Hoạt tính sinh học các hợp chất thiên nhiên

Trình bày được tác dụng sinh học chủ yếu của các nhóm hợp chất thiên nhiên thường gặp trong dược liệu 3.. CELLULOSEThành phần chính trong màng tế bào thực vật Sợi bông vải: 97 – 98% Sợ

HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA

CÁC HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN

Đối tượng: BS đa khoa, BS Y học dự phòng

MỤC TIÊU

1 Trình bày được tính chất cơ bản của các hợp chất

thiên nhiên có trong dược liệu

2 Trình bày được tác dụng sinh học chủ yếu của các

nhóm hợp chất thiên nhiên thường gặp trong dược liệu

3 Kể được tên của dược liệu tiêu biểu theo từng nhóm

hợp chất thiên nhiên

4 Nhận thức được cơ sở khoa học của việc sử dụng

Đông dược ứng dụng trong chăm sóc sức khỏe và điều trị kết hợp Đông – Tây y

• Hệ thống động vật, thực vật VN phong phú (12.000 loài) với ~

4.000 loài cây dùng làm thuốc & xuất khẩu (Quế, Hồi, Sa

nhân, Hòe, Dừa cạn, …)

• Khuynh hướng “organic – thiên nhiên thuần khiết”, kết hợp

Đông – Tây (tương tác thuốc – thực phẩm/thảo dược)

• Mục tiêu của Chính sách quốc gia

– Thuốc sản xuất trong nước đáp ứng 60% nhu cầu

– 30% thuốc có nguồn gốc từ dược liệu và thuốc YHCT

• Mục tiêu của của WHO, ASEAN

– Tính an toàn, hiệu quả, chất lượng

– Quyền được sử dụng (khả năng tiếp cận, chi trả)

– Sử dụng hợp lý thuốc YHCT

Mở đầu

1 Vô cơ

2 Acid hữu cơ

3 Glucid (carbonhydrat): tinh

bột, cellulose, nhầy,

pectin, nhựa, gôm

4 Glycosid: glycosid tim,

1 VÔ CƠ

1.1 Muối của các nguyên tố đa lượng (hàm lượng cao)

 Thường ở dạng hòa tan trong dịch tế bào: muối K, Na, Mg, …

 Tham gia quá trình điều hoà áp suất thẩm thấu

 Muối kali: lợi tiểu, tăng tác dụng glycosid trợ tim

1.2 Chất vi lượng - siêu vi lượng: 10 -5 – 10 -3 % hoặc < 10 -6 %

 Cu, Zn, Co, Se, Fe, I, P, …là thành phần của các enzym điều hòa trao đổi chất trong tế bào

 Se, Zn, Cu, …tăng khả năng chống oxy hóa của cơ thể

1.3 Kim loại nặng

 Pb, Hg, Cd,…có hàm lượng rất nhỏ trong cây

2 ACID HỮU CƠ

 Cấu trúc: nhóm carbonyl ( R-COOH)

 Tồn tại trong tự nhiên 3 dạng

Dạng tự do (chua): Citric (chanh, cam, quýt, bưởi); Tartric (nho); Ascorbic (kim anh, sơn tra)

Dạng muối (ít chua, không chua): kali tartrat, natri citrat,

calci ascorbat

Dạng ester (thơm): acetat amyl (tinh dầu chuối), butyrat

ethyl (tinh dầu dứa)

Acid hữu cơ đặc biệt: Aconitic (Ô đầu), Cinnamic (Quế),

Maldenic (Hạnh nhân), Protocatechic (tannin), Cucurbitin (Bí đỏ), Quisqualic (Sử quân tử)

COOH COOH

CH COOH

OH OH

OH OH

NH2COOH

H Acid citric Acid maldelic Acid aconitic

Acid protocatechic Acid galic Cucurbitin Acid quisqualis

Một số acid hữu cơ

TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA ACID HỮU CƠ

Acid hữu cơ thường gặp: acetic, citric, tartric,

- Lợi tiểu, nhuận trường, giúp tiêu hóa: ô mai, chanh, me, sơn tra

- Sát khuẩn, long đờm: acid benzoic (cánh kiến trắng)

