Nghiên cứu cơ chế giảm rối loạn chuyển hóa LIPID của cao chiết EtOH từ tảo lục CODIUM FRAGILE trong tế bào gan HEPG2

DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH Bảng 1.2 Các nhóm thuốc điều trị rối loạn chuyển hóa lipid 9 Bảng 1.3 Trình tự của PPRE ở một số gen chịu sự tác động của PPAR 14 Bảng 3.1 Hiệu suất chiết dịch

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC



KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Đề tài

NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ GIẢM RỐI LOẠN CHUYỂN HÓA LIPID

CỦA CAO CHIẾT EtOH TỪ TẢO LỤC CODIUM FRAGILE

TRONG TẾ BÀO GAN HEPG2

Giáo viên hướng dẫn : TS Hoàng Thị Minh Hiền Sinh viên thực hiện : Lê Thị Thanh Nhàn

đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp

Được thực tập cùng các bạn bè và anh, chị phòng công nghệ Tảo tôi thực sự rất vui Tôi cảm ơn họ rất nhiều vì đã giúp đỡ tôi nhiệt tình trong suốt quá trình tôi thực tập tại phòng

Một lần nữa,tôi xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các thầy, cô Viện Công nghệ Sinh học, Viện Đại học Mở Hà Nội đã giúp đỡ và dạy bảo tôi trong thời gian học tập và nghiên cứu

Tôi xin gửi lời cảm ơn sự tài trợ của Viện Công nghệ Sinh học trong đề tài mã

số CSK13-01 và Quỹ phát triển khoa học và công nghệ quốc gia (NAFOSTED) trong đề tài mã số 106-YS.06-2013.23 do TS Hoàng Thị Minh Hiền làm chủ nhiệm

Cuối cùng, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới bố mẹ, gia đình và bạn

bè đã tạo điều kiện tốt nhất và luôn an ủi động viên tôi trong suốt quá trình tôi học tập

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 22 tháng 5 năm 2015

Sinh viên

Lê Thị Thanh Nhàn

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ……… ……… …… i

MỤC LỤC ……… ii

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ……… iv

DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH ……… v

LỜI MỞ ĐẦU ……… ……… 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ……… ………… 1

1.1 RỐI LOẠN CHUYỂN HÓA LIPID……….……… 2

1.1.1 Lipid ……… 2

1.1.2 Thành phần, cấu trúc và chức năng của lipoprotein ……… 2

1.1.3 Rối loạn chuyển hóa lipid……… 3

1.1.3.1 Phân loại rối loạn chuyển hóa lipid máu ……… …… 4

1.1.3.2 Những nguyên nhân dẫn đến rối loạn chuyển hóa lipid ……….… 5

1.1.3.3 Tác hại của rối loạn chuyển hóa lipid ……….………… 5

1.2 CÁC HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG PHÒNG NGỪA VÀ ĐIỀU TRỊ RỐI LOẠN CHUYỂN HÓA LIPID ……….………… 7

1.2.1 Điều chỉnh chế độ ăn uống khẻo mạnh, hợp lý ……… 8

1.2.2 Bỏ thói quen có hại như hút thuốc lá, uống bia rượu……… 8

1.2.3 Chế độ luyện tập đều đặn ……… ……… 9

1.2.4 Điều trị hội chứng tăng lipid máu bằng thuốc ……… 9

1.3 PEROXISOME PROLIFERATOR-ACTIVATED RECEPTORS (PPARs) VÀ VAI TRÒ CỦA CHÚNG TRONG PHÒNG NGỪA VÀ ĐIỀU TRỊ RỐI LOẠN CHUYỂN HÓA ……….………… 10

1.3.1 Khái niệm về PPARs ……… … 10

1.3.2 Cấu tạo phân tử PPAR ……… 11

1.3.3 Các gen mã hóa cho PPAR ……… …… ………… … 12

1.3.4 Vùng chức năng điều hoà trên ADN …….…… ….……… 14

1.3.5 Tương tác của PPAR với các protein điều hoà khác ……….… 15

1.3.6 Vai trò của PPAR trong phòng ngừa và điều trị rối loạn chuyển hóa lipid ………

17 1.3.6.1 Vai trò của PPARα đối với chuyển hóa lipid ……… …… 17

1.3.6.2 Vai trò của PPARγ đối với chuyển hóa lipid ……… 18

1.4 Tảo lục Codium fragile và tác dụng sinh học của Codium fragile … 19

1.4.1 Vị trí phân loại ……… 19

1.4.2 Đặc điểm hình thái và cấu trúc của C fragile ……….………… 19

1.4.3 Phân bố ……… ……… 20

1.4.4 Thành phần hóa học ……… 20

1.4.5 Tác dụng sinh học của C fragile ……… ……… 21

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU……… 23

2.1 VẬT LIỆU ……… ……… 23

2.1.1 Mẫu tảo biển ……… ……… 23

2.1.2 Tế bào nuôi cấy ……….……… 23

2.1.3 Hóa chất ……… 23

2.1.4 Thiết bị ……… 24

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ………… ……… 24

2.2.1 Tạo dịch chiết từ sinh khối tảo lục Codium fragile ……… 24

2.2.2 Nuôi cấy tế bào HepG2 ……… 25

2.2.2.1 Phương pháp hoạt hóa tế bào ……… 25

2.2.2.2 Phương pháp cấy chuyển ……… 26

2.2.2.3 Phương pháp giữ tế bào trong Nitơ lỏng ……… 26

2.2.2.4 Phương pháp đếm tế bào ……….……… 27

2.2.2.5 Thí nghiệm điều trị bằng dịch chiết EtOH của loài tảo lục C fragile trên dòng tế bào HepG2 ……… ……… 27

2.2.3 Phương pháp phân tích hoạt tính gây độc tế bào của dịch chiết tổng số

28 2.2.3.1 Chuẩn bị dung dịch MTT gốc ……….……… 28

2.2.3.2 Nuôi cấy và đánh dấu tế bào ……… 28

2.2.4 Nhuộm lipid bằng thuốc nhuộm Oil Red O ……… 29

2.2.4.1 Chuẩn bị dung dịch ORO và các hóa chất cần thiết ……… 29

2.2.4.2 Quy trình nhuộm ORO ……… 29

2.2.5 Xác định hàm lượng lipid trong tế bào ……… 29

2.2.6 Phương pháp tách chiết ARN tổng số ……… 30

2.2.6.1 Chuẩn bị dụng cụ ……… ……… 30

2.2.6.2 Tách chiết ARN tổng số ……… 30

2.2.6.3 Định lượng và xác định độ tinh sạch của ARN tổng số bằng phương pháp đo quang phổ ……….……… 31

2.2.7 Tổng hợp cDNA ……… 31

2.2.8 Phân tích bằng phương pháp Real-time PCR ……… 32

2.2.9 Thống kê phân tích số liệu ……….……… 33

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ……… 34

3.1 CHIẾT DỊCH CHIẾT ETOH CỦA LOÀI TẢO LỤC C FRAGILE 34

3.2 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG GÂY ĐỘC TẾ BÀO CỦA DỊCH CHIẾT ETOH TỪ LOÀI CODIUM FRAGILE ……… 34

