Tính cấp thiết của đề tài
Đái tháo đường (ĐTĐ) là bệnh rối loạn chuyển hóa gây tăng đường huyết mãn tính, do giảm tiết insulin hoặc kháng insulin, dẫn đến các biến chứng nghiêm trọng đe dọa tính mạng Năm 2016, tỷ lệ người mắc ĐTĐ toàn cầu đạt 8,5% dân số trưởng thành (422 triệu người) và dự kiến sẽ tăng lên 9,9% vào năm 2045 Các ca tử vong liên quan đến ĐTĐ chủ yếu xảy ra ở các nước có thu nhập thấp và trung bình, chiếm hơn 80% tổng số ca tử vong Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) dự báo ĐTĐ sẽ trở thành một trong bảy nguyên nhân hàng đầu gây tử vong vào năm tới.
Đến năm 2030, tỷ lệ người mắc bệnh đái tháo đường đang gia tăng đột biến, tạo ra gánh nặng lớn cho ngành y tế Theo WHO, chi phí trực tiếp hàng năm cho bệnh nhân đái tháo đường ước tính từ 153-286 tỷ USD, và dự báo đến năm 2025, tổng chi phí toàn cầu cho bệnh nhân sẽ dao động từ 213-396 tỷ USD, chiếm khoảng 7-13% ngân sách chăm sóc sức khỏe toàn thế giới.
Tại Việt Nam, tỷ lệ đái tháo đường (ĐTĐ) đang gia tăng nhanh chóng, phản ánh xu hướng toàn cầu Theo ước tính, vào năm 2006, khoảng 2,5% dân số ở độ tuổi trên 18 mắc bệnh này.
Tỷ lệ mắc bệnh đái tháo đường type 2 tại Việt Nam dự kiến sẽ tăng lên 3,5% vào năm 2025, với tỷ lệ bệnh nhân trong độ tuổi 30-64 tại các thành phố lớn đạt 7-10% theo điều tra quốc gia năm 2008 Chi phí cho bệnh đái tháo đường ước tính sẽ tăng từ 606.251 USD vào năm 2006 lên 1.114.430 USD vào năm 2025 Các thuốc điều trị hiện tại thường có tác dụng phụ không mong muốn, chi phí cao và người bệnh phải tăng liều theo thời gian Do đó, việc nghiên cứu và phát triển các loại thuốc từ thảo dược thiên nhiên, kế thừa y học cổ truyền, đang trở thành hướng đi quan trọng nhằm đáp ứng nhu cầu điều trị và giảm thiểu biến chứng của bệnh đái tháo đường.
Các loài thực vật là nguồn nguyên liệu quý giá cho thuốc, với nhiều loại thuốc hiện có nguồn gốc từ chúng Ít nhất 1200 loài thực vật được sử dụng trong y học cổ truyền để điều trị đái tháo đường, nhưng chỉ khoảng 450 loài đã được nghiên cứu và công bố tác dụng Việc tìm kiếm các loại thuốc trị đái tháo đường mới từ thực vật tự nhiên là một lĩnh vực hấp dẫn, đặc biệt tại Việt Nam, nơi có thảm thực vật phong phú và tài nguyên dược liệu quý giá.
Cây chè dây (Ampelosis cantoniensis) thuộc họ Nho (Vitaceae) đã được nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính chống oxy hóa, nhưng chưa có nghiên cứu nào về khả năng chống đái tháo đường (ĐTĐ) Trong khi đó, cây lá đắng (Vernonia amygdalina) thuộc họ Cúc (Asteraceae) đã có một số công trình nghiên cứu về khả năng chống ĐTĐ, tuy nhiên, các nghiên cứu này vẫn còn hạn chế và thiếu tính toàn diện.
