1 MỞ ĐẦU Thế giới thực vật rất phong phú và đa dạng, nó cung cấp cho con người nguồn tài nguyên vô cùng quý giá về nhiều lĩnh vực đặc biệt là ứng dụng trong Y–Sinh học. Theo tổ chức y tế thế giới hiện nay khoảng 80% dân số thế giới sử dụng nguồn dược liệu để trị bệnh và chăm sóc sức khỏe. Việt Nam là nước nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, nóng ẩm, nguồn th ực vật phát triển rất đa dạng. Từ xa xưa con người đã biết sử dụng cây cỏ trong điều trị bệnh như danh y Hải Thượng Lãn Ông hay Tuệ Tĩnh. Tuy nhiên các bài thuốc, vị thuốc y học cổ truyền chỉ dựa theo kinh nghiệm. Điều này gây ra tính không ổn định khi điều trị và sự lãng phí nguồn dược liệu nước nhà. Chính vì vậy, việc nghiên cứu bài thuốc cần có sự kết hợp giữa các nhà hóa học, sinh học, dược học…, từng bước hiện đại hóa các bài thuốc y học cổ truyền, nhằm nâng cao khả năng điều trị bệnh và tính ổn định của cây thuốc. Hóa học các hợp chất thiên nhiên, một bộ phận của chuyên ngành Hóa hữu cơ, đang có xu hướng phát triển mạnh mẽ. Bởi vì, theo các công trình nghiên cứu trên thế giới cũng như ở Việt Nam nhi ều hợp chất thiên nhiên có dược tính chữa bệnh rất lớn như hoạt tính kháng khuẩn, kháng oxi hóa, kháng ung thư…. Chẳng hạn như hợp chất Paclitaxel (Taxol) có trong cây Thông đỏ dùng làm thuốc hóa trị chữa bệnh ung thư, Charantin một hỗn hợp của 2 steroid glycoside trong trái Khổ qua có hoạt tính kháng đái tháo đường type 2… Thời gian gần đây, trên thế giới có nhiều công trình công bố về tác dụng chữa bệnh loãng xương trên phụ nữ mãn kinh, tiền mãn kinh của cây Cố t toái bổ Drynaria fortunei (Kunze ex Mett) J.Sm [13,15] . Tại Việt Nam, những cây thuốc thuộc chi Drynaria thường được dân gian chữa trị các bệnh phong thấp, nhức mỏi, đau gân xương, bong gân, gãy xương… Tuy nhiên, những nghiên cứu về thành phần hóa học cũng như hoạt tính sinh học về loài này ở trong nước không nhiều. Với mong muốn góp phần nghiên cứu thành phần các hợp chất có trong cây Cốt Toái Bổ, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “Góp phần khảo sát thành phần hóa học phân đoạn không phân cực của cây Cốt Toái Bổ Drynaria fortunei (G.kunze) J.Sm., họ Ráng (Polypodiaceae) tại Việt Nam”. 2 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. VÀI NÉT VỀ CHI DRYNARIA Chi Drynaria có từ 15 đến 19 loài, sống và phân bố ở Châu Phi, Châu Á đến Tây Bắc Châu Úc, trong đó có phổ biến và nhiều nhất ở Trung Quốc. Năm 2004 được T. Janssen và H. Schneider phân loại thành các loài tiêu biểu sau [22] : + Drynaria bonii + Drynaria laurentii + Drynaria descensa + Drynaria parishii + Drynaria involuta + Drynaria propinqua + Drynaria spasisora + Drynaria pleuridioides + Drynaria quercifolia + Drynaria rigidula + Drynaria delavayi + Drynaria volkensii + Dryaria mollis + Drynaria willdenowii + Drynaria sinica A + Drynaria fortunei + Drynaria sinica B 1.2. ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT [1,2,3,5] - Bộ: Dương xỉ (Polypodiales). - Họ: Ráng (Polypodiaceae). - Tên khoa học: Drynaria fortunei (Kunze ex Mett) J. Sm. - Tên dược: Rhizoma Drynariae. - Tên thông thường: Cốt toái bổ, Hộc quyết, cây Thu mùn, Co tạng tó (Thái ở Châu Quỳnh Nhai), Co ín tó (Thái ở Điện Biên), Sáng viằng (Dao), Đờ rờ (K’ho). - Tên gọi khác: Hầu khương, Hồ tôn khương, Thân khương, Tổ rồng, Tổ diều [3] . 1.2.1. Đặc điểm cây Cốt toái bổ Drynaria fortunei (Kunze ex Mett) J. Sm. Cây sống trên các hốc đá, trên đám rêu hay trên các cây lớn (cây đa, cây si .). Cây sống lâu năm, có thân rễ dạng mầm, mọng nước, phủ nhiều vẩy lông màu rỉ sét. 3 Hình 1.1 . Cây Bổ cốt toái Lá có hai loại: - Lá không sinh sản (lá bất thụ hay lá hứng mùn): là loại lá không cuống, màu nâu, hình trứng, dài 5 - 8 cm, rộng 3 - 6 cm, phía cuống hình tim có gân nổi rõ, mọc vòng làm thành như tổ chim (tổ rồng). Lá này tồn tại lâu dài, có tác dụng hứng mùn, lá mục. - Lá sinh sản (lá hữu thụ): là loại lá có màu xanh nhẵn, đơn, xẻ thùy lông chim, dài 25 - 40 cm, cuống lá có dìa, có thùy thuôn, tù ở đầu, có mang ổ bào tử xếp thành hàng đều đặn ở mỗi bên gân chính. Thân rễ lá phát triển dài dần, ôm vào thân cây hoặc đá (tắc kè đá). Thân rễ có hình viên trụ dẹt không đều, dài khoảng 3-6mm, rộng khoảng 6- 9mm, bên ngoài phủ khít lá vảy hình mũi mác, màu đỏ nâu hoặc màu nâu, có vết lá rụng gốc tàn, mặt bẻ ngang màu vàng trắng. Không mùi, vị nhạt . 4 Hình 1.2. Lá non Cốt toái bổ Hình 1.3. Thân rễ Cốt toái bổ 5 1.2.2. Vùng phân bố [4] Cây Cốt toái bổ Drynaria fortunei (Kunze ex Mett) J.Sm (Polypodiaceae) là một loại dương xỉ phân bố rộng lớn ở các nước Châu Á như Đài Loan, Trung Quốc, Thái Lan, Lào…. Ở Việt Nam, Cốt toái bổ sinh trưởng ở kiểu rừng kín và rừng núi đá vôi ẩm với độ cao phân bố đến 1600 m. Gặp nhiều ở một số tỉnh giáp với biên giới Trung Quốc và rừng núi phía Bắc như Cao Bằng, Lạng Sơn, Lào Cai, Sơn La, Hòa Bình, Hà Tây, Thanh Hóa, Nghệ An… 1.2.3. Thu hái, bộ phận dùng Việc thu hái có thể tiến hành quanh năm nhưng tốt nhất vào mùa Thu. Bộ phận sử dụng: là thân rễ đã phơi hay sấy khô của cây Cốt toái bổ. Cách chế biến: Thân rễ cây Cốt toái bổ được thu hái về, rửa sạch đất cát, trừ bỏ các lá sâu bệnh rồi chế biến sơ bộ như sau: - Theo Trung Y: Dùng dao đồng cạo sạch lông vàng, thái nhỏ, tẩm mật ướt đều, đồ một ngày, ph ơi khô dùng. Nếu dùng gấp thì chỉ sấy khô, không đồ cũng được. - Theo kinh nghiệm Việt Nam: Rửa sạch, cạo sạch lông hoặc hơ lửa cho cháy hết lông tơ bao quanh rễ rồi thái mỏng phơi khô dùng, Có khi tẩm mật hoặc tẩm rượu, sao qua dùng. - Dùng tươi: hái về bỏ hết lông tơ và các lá khô, rửa sạch giã nhỏ. Dấp một ít nước vào rồi nướng cho mềm, đắp lên các vết đau nhức. Trong một ngày thay thuốc bó nhiều lần. Nếu không đủ cốt toái bổ thì có thể lấy bã dấp lại nước rồi băng lại. 1.3. CÔNG DỤNG CỦA CÂY CỐT TOÁI BỔ 1.3.1. Theo y học dân gian [2,5] Cốt toái bổ là một thành phần chính trong nhiều bài thuốc dùng chữa gãy xương và làm mạnh xương khớp trong y học cổ truyền Việt Nam, Trung Quốc, Triều Tiên 6 Theo Đông y, thân rễ cây Cốt toái bổ có vị đắng, tính ấm, có tác dụng bổ thận, mạnh gân xương, hành huyết, phá huyết ứ, cầm