- Kháng khuẩn (lao, phong): acid hydrocarpic (đại phong tử)

- Lợi mật: acid cafeic, chlorogenic (artichaut)

- Diệt giun sán: cucurbitin (hạt bí đỏ), quisqualic (sử quân tử)

3 GLUCID (CARBOHYDRAT)

Phân loại

Monosaccharid (đường đơn): glucose, fructose, galactose

Oligosaccharid (đường kép): 2 – 6 phân tử đường

Saccharose (mía, củ cải đường, thốt nốt), maltose (mạch nha, lactose (sữa)

Polysaccharid (đường đa) :

•Homopolysacharid (polysacharid đơn giản ~ chỉ có 1 loại monosacharid): tinh bột, cellulose

•Heteropolysacharid (polysacharid phức tạp ≥ 2 loại monosacharid): gôm, pectin, chất nhày , thạch, alginat

Hình dạng của hạt tinh bột

Ứng dụng của tinh bột

 Công nghệ dược phẩm:

Tá dược thuốc viên

 Nguyên liệu sản xuất glucose, cồn etylic

 Tác dụng

 Bổ tỳ, điều vị

 Thanh nhiệt

Dược liệu chứa nhiều tinh bột

Dược liệu chứa nhiều tinh bột

3.2 CELLULOSE

Thành phần chính trong màng tế bào thực vật

Sợi bông vải: 97 – 98%

Sợi cây họ Gai: 75-90 %

Thân cây họ Cói, họ Lúa: 30 – 40 %

Tính chất

 Không tan trong nước và các dung môi hữu cơ

 Tan trong dd ZnCl (đđ) và Schweizer (sulfat đồng/amoniac)

Công dụng

 Cellulose vi tinh thể, methylcellulose (MC), Natri carboxy

methylcellulose (NaCMC) tạo gel bền với nước  tá dược bào chế nhũ tương, hỗn dịch, tá dược dính, tá dược rã trong viên nén

Acetophtalat cellulose không tan trong acid  bao phim viên tan trong ruột

 Nhuận trường

3.3 GÔM, NHẦY, PECTIN

• Polysacharid phức tạp được tạo thành do quá trình biến đổi tế bào

– Gôm: nhựa cây đông đặc khi gặp điều kiện bất lợi (cây bị

thương, sâu mọt, nắng hạn, …) – Nhầy: chất dự trữ hút nước mạnh, giữ vai trò vận chuyển nước trong cây

– Pectin: thành phần cấu tạo màng tế bào cây, một số loài tảo

• Tính chất: Gôm, nhầy, pectin + nước  trương nở, dính kết

• Tác dụng:

– Gôm (arabic, adragant): nhũ hóa, tá dược dính

– Chất nhầy (agar-agar, Thiên môn, Mạch môn): nhuận tràng

– Pectin (cùi Bưởi): cầm máu đường ruột , nhũ hóa lipid

Dược liệu chứa gôm, nhầy, pectin

Dược liệu chứa gôm, nhầy, pectin

MẠCH MÔN

Ophiopogon japonicus Ker.

SÂM BỐ CHÍNH

Dược liệu chứa gôm, nhầy, pectin

RAU CÂU

Glacilaria sp

họ Thạch hoa thái (Galidiaceae)

VỎ BƯỞI Pericarpium Citri grandi

Citrus grandis (L.) Osbeck.

họ Cam (Rutaceae)

4 DƯỢC LIỆU CHỨA GLYCOSID (Heterosid)

Glycosid = R (aglycon/genin) + đường (ose)

Phần aglycon: quyết định tính chất và công dụng của glycosid

Phần đường (đường đơn hoặc đường kép): tăng độ tan trong nước của glycosid

ngưng tụ

thủy phân

Phân loại glycosid

4.1 GLYCOSID TR Ợ TIM

Định nghĩa: glycosid steroid có

tác dụng đặc biệt lên tim.