3.3 ẢNH HƯỞNG CỦA DỊCH CHIẾT ETOH CỦA LOÀI C FRAGILE LÊN HÀM LƯỢNG TRIGLYCERID VÀ CHOLESTEROL TRONG TẾ BÀO HEPG2 ……….……… …….……

35 3.4 NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ PHÂN TỬ TÁC DỤNG GIẢM LIPID NỘI BÀO CỦA DỊCH CHIẾT ETOH TỪ LOÀI TẢO LỤC C FRAGILE…

36 3.4.1 Kết quả tách chiết ARN tổng số từ các tế bào HepG2 được ủ với dịch chiết C fragile ……… ……… 36

3.4.2 Ảnh hưởng của dịch chiết EtOH của loài C fragile lên mức độ điều hòa của các gen mã hóa cho thụ thể PPARs ……… 37

3.4.3 Dịch chiết C fragile tham gia vào điều hòa sự biểu hiện các gen đích của PPARα và PPARδ/β trong quá trình trao đổi lipid ………… …

39 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ………… ……….……… 42

4 1 KẾT LUẬN ……… ……… 42

4.2 KIẾN NGHỊ……….……… 42

TÀI LIỆU THAM KHẢO ……… 43

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

ADN: Axit Deoxyribo Nucleic

AF: activation function

DBD: DNA-binding domain

HDL: High Density Lipoprotein

LP: Lipoprotein

IDL: Density Lipoprotein

I-FABP: Intestinal fatty acid binding protein

LBD: ligand binding domain

LDL: Low Density Lipoprotein

LDL-C: Low Density Lipoprotein cholesterol

L-FABP: Renal liver-type fatty acid binding protein

N-COR: nuclear receptor corepressor

PDK 4: pyruvate dehydrogenase kinase 4

PEPCK: phosphoenolpyruvate carboxykinase

PPAR: Peroxisome Proliferator-Activated Receptor

PPRE: Peroxisome Prolierator Responsive Element

RAR: receptor thyroid acid Retinoic

SMRT: silencing mediator of retinoic acid and thyroid hormone receptor

VLDL: Very Low Density Lipoprotein

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

DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH

Bảng 1.2 Các nhóm thuốc điều trị rối loạn chuyển hóa lipid 9

Bảng 1.3 Trình tự của PPRE ở một số gen chịu sự tác động của PPAR 14

Bảng 3.1 Hiệu suất chiết dịch chiết EtOH tổng số từ loài tảo lục C.fragile với

dung môi 80% EtOH

34

Bảng 3.2 Kết quả đo hàm lượng và độ tinh sạch của các mẫu ARN tổng số từ

tế bào HepG2 sau khi được ủ với các nồng độ dịch chiết (4, 20 và

100 µg/mL) của tảo Codium fragile, 10µL chất chuẩn fenofibrate

(PPARα), GW0742 (PPARδ/β), Trioglitazone (PPARγ), và đối

chứng (1% DMSO)

37

Hình 2.1 Hình thái dòng tế bào HepG2 được sử dụng trong nghiên cứu 25

Hình 3.1 Tỷ lệ sống sót của tế bào HepG2 được ủ với dịch chiết C fragile ở

các nồng độ khác nhau sau 24 giờ

35

Hình 3.2 Ảnh hưởng của dịch chiết EtOH của loài Codium fragile lên hàm

lượng triglycerid và cholesterol trong tế bào HepG2

36

Hình 3.3 Ảnh hưởng của dịch chiết EtOH của loài C fragile lên mức độ

điều hòa của các gen mã hóa cho thụ thể PPARs

38

Hình 3.4 Ảnh hường của dịch chiết C fragile lên mức độ biểu hiện mARN

của các gen tham gia vào các quá trình trao đổi lipid trong tế bào

HepG2.Số liệu được trình bày bằng mean ± SEM *P < 0.05, so với

nhóm đối chứng (ủ với 0,01% DMSO)

40

LỜI MỞ ĐẦU

Rối loạn chuyển hóa lipid, tăng mỡ máu, là một tình trạng lâm sàng đặc trưng bởi nồng độ triglycerid (TG) và các axit béo đồng thời với hàm lượng lipoprotein - cholesterol tỷ trọng thấp (LDL) trong huyết tương cao Tăng mỡ máu là nguyên nhân gây xơ vữa động mạch, các bệnh liên quan đến tim mạch, gan nhiễm mỡ, đề kháng insulin và các rối loạn chuyển hóa khác Ở Việt Nam số người mắc bệnh rối loạn chuyển hóa lipid đang có chiều hướng gia tăng nhanh chóng trong thời gian gần đây Theo kết quả nghiên cứu năm 2011 của Viện Dinh dưỡng, rối loạn chuyển hóa lipid có tỷ lệ 26% ở những người tuổi từ 25 đến 74 Riêng tại các thành phố lớn như Hà Nội, TP.HCM, tỷ lệ nêu trên có thể lên đến hơn 40% Do vậy, điều trị các bệnh liên quan đến rối loạn chuyển hóa lipid là một thách thức không nhỏ so với tình trạng gia tăng mạnh như hiện nay

Ngày nay, nhiều chất có hoạt tính sinh học đã và đang được phát hiện và tách chiết từ các nguồn cây cỏ tự nhiên Tảo biển là một nhóm thực vật sống ở biển Chúng chứa nhiều chất dinh dưỡng và các chất có hoạt tính dược học có lợi cho sức khỏe của con người như là chất chống oxi hóa, chống viêm và ung thư Bên cạnh

đó, tảo biển còn chứa rất nhiều khoáng chất đa và vi lượng, vitamin và các axit béo không bão hòa Ở Việt Nam không có nhiều nghiên cứu về chiết xuất của các loài tảo biển Việt Nam cũng như tác dụng và cơ chế tác dụng của chúng đối với rối loạn

chuyển hóa lipid Vì vậy chúng em tiến hành: “Nghiên cứu cơ chế giảm rối loạn

chuyển hóa lipid của cao chiết EtOH từ tảo lục Codium fragile trong tế bào gan

HepG2”

Đề tài nghiên cứu của em bao gồm các nội dung chính như sau:

- Chiết dịch chiết của loài Codium fragile bằng dung môi EtOH 80%

- Nghiên cứu ảnh hưởng gây độc và tác dụng sinh học của dịch chiết EtOH từ

loài Codium fragile

- Nghiên cứu cơ chế phân tử giảm rối loạn chuyển hóa lipid của dịch chiết

EtOH từ loài Codium fragile

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 RỐI LOẠN CHUYỂN HÓA LIPID

1.1.1 Lipid

Lipid là nguồn dự trữ năng lượng lớn nhất của cơ thể (ở người bình thường, lipid có thể chiếm tới 40% thể trọng) Lipid tham gia vào cấu trúc tế bào (màng bào tương), đặc biệt là tổ chức thần kinh và nội tiết

Thành phần lipid trong cơ thể bao gồm cholesterol toàn phần,trong đó, có cholesterol tự do, cholesterol este, triglycerid (TG), phospholipid và axit béo tự do Các lipid đều không tan trong nước, để lưu hành trong máu chúng phải kết hợp với protein đặc hiệu tạo thành phức hợp gọi là lipoprotein (LP) [21]