máu, khu phong thấp, sát trùng, giảm đau nhức xương khớp. Được dùng để dự phòng và điều trị loãng xương, đau xương, đau lưng, mỏi gối, khớp sưng đau, ngã chấn thương, bong gân, tụ máu, sai khớp, gãy xương, thận hư (suy giảm chức nă ng nội tiết), chảy máu chân răng, ù tai. 1.3.2. Một số bài thuốc dân gian có sử dụng cây Cốt toái bổ [4] + Bài thuốc chữa phong thấp, đau nhức, thuộc huyết: a) Phương thuốc ngâm rượu: Cốt toái bổ 40 g; rễ gắm 120 g; vỏ chân chim 100 g; rễ rung rúc 80 g; rễ bươm bướm (bạch hoa xà), rễ chiên chiến, mỗi vị 60 g; xích đồng nam, bạch đồng nữ, tiền hồ, ô dược, cỏ xước, rễ bưởi bung, mỗi vị 40 g. Nấu thành cao đặc rồi cho thêm rượu 40 0 thành 2 lít, ngâm trong 3 giờ. Lọc lấy dịch trong, mỗi lần uống 30 mL, ngày 2 lần. b) Phương thuốc viên: Cốt toái bổ 160 g (nấu với mật, phơi khô), cẩu tích 240 g (tẩm rượu, nấu với nước muối, phơi khô), thạch hộc 160 g (rửa với rượu, chưng kỹ, phơi khô), hy thiêm 160 g (chưng với rượu và mật , phơi khô), rễ cỏ xước160 g (dùng tươi, rửa với rượu), vỏ chân chim 160 g (sao), rễ gắ m 160 g (sao), quán chúng 100 g (phơi chỗ râm), lá ké đầu ngựa 40 g (phơi chỗ râm). Các vị tán thành bột, vò thành viên, uống mỗi lần 8 – 12 g uống với rượu hay nước gừng. + Trị chấn thương do té ngã, gãy xương: Cốt toái bổ, Sinh bá diệp, Tạo giác (sống) các vị bằng nhau. Tán bột mỗi lần uống 9g, ngày 2 lần với nước, hoặc khuấy với hồ bó vào + Trị nhức răng do Thận hư dương phù lên trên, chảy máu răng, răng lung lay: Thục địa 12g, Sơn dương, Sơn thù nhục, Phục linh, Đơn bì, Trạch tả, mỗi thứ 9g, Tế tân 6 phân, Cốt toái bổ 12g, sắc uống (Gia Vị Địa Hoàng Thang - Lâm Sàng Thường Dụng Trung Dược Học). + Chấn thương, tụ máu: dùng thân rễ tươi giã đắp hoặc mua ở nơi bán dược liệu khô, tán bột, đắp nước, bó nơi sưng đau. 7 + Thuốc bổ thận: Cốt toái bổ 20g, Cẩu tích 20g, phá cố chỉ 10g, Ngũ vị tử 10g, Kỷ tử 10g, Thục địa 10g. Nấu sắc uống, hoặc dùng 3 thang này ngâm 1 lít rượu. Mỗi lần uống 30ml, mỗi ngày 3 lần. + Thuốc giảm sưng đau trong thấp khớp xương: Cốt toái bổ 20g, Hồng hoa 5g, Xích thược 10g. Thiên niên kiện 10g, Đỗ trọng 10g, Hạt gấc 5hạt. Nấu sắc uống hoặc dùng 2 thang ngâm 1 lít rượu, Mỗ i lần uống 30ml, mỗi ngày 3 lần. + Bài thuốc bổ khí huyết, bổ gân xương, phòng và chữa trị bệnh loãng xương, dùng cho người cao tuổi, người suy nhược cơ thể, gãy xương: Cốt toái bổ 12 g; đảng sâm, hoài sơn, ba kích, mỗi vị 16 g; hoàng kỳ, bạch truật, đương quy, cẩu tích, tục đoạn, mẫu lệ, mỗi vị 12 g; thiên niên kiện 10 g. Sắc uống ngày một thang hoặc nấu cao lỏng uống. + Bài thuốc bổ gân xương, phòng và điều trị loãng xương: bột Cốt toái bổ, bột sừng hươu nai, bột mẫu lệ, mỗi vị 12 g. Làm thành viên uống, hay uống dạng bột trong một ngày. Uống liên tục trong thời gian dài. + Chữa đau lưng mỏi gối do thận hư yếu: Cốt toái bổ 16 g; cẩu tích, củ mài, mỗi vị 20 g; tùy giải, đỗ trọng, mỗi vị 16 g; rễ gối hạc, rễ cỏ x ước, dây đau xương, thỏ tuy tử, mỗi vị 12 g. Sắc uống ngày một thang. + Bài thuốc chữa đau lưng, răng đau, ù tai do thận hư: Cốt toái