•Liều điều trị : cường tim, làm chậm

và điều hòa nhịp tim

•Quá liều : nôn, chảy nước bọt, mờ

mắt, tiêu chảy, yếu cơ, loạn nhịp

tim, có thể làm ngừng tim

Cấu trúc: aglycon + đường

• Aglycon: steroid 17C + lacton (5

hoặc 6 cạnh)

• Đường: hexose, pentose

(glucose, rhamnose), 2,6-desoxy Oleandrin trong lá Trúc đào

(Nerium oleander L Apocynaceae)

Oleandrose

3

17 vòng lacton

steran

Tính chất của glycosid tim

• Tính tan:

• Tan trong cồn, nước nóng

• Ít tan trong dung môi hữu cơ kém phân cực

• Tính tan của aglycon ngược lại với glycosid

• Thủy phân bởi acid hoặc enzym:

Glycosid aglyconGlycosid glycosid thứ cấp

acid

enzym

Sừng dê hoa vàng

Strophanthus divaricatus Hook et Arn

họ Apocynaceae

DƯỢC LIỆU CHỨA GLYCOSID TIM

Đay quả dài

Corchorus olitorius L

họ Tiliaceae

4.2 SAPONIN (Saponosid)

Khái niệm: glycosid có các đặc tính

 Tạo bọt bền khi lắc với nước

 Có tính phá huyết

 Độc với cá

 Vị nhẫn đắng

 Đôi khi kích ứng niêm mạc, hắt hơi, đỏ mắt

Phân loại: theo cấu trúc phần aglycon

 Saponin steroid: 17 carbon

 Long đờm, giảm ho: cam thảo, viễn chí, cát cánh

 Lợi tiểu: râu mèo, rau má, mạch môn, thiên môn

 Bổ dưỡng: họ Ngũ gia bì (Araliaceae): nhân sâm, tam thất,

ngũ gia bì, đinh lăng

 Kháng viêm: cam thảo, ngưu tất, cỏ xước

 Kháng nấm, kháng khuẩn, ức chế virus: cam thảo, rau má, lá

cà chua, mầm khoai tây

TÁC DỤNG CỦA SAPONIN

DƯỢC LIỆU CHỨA SAPONIN

Nhân sâm (Radix Ginseng)

Panax ginseng C.A Mey

họ Araliaceae

DƯỢC LIỆU CHỨA SAPONIN

Tam thất (Radix Notoginseng)

Panax notoginseng (Burk.) F.H.Chen

họ Araliaceae

DƯỢC LIỆU CHỨA SAPONIN

Ngũ gia bì (Cortex Scheflerae octophyllae)

Schefflera octophylla (Lour.) Harms

họ Araliaceae

DƯỢC LIỆU CHỨA SAPONIN

Cam thảo (Rhizoma et Radix Glycyrrhizae)

Glycyrrhiza glabra L (hay G uralensis Fisch.)

họ Fabaceae

DƯỢC LIỆU CHỨA SAPONIN

Bồ kết (Fructus Gleditschiae)

Fructus Gleditschiae Gleditschia fera (Lour.) Merr

họ Fabaceae

DƯỢC LIỆU CHỨA SAPONIN

Ngưu tất nam (Radix Achyranthis asperae)

Achyranthes aspera L

họ Amaranthaceae

4.3 ANTHRAGLYCOSID (Anthranoid)

Khái niệm: Anthranoid là những glycosid có phần aglycon là dẫn chất 9,10- anthracendion

Trong cây, Anthranoid tồn tại dưới 2 dạng

Dạng khử (anthron, anthranol): tẩy xổ mạnh  đau bụng

Dạng oxy hóa (anthraquinon)

+2H -2H

+2H -2H

Tính chất

Màu: vàng  đỏ

Aglycon: dễ tan trong dung môi

kém phân cực (ether, chloroform),

thăng hoa được

Glycosid: dễ tan trong nước,

không thăng hoa

Định tính: phản ứng Borntrager, vi

thăng hoa

Phản ứng Borntrager

Anthraglycosid + kiềm loãng

(KOH, NaOH)  phenolat đỏ (tan

trong nước)

Phản ứng vi thăng hoa

Anthraquinon + nhiệt độ cao 

Tác dụng

Nhóm nhuận tẩy

Dạng khử (anthron, anthranol) làm tăng nhu động ruột,

kích thích tiêu hóa  nhuận trường, tẩy xổ (tùy liều dùng)

Kháng vi nấm ngoài da, dưỡng da.

