Nghiên cứu chế phẩm polyme sinh học

Nghiên cứu chế phẩm polyme sinh học.

Tạp chí Hóa học, T 41, số ĐB, Tr 71 - 77, 2003

Nghiên cứu chế phẩm Polyme sinh học PDP

dùng làm thực phẩm-thuốc

Đến Tòa soạn 15-12-2002

Nguyễn Thị Ngọc Tú1, Vũ Mạnh Hùng2

1 Viện Hóa học, Trung tâm KHTN&CNQG

2 Học viện Quân Y

Summary

PDP extracted and modified from natural material was administrated by oral feeding on chickens, white mice, white rats and rabbits The effect of PDP on biological behavior, body weight, some organ weights such as liver, spleen, kidney and heart; rate between above organ weight and their body weight; histology on the organs of the trial animals was investigated It was found that the biological behavior, the central nerve activation or inhibition of the experimental animals has not been affected by PDP The body weight, the weight of liver, spleen, kidney and the rate between them were not changed Using PDP for long time with planned doses did not cause any toxic to the animals, even it also improved the anti-disease efficacy when they were fed by PDP

PDP has been verified to enforce the body's immune system by improving both cellular immune and humour immune Statistical analysis of blood cell quantity of rabbit before, during and after taking PDP showed that erythrocyte, leukocyte and platelete were proliferated significantly, especially leucocyte and platelete -globulin in the serum of white mice tested by the dose of 5mg/10g and 10mg/10g of body weight has been found to increase significantly, which means that the rate of albumin/globulin reduced The same result also has been observed in the white rat and rabbit The effect of PDP on the grease was investigated on Tamhoang chicken It was found that there was a reduction of the rate of the grease over body weight reduced when the chicken was taken with PDP Electrocardiogram of rabbit serum, which was recorded at 2 mV and 50 cs/min proved that PDP did not cause any harmful effect on heart Besides, no physical disease occurred on heart action

I - Đặt vấn đề

Các polysacarit nguồn gốc thiên nhiên có

hoạt tính sinh học ng y c ng đ ợc khai thác

nghiên cứu để sử dụng v o cuộc sống trong

nhiều lĩnh vực khác nhau, trong đó phải kể đến

chitin Cấu trúc hóa học của chitin t ơng tự nh

cấu trúc của xenluloza, gồm các phân tử

2-axetamido-2-deoxy- -D-glucose (NAG) gắn

với nhau qua liên kết (1 4) chỉ khác nhau

một nhóm chức hóa học PDP l dạng deaxetyl

hóa của chitin, khác chitin ở chỗ nó có thể hòa

tan trong các dung dịch axit loIng v có hoạt tính sinh học đa dạng hơn [1], không độc, hòa hợp sinh học cao với cơ thể v có tính tự phân hủy sinh học [5], có nhiều ứng dụng đặc biệt l dùng trong lĩnh vực y sinh học, thực phẩm v dinh d ỡng Hiện nay ng ời ta đang quan tâm

đến các loại thực phẩm-thuốc (drug-food) từ PDP để dùng th ờng xuyên h ng ng y bổ

d ỡng cơ thể nhằm nâng cao thể lực, trí lực, tuổi thọ, phòng tránh nguy cơ mắc bệnh, giảm cholesterol v lipid trong máu, hạ huyết áp, chống u v ung th , chống béo phì, chống suy

giảm miễn dịch Với mục đích dùng PDP l m

thuốc-thực phẩm bổ d ỡng cho sức khỏe, chúng

tôi tiến h nh nghiên cứu ảnh h ởng của PDP

đối với các chỉ tiêu sinh lý cơ thể về máu,

protein, mô mỡ v chuyển hóa protein trên

động vật thực nghiệm (ĐVTN)

II - Nguyên liệu v( ph*ơng pháp

nghiên cứu

1 Nguyên liệu

Chế phẩm PDP, do phòng Polyme D ợc

phẩm-Viện Hoá học sản xuất d ới dạng bột

mịn, đạt tiêu chuẩn cơ sở

Động vật thử nghiệm:

