sàng lọc hoạt tính chống oxi hóa của một số cây thuốc việt nam

Các gốc tự do được tạo ra trong cơ thể để chống lại các loại virút và vi khuẩn gây bệnh, tuy nhiên khi ở hàm lượng cao các gốc tự do này phản ứng với những đại phân tử như protein, lipid

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

SÀNG LỌC HOẠT TÍNH CHỐNG OXI HÓA CỦA MỘT SỐ CÂY THUỐC VIỆT NAM

MÃ SỐ: T2010 - 71

S 0 9

S 0 0

S KC 0 0 3 0 7 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & THỰC PHẨM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & THỰC PHẨM

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

SÀNG LỌC HOẠT TÍNH CHỐNG OXI HÓA

CỦA MỘT SỐ CÂY THUỐC VIỆT NAM

Mã số: T2010- 71

Chủ nhiệm đề tài: Phan Thị Anh Đào

Thành viên đề tài: Nguyễn Thị Bạch Lê

HCM, 12/2010

TT Họ và tên Đơn vị công tác và

lĩnh vực chuyên môn Nội dung nghiên cứu được giao

trình peroxyd hóa lipid (TBA test)

Nguyễn Ngọc Tiên

Xin chân thành cảm ơn!

Chủ nhiệm đề tài: Phan Thị Anh Đào

Danh sách những thành viên tham gia nghiên cứu đề tài và đơn vị phối hợp chính

1.1.5 Các nguồn phát sinh gốc tự do trong cơ thể 9

1.1.6 Vai trò của gốc tự do trong cơ thể 13

1.3.2 Phương pháp thử hoạt tính ức chế quá trình peroxyd hóa lpid (TBA test) 23

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Hóa chất, dụng cụ, thiết bị 24

2.1.1 Hóa chất 24 2.1.2 Dụng cụ 24 2.1.3 Thiết bị 24

2.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu 25

2.3 Nghiên cứu hoạt tính chống oxi hóa 27

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32

3.1 Kết quả 32

[1] Donald Armstrong Oxidants and antioxidants, Ultrastructure and Molecular Biology

Protocols Volume 196, (2002)

[2] Pramote Mahakunakorn Study on the antioxidant and free radical – scavenging

activities of a traditional Kampo medicine, Choto – san, and its related constituents

Luận án tiến sĩ (2003)

[3] Evgeny T Denisov, Igor B Afanas’ev Oxidation and antioxidant in Organic

chemistry and Biology Taylor and Francis (2005): 835-884

[4] Leo M A Heunks, P N Richard Dekhuijzen Respiratory muscle function and free

radicals from cell to COPD Thorax (8/2000), 55: 704-716

[5] Wulf Dröge Free radicals in physiological control of cell function Physical Review

(2002): 47-95

[6] Resat Apak, Kubilay Güçlü, Mustafa Özyürek, Burcu Bektasog˘lu, and Mustafa

Bener, Cupric Ion Reducing Antioxidant Capacity Assay for Food antioxidants:

Vitamins, Polyphenolics, and Flavonoids in Food Extracts, Advanced protocols in oxidative Stress 1, Methods in Molecular Biology, vol 477, 2009

[7] Mensor L L, Menezes F S, Leitao G G, Reis A S, dos Santos T C, Coube C S and

Leitao S GS, Sreening of Brazilian plant extracts for antioxidant activity by the use of

DPPH free radical method, 127- 130, Phytother Res., Vol 15, 2001

[8] Eva sodergren, Lipid Peroxidation in vivo, Tryck &Medier, Uppsala, Sweden, 2000 [9] Đỗ Tất Lợi, Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam, NXB Y học, 2009

[10] Võ Văn Chi, Cây thuốc An Giang, Ủy ban Khoa Học Kỹ thuật An Giang, 1991

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Hình 1.1 Các nguồn nội sinh tạo gốc tự do trong cơ thể 12