Thông mật, lợi tiểu, chống khối u

Dược liệu chứa anthranoid

 Họ Đậu (Fabaceae): Phan tả diệp, Thảo quyết minh,

Muồng trâu

 Họ Rau răm (Polygonaceae): Đại hoàng, Hà thủ ô đỏ

 Họ Cà phê (Rubiaceae): Ba kích, Nhàu

 Họ Lô hội (Asphodelaceae): Lô hội

THẢO QUYẾT MINH

Cassia tora L Fabaceae

ĐẠI HOÀNG

Rheum palmatum L Polygonaceae

4.4 FLAVONOID

Định nghĩa: glycosid màu, phần aglycon là diphenylpropan (C6-C3-C6)

2 vòng benzen A và B nối với nhau qua 1 mạch 3 carbon

Thường có – OH ở vị trí 3,5,7,4’ và 5’ của nhân thơm

Mạch 3 carbon thường tạo một dị vòng oxy 6 hoặc 5 cạnh

Phần lớn flavonoid có màu vàng, một số flavonoid có màu đỏ, xanh, tím (anthocyan), hoặc không màu

A

B C

Tác dụng

Hoạt tính vitamin P: làm bền và giảm tính thấm thành mạch

 phối hợp điều trị cao huyết áp, chảy máu chân răng, suy yếu thành mạch (trĩ, chảy máu cam, sung huyết)

 Chống oxy hoá, dập tắt các gốc tự do

 Một số có tác dụng kháng khuẩn (tụ cầu)  trị ho, viêm phế quản, thương hàn, tả, lị

 Một số có tác dụng kháng viêm, chống dị ứng

Dược liệu chứa flavonoid

Hòe (Sophora japonica L.) họ Đậu Fabaceae

Kim ngân (Lonicera japonica Thunb.) họ Cơm cháy Caprifoliceae

Cỏ mực (Eclipta alba (L.) Hassk.) họ Cúc Asteraceae

Sài đất (Wedelia chinensis (Osbeck.) Merr.) họ Cúc Asteraceae Artichaut (Cynara scolymus L.) họ Cúc Asteraceae

Ích mẫu (Leonurus heterophyllus Sweet.) họ Hoa môi Lamiaceae

Tô mộc (Caesalpinia sappan L.) họ Đậu Fabaceae

Núc nác (Oroxylum indicum (L.) Kurtz.) họ Chùm ớt Bignoniaceae

Hòe (Hòe hoa)

Sophora japonica L Fabaceae

Tô mộc

Caesalpinia sappan L Fabaceae

Kim ngân

Lonicera japonica Thunb Caprifoliaceae

Cỏ mực

Eclipta alba (L.) Hassk họ Asteraceae

Cynara scolymus L.) Asteraceae

4.5 COUMARIN

Cấu trúc: dẫn chất của phenyl propanoid (C6 – C3 ) với khung cơ bản là benzo-α-pyron.