- Chuột nhắt trắng, trọng l ợng cơ thể

20±2,0 gam/1 con

- Chuột cống trắng, trọng l ợng cơ thể 120

-180 gam/1 con

- G tam ho ng, trọng l ợng cơ thể 1,90 -

2,50 kilogam/1 con

- Thỏ nh , trọng l ợng cơ thể 2,0 - 2,5 kg/1

con

Tất cả động vật đều đủ tiêu chuẩn nghiên

cứu thực nghiệm, đ ợc nuôi d ỡng đúng quy

định tại phòng thí nghiệm của Bộ môn D ợc lý,

Học viện Quân y

2 Ph ơng pháp nghiên cứu

- Cách thức v liều l ợng cho ĐVTN dùng

PDP: PDP đ ợc dùng cho ĐVTN theo đ ờng

uống liên tục trong 6 tuần (42 ng y), có so sánh

giữa nhóm thử (dùng PDP) v nhóm chứng

(không dùng PDP) với liều l ợng nh sau [3]:

+ G Tam ho ng: trộn 0,1% PDP so với

trọng l ợng thức ăn

+ Chuột nhắt trắng: 5 mg PDP/10 g thể

trọng v 10 mg/10 g thể trọng

+ Chuột cống: 50 mg PDP/100 g thể trọng

+ Thỏ: 50 mg PDP/1kg thể trọng

- Nghiên cứu tác dụng của PDP trên ĐVTN,

theo ph ơng pháp đánh giá s ng lọc hợp chất

mới của Samuel Irwin [2] Các chỉ tiêu đánh giá

trong nghiên cứu: các chỉ tiêu về sinh lý, d ợc

lý, sinh hóa v mô bệnh học

so sánh tỷ lệ giữa trọng l ợng các cơ quan gan, lách, thận với trọng l ợng cơ thể ĐVTN: sử dụng ph ơng pháp cân trọng l ợng giữa nhóm thử v nhóm chứng

- Nghiên cứu mô bệnh học, xét nghiệm mô bệnh học của gan, lách, thận, tim của ĐVTN,

có so sánh giữa nhóm thử v nhóm chứng

- Nghiên cứu tác dụng của PDP đối với cơ quan cấu tạo máu của thỏ, thỏ đ ợc gây suy dinh d ỡng bằng chế độ ăn v gây mất máu

tr ờng diễn Các tế b o máu đ ợc định l ợng

tr ớc v sau khi gây suy dinh d ỡng Sau khi dùng PDP trong 15 ng y, 30 ng y, đếm các loại

tế b o máu (hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu), xác

định h m l ợng protein trong máu, so sánh giữa nhóm thử (có dùng PDP) v nhóm chứng (không dùng PDP)

- ảnh h ởng của PDP lên quá trình chuyển hóa protein ở ĐVTN, điện di protein huyết thanh máu ĐVTN để tách các th nh phần ,

v -globulin ở nhóm thử v nhóm chứng

- Nghiên cứu tác động giảm mỡ thừa của PDP, so sánh tỷ lệ mô mỡ nội tạng v trọng

l ợng cơ thể ĐVTN của nhóm thử v nhóm chứng (chọn g Tam ho ng vì nhanh tạo mỡ nội tạng)

- Nghiên cứu điện tâm đồ của thỏ, ghi biến

đổi điện tim ở thời điểm tr ớc, trong v sau khi uống PDP

- Xử lý số liệu thí nghiệm, theo thuật toán thống kê dùng trong y-sinh-d ợc học [4]

III - Kết quả v( thảo luận

1 L ợng thức ăn tiêu thụ v tập tính sinh học của các ĐVTN khi đ ợc dùng PDP

Khi cho các ĐVTN (chuột nhắt trắng, chuột cống trắng, thỏ nh , g Tam ho ng) dùng PDP theo đ ờng uống với liều l ợng ở trên (mục II.2) liên tục trong 6 tuần, không thấy có sự thay đổi về tập tính sinh học (không có kích thích hay ức chế thần kinh trung ơng) v về

l ợng thức ăn tiêu thụ của ĐVTN trong nhóm dùng PDP v nhóm chứng (bảng 1)