1.1.2 Thành phần, cấu trúc và chức năng của lipoprotein

Lipoprotein là những phân tử cấu hình gồm phần nhân và vỏ Chúng có một số dạng chính như sau [1]:

- Chylomicron: được tổng hợp từ ruột non, sau đó vận chuyển trong máu tới các mao mạch ở mô mỡ, tại đây triglycerid được phân thành glycerol vàaxit béo Chylomicron có mặt trong thời gian ngắn ở huyết tương Chylomicron mất dần tryglycerid gọi là chylomicron tàn dư, được thanh thải rất nhanh ở gan

- Lipoprotein tỷ trọng rất thấp (very low density lipoprotein-VLDL): được tổng hợp ở gan Triglycerid của VLDL được phân giải ở các tổ chức ngoại vi, làm cho VLDL nhỏ dần Khoảng một nửa VLDL chuyển hóa thành LDL, phần còn lại được thanh thải trực tiếp tại gan

- Lipoprotein tỷ trọng trung gian (intermediate density lipoprotein-IDL): (hay VLDL tàn dư) là sản phẩm chuyển hóa của VLDL và là chất tiền thân của LDL, có hàm lượng rất thấp trong huyết tương

- Lipoprotein tỷ trọng thấp (low density lipoprotein-LDL): là chất chuyên chở 70% cholesterol trong huyết tương tới các tế bào ngoại biên Xấp xỉ 75% LDL được hấp thu theo đường thụ thể LDL ở tế bào gan và tế bào ngoài gan Phần còn lại của LDL được thanh thải ở các đại thực bào và một số tế bào khác Khi LDL bị thay đổi thành phần hóa học và cấu trúc sẽ tạo thành LDL ở dạng nhỏ và đặc; lúc đó các đại thực bào là nơi thu nạp chúng không giới hạn, tạo thành những tế bào bọt và là một trong những yếu tố thúc đẩy quá trình xơ vữa động mạch

- Lipoprotein tỷ trọng cao (high density lipoprotein-HDL): HDL vận chuyển cholesterol dư thừa từ tế bào tới gan hoặc tới những tế bào cần cholesterol Khoảng 50% HDL được thanh thải tại gan theo con đường VLDL tàn dư

Chức năng chủ yếu của lipoprotein là vận chuyển các loại lipid đi khắp cơ thể Giúp cho lipid không bị vón tụ lại làm giản nguy cơ tắc mạch Triglycerid sau khi được sản xuất ở gan từ glucid và ra khỏi gan dưới dạng VLDL để tới mô mỡ và sau khi trao đổi phần lớn TG cho mô mỡ thì tỷ trọng tăng lên và biến thành IDL rồi LDL, gồm đa số là cholesterol, phospholipid Sau khi trao cholesterol cho các tế bào (theo nhu cầu), LDL biến thành HDL là dạng vận chuyển cholesterol khỏi các mô ngoại vi để về lại gan (nếu mô thừa chất này).Do vậy, HDL đóng vai trò quan trọng giảm nguy cơ vữa xơ động mạch

1.1.3 Rối loạn chuyển hóa lipid

Rối loạn chuyển hóa lipid, là một tình trạng lâm sàng đặc trưng bởi nồng độ triglycerid (TG) và các axit béo trong huyết tương cao đồng thời với việc tích lũy của huyết tương giàu TG-lipoprotein [7]

Đánh giá rối loạn chuyển hóa lipid theo WHO (2000):

- Cholesterol tổng số >5,2 mmol/l (200mg/dl), hoặc

- HDL < 0,9 mmmol/l (35mg/dl), hoặc

- LDL >3,38 mmol/l (130mg/dl), hoặc

- Triglycerid huyết thanh >2,26mmol/l (90mg/dl)

1.1.3.1 Phân lo ại rối loạn chuyển hóa lipid máu

 Phân loại của De Gennes theo các thành phần lipid máu [4]:

- Tăng cholesterol đơn thuần: Cholesterol huyết thanh tăng > 5,2 mmol/l, TG bình thường hoặc tăng nhẹ Tỷ lệ cholesterol /TG > 2,5 Cholesterol tăng > 6,7 nmol/l thường do tăng LDL, nhưng HDL tăng cũng có thể làm tăng nhẹ cholesterol

- Tăng TG: Cholesterol có thể tăng nhẹ TG tăng rất cao Khi TG máu > 11,5 nmol/l thì chylomicron luôn có mặt trong huyết tương Các rối loạn tiên phát cũng tăng LP giàu TG như VLDL hoặc chylomicron hoặc cả hai dạng (hai loại này đều chứa cholesterol tự do ở vỏ và cholesterol este ở lõi), do vậy cholesterol toàn phần

có thể hơi tăng (chiếm 8-25% hàm lượng TG) Tỷ lệ TG/cholesterol >2,5 Trên lâm sàng hội chứng này ít gặp

- Tăng lipid máu hỗn hợp: Cholesterol tăng vừa phải, TG tăng nhiều hơn Tỷ

lệ cholesterol/TG <2,5 Nguyên nhân có thể do tăng VLDL chứa nhiều TG và LDL chứa nhiều cholesterol, hoặc tăng VLDL tàn dư và chlomicron tàn dư Do đó trong huyết thanh hàm lượng cholesterol và TG gần bằng nhau

 Phân loại của Fredrickson và phân loại quốc tế theo thành phần LP máu: Năm 1965, Fredrickson phân loại hội chứng tăng lipid máu thành 5 tuýp theo thành phần LP Sau đó, người ta đề nghị tách tuýp II thành tuýp IIa và IIb Bảng phân loại này trở thành bảng phân loại quốc tế từ năm 1970 [5]

Bảng 1.1: Phân loại các tuýp rối loạn lipoprotein máu

 Theo Turpin: 99% các hội chứng rối loạn lipoprotein này nằm trong 3 tuýp IIa, IIb và IV 99% các trường hợp rối loạn lipoprotein máu đều gây xơ vữa động mạch với các tuýp IIa, IIb, III, IV và không gặp ở tuýp I

1.1.3.2 Nh ững nguyên nhân dẫn đến rối loạn chuyển hóa lipid

Chế độ ăn: ăn dư thừa năng lượng (béo phì), ăn quá nhiều thức ăn có chứa nhiều cholesterol (phủ tạng động vật, mỡ độngvật, trứng, bơ, sữa toàn phần ) Mỡ nội tạng có hoạt động trao đổi chất nhanh so với chất béo dưới da và nội tiết và có khả năng để giải phóng các cytokine và adipokines lớn hơn Do đó, nó làm tăng nhanh rủi ro chuyển hóa và tim mạch [49] Mỡ trong gan và cơ bắp cũng có thể gây

ra rối loạn chức năng trao đổi chất [18] Sự tan vỡ của triglycerid được lưu trữ vào thành phần axit béo dẫn đến sự đề kháng insulin [29] Tăng axit béo tự do làm giảm tín hiệu insulin, dẫn truyền tín hiệu trong cơ bắp và thay đổi sự trao đổi glucose [29] Axit béo tự do là nguyên nhân của việc kháng insulin trao đổi chất, nâng cao

vị thế tế bào chất béo có tác động chủ yếu trên cơ [30]

