MỤC TIÊU
1. Trình bày định nghĩa về glycosid tim.
2. Nêu cấu trúc hóa học của glycosid tim.
3. Trình bày sự liên quan giữa cấu trúc hóa học và tác dụng của glycosid tim 4. Liệt kê các tính chất, định tính, định lượng và phương pháp đánh giá sinh vật của các dược liệu chứa glycosid tim.
5. Nhận biết và sử dụng các dược liệu: Trúc đào, Strophanthus Việt Nam, Dương Địa Hoàng.
NỘI DUNG
1. ĐẠI CƯƠNG VỀ GLYCOSID TIM 1.1. Định nghĩa
Glycosid tim là những glycosid steroid có tác dụng đặc biệt lên tim, ở liều điều trị thì có tác dụng cường tim, làm chậm và điều hòa nhịp tim. Các tác dụng trên được gọi là tác dụng theo quy tắc 3R của Potair [3R do 3 chữ cái đứng đầu của 3 từ tiếng Pháp:
Renforcer = làm mạnh, Ralentir = làm chậm, Regulariser = điều hòa]. Nếu quá liều thì gây nôn làm chảy nước bọt, mờ mắt, tiêu chảy, yếu các cơ, loạn nhịp tim, giảm sức co bóp của tim và cuối cùng làm ngừng tim ở thời kỳ tâm thu trên ếch và tâm trương trên động động vật máu nóng.
Glycosid tim còn được gọi là glycosid digitalic vì glycosid của lá cây Digital (digitalis) được dùng đầu tiên trên lâm sàng để chữa bệnh tim.
1.2. Nguồn gốc
Glycosid tim có trong hơn 45 loài thực vật chủ yếu thuộc các họ: Apocynaceae, Asclepiadaceae, Celastraceae (dây Gối), Brassicaceae, Euphorbiaceae, Fabaceae, Liliaceae, Meliaceae, Moraceae, Ranunculaceae, Scrophnlariaceae, Sterculariaceae, Tiliaceae (Đây), và trong một số côn trùng. Ở trong cây glycosid tim có ở các bộ phận:
lá, hoa, vỏ thân, rễ, thân rễ, dò, nhựa mủ,…
2. CẤU TRÚC HÓA HỌC, PHÂN LOẠI
Glycosid tim cũng như các glycosid khác cấu trúc hóa học gồm hai phần: phần đường và phần không đường (aglycon).
2.1. Phần không đường
Phần không đường có thể chia thành hai phần nhỏ: phần hydrocacbon và mạch nhánh là vòng lacton.
2.1.1. Phần hydrocacbon
Phần này là dẫn chất của 10,13-dimetyl cyclopentanoperhydrophenantren (khung steroid). Đính vào nhân này còn có các nhóm chức oxy.
50
Ở C-3 có nhóm -OH; hầu hết các chất có trong cây đều hướng β, trừ một vài chất hướng α. Ở C-14 của hầu hết glycosid tim có tác dụng đều có nhóm OH hướng β.
Một vài chất không có nhóm OH này (neriantin). Các nhóm chức có thể có ở các vị trí : 1, 5, 11, 12, 16, 19. Các nhóm chức có thể là OH, CH2OH, CHO, COOH. Chất G.strophantidin có 6 nhóm OH/phần aglycon. Nhóm OH có thể bị acyl hóa (oleandrigenin). Có trường hợp các nhóm OH đứng gần nhau tương tác với nhau để tạo thành nhóm epoxy (adynerin). Nhóm OH ở C-11 có thể tác dụng với nhóm COOH ở C-19 để tạo thành vòng lacton.
Phần lớn khung hydrocarbon có 2 vòng A và B cis, B và C trans, C và D cis.
Hình 5.1. Cấu trúc khung steroid của glycosid tim.
2.1.2. Vòng lacton
Phần aglycon của glycosid tim ngoài khung hydrocacbon nói trên thì đặc biệt còn có một vòng lacton nối vào vị trí C-17 của khung. Vòng lacton này coi là mạch nhánh. Hầu hết các chất có tác dụng dược lý đều có vòng lacton hướng β. Dựa vào vòng lacton nối vào vị trí C-17 người ta chia glycosid tim thành hai nhóm:
- Nếu vòng lacton có 4 cacbon có 1 nối đôi ở vị trí α-β: những aglycon nào có vòng lacton này thì có 23cacbon và được xếp vào nhóm cardenolid.
- Nếu vòng lacton có 5 cacbon, có 2 nối đôi => aglycon có 24 cacbon và được xếp vào nhóm bufadienolid (bufo: cóc, dien: 2 nối đôi).