53

Tính chất

 Aglycon: dễ kết tinh, không màu, mùi thơm, dễ thăng hoa,

dễ tan trong dung môi hữu cơ kém phân cực

Dạng glycosid: dễ tan trong nước

 Phản ứng đóng vòng, mở vòng

OH - / mở vòng lacton

H + /đóng vòng lacton muối coumarinatCoumarin

Tác dụng của coumarin

 Giãn động mạch vành (Tiền hồ)

 Chống đông máu (calophyllolid trong Mù u)

 Làm bền và bảo vệ thành mạch ~ hoạt tính vitamin P:

Bergapten trong Bạch chỉ, Xà sàng

 Kháng khuẩn, kháng viêm, kháng HIV (calophylloid, calalolid,

inophyllolid trong Mù u)

Dược liệu chứa coumarin

Ba dót (Eupatorium triplinerve Vahl.) họ Cúc Asteraceae

Bạch chỉ (Angelica dahurica Fisch ex Hoffm ) họ Hoa tán Apiaceae Tiền hồ (Peucedanum prearuptorum Dunn.) họ Hoa tán Apiaceae Sài đất (Wedelia calendulaceae Less.) họ Cúc Asteraceae

Mù u (Calophyllum inophyllum L.) họ Măng cụt Clusiaceae

Ba dót

Eupatorium triplinerve Vahl Asteraceae

Bạch chỉ

Angelica dahurica Fisch ex Hoffm Apiaceae

Tiền hồ

Peucedanum prearuptorum Dunn Apiaceae

Sài đất

Wedelia calendulaceae Less Asteraceae

Mù u

Calophyllum inophyllum L Clusiaceae

Không tan trong dung môi hữu cơ kém phân cực

Tạo tủa với dung dịch nước của protein

Tạo phức màu với dung dịch FeCl3 1%

Phân loại (theo cấu trúc): 2 dạng

 Tannin thủy phân được (tannin pyrogallic)

 Tannin không thủy phân được (tannin ngưng tụ,

tannin pyrocatechic)

Dược liệu chứa tannin

1 Ngũ bội tử (Galla Chinensis)

2 Măng cụt (Garcinia mangostana L Clusiasceae)

3 Ổi (Psidium gujava L Myrtaceae)

4 Trà (Camellia sinensis O Ktze Theaceae)

5 Sim (Rhodomyrtus tomentosa Wight Myrtaceae)

Ngũ bội tử

Galla Chinensis

Măng cụt

Garcinia mangostana L Clusiasceae

Psidium gujava L Myrtaceae

Camellia sinensis O Ktze Theaceae

Rhodomyrtus tomentosa Wight Myrtaceae

5 DƯỢC LIỆU CHỨA ALKALOID

Khái niệm Alkaloid

 hợp chất hữu cơ có nitơ, đa số có N trong nhân dị vòng

Một số alkaloid đặc biệt

1 Có alkaloid Nitơ không có dị vòng mà ở mạch nhánh:

- ephedrine trong Ma hoàng Ephedra sinica Staf.,

- capsaisin trong Ớt Capsicum annuum L.,

- hordenin trong mầm mạch nha Hordenum sativum Jess.,

- colchicine trong hạt cây tỏi độc Colchicum autumnale L

2 Một số alkaloid không có phản ứng với kiềm:

- colchicine lấy từ hạt tỏi độc

- ricinin lấy từ hạt thầu dầu Ricinus communis L.,

- theobromin trong hạt cây cacao Theobroma cacao L

3 Alkaloid phản ứng với acid yếu: arecaidin và guvacin trong hạt cau

Không màu (riêng berberin, palmatin có màu vàng)

Không mùi, vị đắng (riêng capsaisin có vị cay)

Tính chất hóa học

Có tính kiềm yếu

acid loãng

NaOH, Na2CO3, NH4OHmuối alkaloid alkaloid base

Chiết xuất alkaloid

tannin không tan

• 2 phương pháp chiết xuất alkaloid chính

– Chiết alkaloid base bằng dung môi hữu cơ trong môi trường kiềm – Chiết alkaloid muối bằng dung môi phân cực (nước, cồn, cồn-nước

đã acid hóa)

• Phương pháp khác: áp dụng với alkaloid đặc biệt

– Cất kéo hơi nước (nicotin/thuốc lá)