Di truyền: Tăng cholesterol (thiếu hụt thụ thể với LDL) Rối loạn lipid máu kiểu hỗn hợp có tính chất gia đình.Tăng cholesterol máu do rối loạn hỗn hợp gen Bệnh tật: hội chứng thận hư, suy giáp, đái tháo đường, suy tuyến yên…

Ít vận động

Hút thuốc lá, uống quá nhiều bia rượu

Tuổi tác: Tại Hoa Kỳ, tỷ lệ mắc hội chứng chuyển hóa giữa các nhóm tuổi

20-29 năm, 60-69 và lớn hơn 70 tuổi, là 6,7%, 43,5% và 42% [14]

1.1.3.3 Tác h ại của rối loạn chuyển hóa lipid

Theo báo cáo của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), các bệnh liên quan đến rối loạn chuyển hóa lipid là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu, chiếm 30% của tất cả các trường hợp tử vong [13].Rối loạn chuyển hóa lipid được biết như là nguyên nhân gây xơ vữa động mạch, các bệnh liên quan đến tim mạch, gan nhiễm mỡ, đề

kháng insulin và các rối loạn chuyển hóa khác Tỷ lệ tăng mỡ máu cũng liên quan tới sự phát triển của bệnh béo phì và tiểu đường loại 2 [41]

Ở các nước khác trên thế giới bao gồm Châu Âu và châu Á, tỷ lệ hội chứng chuyển hóa cũng đã leo thang trong những năm gần đây [10] Theo dự đoán của Hội Tim mạch thế giới, đến năm 2017 Việt Nam sẽ có 20% dân số mắc bệnh tim mạch

và tăng huyết áp, đáng báo động là những năm gần đây bệnh lý tăng huyết áp đang trẻ hóa với rất nhiều đối tượng trong độ tuổi lao động và tỷ lệ tăng huyết áp của những người từ 25 tuổi trở lên ở Việt Nam đã là 25,1% [54]

 Rối loạn chuyển hóa lipid và bệnh xơ vữa động mạch

Như chúng ta đã biết, tăng cholesterol trong máu nguyên nhân chủ yếu của quá trình vữa xơ động mạch và dần dần làm hẹp các động mạch vành cung cấp máu cho tim và các động mạch khác cung cấp máu cho các cơ quan khác của cơ thể Đặc biệt khi cả cholesterol và triglycerid cùng gia tăng trong máu thì nguy cơ này cao hơn gấp nhiều lần và thúc đẩy nhanh hơn quá trình xơ vữa động mạch, gây ra các tổn thương tim mạch nghiêm trọng Khi động mạch vành bị hẹp sẽ làm giảm dòng máu tới nuôi cơ tim gây ra cơn đau thắt ngực, thậm chí nhồi máu cơ tim Hầu hết lượng cholesterol toàn phần trong máu tạo ra LDL-C là loại cholesterol có hại Chỉ

có một lượng nhỏ cholesterol tạo ra HDL-C là loại cholesterol có ích, có tác dụng bảo vệ chống lại bệnh xơ vữa động mạch Nguy cơ bị bệnh động mạch vành và các bệnh lý tim mạch khác càng tăng cao hơn nếu như người bệnh có các yếu tố nguy

cơ khác đi kèm như hút thuốc lá, tăng huyết áp, đái tháo đường, thói quen ít vận động và thừa cân [56]

Từ thập kỷ 30 đã có 2 nghiên cứu độc lập của Muller và Thannhause cùng Magendantz, phát hiện có mối tương quan giữa tăng cholesterol máu và xơ vữa động mạch

Các công trình của Framingham khẳng định: chứng tăng cholesterol máu là một trong những yếu tố đe dọa chính của bệnh xơ vữa động mạch Cholesterol là thành phần quan trọng nhất trong các lipid ứ đọng ở mảng vữa, có mối tương quan thuận giữa mức độ tiêu thụ mỡ bão hòa và nồng độ cholesterol máu Trong một

quần thể nhất định nếu cholesterol máu trung bình càng cao thì tần suất mắc bệnh

xơ vữa động mạch và tai biến tim mạch càng lớn [6].

Quá 60 tuổi sự già hóa của tổ chức động mạch làm cho nó trở thành bệnh lý, kém khả năng trao đổi chất, giảm tính thấm đối với các phân tử lớn, tạo điều kiện thuận lợi cho sự lắng đọng lipid trong xơ vữa động mạch

 Rối loạn chuyển hóa lipid và tai biến mạch vành

Nghiên cứu của Framingham cho thấy nếu tai biến mạch vành là một khi cholesterol máu < 2g/l, và tỉ lệ bệnh này tăng lên 2,25 đến 3,35 nếu cholesterol tăng

từ 2,4-2,5 g/l đến > 2,6 g/l

Nghiên cứu MRFIT (Multiple Risk Factor Intervention Trial) cho thấy nguy

cơ tử vong do bệnh mạch vành tăng nhẹ khi cholesterol từ 1.4 lên 2g/l, sau đó thì tăng nhanh gấp 3 lần khi cholesterol tăng 3g/l [35] Về điều trị, nghiên cứu LRC (lipid research clinics) [43] theo dõi 3.806 người trong 7-10 năm cho thấy nếu làm giảm được 1% cholesterol thì giảm được 2% nguy cơ mạch vành, nếu làm giảm được 20% LDL-c thì giảm được 40% nguy cơ đó, với cholesterol > 1,8g/l thì cứ 0,1g sẽ tăng 5% tử vong chung và 9% tử vong do tim mạch Gould và cộng sự [16] phân tích trên 35 nghiên cứu trên 77.257 bệnh nhân được theo dõi trong 2-12 năm thấy cứ giảm 10% cholesterol thì giảm 13% tử vong do bệnh mạch vành và giảm 10% tử vong chung

Cho đến này, người ta đã xác định tăng cholesterol, tăng triglycerid, giảm lipoprotein-cholesterol tỷ trọng cao (HDL, cholesterol tốt), tăng lipoprotein (a) đều

là những yếu tố nguy cơ độc lập, quan trọng của bệnh xơ vữa động mạch và cũng

đã khẳng định lợi ích của việc điều trị chứng rối loạn lipid máu

1.2 CÁC HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG PHÒNG NGỪA VÀ ĐIỀU TRỊ RỐI LOẠN CHUYỂN HÓA LIPID

Bình thường lipid là một trong những chất rất cần thiết đối với sự sống con người Tuy nhiên, sự rối loạn tăng lipid máu xuất hiện, dù chưa có biểu hiện lâm sàng thì vẫn không được phép bỏ qua vì đó là nguy cơ tiềm ẩn của các bệnh liên quan đến tim mạch, có thể dẫn đến những tai biến nguy hiểm Mục tiêu phòng ngừa

và điều trị là điều chỉnh các chỉ số lipid máu và giảm số phân tử LDL oxi hóa, giảm

sự xâm nhập của lipid vào các mảng xơ vữa, hạn chế sự tiến triển của các mảng xơ vữa động mạch và từ đó giảm các nguy cơ của tai biến mạch máu phức tạp của nó Phòng và điều trị rối loạn chuyển hóa lipid có thể bằng:

1.2.1 Điều chỉnh chế độ ăn uống khẻo mạnh, hợp lý

Chất đầu tiên cần giảm trong thực đơn chính là chất béo (lipid) Chất béo chỉ nên chiếm 15-20% tổng năng lượng ăn vào hàng ngày Các loại chất béo no như mỡ heo, bò, gà, mỡ trong nước luộc thịt, phô mai, dầu dừa…có thể phải loại bỏ hẳn Nên dùng dầu lạc, dầu ô liu, dầu đậu nành thay cho mỡ

Giảm lượng cholesterol trong thức ăn mỗi ngày bằng cách không ăn thực phẩm có nhiều chất này như óc, lòng, tim, gan, thận, trứng, tôm, lươn… Lượng cholesterol nếu có thì không được quá 300 mg/ngày [51]

Cần tăng lượng đạm (protein) ít béo, cân đối giữa đạm động vật và thực vật Lượng đạm nên chiếm khoảng 15-20% [51] tổng năng lượng ăn vào hằng ngày, bao gồm cả đạm thực vật và động vật Giảm đạm có nhiều mỡ như thịt có nửa nạc nửa

mỡ Nên dùng cá 3-5 lần/tuần, các loại đậu, sản phẩm từ đậu tương, đạm ít béo như thịt bò nạc, thịt gà nạc bỏ da

Để tránh rối loạn mỡ máu, chất bột (chiếm 60-70% tổng năng lượng ăn vào trong ngày) cũng nên được cân chỉnh Nên tăng cường tiêu thụ rau xanh (500g/ngày), quả chín 100-300g/ngày Nên sử dụng các loại ngũ cốc không xay quá trắng, tốt nhất là dùng gạo lức và nên kết hợp với khoai củ Hạn chế dùng đường hoặc mật và nếu dùng thì tối đa là 20g/ngày [51]

1.2.2 Bỏ thói quen có hại như hút thuốc lá, uống bia rượu…

Thuốc lá là yếu tố góp phần làm thúc đẩy quá trình xơ vữa động mạch và làm tăng cholesterol gây hại và tăng triglycerid [51] Đây là sản phẩm chuyển hoá lipid của cơ thể và phản ánh thực trạng rối loạn chuyển hoá lipid Bình thường các chất này có tồn tại trong máu nhưng thuốc lá sẽ làm chúng tăng cao và điều này chứng tỏ bạn có dấu hiệu rối loạn chuyển hoá

1.2.3 Chế độ luyện tập đều đặn

Chế độ tập luyện đều đặn đóng vai trò quan trọng trong việc khống chế tốt lipid máu của bạn Tập luyện giúp bạn “đốt” bớt mỡ dư thừa trong cơ thể, giảm cân hiệu quả, tăng khả năng đề kháng của cơ thể và còn gián tiếp thông qua việc điều chỉnh được các nguy cơ khác đi kèm như ổn định huyết áp, giảm nguy cơ đái tháo đường và tăng hoạt tính insulin [55]

Tập thể dục thể thao nhịp nhàng dưới hình thức đi bộ, chạy bộ, đạp xe đạp ở mức độ không gắng sức Nên tập đủ thời gian và thường xuyên, mỗi lần tập 30-45 phút, ít nhất 3-5 lần trong tuần Duy trì và phát triển vận động, cố gắng xây dựng thời khóa biểu tập thể dụng và xem đó như một thú vui [51]

Vì vậy, mỗi người ở tuổi trưởng thành nên thường xuyên kiểm tra sức khỏe để

có thể phát hiện sớm nếu có dấu hiệu rối loạn chuyển hóa lipid để kịp thời điều trị

1.2.4 Điều trị hội chứng tăng lipid máu bằng thuốc

Trên cơ sở hiểu biết về lipid và chuyển hóa lipid, người ta đã tìm ra nhiều loại thuốc để điều trị rối loạn chuyển hóa lipid Cholesterol và TG là 2 thành phần phổ biến bị rối loạn trong hội chứng tăng lipid máu, nên xu hướng hiện nay là tìm các thuốc có tác dụng giảm 2 thành phần này Trên thị trường có rất nhiều loại thuốc để điều trị rối loạn chuyển hóa lipid Dưới đây là 4 nhóm thuốc chính:

Bảng 1.2: Các nhóm thuốc điều trị rối loạn chuyển hóa lipid [50]

Nhóm thuốc Cơ chế tác dụng Tác dụng chuyển

↑đào thải LDL qua thụ thể LDL

→↑ ↓↓↓ ↑

Nhóm axit

nicotinic:

Niacin,

Niaspan

Ức chế thủy phân mô mỡ và

↓dòng axit béo tự do vào gan

↓ tổng hợp VLDL và LDL,

↑hoạt tính thụ thể LDL

↑đào thải LDL qua thụ thể LDL

↓ ↓↓↓↓ ↑

Chú thích: ↑: tăng; ↓: gi ảm

Các thuốc tổng hợp hóa học hiện nay, tuy có tác dụng điều trị tốt song cũng còn có nhiều tác dụng phụ, vì thế những thuốc có nguồn gốc thực vật, ít độc hại có tác dụng chống và giảm rối loạn chuyển hóa lipid ngày càng được quan tâm

1.3 PEROXISOMEPROLIFERATOR-ACTIVATED RECEPTORS (PPARs) VÀ VAI TRÒ CỦA CHÚNG TRONG PHÒNG NGỪA VÀ ĐIỀU TRỊ RỐI LOẠN CHUYỂN HÓA

1.3.1 Khái niệm về PPARs

PPAR là một receptor thuộc về họ các receptor hormon nội bào, được phát hiện lần đầu tiên ở tế bào gan chuột vào năm 1990 bởi Issemann và Green

Theo cách phân loại của Jiang và cộng sự (1995), PPAR thuộc về nhóm II của các receptor dành cho hormon không phải steroid, chẳng hạn các receptor dành cho vitamin D và một số receptor orphenlin Đây là những receptor nội bào tham gia vào quá trình phiên mã và được coi là các yếu tố phiên mã (transcription factor) Chúng được gắn vào vùng chức năng trên ADN ở vị trí được xác định theo kiểu lặp lại trực tiếp (DR) có trình tự nửa chuỗi là 5’ AGGGTCA 3’ Như vậy receptor này

có thể coi là bao gồm chủ yếu hai trung tâm liên kết, một trung tâm liên kết với ligand và một trung tâm liên kết với một vị trí của ADN liên quan đến quá trình phiên mã

Thực tế gen mã hoá cho PPARs thuộc về họ multigen, tức là PPAR tồn tại nhiều dạng isoform khác nhau, mỗi isoform được mã hoá bởi một gen riêng biệt Có

3 isoform khác nhau của PPAR được xác định ở người và chuột gồm PPARα, PPARβ/δ và PPARγ[28]trong đó PPARγ còn được phân biệt thành γ1 và γ2 [9].