2.2. Phần đường
Phần đường nối vào OH ở C-3 của aglycon. Cho đến nay người ta biết khoản 40 loại đường khác nhau. Ngoài những đường thông thường như D-glucose, L- rhamnose, D-fucose, D-xylose có gặp trong những nhóm glycosid khác, còn gọi là
Cardenolid Bufadienolid
Hình 5.2. Cấu trúc vòng lacton của glycosid tim
OH O O
OH O O
51 những đường gặp trong glycosid tim. Trong các đường này đáng chú ý là những đường 2,6-desoxy. Dưới đây là một số đường 2,6 desoxy hay gặp:
D-digitoxose
L-oleandrose
L-diginose
Hình 5.3. Các dạng đường thường gặp trong glycosid tim
Những đường này có các đặc tính sau: dễ bị thủy phân cho phản ứng màu với thuốc khử keler-Kiliani, thuốc thử Xanthydrol.
Mạch đường có thể là monosaccharid hoặc oligosaccharid. Gitoxin-cellobiosid có trong digital tía có mạch đường với 5 đơn vị đường đơn: Gitoxincellobiosid = Gitoxygenin + (digitoxoza)3 + (glucose)2. Người ta nhận thấy rằng glucose bao giờ cũng ở phía cuối mạch (xa aglycon).
3. SỰ LIÊN QUAN GIỮA CẤU TRÚC VÀ TÁC DỤNG
- Phần quyết định tác dụng lên tim là phần aglycon bao gồm nhân steroid và vòng lacton chưa bão hòa. Nếu giữ vòng lacton thay nhân steroid bằng nhân benzen, naphtalen thì mất tác dụng. Nếu giữ nhân steroid mà thay đổi vòng lacton bằng vòng lactam thì tác dụng mất hoặc giảm đi rất nhiều.
- Sự hấp thu qua dạ dày, tá tràng, ruột non phụ thuộc vào số lượng nhóm OH của phần aglycon. Digitoxin dễ hấp thu qua đường tiêu hóa và tái hấp thu qua thận và gan vì chỉ có một nhóm OH tự do trong phần aglycon. Digitoxin tích lũy trong cơ thể.
Uabain có 5 nhóm OH tự do trong phần aglycon, rất khó hấp thu qua đường tiêu hóa nên phải tim tĩnh mạch. Uabain có 5 nhóm OH tự do trong phần aglycon, rất khó hấp
O CH3
OH O
H OH
CH3 CHO H H
MeO H H H OH
O H
O
OH OH CH3
MeO
CHO
CH3 H H H H
H H H
OMe O
O O
OCH3 C H3 O H
OH CHO
CH3 H OH OH OH H
H H H
52
thu qua đường tiêu hóa nên phải tim tĩnh mạch. Uabain thải trừ nhanh. Muốn dễ hấp thu bằng đường uống người ta có xu hướng chuyển một số thành các dẫn chất acetyl (acetyl hóa các nhóm OH bậc một và bậc hai).
- Nhóm OH ở vị trí 14 rất quan trọng, không có nhóm OH này thì tác dụng giảm đi rất nhiều.
- Cách nối vòng cũng ảnh hưởng, C/D nối vòng cis có tác dụng quyết định lên tim. A/B trans giảm tác dụng khoản 10 lần so với dẫn chất cis tương ứng.
- Nhóm OH ở C-3 hướng α thì giảm tác dụng đi nhiều. Qua quá trình chuyển hóa trong cơ thể, OH β ở C-3 bị epimer hóa sang OH α để thải ra ngoài.
- Vòng lacton hướng α cũng giảm tác dụng.
- Nếu ở dạng aglycon thì hoạt tính của nhóm bufadienolid mạnh hơn dẫn chất cardenolid tương ứng.
- Phần đường có ảnh hưởng đến tác dụng nhưng ít, chủ yếu là ảnh hưởng đến độ hòa tan.
4. TÍNH CHẤT, ĐỊNH TÍNH, ĐỊNH LƯỢNG 4.1. Tính chất
Các glycosid tim là những chất kết tinh không màu, vị đắng, có năng suất quay cực, tan trong nước, cồn, không tan trong benzen, ether.
Các glycosid tim rất nhạy cảm với thay đổi pH môi trường, những glycosid tim có đường 2-desoxy thì rất dễ thủy phân khi đun với acid vô cơ 0,05N trong methanol 30 phút, trong khi những glycosid khác trong điều kiện đó không thủy phân được.
Trong môi trường kiềm các cardenolid chuyển thành các dẫn chất iso không hoạt tính. Glycosid tim dễ bị thủy phân bởi các enzym. Thường thì các enzym này có sẵn trong cây, có khả năng cắt bớt phần glucose để chuyển thành các glycisid thứ cấp.
Ví dụ : digilanidase trong lá digital lông, digipurpidase trong lá digital tía, strophantobiase trong hạt strophanthus courmonyi, scillarenase trong Urginea maritima.