– Thăng hoa (cafein/trà)

dạng muối

Định tính alkaloid

Alkaloid + thuốc thử chung  kết tủa (muối khó tan)

kết tinh/vô định hình Thuốc thử tạo tủa vô định hình

 Valse-Mayer (K2HgI4)  tủa bông trắng

 Bouchardat (KI, I2)  tủa nâu

 Dragendorff (KBiI4)  tủa đỏ cam

 Bertrand (acid silicotungstic)  tủa bông trắng

 Marme (CdI42− )  tủa trắng/vàng nhạt Thuốc thử tạo tủa kết tinh

Acid picric  tủa vàng

Định tính alkaloid

Alkaloid + thuốc thử đặc hiệu  màu đặc trưng

(thuốc thử tạo màu)

Thuốc thử đặc hiệu thường dùng

 H2SO4 đậm đặc

 HNO3 đậm đặc

Tác dụng

1) Hệ thần kinh

 Ức chế TKTW: morphin, codein, scopolamine, reserpin, rotundin

 Kích thích TKTW: strychnine, cafein

 Kích thích TKGC: ephedrine (giãn phế quản)

 Liệt TKGC: ergotamine, yohimbin

 Liệt TK phó GC: atropine, hyoscyamin

 Kích thích TK phó GC: pilocarpin

 Gây tê tại chỗ: cocain

2) Giãn cơ trơn, chống co thắt: papaverin

3) Hạ huyết áp: reserpin, serpentin

4) Lợi tiểu : theobromin (trà)

4) Kìm hãm phát triển tế bào, chống khối u: taxol (thông), vincristin, vinblastin (dừa cạn), colchichin (tỏi độc)

Dược liệu chứa alkaloid

12)Cà độc dược13)Hoàng đằng14)Hoàng bá15)Vàng đắng16)Mã tiền

Thuốc phiện

Papaver somiferum L Papaveraceae

6 TINH DẦU

Khái niệm: Tinh dầu là một hỗn hợp nhiều thành phần, dễ bay hơi, thường có mùi thơm, có thể chiết xuất được bằng phương pháp cất kéo hơi nước

OH OHLimonen ?-terpinol Menthol

Zingiberen Curcumen

Zingiberen (tinh dầu gừng) Curcumen (tinh dầu nghệ)

Hydrocarbon thơm

O CH3

CHO

Eugenol (tinh dầu hương nhu trắng, đinh hương) Anethol (tinh dầu hồi)

Aldehyd cinamic (tinh dầu quế)

Các hợp chất có chứa nitơ, lưu huỳnh Alliin (tinh dầu tỏi)

Tính chất của tinh dầu

 Đa số không màu hoặc màu vàng nhạt

 Nhiệt độ thường: thể lỏng, một số thể rắn (camphor, menthol, borneol, vanilin, heliotropin)

 Mùi đặc biệt, thơm, một số có mùi hắc

 Tỉ trọng < 1 (trừ Đinh hương, Quế, Hương nhu)

 Dễ bị oxy hóa  màu sậm, dễ trùng hợp  nhựa

 Không tan trong nước, ít tan trong cồn, aceton

 Tan trong DMHC kém phân cực (ether dầu hỏa, n-hexan,

benzen, ether, cloroform)

Thành phần có hàm lượng trội nhất (td Bạc hà có ≥ 60%

menthol; td Long não có ≥ 35% camphor; td quế có ≥ 85% aldehyd cinnamic; td khuynh diệp có ≥ cineol, …) ~ thành phần đặc trưng của tinh dầu

Tác dụng của tinh dầu

1) Kích thích tiêu hóa, lợi mật, thông mật: Sa nhân, Thảo quả, Quế, Hồi, Nhân trần…

2) Kháng khuẩn: Bạc hà, Tràm, Bạch đàn, Húng chanh…trị cảm sốt, chữa ho và các bệnh đường hô hấp

3) Diệt ký sinh trùng: artemisin, thymol, santonin, tinh dầu Giun…4) Kích thích TKTW: anethol (Hồi)

5) Kháng viêm, lành vết thương ngoài da: α-terpinol (Tràm)

6) Giải biểu, chữa cảm sốt: Bạc hà, Tía tô, Kinh giới…