Chúng tôi tiến hành nghiên cứu nhằm phân lập và đánh giá tác dụng điều trị bệnh đái tháo đường type 2 từ các hoạt chất sinh học có trong một số loài thực vật được thu hái tại miền Trung, Việt Nam, với mục tiêu góp phần vào nghiên cứu tác dụng trị bệnh ĐTĐ của thực vật trong khu vực này.
Mục tiêu của luận án
Nghiên cứu một số thực vật ở miền Trung cho thấy chúng có khả năng hạ đường huyết Việc phân tích thành phần hóa học của các thực vật này giúp hiểu rõ cơ chế tác động của các hợp chất sinh học có hoạt tính trong việc giảm đường huyết.
Nội dung nghiên cứu của luận án
Nghiên cứu đã thu thập các mẫu thực vật ở miền Trung có khả năng hỗ trợ điều trị bệnh tiểu đường (ĐTĐ) Các mẫu này được chiết xuất bằng cồn 70 ° và tiến hành sàng lọc tác dụng hạ đường huyết trên mô hình chuột ĐTĐ type 2 Kết quả cho thấy tiềm năng của các chiết xuất thực vật trong việc kiểm soát đường huyết.
Nghiên cứu chiết xuất phân đoạn lá chè dây và lá đắng bằng các dung môi có độ phân cực khác nhau nhằm đánh giá khả năng hạ đường huyết của các cao phân đoạn này trên chuột mắc bệnh tiểu đường type 2.
- Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập từ các phân đoạn có hoạt tính hạ đường huyết tốt nhất
Nghiên cứu này tập trung vào cơ chế hạ đường huyết của các hợp chất phân lập, thông qua việc đánh giá hiệu quả ức chế enzyme α-glucosidase và α-amylase Đồng thời, nghiên cứu cũng xem xét ảnh hưởng của các hợp chất này đến quá trình sinh các cytokine tiền viêm như TNF-α, IL-6 và IL-8, vốn là nguyên nhân chính gây ra tình trạng kháng insulin Ngoài ra, nghiên cứu còn phân tích vai trò của cytokine kháng viêm IL-10 và tác dụng khôi phục biểu hiện hai protein pIRS-1 và pY20, những protein quan trọng trong đường truyền tín hiệu insulin.
Nghiên cứu này nhằm đánh giá tác dụng hạ đường huyết của cao hỗn hợp, cũng như ảnh hưởng của nó đến nồng độ cholesterol và triglyceride ở chuột ĐTĐ type 2 Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng xem xét hoạt tính ức chế enzyme α-glucosidase và α-amylase, cùng với hàm lượng glycogen trong cơ thể chuột Cuối cùng, nghiên cứu còn xác định độc tính cấp của cao hỗn hợp để đảm bảo tính an toàn khi sử dụng.
4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
Nội dung nghiên cứu của luận án có ý nghĩa khoa học và thực tiễn như sau:
Luận án đã cung cấp thông tin khoa học quan trọng về khả năng điều trị bệnh tiểu đường của một số thực vật miền Trung, đồng thời xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập từ những thực vật có hoạt tính hạ đường huyết tốt nhất Kết quả này góp phần vào cơ sở dữ liệu về hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học tại Việt Nam.
Nghiên cứu trong luận án đã làm sáng tỏ cơ chế hạ đường huyết của các hợp chất phân lập bằng cách đánh giá hiệu quả ức chế enzyme α-glucosidase và α-amylase Ngoài ra, nghiên cứu cũng xem xét ảnh hưởng của các hợp chất này đến quá trình sinh ra các cytokine tiền viêm như TNF-α, IL-6 và IL-8, cũng như cytokine kháng viêm IL-10 Kết quả cho thấy các hợp chất có tác dụng khôi phục biểu hiện của hai protein pIRS-1 và pY20 trong tế bào.
Luận án cung cấp bằng chứng khoa học hỗ trợ việc sử dụng sản phẩm thực vật trong điều trị bệnh đái tháo đường type 2, giúp giảm thiểu tác dụng phụ của thuốc tổng hợp và các biến chứng liên quan Kết quả này mở ra cơ hội phát triển dược phẩm mới từ nguyên liệu tự nhiên có sẵn tại miền Trung.