4.2. Các thuốc thử định tính và định lượng
Các thuốc thử định tính cũng như định lượng chủ yếu dựa trên các thuốc thử tạo màu dưới ánh sáng thường hoặc tạo quỳnh quang dưới ánh sáng cực tím.
Trong khi tiến hành các phản ứng, phải chiết xuất glycosid tim ra khỏi dược liệu theo các bước sau :
- Loại tạp bằng ete dầu hỏa hoặc benzen.
- Chiết bằng cồn.
- Pha loãng độ cồn và loại tạp bằng dung dịch chì acetat 15% lọc.
- Chiết glyconsid trong dịch lọc bằng cloroform hoặc hỗn hợp cloroform-etanol (4:1)
- Bốc hơi dịch chiết rồi hòa glycosid trong dung môi thích hợp để tiến hành các phản ứng.
53 Các thuốc thử có thể chia làm hai loại: loại thuốc thử phản ứng với phần đường 2-desoxy và loại thuốc thử phản ứng với aglycon.
4.2.1. Các thuốc thử tác dụng lên phần đường 4.2.1.1. Thuốc thử Xanthydrol
Thuốc thử gồm 10mg Xanthydrol hòa tan trong 99ml acid acetic đặc và thêm 1ml HCl đặc, trộn đều. thuốc thử này chỉ giữ được 1-2 ngày nên khi dùng mới pha.
Thuốc thử này dương tính với các đường 2-desoxy và glycosid có đường này.
Phản ứng cho màu đỏ mận rõ và ổn định. Phản ứng kém nhạy với đường 2-desoxy đã acetyl hóa và âm tính với đường 2-desoxy đã nối với glucose ở vị trí4. Các đường 6- desoxy âm tính với thuốc thử này. Phản ứng có thể dùng để định tính và định lượng.
Tiến hành phản ứng: lấy khoảng 20-200àg glycosid cho vào ống nghiệm khụ, thêm 5ml thuốc thử trộn đều, đậy nút bông, đặt trên nồi cách thủy sôi 3 phút sau đó làm lạnh bằng cách ngâm 5 phút vào nước đá và để ở nhiệt độ phòng 10 phút. Đọc trên quang phổ kế ở bước sóng 550nm. Để định tính không cần làm lạnh.
4.2.1.2. Thuốc thử acid phosphoric đặc
Thuốc thử này dương tính với các đường 2-desoxy và glycosid có đường này.
Phản ứng có thể định tính và định lượng.
4.2.1.3. Thuốc thử Keller-Kiliani
Thuốc thử được pha thành hai dung dịch.
- Dung dịch 1 gồm 100ml acid acetic đậm đặc được trộn với 1ml dung dịch FeCl35%.
- Dung dịch 2 gồm 100ml H2SO4 đậm đặc trộn với 1ml dung dịch FeCl35%.
Hòa tan 5ml glycosid vào dung dịch 1 và chồng thêm dung dịch 2. Mặt ngăn cách có màu đỏ hoặc màu nâu đỏ và dần dần thì lớp trên có màu xanh từ dưới khuyếch tán lên.
Độ nhạy của phản ứng kém thuốc thử Xanthydrol. Màu không ổn định lắm nên ít dùng định lượng.
4.2.2. Các thuốc thử tác dụng lên phần aglycon
Các thuốc thử này chia thành hai nhóm, nhóm phản ứng lên nhân steroid và nhóm phản ứng lên vòng lacton.
4.2.2.1. Xác định phần steroid Phản ứng Liebermanm-Burchard:
Phản ứng này không chỉ lên màu với glycosid tim mà còn lên màu với nhiều dẫn chất có nhân steroid khác. Hòa một ít glycosid vào một ít acid acetic, kết tinh được rồi trộn với hỗn hợp gồm 50 phần anhydric và 1 phần acid sulfuric đặc. Trộn đều, sẽ có màu hồng chuyển sang màu xanh lá cây. Cơ chế của phản ứng là do sự khử nước của acid mạnh.
Thuốc thử acid phosphoric:
Thuốc thử acid phosphoric ngoài phản ứng với phần đường 2-desoxy cho màu vàng còn tác dụng lên phần aglycon cho huỳnh quang.
Thuốc thử Tattje: thuốc thử gồm acid phosphoric, H2SO4, FeCl3
54
4.2.2.2. Xác định vòng lacton 5 cạnh chưa no
Các glycosid và aglycon thuộc nhóm cardenolid khi cho phản ứng với những dẫn chất nitro thơm ở môi trường kiềm thì tạo nên những sàn phẩm màu đỏ đến tím.
Phản ứng phụ thuộc vào nhóm methylen hoạt động của vòng butenolic. Một số hợp chất tự nhiên khác có phần cấu trúc tương tự (β-thuyon, piperitenon, benzelaceton) cũng dương tính với thuốc thử này.
