

xa Theo kết quả nghiên cứu có khoảng 200 loại ung thư (Jemal et al., 2005)

11

Bên cạnh các yếu tố như giới tính, chủng tộc, tôn giáo và nghề nghiệp thì tuổi tác là yếu tố quan trọng nhất để xác định nguy cơ mắc bệnh ung thư Nghiên cứu tại Mỹ cho thấy tỷ lệ mắc bệnh ung thư tăng theo tuổi tác, những người ở độ tuổi từ 65 trở lên có nguy cơ mắc bệnh ung thư cao gấp 10 lần so với những người dưới 65 tuổi Một phần của sự gia tăng tỷ lệ mắc bệnh ung thư cùng với sự lão hóa có thể là do việc tích lũy các sai hỏng của DNA qua quá trình tiếp xúc với các tác nhân gây ung thư theo thời gian Mặt khác, có thể do chức năng của hệ thống kháng oxy hóa nội sinh bị suy giảm dần theo tuổi tác và không đủ khả năng giữ cân bằng cho cơ thể khi các quá trình oxy hóa tạo ra quá nhiều gốc tự do Tuy vẫn chưa có những bằng chứng cụ thể làm

rõ mối liên hệ giữa các gốc tự do với sự lão hóa và bệnh ung thư nhưng đã có

rất nhiều bằng chứng gián tiếp ủng hộ giả thuyết này (Robert et al., 2005) Ví

dụ như nghiên cứu về một số loài nhạy cảm với oxy, nitơ và các phản ứng của chúng có thể tạo điều kiện phát triển ung thư do làm tổn hại DNA hoặc phân

tử sinh học khác (Halliwell và Barry, 2007)

Trong khi những ảnh hưởng chính xác về hoạt động của gốc oxy hóa đến nguyên nhân gây ung thư còn chưa được xác định rõ ràng thì đã có các nghiên cứu chứng minh được chất kháng oxy hóa có khả năng làm giảm tỷ lệ mắc bệnh ung thư Tác dụng của vitamin E đã được chứng minh trong một số nghiên cứu

là có thể làm giảm tỷ lệ mắc ung thư vú, phổi, đại tràng và tuyến tiền liệt Vitanim C có thể bảo vệ cơ thể chống lại ung thư bằng cách ức chế phản ứng nitrosation của các amine bậc hai và N−substituted amide để tạo thành nitrosamine, chất này thường được hình thành ở những môi trường có tính acid như dạ dày Bằng chứng dịch tễ học cho thấy nitrosamine và các hợp chất N-nitroso khác là nguyên nhân góp phần gây bệnh ung thư dạ dày, thực quản và vòm họng (Raymond, 2007) Do đó, khi sử dụng những thực phẩm có chứa nhiều vitamin như hoa quả và rau xanh sẽ giúp giảm tỷ lệ mắc bệnh ung thư

12

nguyên nhân do xơ vữa động mạch chiếm tới 50% Tại Mỹ, ở người trên 60 tuổi

có 88% là mắc bệnh xơ vữa động mạch, ở người già hơn thì không người nào

không bị xơ vữa động mạch

Các nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng gốc tự do tấn công làm tổn thương nội

mạc mạch máu khiến thành mạch không còn trơn tru, tạo điều kiện thuận lợi

xuất hiện các mảng xơ vữa khiến lòng mạch máu bị thu hẹp, dòng máu lưu

thông khó khăn, gây ra hiện tượng thiếu máu não Đồng thời, khi mảng xơ vữa

bong ra khỏi thành mạch sẽ gắn kết với các tế bào máu và các yếu tố khác hình

thành các cục máu đông có thể kẹt lại tại nhiều vị trí trong mạch máu não, gây

tắc mạch và nhũn não, thậm chí trầm trọng hơn là vỡ mạch gây ra tình trạng tai

biến mạch máu não (đột quỵ) Mặt khác, sau trạng thái thiếu máu cục bộ cấp

tính, khi máu được tưới lại, một lượng lớn oxy được đưa tới làm khơi mào

chuỗi phản ứng gốc tự do và từ đó sinh ra rất nhiều gốc tự do, chúng lại tiếp tục