Kết quả của luận án cung cấp cơ sở khoa học quan trọng để khai thác và sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên thực vật chứa các hợp chất có hoạt tính sinh học, đồng thời góp phần bảo tồn và phát triển bền vững nguồn tài nguyên này.
5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của luận án bao gồm 20 loại thực vật sinh trưởng tại miền Trung, với hai loại chính được tập trung nghiên cứu là cây chè dây và lá đắng.
Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích hoạt tính, ứng dụng và cơ chế hạ đường huyết của các hợp chất được chiết xuất từ các loại thực vật Các hợp chất này có tiềm năng trong việc hỗ trợ điều trị bệnh tiểu đường và cải thiện sức khỏe người bệnh.
1.1 Bệnh đái tháo đường
Đái tháo đường (ĐTĐ) là một bệnh rối loạn chuyển hóa do nhiều nguyên nhân khác nhau, đặc trưng bởi tình trạng tăng đường huyết mạn tính và rối loạn chuyển hóa lipid, protein do thiếu insulin, có thể kèm hoặc không kèm kháng insulin Các triệu chứng điển hình của bệnh bao gồm khát nước, nhìn mờ, tiểu nhiều và giảm cân Tình trạng tăng đường huyết mạn tính có thể dẫn đến các biến chứng nghiêm trọng như bệnh võng mạc, suy thận, bệnh thần kinh ngoại biên, các triệu chứng tim mạch và tăng huyết áp.
Bệnh nhân được chẩn đoán xác định là mắc bệnh ĐTĐ khi [33]:
- Hemoglobin (A1c) ≥ 6,5% hoặc nồng độ glucose huyết lúc đói ≥ 7,0 mmol /l(≥ 126 mg/dl)
Nồng độ đường huyết sau hai giờ thực hiện nghiệm pháp dung nạp glucose đường uống đạt mức ≥ 11,1 mmol/l (200 mg/dl) hoặc xuất hiện các triệu chứng điển hình của tình trạng tăng đường huyết với nồng độ đường huyết bất kỳ ≥ 11,1 mmol/l (200 mg/dl) sẽ được xem là dấu hiệu cảnh báo.
Một số trường hợp nồng độ đường huyết không đủ tiêu chí chẩn đoán bệnh tiểu đường (ĐTĐ) nhưng vẫn cao hơn mức bình thường được gọi là rối loạn đường huyết lúc đói (IFG) hoặc rối loạn dung nạp glucose (IGT) Người bệnh được xem là tiền ĐTĐ khi có nguy cơ tương đối cao phát triển bệnh ĐTĐ trong tương lai.
+ Đường huyết lúc đói từ 100 mg/dl (5,6 mmol/l) đến 125 mg/dl (6,9 mmol/l) (IFG)
Sau khi thực hiện thử nghiệm khả năng dung nạp glucose, mức đường huyết hai giờ sau đó có thể dao động từ 140 mg/dl (7,8 mmol/l) đến 199 mg/dl (11,0 mmol/l), cho thấy tình trạng rối loạn dung nạp glucose (IGT).
Theo báo cáo của Hiệp hội đái tháo đường Hoa Kỳ (ADA), việc phân loại ĐTĐ được nêu ở bảng 1.1 như sau:
Bảng 1.1 Phân loại bệnh ĐTĐ Đặc điểm ĐTĐ type 1 ĐTĐ type 2 ĐTĐ thai kỳ
Hệ thống miễn dịch của cơ thể người bệnh tấn công và phá hủy một phần tuyến tụy, làm giảm khả năng sản xuất insulin, dẫn đến tình trạng không thể sản xuất insulin.
Sự thiếu hụt hoàn toàn insulin làm glucose không thể đi vào tế bào để sinh năng lượng mà tăng cao trong máu