Bảng 1.1 Ảnh hưởng của sự stress oxy hóa lên các phân tử trong cơ thể 14

Hình 1.2 Chức năng của ROS trong phản ứng miễn dịch của cơ thể 16

Sơ đồ 2.3 Quy trình thử TBA trên não chuột 30

Bảng 3.2 Hoạt tính ức chế gốc tự do DPPH• của chất đối chứng dương

Trolox ở nồng độ µM và nồng độ quy đổi µg/ml

33

Bảng 3.3 Hoạt tính ức chế gốc tự do DPPH trên 31 mẫu dược liệu 33

Bảng 3.5 Kết quả thử TBA của hai mẫu cao Lá Liễu và Huyết Rồng 34

Hình 3.1 So sánh hoạt tính ức chế gốc tự do DPPH của Trolox và 21

mẫu có họat tính

35

DNA Deoxyribonucleic acid

DPPH 1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl

MDA Malonyldialdehyde

ROS Reactive oxygen species (các dạng hoạt động của oxygen)

ĐH SPKT TP HCM

Đơn vị: Khoa CN HH & TP

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1 Thông tin chung:

- Tên đề tài: Sàng lọc hoạt tính chống oxi hóa của một số cây thuốc Việt Nam

- Mã số: T2010-71

- Chủ nhiệm: Phan Thị Anh Đào

- Cơ quan chủ trì: ĐH Sư phạm Kỹ thuật HCM

- Thời gian thực hiện: 8/2010-2/2011

4 Kết quả nghiên cứu:

Chúng tôi tiến hành nghiên cứu hoạt tính chống oxi hóa của 31 mẫu cao MeOH trích từ

31 cây thuốc An Giang bằng phương pháp ức chế gốc tự do DPPH 31 mẫu cao đều có hoạt tính ức chế gốc tự do DPPHtại các nồng độ 100 µg/ml, 50 µg/ml, 25 µg/ml và 10 µg/ml Trong đó, 21 mẫu có phần trăm ức chế lớn hơn 50% tại nồng độ 100 µg/ml, 10 mẫu có phần trăm ức chế lớn hơn 50% tại nồng độ 50 µg/ml và 5 mẫu có phần trăm ức chế lớn hơn 50% tại nồng độ 25 µg/ml Hai mẫu cao Lá Liễu và Huyết Rồng có hoạt tính mạnh được thử tại các nồng độ 1, 2, 5 và 10 µg/ml Giá trị IC50 lần lượt của hai mẫu

này là 5.21 µg/ml và 6.32 µg/ml Hai mẫu này được đánh giá khả năng ức chế quá trình peroxyd hóa lipid bằng phương pháp thử TBA tại các nồng độ mẫu từ 10− 2000 µg/ml Giá trị IC50 được tìm thấy theo thứ tự: Lá Liễu (73.37 µg/ml) > Huyết Rồng (158.69 µg/ml)

5 Sản phẩm:

- Bảng kết quả phần trăm ức chế gốc tự do DPPH của 31 mẫu cao trích từ 31 cây thuốc

- Bảng kết quả tử hoạt tính ức chế quá trình peroxyl hóa lipid của hai mẫu cao trích từ cây Huyết Rồng và Lá Liễu

6 Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng:

- Lựa chọn được hai cây thuốc có hoạt tính mạnh cho các nghiên cứu cô lập chất vê sau

INFORMATION ON RESEARCH RESULTS

1 General information:

Project title: The Screening of antioxidant activity of Vietnamese medicinal plants Code number: T2010- 71

Coordinator: Phan Thi Anh Dao

Implementing institution: University of Technical Education Ho Chi Minh City

Duration: from 08/2010 to 02/2011

2 Objective(s):

- Screening of antioxidant activity of 31 An Giang medicinal plants using different antioxidant tests including DPPH free radical scavenging and lipid peroxidation inhibition (TBA test)

- Evaluation of the results to choose plants which for further investigation on these medicinal plant species to isolate active constituents and drug development

3 Creativeness and innovativeness:

- This is first report in the Vietnamese about the screening of antioxidant activity of 31

An Giang medicinal plants using different antioxidant tests including DPPH free radical scavenging and lipid peroxidation inhibition