gây tổn hại đến mạch máu cũng như đến những mô não còn lại Ngoài ra, gốc tự

do còn tham gia vào quá trình oxy hóa lipoprotein, kết quả từ sự mất cân bằng

giữa quá trình oxy hóa và quá trình khử trong cơ thể, có liên quan trong quá

trình hình thành các mảng xơ vữa Các lipoprotein tỷ trọng thấp LDL bị oxy hóa

(Ox–LDL) bị những đại thực bào (macrophages) bắt giữ tạo nên các tế bào bọt

(foam cell), các tế bào này tích tụ lại thành mảng chất béo bám vào thành động

mạch đẩy lớp nội mạc vào lòng mạch làm thu hẹp dòng chảy của máu Ox–LDL

cũng có thể gây ra sự trưởng thành của tế bào đuôi gai, điều chỉnh hoạt động

của các đại thực bào và tế bào T, các thành phần này đều có tham gia vào việc

phát triển mảng xơ vữa Hiểu biết về mối quan hệ giữa Ox–LDL và đại thực

bào giúp giải thích cho sự phát triển trong giai đoạn đầu của xơ vữa động mạch

từ đó đưa ra biện pháp phòng bệnh hợp lí

2.4 Đại cương về cây Ô Rô

2.4.1 Khóa phân loại

Ngành: Ngọc Lan (Magnoliophyta)

Lớp: Ngọc Lan (Magnoliopsida) Bộ: Húng (Lamiales) Họ: Ô rô (Acanthaceae) Chi: Acanthus

Loài: Acanthus ilicifolous L

(Phạm Hoàng Hộ, 2003)

13

2.4.2 Đặc điểm hình thái

Cây Ô Rô (Acanthus ilicifolous L.) thuộc loại thực vật tiểu mộc, có khi

trườn, cao từ 0,5–3 m Thân cây tròn, không ngấm chất lignine (chất gỗ cứng) màu xanh lục, không lông, láng, ít phân nhánh, với một cặp gai nhọn ở nách

lá, phần cuối cuống lá (Võ Văn Chi, 1997; Phạm Hoàng Hộ, 2003) Thân cây đôi khi còn có những rễ phụ trên không giúp cây thích ứng với vùng ngập nước ở phần thân dưới

Lá cây mọc đối, đơn, phiến lá không lông, đỉnh nhọn, cứng, dai, màu xanh sáng bóng, hình bầu dục chữ nhật hay hình mũi mác, dài khoảng 9–14

cm và rộng khoảng 2–6 cm, lá dợn sóng răng quanh co với bìa lá có gai nhọn (Võ Văn Chi, 1997; Phạm Hoàng Hộ, 2003) Cuống lá dài khoảng 0,8–1,5 cm hay ngắn hơn Sự hiện diện của những gai tăng lên cùng với sự tiếp xúc với ánh nắng mặt trời (những lá trên ngọn có gai nhiều hơn những lá che khuất ở phần gốc)

Hoa Ô Rô thường nở từ tháng 10 đến tháng11 Gié hoa ở chót nhánh, màu tím, xanh nhạt hay màu trắng Hoa mọc đối xứng hai bên, với 4 thùy của đài hoa và 4 tiểu nhụy dài khoảng 3,5–4 cm Hoa dài khoảng 4 cm, hợp thành

4 hàng, lá hoa hình xoan, tiền diệp dài khoảng 6-8 mm, lá đài giống tiền diệp, mỗi hoa đối diện nhau, màu xanh lục, lá bắc hẹp dính thành mảng dài khoảng 7–8 mm và 2 lá bắc tương tự nhưng nhỏ hơn được mang ở đầu nhánh (Võ Văn Chi, 1997; Phạm Hoàng Hộ, 2003) Đài hoa màu xanh dài khoảng 10–12 mm Cánh hoa 5 màu xanh đều nhau, 2 môi, môi dưới màu xanh nhạt, lan rộng ra hay cong, kích thước khoảng 3 cm, tràng hoa hợp thành ống ngắn có lông bên trong, 4 tiểu nhụy ngắn so với vành hoa, bao phấn 1 thùy, chỉ mập Bầu noãn 2 buồng, 2 noãn mỗi buồng, vòi nhụy ngắn, nứt đôi