Nhóm động vật đ ợc dùng PDP có sắc thái

hơn, nhanh nhẹn, hoạt bát hơn, cho lông mịn

hơn Theo Hirano (1996), chitin l loại

polysacarit PDP n y v nhân tố sinh tr ởng của

vi khuẩn bifudus có trong đ ờng ruột tiêu hóa của động vật, nó l m cải thiện hệ vi khuẩn

đ ờng ruột động vật

Bảng 1: L ợng thức ăn tiêu thụ của động vật thử nghiệm (n: số l ợng ĐVTN)

L ợng thức ăn tiêu thụ (n = 10)

TT Loại động vật thí

nghiệm (ĐVTN) Đơn vị Nhóm đối chứng Nhóm thử

P (tính toán thống kê)

1 G Tam ho ng g/kg 75,64±2,94 62,20±1,55 > 0,05

3 Chuột cống trắng g/100g 77,06±12,56 61,54±13,24 > 0,05

4 Chuột nhắt trắng g/10g 3,27±0,82 3,18±0,91 > 0,05

2 Mức tăng trọng l ợng cơ thể, trọng l ợng

các cơ quan gan, lách, thận của ĐVTN khi

đ ợc dùng PDP

ảnh h ởng của PDP đối với mức tăng trọng

l ợng cơ thể đ ợc nghiên cứu trên chuột nhắt

trắng, chuột cống trắng v g Tam ho ng trong

5 tuần liên tục dùng PDP (bảng 2)

Việc dùng PDP không gây sự chênh lệch

đáng kể đối với việc tăng trọng l ơng cơ thể

ĐVTN ở cả hai nhóm nghiên cứu Sự chênh

lệch chút ít về trọng l ợng cơ thể ở các ĐVTN

đều không có ý nghĩa thống kê (p > 0,05), vì nó

còn phụ thuộc v o khả năng ăn, khả năng hấp thụ thức ăn của từng cá thể ĐVTN

Tác động của PDP đối với trọng l ợng của gan, lách, thận ở ĐVTN đ ợc nêu ở bảng 3 v nhận thấy, PDP không gây sự khác biệt về việc tăng, giảm bất th ờng trọng l ợng gan, lách, thận của ĐVTN, thể hiện qua chỉ số về tỷ lệ giữa các cơ quan n y với trọng l ợng cơ thể

ĐVTN không có sự khác biệt có ý nghĩa thống

kê Nói cách khác, vật liệu PDP không gây ảnh

h ởng đến các cơ quan gan, lách v thận của hai nhóm chuột thử nghiệm nói trên

Bảng 2: Tác động của PDP đối với trọng l ợng cơ thể của chuột nhắt trắng,

chuột cống trắng v g Tam ho ng Trọng l ợng cơ thể ĐVTN theo tuần (g, kg)

-Chuột

nhắt

trắng, g Đối chứng 17,50±1,11 21,15±1,86 24,45±2,69 27,45±2,64

-> 0,05

Chuột

cống

trắng, g Đối chứng 138,89±3,64 146,11±15,37 152,7±11,49 161,11±14,31 162,78±16,22

> 0,05

G Tam

ho ng,

kg Đối chứng 2,05±0,17 2,27±0,18 2,50±0,12 2,60±0,11 2,54±0,16 > 0,05

Bảng 3: Tác động của PDP đối với trọng l ợng của gan, lách, thận ở ĐVTN

nghiên cứu

Trọng l ợng cơ quan (TLCQ), g

Trọng l ợng cơ

thể (TLCT), g

Tỷ lệ TLCQ/TLCT

Thử (n = 10)

Thận 0,31

23,64

0,13 > 0,05

Chuột

nhắt

trắng Đối chứng

(n = 10)

Thận 0,32

27,45

0,12 -

Thử (n = 10)

Thận 0,39

196,25

0,20 > 0,05

Chuột

cống

trắng Đối chứng

(n = 10)