4 Research results:

- We carried out studying for antioxidant activity of 31 extracts prepared from 31

medicinal plants from An Giang province by the DPPH radical scavenging test 31 extracts displayed activity at 100 µg/ml, 50 µg/ml, 25 µg/ml, and 10 µg/ml Of the extracts assayed, 21 extracts showed an inhibition rate greater than 50% at 100 µg/ml; 10 extracts had over 50% inhibition at 50 µg/ml; and 5 extracts showed greater than 50%

inhibition at 25 µg/ml Stholobus parviflorus (Roxb.), Excoecaria cochinchinensis Lour showed

strong activity tested at smaller concentrations of 1, 2, 5, and 10 µg/ml IC50 values of these extracts were 5.21 µg/ml and 6.32 µg/ml, respectively Two extracts which were estimated lipid peroxidation inhibition by thiobarbituric acid assay displayed activity at various concentrations from 10− 2000 µg/ml The IC50 values were found to be in the

order: Excoecaria cochinchinensis (73.37 µg/ml) > Spatholobus parviflorus (158.69

µg/ml)

5 Products:

- The results about DPPH Inhibitory Activity of 31 extracts prepared from An Giang Medicinal Plants

- The result about Antioxidant activity of 2 extracts of E cochinchinensis and S

parviflorus using TBA assay

6 Effects, transfer alternatives of reserach results and applicability:

- The results indicated 2 plants which for further investigation on these medicinal plant species to isolate active constituents and drug development

MỞ ĐẦU

Oxygen là một nguyên tố thiết yếu cho sự sống, tuy nhiên nó trở nên có hại khi tồn tại dưới dạng các gốc tự do hay các dạng hoạt động của oxygen (ROS) Các gốc tự do được tạo ra trong cơ thể để chống lại các loại virút và vi khuẩn gây bệnh, tuy nhiên khi ở hàm lượng cao các gốc tự do này phản ứng với những đại phân tử như protein, lipid, ADN

và gây ra một số bệnh nghiêm trọng như ung thư, suy thận, rối loạn tim mạch… Do đó, chất chống oxi hóa là sự lựa chọn hàng đầu trong việc ngăn chặn những thiệt hại do gốc tự

do gây ra Những chất chống oxi hóa có nguổn gốc tổng hợp hóa học ra đời đã đem lại những hiệu quả thiết thực trong y học Tuy nhiên, những nghiên cứu gần đây đã chỉ ra những ảnh hưởng không tốt của chúng tới sức khỏe người bệnh và môi trường sống của nhân loại Do vậy, các nhà nghiên cứu mong muốn tìm các hợp chất chống oxi hóa mạnh

có nguồn gốc dược thảo thay cho các hóa chất tổng hợp Việt Nam là nước có nguồn dược thảo phong phú và đa dạng với hơn 12.000 loại cây cỏ, trong đó có rất nhiều dược liệu quý công việc tìm kiếm cây thuốc có hoạt tính mạnh hết sức khó khăn và phức tạp

Do đó, các nhà khoa học thường sử dụng những phương pháp sàng lọc hoạt tính chống oxi hóa để định hướng trong nghiên cứu

Phương pháp thử DPPH (in vivo) là một phương pháp đơn giản, nhanh chóng và

dễ dàng thực hiện với một máy đo UV- Vis Nguyên tắc cơ bản của phương pháp là đo

độ giảm hấp thu của DPPH trước và sau khi DPPH bị trung hòa bởi các chất có khả năng chống oxi hóa Phương pháp này được sử dụng phổ biến, đặc biệt là rất phù hợp cho quá trình sàng lọc những cây thuốc có hoạt tính chống oxi hóa Trong khi đó phương pháp thử TBA (in vitro) là phương pháp ưu việt nhất để đánh giá quá trình ức chế quá trình peroxyd hóa lipid trên não chuột Phương pháp dựa trên phản ứng của MDA (1 sản phẩm cuối cùng của quá trình peroxyd hóa lipid) với axit thiobarbituric (TBA) tạo ra sản phẩm màu đỏ, có độ hấp thu quang cực đại tại 532 nm