1.3.2 Cấu tạo phân tử PPAR

Cấu trúc PPARs có chứa 4 vùng domain chức năng chính A/B, C, D và E/F [11](Hình 1.1) Trong đó:

N C

AF-1 DBD LBD /AF-2

Hình 1.1: Sơ đồ cấu tạo chung của PPAR

• Vùng A/B định cư ở đầu tận cùng N của chuỗi polypeptid Đây chính là vùng đảm nhận chức năng hoạt hoá receptor trong một số tế bào mà không phụ thuộc vào ligand, được ký hiệu là vùng hoạt hoá 1 (activation function 1 – AF1)

E/F

D

C A/B

• Vùng tận cùng C đóng vai trò liên kết với ADN ở vị trí đặc hiệu hay yếu tố đáp ứng trên phân tử ADN được gọi là PPRE (Peroxisom proliferator responsive elelement) Đây là vùng có tỉ lệ đồng nhất cao nhất giữa các isoform của PPAR về trình tự chuỗi peptid Cũng giống như receptor nội bào khác, vùng C của PPAR cũng có hai “ngón tay kẽm” Những “ngón tay kẽm” này giúp cho receptor gắn được vào ADN ở vị trí đặc hiệu PPRE Vùng PPRE này được cấu tạo bởi hai nửa theo kiểu nhắc lại trực tiếp cách một nucleotid (DR1) hoặc hai nucleotid (DR2) Vùng C, ngoài chức năng liên kết với ADN còn có vai trò trong việc tạo dimer của PPAR với “đối tác” RXR cũng như trong việc liên kết với các yếu tố điều hòa phiên

mã khác như coactivator hoặc corepressor

• Vùng D là vùng rất hay thay đổi giữa các isoform Vùng này không tham gia vào hoạt động chức năng của receptor mà chỉ có ý nghĩa như một vùng “khớp nối”

• Vùng E hay còn gọi là vùng liên kết ligand LBD (ligand binding domain) đảm nhận chức năng gắn ligand vào PPAR để chuyển PPAR sang dạng hoạt động, sẵn sàng để gắn vào PPRE của ADN

• Đầu C tận cùng chính là vùng hoạt hoá phụ thuộc vào ligand Trên sơ đồ cấu tạo vùng này được ký hiệu bằng F hoặc AF - 2 (vùng hoạt hoá 2 – activation function 2’)

1.3.3 Các gen mã hóa cho PPAR

Như đã trình bày ở trên, PPAR thuộc về họ multigen Trình tự của các gen PPAR cũng như vị trí của chúng đã được xác định Qua những nghiên cứu về trình

tự nucleotid của gen và trình tự chuỗi acid amin của protein cho thấy ở cả người và chuột, gen PPAR đều có sáu exon trong vùng dịch mã, được phân bố như sau: một exon cho đầu N tận cùng A/B, hai exon cho vùng DBD mỗi một exon tương ứng với một “ngón tay kẽm”, một exon cho vùng bản lề D và hai exon cho vùng LBD

Ở người, gen PPARα (hPPARα) được định cư trên nhiễm sắc thể số 22 trong vùng 22q12-q13.1 [40] mã hoá cho protein 468 axit amin Gen hPPARδ nằm ở

nhiễm sắc thể số 6 trong vùng 6p21.1-p21.2 [46] mã hoá cho một protein 361 axit amin (δ1) và protein 441 axit amin (δ2)

Gen hPPARγ ở nhiều nhiễm sắc thể số 3 vùng 3425 [17] Biểu thị của gen hPPARγ có điểm khác biệt rất lơn so với hai isoform PPAR còn lại Gen hPPARγ chịu sự chỉ huy của ba promoter khác nhau do đó cho ra sản phẩm là ba mARN khác nhau nhưng từ các mARN này sau khi dịch mã chỉ cho ra hai protein có 477 axit amin (PPARγ1) và 505 axit amin (PPARγ2) PPARγ1 có tám exon, trong đó hai exon A1 và A1 là hai exon đặc trưng cho γ1 và không được dịch thành protein,

6 exon còn lại là 6 exon chung cho cả 3 mARN PPARγ2 có bảy exon, trong đó exon thứ nhất (exon B) gồm một phần không dịch mã và một phần mã hoá cho đoạn peptid đầu N tận cùng đặc hiệu của γ2, 6 exon còn lại là 6 exon chung

Các gen PPAR có sự biểu hiện đặc hiệu ở các mô khác nhau Gen PPARα biểu hiện chủ yếu ở các mô có khả năng oxi hoá axit béo mạnh như: gan, cơ tim, vỏ thận,

cơ xương PPARγ biểu hiện chủ yếu ở mô mỡ trắng và nâu (hai mô dự trữ mỡ lớn nhất), ở tế bào của hệ miễn dịch (monocyte, macrophage), tế bào thành ruột và nhau thai, nhưng không biểu hiện ở cơ xương PPARδ được thấy biểu hiện khắp nơi, thường ở mức độ cao hơn so với hai isoform kia

68%

83%

1.3.4 Vùng chức năng điều hoà trên ADN

PPRE (peroxisome prolierator responsive element) là một đoạn ADN nhỏ, có

sự sắp xếp đặc biệt về trình tự các nucleotid, nằm phía trước điểm khởi đầu phiên

mã của gen, đóng vai trò tiếp nhận và cho phép PPAR gắn vào [2]

PPRE được xác định lần đầu tiên nhờ vào chuỗi oligonucleotid tổng hợp và được mô tả bằng kiểu lặp lại trực tiếp với chuỗi AGGCTA-N-AGGTA (DR1) PPRE tự nhiên được phát hiện khi phân tích promoter của gen acyl-CoA oxydase với trình tự chuỗi AGGCTAAAGGCTA Sau đó, một loạt PPRE tự nhiên khác được tìm thấy trong các gen chịu sự hoạt hoá của các chất kích thích peroxisome PPRE luôn định cư phía trước điểm bắt đầu phiên mã, rất thay đổi giữa các gen với nhau

So sánh giữa các trình tự chuỗi nucleotid thực tế của các PPRE tự nhiên đã được xác định, người ta nhận thấy rằng trình tự của những PPRE này không hoàn

toàn giống với DR1 đã được xác định in vitro Thực tế các PPRE tự nhiên là các

đoạn lặp lại giả trực tiếp “pseudodirect repeat” Thậm chí nhiều PPRE còn khác biệt đến mức khó nhận ra đó là một “pseudodirect repeat”, ví dụ như PPRE trong gen

mã hoá cho enzym malic với chuỗi AGGCTAAAGGCTA

Một số ý kiến cho rằng sở dĩ các PPRE có cấu tạo không hoàn toàn tuân theo DR1 là do áp lực của phức hợp PPAR-RXR với PPRE còn được quyết định bởi các nucleotid bên cạnh “vùng lõi-core” DR nhất là các nucleotid về phía đầu 5’ của chuỗi ADN so với DR

Bảng 1.3 Trình tự của PPRE ở một số gen chịu sự tác động của PPAR

AGGTAG A AGGTCA AGGTCA C TGGTCA

Apolipoprotein C – II TGGTCA A AGGTCA

Adipocyte lipid – binding protein GGATCA G AGTTCA

AGGGCA A AGTTGA

3 – hydroxy – 3 – methylglutaryl - GGGCCA A AGGTCT

CoA synthetase mitochondrie

1.3.5 Tương tác của PPAR với các protein điều hoà khác

Thực tế một mình PPAR đơn độc không thể gắn vào PPRE Giống như các receptor thyroid acid Retinoic (RAR) và receptor Vitamin D (TR), receptor PPAR phải được kết hợp với receptor RXR (receptor của 9 cis-retinoic acid) dưới dạng heterodimere trước khi gắn vào PPRE Phức hợp heterodimere giữa RXR với một receptor khác khi gắn vào vùng chức năng sẽ tạo cho mỗi receptor chiếm một nửa của cấu phức hợp RAR-RXR,TR-RXR hoặc VDR-RXR khi gắn vào vùng chức năng thì RXR chiếm lĩnh vị trí thuộc về đầu 3’,còn receptor (RAR,TR,VDR) chiếm lĩnh nửa về phía đầu 5’ của DR Ngược lại, phức hợp PRAR-RXR hoặc khi VDR-RXR gắn vào PPRE thì PPAR chiếm lĩnh phần thuộc về đầu 3’, còn RXR chiếm lĩnh phần thuộc về đầu 5’