Thận 0,36

152,14

0,23 -

3 Nghiên cứu mô bệnh học trên động vật

thử nghiệm

Để nghiên cứu ảnh h ởng bán tr ờng diễn

của PDP khi dùng d i ng y đến cơ thể ĐVTN,

chúng tôi đI tiến h nh giải phẫu bệnh học cho

gan, lách, thận, tim của chuột nhắt trắng sau khi

đI đ ợc dùng PDP theo đ ờng uống với liều 10

mg/10g trọng l ợng cơ thể trong 6 tuần lễ liên

tục ở cả hai nhóm (nhóm dùng PDP v nhóm

chứng không dùng PDP) tại khoa Giải phẫu

Bệnh lý của Học viện Quân y (bảng 4)

Kết quả giải phẫu mô bệnh học đI chứng tỏ rằng sau khi đ ợc dùng PDP d i ng y liên tục, không những không có tác dụng xấu đến một

số cơ quan trong cơ thể (gan, lách, thận, tim) của chuột nhắt trắng, m nó còn có tác dụng tăng c ờng khả năng chống bệnh cho cơ thể, duy trì tốt cơ quan nội tạng của ĐVTN so với nhóm đối chứng không dùng PDP

Bảng 4: ảnh h ởng của PDP trên mô bệnh học ở chuột nhắt trắng

Kết quả giải phẫu mô bệnh học trên động vật thử nghiệm Các cơ quan

Gan

- Cấu trúc gan bình th ờng

- Xuất hiện một số tế b o gan thoái hóa hạt nhẹ

- Tĩnh mạch trung tâm v nan hoa bị xung huyết

- Tế b o gan thoái hóa hạt rõ r ng Lách - Các nang lympho tăng sản rõ ở vùng

tủy trắng v tủy đỏ

- Tăng sản các lympho

- Mao mạch xoang bị xung huyết

Thận

- Cầu thận bình th ờng

- Mạch máu khe không bị xung huyết

- Các tế b o ống thận bình th ờng

- Khoảng Bowman hẹp

- Các mạch máu khe thận bị xung huyết

- Các tế b o biểu mô thoái hóa hạt Tim - Các tế b o cơ tim bình th ờng, thể cơ

-4 Tác dụng của PDP đối với cơ quan tạo

máu của thỏ

Thỏ đ ợc uống PDP trong 30 ng y liên tục với

liều 50 mg/1 kg trọng l ợng cơ thể Số l ợng các

loại tế b o máu ở thời điểm tr ớc, trong v sau khi

uống PDP đ ợc đếm v đ ợc ghi ở bảng 5

Kết quả ở bảng 5 cho thấy, so với xuất phát

điểm, sau khi gây suy dinh d ỡng v gây thiếu máu, các chỉ tiêu nh số l ợng hồng cầu, hemoglobin đều giảm Sau 15 ng y cho uống PDP, mức độ phục hồi đI biểu hiện t ơng đối tốt Sau 30 ng y cho uống PDP, mức độ phục hồi các tế b o trong máu trở về đạt mức gần với bình th ờng Điều đó cho thấy PDP có thể có tác dụng tốt đối với chức năng tạo máu

Bảng 5: Tác dụng của PDP đối với trọng l ợng tế b o trong máu thỏ

Thời điểm phân

tích máu

Xuất phát

điểm (XPĐ)

Sau khi gây suy dinh d ỡng, thiếu máu

Sau khi uống PDP 15 ng y

Sau khi uống PDP 30 ng y

P so với XPĐ Hồng cầu

(ì1012/lít) 5,12±0,24 4,26±0,37 4,89±0,92 5,09±0,57 > 0,05 Hemoglobin

(g/lít) 113,87±7,22 97,31±6,52 117,92±10,9 121,72±11,30 > 0,05 Bạch cầu

(ì109/lít) 4,45±0,97 4,78±1,42 6,12±1,97 6,75±1,21 > 0,05 Tiểu cầu

(ì109/lít) 212,25±41,27 187,97±31,52 196,38±26,17 201,19±30,15 > 0,05

5 ảnh h ởng của PDP lên quá trình chuyển

hóa protein ở động vật thực nghiệm

Huyết thanh lấy từ máu chuột, thỏ ở lô

dùng PDP 5 tuần liên tục v ở lô đối chứng

đ ợc tiến h nh phân tích điện di protein (h m

l ợng protein to n phần, albumin, globulin v

-globulin), kết quả đ ợc trình b y ở bảng 6

Đối với chuột nhắt trắng, liều dùng PDP 10

mg/10 g trong 5 tuần liên tục l m tăng đáng kể

l ợng protein to n phần ở nhóm thử (80,33 g/l)

so với nhóm chứng (70,25 g/l), còn khi dùng

liều PDP 5 mg/10 g không đem lại sự khác biệt

có ý nghĩa thống kê (73,40 g/l v 75,80 g/l)