Hiện nay chưa có những báo cáo nào mang tính phổ quát về hoạt tính chống oxi hóa của dược thảo, mà hầu hết là những kinh nghiệm dân gian và những nghiên cứu cho từng đối tượng cây cỏ cụ thể Đề tài này ra đời với mong muốn tạo bước đệm cho công cuộc tìm kiếm, sàng lọc các cây thuốc có hoạt tính chống oxi hóa mạnh, phục vụ các nghiên cứu cô lập và xác định cấu trúc về sau

Gốc tự do thường được chia làm 3 loại: gốc tự do trung tính, gốc tự do cation và gốc

tự do anion Trong thực tế, gốc tự do trung tính tồn tại nhiều nhất

Ví dụ, sự hình thành gốc H● từ H2 cần 435 kJ/mol và sự hình thành gốc Cl● từ Cl2 cần

243 kJ/mol, như vậy gốc Cl● sẽ bền hơn gốc H●

Ngoài sự đứt nối đồng ly của các nối cộng hóa trị, gốc tự do còn được hình thành bởi các phản ứng oxy hóa khử một điện tử Phản ứng Fenton tạo gốc HO● từ H2O2 dưới sự xúc tác của Fe2+ là một ví dụ điển hình của phản ứng oxy hóa khử một điện tử:

1.1.3 Độ bền của gốc tự do

Gốc tự do có hoạt tính cao nên thời gian sống của chúng thường rất ngắn Tuy nhiên khi được hổ trợ bởi các yếu tố làm bền như hệ thống π liên hợp, gốc tự do sẽ trở nên bền hơn và có thời gian sống lâu hơn Điều này được giải thích qua hiệu ứng cộng hưởng xảy

ra trong hệ thống

Ví dụ: Gốc tự do của α-tocopherol (vitamin E) là một gốc tự do bền do tồn tại hiệu ứng cộng hưởng p-π trong cấu trúc phân tử của hợp chất

C 16 H 33O

O

C 16 H 33O

Oxygen được xem như một nguyên tố quan trọng giúp con người duy trì sự sống Oxygen tham gia vào quá trình hô hấp ở tế bào, sản sinh năng lượng, cung cấp cho hoạt động sống của con người Tuy nhiên, khi tồn tại ở các dạng hoạt động và các dạng gốc tự

do như superoxyd (O2●-), hydroxyl (HO●), hydroperoxyl (HOO●), peroxyl (ROO●), alkoxyl (RO●), … thì chúng trở nên có hại cho cơ thể Các dạng oxygen hoạt động này có năng lượng cao, rất kém bền và dễ dàng phản ứng với những đại phân tử sinh học như protein, lipid, ADN , … gây rối loạn các quá trình sinh hóa trong cơ thể Đồng thời khi một phân tử sống bị các gốc tự do tấn công, nó sẽ mất điện tử và trở thành một gốc tự do mới, tiếp tục phản ứng với những phân tử khác tạo thành một chuỗi phản ứng thường gọi

là phản ứng dây chuyền trong cơ thể, gây ra các biến đổi có tác hại đối với cơ thể [1,2,3]

1.1.5 Các nguồn phát sinh gốc tự do trong cơ thể

1.1.5.1 Nguồn nội sinh

Gốc tự do được chính cơ thể tạo ra bởi những quá trình sinh lý như quá trình hô hấp ở

tế bào, hoặc các quá trình bệnh lý như quá trình viêm nhiễm, hoặc bởi hệ thống enzym thân oxy hóa (prooxydant enzymes), ion kim loại chuyển tiếp … trong cơ thể

a) Quá trình hô hấp của tế bào[1,5]

Quá trình hô hấp ở tế bào là một chuỗi những phản ứng oxy hóa – khử và gốc tự do là các sản phẩm trung gian được sinh ra trong quá trình này

Ví dụ: Quá trình khử oxygen tạo nước trong quá trình hô hấp tạo các gốc tự do như O2●-,

HO● thông qua những phản ứng như sau:

Bên cạnh đó, phản ứng phụ giữa các gốc tự do trong quá trình hô hấp cũng sẽ hình thành những gốc tự do mới, độc hại hơn Một phản ứng phụ đáng chú ý là phản ứng Haber – Weiss (phản ứng 7), xảy ra giữa gốc O2● và hydrogen peroxyd H2O2 tạo nên gốc hydroxyl HO● và oxygen đơn bội (singlet oxygen):

(3)

(4)

(5) (6)

b) Hội chứng viêm nhiễm [1]

Hội chứng viêm nhiễm là một phản ứng tự vệ của cơ thể sống nhằm chống lại sự tấn công của các vi khuẩn hoặc các sinh vật lạ từ bên ngoài xâm nhập vào cơ thể hoặc sinh ra ngay trong cơ thể

Khi các vi khuẩn hoặc các sinh vật lạ xâm nhập vào cơ thể sẽ bị bạch cầu đa nhân trung tính bao kín để làm nhiệm vụ thực bào Lúc này enzym NADPH oxydase ở màng bạch cầu được hoạt hóa, xúc tác phản ứng giữa O2 và NADPH tạo nên gốc tự do superoxyd O2●-, từ đó tạo nhiều gốc tự do khác nhằm phân hủy các sinh vật lạ Tuy nhiên, một phần các gốc tự do sẽ thoát ra ngoài bạch cầu, gây nên những phản ứng viêm Như vậy trong các hội chứng viêm đã hình thành các gốc tự do dưới xúc tác của enzym NADPH oxydase

c) Các enzym prooxydant (prooxydant enzyms)

Một hệ thống enzym prooxydant trong cơ thể có khả năng tạo gốc tự do như xanthine oxydase (XO), NADPH oxydase, nitric oxyde synthase (NOS), myeloperoxydase (MPO),

… Gốc O2● và NO● là 2 gốc tự do chính được sinh ra dưới sự xúc tác của các enzym thân oxy hóa này

* Xanthine oxydase (XO) là một enzym quan trọng trong quá trình thoái hóa của các hợp chất purine XO dùng O2 như một chất chuyển electron (electron transfer) trong quá trình phản ứng và kết quả dẫn đến là hình thành gốc O2●- Điều này được minh họa bằng phản ứng 8 sau:

O

HN

NH

O

O

+H2O + 2O2 XO

NH

HN

* Enzym myeloperoxydase được tạo ra do sự hoạt hóa bởi bạch cầu trung tính, sử dụng H2O2 để oxy hóa ion Cl─ tạo HOCl, một hợp chất không phải là gốc tự do nhưng có khả năng oxy hóa mạnh (reactive nonradical species), gây nguy hại cho các mô cơ trong quá trình viêm

d)Các ion kim loại chuyển tiếp [1]

Phản ứng giữa một ion kim loại chuyển tiếp và một hợp chất peroxyd cũng góp phần sản sinh gốc tự do trong cơ thể Phản ứng phân hủy H2O2 thành gốc HO● dưới xúc tác ion sắt là một ví dụ điển hình (phản ứng 9 và 10)

Fe2+ + H2O2 HO- + HO● + Fe3+ (9)

Fe3+ + H2O2 H+ + HOO● + Fe2+ (10) Phản ứng 9 và 10 được gọi là phản ứng Fenton Ngoài sắt, các ion kim loại chuyển tiếp

Các lipid hydroperoxyd (LOOH) tinh khiết bền vững ở nhiệt độ sinh lý, nhưng khi có mặt những phức hợp kim loại chuyển tiếp, đặc biệt là muối sắt, thì sự phân hủy của LOOH sẽ gia tăng

* Các nguồn nội sinh dẫn đến sự hình thành gốc tự do trong cơ thể người được tóm tắt trong hình 1.1