Trái Ô Rô có dạng viên nang dài khoảng 2–3 cm, mịn, màu xanh lá cây, hình trứng hay hình chữ nhật bên trong chứa 2–4 hạt dài khoảng 6–10 mm, dẹp, vỏ hạt màu trắng

2.4.3 Đặc điểm phân bố và sinh thái của cây Ô Rô

Cây Ô Rô (Acanthus ilicifolous L.) thuộc một chi nhỏ có khoảng 25

loài, phân bố chủ yếu ở vùng Địa Trung Hải, châu Phi và vùng nhiệt đới của châu Á, rải rác từ đảo Hải Nam – Trung Quốc đến Malaysia, Thái Lan, Ấn

Độ và Mianma Ở Việt Nam, Ô Rô phân bố ở các tỉnh dọc theo bờ biển và ở vùng Đồng bằng sông Cửu Long Cây ưa sáng, thường mọc thành bụi hay đám lớn bên bờ các kênh rạch và trên đất lầy thụt ở cửa sông Cây có thể sinh trưởng phát triển tốt ở vùng nước lợ cũng như nước ngọt Do đó, ở các

14

tỉnh đồng bằng và trung du Bắc Bộ như Hà Tây, Vĩnh Phúc, Bắc Ninh, Hà Nam… đôi khi cũng gặp Ô Rô mọc rãi rác ở các ao hồ và vùng đồng bằng

chiêm trũng (Đỗ Huy Bích et al., 2004) Cây ra hoa kết quả hàng năm Hạt

giống phát tán nhờ nước, song chỉ có những hạt trôi nổi vào bờ mới có thể nảy mầm được Ô Rô có khả năng tái sinh cây chồi khỏe sau khi chặt

2.4.4 Thành phần hóa học và công dụng

Một số chất hóa học đã được xác định có ở cây Ô Rô (Acanthus

ilicifolius L.) như: hai glycoside cyclolignan mới là (+)-lyoniresinol

3a-O-β-D-galactobyranosyl-(1→6)-β-D-glucopyranoside và (+)-lyoniresinol

2a-O-β-D-galactobyranosyl-3a-O-β-D-glucopyranoside (Zhang et al., 2004), một

glycoside phenylethanoid và một glycoside alcohol aliphatic (Kanchanapoom

et al., 2002), hai glucoside lignan là (+)-lyoniresinol 3a-[2-(3,5-dimethoxy

-4-hydroxy)-benzoyl]-O-β-glucopyranoside và dihydroxymethyl-bis (3,5-dimethoxy -4-hydroxyphenol) tetrahydrofurane-9(or 9’)-O-β-glucopyranoside đã được

phân lập từ những bộ phận trên không của cây (Kanchanapoom et al., 2001);

glucosie 11 epoxymegastigmane và megastigmane glucoside đã được ghi nhận

trong cây Ô Rô tăng trưởng ở Trung Quốc (Wu et al., 2003); 2-benzoxazolinone

và blepharin được ghi nhận trong cây phát triển ở Việt Nam (Nagao et al.,

2005); acancifoliuside, acteoside, isoacteoside, acanthaminoside, (+)-lyoniresinol 3a-O-β-glucopyranoside, (-)-lyoniresinol và α-amyrine đã được phân lập từ

trích xuất trong methanol của lá cây Ô Rô (Huo et al., 2008)

Dịch chiết từ các bộ phận khác nhau của cây Ô Rô được xác định có chứa các hợp chất hóa học khác nhau như: alkaloid, glucosides, lignans, saponin triterpenoid, sterol, các axit béo và các dẫn xuất axit coumaric (Singh

et al., 2011)