Với cả 2 liều dùng PDP nói trên, qua xử lý

thống kê kết quả điện di cho thấy h m l ợng

-globulin trong huyết thanh chuột thử nghiệm

tăng có ý nghĩa thống kê (2,2 g/l so với 1,64

g/l), đặc biệt l ở liều dùng PDP 10 mg/10 g

(11,52 g/l so với 6,89 g/l) Tỷ số albumin/

globulin ở chuột thử nghiệm giảm (1,37 so với

1,60) cũng chứng tỏ tỷ lệ globulin ( -globulin)

tăng lên

Bảng 6 cũng cho thấy, liều dùng PDP 50 mg/100 g đối với chuột cống trắng v 50 mg/1

kg đối với thỏ đều có tác dụng kích thích l m tăng việc sản xuất -globulin, đó l yếu tố có chức năng điều biến miễn dịch, khi so với nhóm đối chứng (12,51 g/l so với 8,02 g/l ở chuột cống trắng v 13,07 g/l so với 7,34 g/l ở thỏ), ở chuột cống trắng v thỏ, l ợng protein

to n phần không thay đổi, nh ng tỷ số albumin/ globulin giảm (1,07 g/l so với 1,26 g/l ở chuột cống trắng v 1,30 g/l so với 2,54 g/l ở thỏ) cũng chứng tỏ tỷ lệ globulin tăng lên Nh vậy PDP có tác dụng thúc đẩy quá trình tổng hợp -globulin rõ rệt

6 Tác dụng của PDP đến l ợng mô mỡ nội tạng ở g

Tác dụng l m giảm việc tạo mỡ của PDP

đ ợc thí nghiệm bằng đ ờng uống trên g Tam

ho ng l loại động vật nhanh tạo mỡ nội tạng Sau 30 ng y dùng thức ăn có chứa 0,1% PDP so với trọng l ợng thức ăn m g tiêu thụ, trọng

l ợng cơ thể v mô mỡ nội tạng của cả hai nhóm g đI đ ợc xác định (bảng 7) Kết quả ở

bảng 7 cho thấy, l ợng mỡ nội tạng g khi g

đ ợc ăn PDP trong 30 ng y liên tục có giảm đi

(26,59 g/kg) so với lô g không ăn PDP (29,87

g/kg) Nh vậy PDP có tác dụng giảm mỡ d

thừa ở nội tạng với mức độ nhất định ở g thử

nghiệm Tác dụng giảm mỡ của PDP có thể giải

thích nh sau: PDP đI gắn v o chất béo lẫn

trong thức ăn đ ợc đ a v o dạ d y tr ớc khi chất béo trải qua quá trình trao đổi chất PDP bắt giữ chất béo v ngăn chặn sự hấp thụ chúng

ở đ ờng ruột [1] ở thí nghiệm trên, có thể bằng cách l m giảm hấp thụ chất béo của cơ thể sau khi ăn, PDP l m giảm nhất định l ợng mỡ nội tạng ở g thử nghiệm

Bảng 6: Kết quả diện di protein ở huyết thanh chuột v thỏ (A: albumin; G: globumin)

ĐVTN Nhóm

(n = 10)

Protein to n phần, g/l P Tỷ số A/G P

- globulin,

Thử 73,40±6,47 0,85±0,09 2,22±0,83 Chuột nhắt

trắng (liều

uống 5

mg/10g)

Đối chứng 75,80±9,34 > 0,05 1,01±0,12 < 0,05 1,64±0,84 < 0,05 Thử 80,33±2,90 1,37±0,42 11,52±4,31

Chuột nhắt

trắng (liều

uống 10

mg/10 g)