Do vai trò “đối tác” cho nhiều receptor nội bào khác nhau nên RXR xuất hiện khả năng tương tác qua lại (cross-talk) về hoạt động với các receptor Chẳng hạn

như sự cạnh tranh để gắn vào vùng chức năng, bị hoạt hoá bởi ligand của RXR Thêm nữa “cross-talk” giữa PPAR với các receptor nội bào khác còn được thể hiện qua các chất đồng kìm hãm (corepressor) hoặc đồng hoạt hoá (coactivator) dùng chung Cũng giống như hầu hết các receptor nội bào, hoạt động của PPAR được kiểm soát bởi các yếu tố điều hoà đã được biết đến kiểu 2 nhóm là các coactivator, corepressor Coactivator và corepressor có vai trò như một cầu nối protein giữa receptor với bộ máy phiên mã tương ứng nhằm làm tăng hoặc giảm tốc độ phiên

mã Một loạt các protein gắn vào PPAR đã được phân lập và thấy rằng chúng làm tăng hoạt động của gen thông báo (reporter gene) trung gian qua PPAR Những coactivator này gồm: p300/CBP [12] Vai trò của SRC-1 đối với hoạt động của

PPARα đã được chứng minh in vivo bằng cách sử dụng chuột knock-out Khi gen

đã mã hoá cho SRC-1 ở chuột bị bất hoạt thì những gen chịu sự tác động của các receptor đồng vận PPARα ở gan của chuột đó không còn bị kích thích bởi các ligand này nữa [39]

Liên quan tới corepressor của PPAR, có hai corepressor đã được xác định đó

là N-COR hoặc RIP13 và SMRT hoặc TRAC [48]

Vùng điều khiển ở gen đích của PPAR ở trạng thái không hoạt động

PPAR định cư trong nhân dưới dạng heterodimere không hoạt động với RXR được gắn với corepressor

Khi ligand gắn vào PPAR, corepressor được tách ra tạo thành phức hệ PPAR-RXR) gắn tiếp vào PPRE Tương tác này làm thay đổi cấu trúc chất nhiễm sắc ở vùng promoter của gen, làm Histon H1 tách ra

Phức đồng hoạt hoá (p300/CBP, SRC…) và acetyltransferase được đưa tới và gắn vào ADN tại vị trí PPRE Tương tác này giúp acetyl hoá các Histone còn lại Promoter của gen lúc này chuyển thành dạng hoạt động để đón nhận yếu tố phiên

mã

Yếu tố điều hoà phiên mã như Spl, TBP, TFIIX và ARN polymerase II gắn vào promoter giúp phiên mã bắt đầu

9-cis retinoic acid

Ligands

PPAR

Hình 1.3: Tương tác của PPAR

1.3.6 Vai trò của PPAR trong phòng ngừa và điều trị rối loạn chuyển hóa lipid

1.3.6.1 Vai trò c ủa PPARα đối với chuyển hóa lipid

PPARα chủ yếu được thể hiện ở các mô, đặc trưng bởi tỷ lệ axit béo dị hóa cao như ở gan, thận, tim, cơ và nó là isoform PPAR dồi dào nhất thể hiện trong các

tế bào nội mô của con người [27]

PPARα được thể hiện qua việc tác động lên: (1) hấp thu axit béo và vận chuyển lipoprotein, (2) oxi hóa axit béo, (3) chuyển hóa cholesterol [48] Ở ruột, axit béo hoặc thức ăn giàu fibrate (những ligand của PPARα) cảm ứng biểu thị các protein gắn axit béo như các protein liên kết axit béo (I-FABP hoặc L-FABP) Như vậy, PPARα kiểm soát sự hấp thuaxit béo vào mạch bạch huyết trước đây đã được giả thiết nhưng gần đây người ta mới phát hiện ra rằng có thể là PPARα đã liên kết với ligand thực sự của L-FABP ở ruột Ở gan, khi PPARα được hoạt hóa sẽ cảm ứng biểu thị các protein vận chuyển axit béo và acyl-CoA synthase mạch dài [34] Một số enzym chìa khóa trong quá trình β-oxi hóa ở peroxisom như acyl-CoA oxidase cũng là đích trực tiếp của PPARα β-oxi hóa ở peroxisom không trực tiếp cung cấp năng lượng nhưng nó có tác dụng cắt ngắn các axit béo mạch dài để sau

đó chúng đi vào β-oxi hóa ở ty thể Liên quan đến β-oxi hóa ở ty thể, carnitine palmitoyl transferase I, một enzym đóng vai trò kiểm soát tốc độ của con đường cũng là đích trực tiếp của PPARα Acyl-CoA dehydrogenase, một enzym mấu chốt

PPRE

trong β-oxi hóa ở ty thể và hydroxymethyl glutaryl-CoA synthase, enzym cần thiết

để tổng hợp cetonic cũng được kích thích biểu thị khi PPARα được hoạt hóa

Tác dụng kích thích của PPARα tạo biểu hiện hoạt tính của gen pyruvate dehydrogenase kinase 4 (PDK 4) đã được ghi nhận ở cơ xương chuột và người PDK4 là một kinase đóng vai trò phosphoryl hóa và bất hoạt pyruvate dehydrogenase Vai trò sinh học của pyruvate dehydrogenase là enzym chuyển hóa pyruvate acetyl CoA, chuyển tiếp oxi hóa hiếu khí glucose ở chu trình tricarbocylic (chu trình Krebs) Khi enzym này bị bất hoạt ở cơ xương thì carbon của glucose từ quá trình oxi hóa sẽ được tổng hợp thành lactat, cuối cùng carbon glucose có thể được dự trữ bằng cách tân tạo glucose ở gan

Để chứng minh vai trò của PPAR ở mức độ phân tử, người ta đã tạo ra “dòng chuột knock-out” với PPARα Bằng kỹ thuật này, người ta khẳng định rằng một loạt các enzym cần thiết cho quá trình hoạt hóa axit béo ở gan, quá trình oxi hóa ở peroxisom và ở ty thể (mitochondrie) thực sự là các đích tác dụng của PPARα Kỹ thuật knock-out còn cho phép hiểu biết về chức năng của PPARα đối với chuyển hóa lipid ở tim Khi chuột bị bất hoạt gen PPARα, khả năng oxi hóa axit béo giảm

đi và ít nhất 7 enzym chuyển hóa axit béo ở ty thể biểu thị ở mức thấp hơn so với bình thường Hơn nữa những chuột này bị tổn thương cơ tim và xơ hóa mạch Tóm lại, PPARα đóng vai trò chìa khóa cho thoái hóa lipid do tác động lên các gen mã hóa cho các enzym cần thiết để thoái hóa lipid

1.3.6.2 Vai trò c ủa PPARγ đối với chuyển hóa lipid

PPARγ có ít nhất 2 promoters và kết quả là có 2 dạng γ1 và γ2 Dạng γ1 được thể hiện ở tuyến tụy, lá lách, ruột và mô mỡ trắng [44], trong khi, dạng γ2được ưu tiên thể hiện trong mỡ màu trắng và nâu và được thể hiện nhiều nhất trong các tế bào chất béo, đóng vai trò then chốt trong việc vận chuyển axit béo tự do và lưu trữ lipid [45].