Hình 3.1 Các nguồn nội sinh tạo gốc tự do trong cơ thể

1.1.5.2 Nguồn ngoại sinh:

Ngoài những yếu tố nội sinh, gốc tự do còn được hình thành trong cơ thể bởi các yếu

tố ngoại sinh như sự ô nhiễm môi trường, bức xạ, khói thuốc, ozon …

a) Sự bức xạ

Thành phần chủ yếu của cơ thể là nước, do đó các bức xạ có năng lượng cao (tia X, tia UV…) khi chiếu vào cơ thể sẽ phân hủy các phân tử nước thành các gốc tự do, có khả năng phản ứng rất mạnh Phản ứng như sau:

H2O HO● + H+ + e-aq 24 % (11)

H2O HO● + H● 2 % (12)

Hiệu suất sinh gốc HO● là 26 %, và sinh điện tử hydrat hóa e-aq là 24 % Nếu trong nước có oxygen thì sẽ xảy ra phản ứng sau (phản ứng 13 và 14):

O2 + e-aq O2●- (13)

H● + O2 HOO● (gốc hydroperoxyd) (14) Như vậy, dưới tác dụng của bức xạ, các gốc tự do như HO●, O2●-, HOO● được hình thành trong cơ thể Điều này có thể giải thích vì sao sự lão hóa của da người sẽ tăng lên tại những vùng bị phơi bày dưới ánh sáng Đó là do các bức xạ mặt trời, tia cực tím đã làm sản sinh những gốc tự do có khả năng tham gia quá trình peroxyd hóa lipid ở các tế bào da

Bức xạ cũng có thể khơi mào những phản ứng gốc trong tế bào, chẳng hạn như sự tự oxy hóa các lipid Đồng thời, các phân tử ADN cũng là mục tiêu bị nguy hại bởi các bức

xạ vì các gốc tự do sản sinh từ sự phân giải nước sẽ tấn công các baz của ADN

b) Khói thuốc lá

Khói thuốc chứa một lượng lớn những hợp chất như aldehyd, expoxyd, peroxyd và những gốc oxy hóa như nitric oxyd, gốc peroxyl, gốc với trung tâm carbon hiện diện trong pha khí Có khoảng 1015 gốc tự do và 500 ppm NO trong một làn hơi thuốc Chúng

có khả năng tồn tại trong thời gian dài cho đến khi chúng tấn công túi phổi

Bên cạnh đó, khói thuốc còn chứa các gốc bền trong nhựa thuốc Sự vi xuất huyết là nguyên nhân chủ yếu của sự kết tủa sắt ở được tìm thấy ở mô phổi của những người hút thuốc Sắt trong thể này dễ dàng xúc tác cho phản ứng Fenton, sinh gốc HO● độc hại

c) Ozon

Ozon là một trong những tác nhân độc hại tạo ra gốc tự do và sự ảnh hưởng của nó trên cơ thể sống biểu hiện chủ yếu qua các tổn thương ở phổi và máu Ozon có thể phản ứng trực tiếp với các hợp chất bất bão hòa như các acid béo trong lipid hoặc có thể tự phân hủy sinh ra O2, từ đó gia tăng khả năng hình thành các gốc tự do trong cơ thể

1.1.6 Vai trò của gốc tự do trong cơ thể

1.1.6.1 Tác dụng có hại của gốc tự do

Sự hiện diện của gốc tự do trong hệ thống sinh học được phát hiện cách đây hơn 50 năm Vào thời điểm đó, nhiều nhà khoa học đã đưa ra bằng chứng về những tác hại của gốc tự do đối với sức khỏe con người Năm 1956, Denham Harman đã mô tả hệ thống gốc tự do như một chiếc hộp chứa đựng những tác nhân nguy hại (“box of evils”), gây nên quá trình biến đổi gen, bệnh ung thư và hơn hết là quá trình lão hóacủa con người

a) Sự stress oxy hóa [2,3]

Stress oxy hóa (oxydative stress) là kết quả của sự hình thành gốc tự do vượt quá mức kiểm soát của các hệ thống kháng oxy hóa trong cơ thể Điều này xảy ra khi các chất kháng oxy hóa có nồng độ quá thấp không đủ để kháng lại các gốc tự do trước khi nó bùng nổ