bổ tán nhỏ 4 – 6 g, cho vào bầu dục lợn, nướng chín ăn. + Bài thuốc chữa thấp khớp mạn tính (thể nhiệt): Cốt toái bổ, thạch cao, kê huyết đằng, đan sâm, sinh địa, rau má, uy linh tiên, hy thiêm, khương hoạt, độc hoạt, thiên hoa phấn, thổ phục linh, mỗ i vị 12 g, cam thảo 4 g. Sắc uống mỗi ngày một thang. + Bài thuốc chữa bong gân, tụ máu: Cốt toái bổ tươi, bóc bỏ hết lông tơ và lá khô, rửa sạch, giã nhỏ, rấp nước, gói vào lá chuối nướng cho mềm, đắp vào chỗ đau, bó lại. Thay thuốc bó nhiều lần trong ngày. 8 1.3.3. Tác dụng dược lý theo y học hiện đại Để nghiên cứu tác dụng chống loãng xương, người ta đã thử nghiệm tác dụng của cốt toái bổ trên hoạt tính của protease là men có vai trò gây khởi đầu sự mất xương ở chuột cống và chuột nhắt trắng. Trong nghiên cứu này, cả cao chiết cồn và cao chiết nước đều có tác dụng ức chế mạnh các cathepsin K và L, là các yếu tố làm biến tính chất tạo keo trong xương, trong đó cao chiết cồn có tác dụng mạnh h ơn. Cũng đã chứng minh trong thử nghiệm nuôi cấy tế bào và trên cơ thể động vật sống hiệu quả tốt của thân rễ cốt toái bổ trên sự tăng sinh các tế bào xương của người và hoạt tính điều hòa miễn dịch. Các tế bào tiền - xương được nuôi cấy với các nồng độ khác nhau của cốt toái bổ và đã nhận xét thấy các nồng độ thấp có tác d ụng kích thích sự tăng sinh tế bào xương và các nồng độ cao lại có tác dụng ức chế. Ngoài tác dụng chống loãng xương, cốt toái bổ còn có các hoạt tính dược lý khác như tác dụng tăng cường chức năng nội tiết sinh dục nữ (và như vậy cũng là tác dụng gián tiếp chống loãng xương), chống viêm và viêm khớp. Nói chung, theo nghiên cứu của dược lý hiện đại Cốt toái bổ có các tác dụng sau: [9] 1. Ttăng cường sự hấp thu canxi của xương, nâng cao lượng photpho và canxi trong máu giúp cho chóng liền xương. Thuốc có tác dụng giảm đau và an thần. 2. Phòng ngừa lipit huyết cao, làm giảm lipit trong máu và phòng ngừa bệnh xơ cứng động mạch. 3. Thực nghiệm trên chuột lang nhận thấy có tác dụng giảm độc của Kanamycin đối với tai trong. 1.3.3.1. Tác dụng dược lý theo nghiên cứu trong nước Các tác giả Phạm Xuân Sinh, Nguyễn Trần Giáng Hương của Đại học Dược Hà Nội đã nghiên cứu thử nghiệm tác dụng chống viêm cấp và chống viêm mãn tính của cao lỏng Bổ cốt toái (tỉ lệ 1:1, 1 ml = 1 g dược liệu, dung môi dùng làm chứng là nước muối sinh lý 0.9%) trên chuột trắng. Kết quả cho thấy cao lỏng Bổ cốt toái có tác dụng chống viêm cấp ở liều dùng trung bình 4 g/Kg tương đương với các thuốc nam khác (hòe hoa tán, Trinh nữ, phân tằm…) đã nghiên cứu, làm giảm số lượng bạch cầu trong dịch rỉ viêm (49.79% so với chứng), tác dụng này tương đương với thuốc làm đối chứng aspirin (67.99% với liều dùng là 0.05 g/Kg). Đối với tác dụng chống viêm mãn tính, kết quả cho thấy cao lỏng Bổ cốt toái với liều dùng 4 g/Kg có tác dụng ức chế sự phát triể n của u hạt, làm giảm 55.65% trọng lượng của u hạt so với mẫu đối chứng [8] 1.3.3.2. Tác dụng dược lý theo một số nghiên cứu trên thế giới - Các tác giả Ricky W.K. Wong và A. Bakr M.Rabie đã nghiên cứu