Mặc dù vai trò của PPARγ chưa rõ ràng như PPARα nhưng PPARγ thực sự cũng có tác động lên chuyển hóa lipid Thực vậy, PPARγ được thấy liên kết vào vùng hoạt hóa tăng cường (enhancer) của gen AP2 (apolipoprotein2), gen mã hóa cho protein liên kết axit béo đặc hiệu ở mô mỡ Hơn nữa gen PEPCK (phosphoenol

được cảm ứng khi mà PPARγ được hoạt hóa bằng các ligand tổng hợp Đối với gen PEPCK người ta còn nhận thấy vùng PPRE trong promoter của gen chỉ hoạt động ở

tế bào mô mỡ mà không hoạt động ở tế bào gan Tontonoz và cộng sự cũng chỉ ra rằng sự biểu thị PPARγ có khả năng thúc đẩy quá trình biệt hóa nguyên bào sợi fibroblast thành tế bào mô mỡ trưởng thành Sự kích thích đặc biệt PPARγ làm tăng cường quá trình biệt hóa tế bào mô mỡ non thành tế bào trưởng thành trong vài ngày ở chuột, cũng như biệt hóa tế bào mô mỡ người nuôi cấy Tác dụng kích thích biệt hóa này không xuất hiện với những ligand đặc hiệu của PPARα Tác dụng kích thích biệt hóa tế bào của PPARγ làm tăng số lượng tế bào mô mỡ trưởng thành và như vậy làm tăng khả năng dự trữ mỡ

Quá trình dự trữ mỡ ở tế bào mô mỡ được kích thích bởi PPARγ có thể hình dung thành các giai đoạn như sau: (1) Giải phóng axit béo từ triglycerid trong hợp phần của lipoprotein bằng cách hoạt hóa lipoprotein lipase (2) Vận chuyểnaxit béo vào trong nội bào nhờ AP2 (3) Hoạt hóa axit béo bởi acyl-CoA synthase (4) Ester hóa axit béo bằng cách kích hoạt PEPCK

Như vậy, khác với PPARα, PPARγ có vai trò đối với chuyển hóa lipid ở giai đoạn dự trữ axit béo ở mô mỡ vì nó làm tăng cả hai quá trình: vận chuyển axit béo đến tế bào mô mỡ và chuyển axit béo thành dạng ester để dự trữ

1.4 TẢO LỤC CODIUM FRAGILE VÀ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA CODIUM FRAGILE

1.4.1 Vị trí phân loại

Theo tài liệu phân loại của H.C.Bold, M.J.Wynne (Introduction to Algae,

Prentice Hall Inc., 1985) thì Codium fragile có vị trí phân loại như sau:

Giới: Plantae Ngành: Chlorophyta

Chi tảo Codium là m

tả trong chi tảo biển này Trong

biến và rộng rãi nhất về

màu dao động từ xanh trung bìn

đặc trưng của nó chủ yế

Hình 1.4: Tảo Codium fragile

là một chi tảo biển đa dạng nhất, có khoảng 100 loài

n này Trong đó, Codium fragile (Suringar) Hariot là loài ph mặt hình thái học trong chi Codium.Codium

xanh trung bình đến màu xanh đậm đến màu xanh

ếu là do sự hiện diện của chất diệp lục a và b, thân cây có

40 cm, gồm nhiều nhánh hình trụ phân đoạn liên tục có

n vào bề mặt cứng như đá, gạch vụn, vỏ và thân tàu trong khu

n tại trong một phạm vi rộng của nhiệt độ và nhiên nó phân bố rộng rãi Chúng phân bố chủ yếu ở vùng b

C fragile có chứa nhiều thành phần hóa học khác nhau như là protein, cacbonhydratre, axit amin, axit béo, tocol và carotenoid Các kết quả phân tích của Ortiz và cộng sự (2008) [38]cho thấy C fragile có hàm lượng protein và

carbonhydrate cao chiếm tương ứng 10,8% và 66,8% Bên cạnh đó, hàm lượng axit

amin cần thiết trong loài C fragile cũng ở mức độ cao, chiếm 49,65% hàm lượng

protein Hàm lượng các axit amin dao động từ 0,5-1417,7 mg/100 g sinh khối khô, trong đó, hàm lượng của các axit cần thiết như valine, axit glutamic và methionine đạt tương ứng 1417,7; 1088,8 và 946,7 mg/100g sinh khối khô Trong nghiên cứu

của Ortiz và cộng sự (2009) [37] đã xác định được 19 axit béo trong loài C fragile,

trong đó linolenic là thành phần axit béo chính (24,6% tổng số axit béo) tiếp đó các axit oleic, linoleic, palmatic và stearic Hơn nữa, một số nhóm caroteinoid, δ- và α-

tocopherol cũng được xác định trong loài C fragle với hàm lượng tương ứng là

197,9 mg/g sinh khối khô; 677,8 và 453,5 mg /g lipid [15].

1.4.5 Tác dụng sinh học của C fragile

Cho đến nay, đã có nhiều nghiên cứu ở nước ngoài về tác dụng của tảo lục C

fragile đã được công bố như là kháng viêm, chống phù nề, kháng khuẩn, kháng

virut, chống đông máu và ung thư [23], [22], [8],[24], [36] Bên cạnh đó, C fragile

cũng được sử dụng trong cho các sản phẩm chăm sóc da và chống lão hóa[54] Theo Lee và cộng sự năm 2013 thông báo dịch chiết buthanol, ethylacetate

và clerosterol được tách từ C fragile có tác dụng bảo vệ da khỏi tác hại viêm và oxi

hóa của tia UV trên cả mô hình tế bào và động vật thực nghiệm [8] Kết quả nghiên

cứu của Kimiya và cộng sự (2008) cho thấy dịch chiết methanol của tảo lục C

bào RBL-2H3 và chuột thực nghiệm [25] Khi sàng lọc các chất có hoạt tính kháng khuẩn Ibtissam và cộng sự (2009) cũng phát hiện thấy dịch chiết methanol từ tảo

lục C fragile cũng có tác dụng kháng khuẩn đáng kể đối với Staphylococcus aureus

[19] Bên cạnh đó, Hoàng Minh Hiền và cộng sự (2014) [3] cũng thông báo rằng

dịch chiết cồn của loài tảo lục C fragile có tác dụng giảm lipid khi nghiên cứu trên

mô tế bào Tuy nhiên, chưa có một công bố nào liên quan đến cơ chế phân tử trong

giảm rối loạn chuyển hóa lipid của tảo biển C fragile Chính vì vậy, trong khuôn