Dịch chiết methanol từ hoa Acanthus ilicifolius L được xác nhận có

chứa terpenoid, các hợp chất phenolic và alkaloid, có khả năng kháng lại các

gốc DPPH (Muhamad et al., 2012)

Dịch chiết từ lá cây Acanthus ilicifolius L được xác định có chứa các

dẫn xuất acid coumaric, acancifoliuside, cùng với acteoside, (+)-lyoniresinol 3α-O-β-glucopyranoside, acanthamminoside, (-)-lyoniresinol và α-amyrin

(Chakraborty et al., 2007)

Hoạt động kháng khuẩn của n-hexane và chloroform là chiết xuất từ cao

methanol của lá và rễ cây Ô Rô cũng đã được nghiên cứu (Bose et al., 2008)

15

2.5 Các nghiên cứu về cây Ô Rô

2.5.1 Nghiên cứu trong nước

Ở nước ta, nghiên cứu ứng dụng cây Ô Rô vẫn còn rất ít Các nghiên cứu ứng dụng cây Ô Rô được tiến hành chủ yếu để điều trị bệnh trong y học

cổ truyền theo kinh nghiệm dân gian

Theo nghiên cứu của Đỗ Huy Bích et al., (2004), trong y học cổ truyền,

cả cây Ô Rô được dùng chữa bệnh gan, tê thấp, nhức mỏi, ho đờm, hen suyễn thủy thủng, đái buốt, đái dắt, tràng nhạc, bệnh hạch bạch huyết, nhiễm khuẩn Lá và búp non rửa sạch, giã nát, thêm nước, gạn uống, bã đắp chữa bệnh rắn cắn Xí nghiệp Dược Hậu Giang đã chiết từ lá cây Ô Rô dạng cao rồi làm thành viên gọi là viên KS 84 để chữa trị các bệnh viêm nhiễm thông thường Lá và ngọn Ô Rô sao, bọc vào vải, chườm nóng vào các chỗ đau nhức, thấp khớp và đau thần kinh

Tuy nhiên, trong những năm gần đây, cây Ô Rô được chứng minh có

khả năng phòng ngừa ung thư in vi tro (Đỗ Thị Thảo et al., 2005) và chứa

các thành phần hóa học có khả năng phòng ngừa loãng xương do tác động

đến các tế bào osteoblastic MC3T3E1 (Kiem et al., 2008) Khả năng kháng

oxy hóa của cao methanol các bộ phận rễ, thân, lá cây Ô Rô và nước ngọt

cũng đã được chứng minh (Đái Thị Xuân Trang et al., 2015)

2.5.2 Nghiên cứu ngoài nước

Nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới liên quan đến cây Ô Rô được

thực hiện đã chứng minh hoạt động dược lý quan trọng của Ô Rô (Singh et

al., 2009) Hợp chất lignan glucosides từ cây Ô Rô (A ilicifolius L.) đã được

xác định (Kanchanapoom et al., 2001) Hoạt tính kháng vi khuẩn gây nhiễm trùng da của cây Ô Rô cũng đã được chứng minh (Chinnavenkataraman et

al., 2008; Thirunavukkarasu et al., 2011) Hoạt động kháng ung thư, làm

giảm ung bướu, loại bỏ gốc tự do – kháng oxy hóa, bảo vệ dạ dày và gây độc

tế bào của cây Ô Rô (A ilicifolius L.) cũng đã được chứng minh (Muhamad

et al., 2012; Babu et al., 2002; Babu et al., 2001) Ngoài ra, tiềm năng dược

lý, hóa học thực vật của cây Ô Rô cũng được xác định (Singh et al., 2011)

16

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Thời gian và địa điểm thực hiện

 Thời gian thực hiện:

Đề tài luận văn được thực hiện từ tháng 3 năm 2014 đến tháng 1 năm 2015

 Địa điểm thực hiện:

− Phòng thí nghiệm Sinh Học, Bộ môn Sinh học, Khoa Khoa học Tự nhiên, Đại học Cần Thơ