tác động của dịch chiết thô từ thân rễ cây Drynaria fortunei (Kunze ex Mett) J.Sm đến sự hình thành tế bào xương ở chuột và nhận thấy dưới tác dụng của dịch chiết cây Drynaria fortunei (Kunze ex Mett) J.Sm thì mật độ của các tế bào xương sẽ tăng lên trong khoảng thời gian ngắn (chỉ 5 tuần). Điều này phù hợp với các nghiên cứu trong ống nghiệm, dưới tác dụng của dược thảo làm t ăng hoạt động của tế bào xương [23] . - Các tác giả Mian Long và cộng sự đã nghiên cứu vai trò của flavonoid chiết xuất từ thân rễ cây Drynaria fortunei (Kunze ex Mett) J.Sm trong việc chữa bệnh và ngăn ngừa chứng thận hư trên chuột nhắt trắng giống Swiss nhận thấy flavonoid của thân rễ Drynaria fortunei (Kunze) J.Sm có tác dụng giảm khả năng suy thận và tái tạo được các tế bào hình ống của thận [120] . - Các tác giả Guo-Chung Dong và cộng sự đã chế tạo vật liệu cấy ghép xương từ dịch chiết thô của thân rễ Drynaria fortunei (Kunze ex Mett) J.Sm. Vật liệu này là hỗn hợp của genipin liên kết ngang với gelatin, tricancium photphat và dịch chiết Drynaria fortunei (GGT-GSB). Qua thử nghiệm in vitro và in vivo trên chuột các tác giả nhận thấy rằng nồng độ tối ưu, có hiệu quả của dịch chiết Drynaria fortunei đối với sự tăng trưởng các tế bào xương, tăng mức alkaline phosphate (ALP) trong mô xương chuột mà không ảnh hưởng đến hoạt động của các tế bào hủy xương là 100 µg/mL. Trong nghiên cứu này các tác giả cũng so sánh giữa vật liệu cấy ghép 9 9 1 xương gồm hỗn hợp genipin, gelatin, tricancium photphat (GGT) với vật liệu cấy ghép xương GGT-GSB trên sự hình thành tế bào xương ở chuột thì nhận thấy vật liệu cấy ghép xương GGT-GSB có khả năng kích thích tế bào xương tốt hơn vật liệu GGT [14] . 1.4. THÀNH PHẦN HÓA HỌC 1.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới 1.4.1.1. Thành phần hóa học trong chi Drynaria - Năm 1992, Liu Sonqing và cộng sự tại Đại học dược Trung Quốc lần đầu tiên đã phân lập được một hợp chất flavanol glucoside mới là (-)-epiafzelechin-3-O-β- D-allopyranoside (1) và các hợp chất 4-O-β-D-allopyranosyl caffeat (2); β- sistosterol-3-O-β-D-glucopyranoside (3) từ toàn cây Drynaria propinqua [18,19] . O OH HO OH O O H H H OH H OH H HO OH HO HO O O H H OH H H OH H OH O OH 1:(-)-epiafzelechin-3-O-β-D-allopyranoside 2: 4-O-β-D-allopyranosyl caffeat - Năm 2001, N. Ramesh và cộng sự đã phân lập từ rễ khô cây Drynaria quercifolia được các hợp chất friedelin (4); epifriedelinol (5); β-amyrin (6); β- sitosterol; β-sitosterol-3-O-β-D-glucopyranoside (3) và naringin (7). Nhóm nghiên cứu cũng tiến hành thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn của dịch chiết MeOH và nhận thấy rằng dịch chiết này có khả năng ức chế 10 chủng vi khuẩn [21] . 10 . có trong cây Cốt Toái B , chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài Góp phần khảo sát thành phần hóa học phân đoạn không phân cực của cây Cốt Toái Bổ Drynaria. trong y học cổ truyền Việt Nam, Trung Quốc, Triều Tiên 6 Theo Đông y, thân rễ cây Cốt toái bổ có vị đắng, tính ấm, có tác dụng bổ thận, mạnh gân xương, hành