Sự stress oxy hóa mang lại nhiều nguy hại cho con người khi các gốc tự do bùng phát

và tấn công các phân tử sống như lipid, protein, ADN Nếu sự stress oxy hóa diễn ra mãnh liệt có thể gây chết tế bào Ảnh hưởng của sự stress oxy hóa được tóm tắt trong bảng sau (bảng 1.1):

Bảng 1.1: Ảnh hưởng của sự stress oxy hóa lên các phân tử trong cơ thể

Amino acid không no,

chứa các nhóm thiol

Biến chất protein, tạo các liên kết chéo

Ức chế enzym Thay đổi tính thấm của tế bào và các cơ quan Nucleic acid Gây đột biến gen Thay đổi vòng tuần hoàn của tế bào

Lipid không no

Oxy hóa cholesterol và acid béo Tạo liên kết chéo trong lipid Thay đổi tính thấm của tế bào Chất dẫn truyền thần kinh Làm giảm hoạt tính cũng như khả năng của chất dẫn truyền thần kinh, bao gồm serotonin và epinephrine

ADN Đột biến gen, biến đổi các baz, ảnh hưởng đến quá trình sao chép và sửa chữa gen

b) Quá trình lão hóa

Các sinh vật đa bào thường chịu ảnh hưởng của một quá trình biến đổi theo thời gian liên quan đến sự thoái hóa của các bộ phận chức năng sinh học Quá trình này được gọi là quá trình lão hóa hay chúng ta thường gọi là già hóa Năm 1956, Harman đã đưa ra lý thuyết về sự lão hóa qua bài viết “Theory of Aging” Ông cho rằng quá trình lão hóa là kết quả của những phản ứng độc hại của gốc tự do với các phân tử sinh học, gây rối loạn các bộ phận và từ đó dẫn đến mất chức năng

Sự rối loạn và đột biến xảy ra chủ yếu trong gen là nguyên nhân chính dẫn đến sự lão hóa Sự rối loạn này do các gốc tự do, đặc biệt là superoxyd và hydroxyl, phản ứng với các phân tử duy truyền Ngoài ra, gốc tự do có thể phản ứng với collagen, một protein chính trong các mô liên kết, trong gân, xương, sụn, da, làm lão hóa các bộ phận này Các vết nhăn xuất hiện trên da do collagen bị hư hại là dấu hiệu chính cho sự lão hóa

Sự gia tăng nồng độ các chất kháng oxy hóa nội sinh, đặc biệt là enzym SOD sẽ kéo

dài tuổi thọ ở loài khỉ nâu (rhesus macaques) Đây là một trong những bằng chứng chứng

minh sự liên quan giữa gốc tự do và sự lão hóa vì các chất kháng oxy hóa có thể dập tắt các gốc tự do, kéo dài quá trình sống

c) Quá trình peroxyd hóa lipid (lipid peroxydation )[2]

Các tế bào được bao bọc bởi một lớp màng lipid kép Do trong cấu trúc lipid chứa nhiều các acid béo không no nên gốc tự do rất dễ dàng xúc tiến phản ứng với các acid béo này, quá trình được gọi là quá trình peroxyde hóa lipid

Trong quá trình peroxyd hóa lipid, gốc hydroxyl sẽ lấy một nguyên tử hydrogen trong nhóm methyl của lipid (LH), hình thành gốc tự do lipid (L●) Gốc tự do lipid sẽ tiếp tục phản ứng với oxygen trong cơ thể tạo gốc lipid peroxyl (LOO●) Gốc LOO● sẽ hình thành hợp chất lipid hydroperoxyd (LOOH) bằng cách lấy một nguyên tử hydrogen từ một acid béo không no kế cận Quá trình được mô tả trong hình 1.2

Các gốc tự do lipid có thể phản ứng với nhau, gây xáo trộn cấu trúc màng tế bào Quá trình peroxyd hóa lipid làm thay đổi độ nhớt, tính thấm của màng tế bào và chức năng của các kênh ion trên màng Điều này sẽ gây nguy hiểm cho các thành phần bên trong tế bào