Đối chứng 70,25±4,26 > 0,01 1,60±0,33 > 0,05 6,89±1,48 < 0,05 Thử 77,45±6,26 1,07±0,24 12,51±2,27

Chuột cống

trắng (liều

uống 50

mg/100 g)

Đối chứng 66,20±5,36 > 0,05 1,26±0,44 < 0,05 8,02±1,02 < 0,05 Thử 71,1±5,64 1,30±0,15 13,07±1,29

Thỏ nh

(liều uống

50 mg/1 kg) Đối

chứng 73,50±4,80 > 0,05 2,54±0,25 < 0,05 7,34±2,10 < 0,05

Bảng 7: Tác động của PDP đến mô mỡ nội tạng g Tam ho ng

Nhóm nghiên cứu L ợng mỡ

nội tạng, g

Trọng l ợng cơ thể, kg

Định l ợng mô

mỡ/kgTLCT, g/kg P

7 Tác dụng của PDP đối với cơ năng tim ở

thỏ thực nghiệm

Thỏ đ ợc uống PDP với liều 50 mg/1 kg

trọng l ợng cơ thể trong 5 tuần lễ Để xác định

ảnh h ởng của PDP đối với sự thay đổi hoạt

động của tim, điện tâm đồ đI đ ợc ghi ở các

thời điểm tr ớc, trong v sau khi uống PDP

Kết quả cho thấy rằng công lực cơ tim giữa

nhóm thử v nhóm đối chứng giống nhau,

tim tr ớc v sau khi dùng PDP Nh vậy PDP dùng d i ng y an to n v không gây ảnh h ởng

đến công năng cơ tim trên thỏ thử nghiệm

IV - Kết luận

Để dùng PDP l m nguyên liệu thuốc bổ

d ỡng sức khoẻ, chúng tôi đI nghiên cứu ảnh

h ởng của PDP đến một số chỉ tiêu sinh lý trên

động vật thực nghiệm v tìm thấy:

tập tính sinh học, thần kinh trung ơng v còn

có tác dụng tốt hơn đến một số trạng thái ở

ĐVTN, không gây sự khác biệt về tăng trọng

l ợng cơ thể, tăng trọng l ợng các cơ quan gan,

lách, thận v tỷ lệ trọng l ợng giữa các cơ quan

n y so với trọng l ợng cơ thể ở ĐVTN Khi

dùng d i ng y PDP theo đ ờng uống ở chuột

nhắt trắng, nó không gây tác động xấu đến các

cơ quan gan, lách, thận, tim, l m tăng c ờng

khả năng kháng bệnh đối với thỏ, nó không l m

ảnh h ởng đến công lực cơ tim, không tìm thấy

sóng bệnh lý trên điện tim thỏ thực nghiệm

PDP có tác dụng tốt trên cơ quan tạo máu (ở

thỏ), l m tăng l ợng hồng cầu, tiểu cầu v bạch

cầu rõ rệt, l m tăng c ờng quá trình chuyển hóa

protein, l m tăng th nh phần -globulin l yếu

tố có chức năng điều biến miễn dịch, l m giảm

tỷ số albumin/globulin (ở chuột nhắt trắng,

chuột cống trắng v thỏ) PDP còn có tác dụng

l m giảm l ợng mô mỡ ở nội tạng của cơ thể

(trên g Tam ho ng)

T(i liệu tham khảo

1 Saburo Minami, Toru Fujinaga et al Chitin and Chitosan activate complement via the alternative pathway Elsevier pub Carbon-hydrate Polymers, 36, P 151 - 155 (1998)

2 Samuel Irwin Drug Screening and Evalu of New Compounds in animals Animal and Clincial pharmacol techni in Drug Evalua Year book medical publishers Inc Chicago, P 36 - 54 (1987)

3 A Turner Screeing methods in Pharma-cology, New York (1965)

4 Nguyễn Xuân Phách v cộng sự Toán thống kê tin học ứng dụng trong Y - Sinh -

D ợc học, NXB Quân đội nhân dân, H Nội (1995)

5 F Shahidi, J K V Arachchi, Y J Jeon J

of Trends in Food Sci and Tech., 10, P 37

- 51 (1999)