− Phòng thí nghiệm Hóa Sinh, Bộ môn Hóa học, Khoa Khoa học Tự nhiên, Đại học Cần Thơ

− Phòng thí nghiệm Khoa Học Đất, Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng, Đại học Cần Thơ

3.2 Phương tiện

3.2.1 Đối tượng nghiên cứu

Cao methanol lá Ô Rô do Phòng thí nghiệm Bộ môn Sinh học, Khoa Khoa học Tự nhiên cung cấp

3.2.2 Hóa chất

Hóa chất sử dụng trong thí nghiệm gồm NaH2PO4.2H2O (Trung Quốc),

Na2HPO4.12H2O (Trung Quốc), NaOH, ammonium iron (II) sunfate hexahydrate (NH4)2Fe(SO4)2 (Merck), HCl, EDTA (C10H14N2Na2O8.2H2O) (Merck), 2-Thiobarbituric acid (C4H4N2O2S) (Merck), sodium benzoate (C7H5O2Na) (Trung Quốc), nước cất, hydrogen peroxide 30% (H2O2) (Merck), acid acetic (CH3COOH) (Merck), hexane (Trung Quốc), chloroform (Trung Quốc), ethyl acetate (Trung Quốc), vitamin C (L – Ascorbic acid) (Ấn Độ)

3.2.3 Dụng cụ và thiết bị

Trong suốt quá trình làm đề tài đã sử dụng máy móc và thiết bị liên quan đến nghiên cứu hiện có tại Bộ môn Sinh học, Hóa học – Khoa Khoa học Tự nhiên và Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng

Thiết bị sử dụng trong nghiên cứu gồm có máy li tâm Mikro (Đức), máy

cô quay chân không Heidolph (Đức), cân phân tích AB104-S (Thụy Sĩ), máy

ổn định nhiệt KBLee 2001 (Hàn Quốc), máy đo quang phổ, máy vortex, máy

đo pH, máy khuấy từ, tủ lạnh trữ mẫu Một số dụng cụ hỗ trợ trong thí nghiệm như ống đong, eppendorf 2 ml, micropipette, đầu cone, cốc thủy tinh, bình tam giác, kim mũi giáo và găng tay

17

3.3 Phương pháp nghiên cứu

3.3.1 Phương pháp tách phân đoạn cao methanol lá cây Ô Rô

Hòa tan cao methanol lá cây Ô Rô trong nước cất theo tỉ lệ 1:2, khuấy đều đến khi tạo thành hỗn hợp sệt Hỗn hợp này được lắc tách với hexane, cho khoảng 250 ml hexane vào bình đã đựng sẵn hỗn hợp cao methanol rồi lắc từ 5–10 phút, để dung dịch lắng và tách lớp trong 5 phút, sau đó thu lấy phần dịch có màu trong hơn, tiếp tục cho 250 ml hexane vào phần dịch còn lại và lặp lại các bước trên Thêm vào một ít Na2SO4 vào phần dịch thu được để loại

bỏ lượng nước có thể bị hòa tan trong dung dịch Cô quay phần dịch hexane để loại bỏ dung môi dưới áp suất kém thu được cao hexane Cao hexane được để bay hơi hết lượng dung môi còn sót lại trong tủ hút và sau đó được bảo quản trong ngăn mát tủ lạnh Phần dung dịch còn lại sau khi tách với hexane tiếp tục lắc với dung môi chloroform, thực hiện tương tự như khi tách với dung môi hexane Tương tự như trên tách tiếp với dung môi ethyl acetate

Hình 3.1: Quy trình tách phân đoạn cao methanol lá cây Ô Rô

Cao methanol lá

Ô Rô

Cao hexane Dung dịch còn lại sau khi tách

Hòa tan với nước Tách với 250 ml hexane (2 lần)

Cô quay dịch trích loại dung môi

Cao chloroform Dung dịch còn lại sau khi tách

Tách với 250 ml chloroform (2 lần)

Cô quay dịch trích loại dung môi

Cao ethyl acetate

Tách với 250 ml ethyl acetate (2 lần)

Cô quay dịch trích loại dung môi