Thuốc thử Baljet:
Cho alycosid tim tác dụng với acid picric trong môi trường kiềm cho màu đỏ da cam do tạo phức. màu tương đối bền nên được dùng để định tính và định lượng.
Thuốc thử Kedde:
Thuốc thử là dung dịch 3,5-dinitrobenzoic acid 2% trong ethanol. Chất thử được hòa tan trong ethanol, thêm thuốc thử rồi thêm dung dịch xút, phản ứng có màu đỏ tích. Màu ổn định có thể dùng để định lượng (đọc ở bước sóng 540nm).
Thuốc thử Raymond-Marthoud:
Thuốc thử là m.dinitrobenzen 1% trong cồn tuyệt đối, cũng thực hiện trong môi trường kiềm. Phản ứng có màu tím, màu không bền.
Ngoài những thuốc thử nitro thơm nói trên người ta còn thấy một số thuốc thử khác như 2,4-dinitrophenylsulfon, 3,5-dinitroanisol cũng cho màu với nhóm cardenolid.
Thuốc thử Legal:
Cho glycosid tác dụng với dung dịch natri nitroprussiat trong môi trường kiềm sẽ suất hiện màu đỏ, màu mất nhanh. Tiến hành phản ứng các chất thuộc nhóm cardenolid khi hòa vào pyridin rồi thêm dd natri nitroprussiat 0,3 – 0,5% sau đó thêm xút 10-15% để đảm bảo kiềm thừa sẽ xuất hiện màu đỏ.
Các thuốc thử nitro thơm nói trên và thuốc thử legal thì âm tính với các dẫn chất thuộc nhóm bufadienolid. Muốn phát hiện nhóm này có thể dùng thuốc thử SbCl3
trong cloroform, sẽ có màu tím sau khi đun nóng. Tốt nhất dựa vào quan phổ tử ngoại.
4.2.3. Sắc ký
Để xác định, đối chiếu hoặc tách từng chất để nghiên cứu ta có thể tiến hành sắc ký giấy hoặc sắc ký lớp mỏng. để hiện màu có thể dùng các thuốc thử đã nói ở phần trên thường dùng nhất là thuốc thử Kedde (màu đò), thuốc thử Raymond - Marthoud (màu tím). Các d/chất có đường 2-desoxy thì dùng thuốc thử Xanthydrol.
4.2.4. Quang phổ
Nhóm cardenolid có đỉnh hấp thu cực đại trong vùng 215 - 218 nm và log khoảng 4,1; nếu trong phân tử có thêm nhóm carbonyl (ví dụ strophanthidin) thì có đỉnh hoặc vai ở 272 - 305 nm còn các chất bufadienolid thì có đỉnh hấp thu cực đại ở khoảng 300nm, log khoảng 3,7.
4.2.5. Đánh giá bằng sinh vật
Trong nhiều trường hợp kết quả của phương pháp định lượng bằng hoá học không ăn khớp với liều tác dụng nên trong các chuyên luận của Dược điển người ta đánh giá hiệu lực của glycosid tim bằng phương pháp sinh vật. Súc vật dùng: có thể là mèo, ếch. Đối với mèo thì căn cứ vào liều gây ngừng tim ở kỳ tâm trương.
55 Đơn vị ếch thì căn cứ vào liều gây ngừng tim ở kỳ tâm thu. Đơn vị ếch thì tiêm dưới da vào túi bạch huyết, đơn vị mèo tiêm vào tĩnh mạch đùi, sau đó tính ra đơn vị ếch hoặc mèo các thí nghiệm tiến hành theo điều kiện qui định.
Đơn vị ếch (Đ.V.Ê) là liều tối thiểu của dược liệu hay glycocid làm cho đa số ếch trong một lô ếch thử bị ngừng tim.
Đơn vị mèo (Đ.V.M) là liều tối thiểu của dược liệu hay glycocid làm cho tim mèo ngừng đập, tính theo 1kg/thể trọng.
5. MỘT SỐ DƯỢC LIỆU CHỨA GLYCOSID TIM 5.1. Trúc đào
Tên khoa học: Nerium oleander L., thuộc họ Trúc đào (Apocynaceae). Loài Nerium odorum Soland., cũng được dùng.
Đặc điểm thực vật:
Cây gỗ nhỏ, mọc thành bụi cao 3-5 m, cành mọc đứng khi non có màu xanh, khi già có màu nâu xám. Lá tập trung ở ngọn, lá đơn, nguyên, mọc đối hoặc vòng 3 lá một, hình thon hẹp, mặt trên xanh thẫm, mặt dưới. Cụm hoa dạng xim phân nhánh ở ngọn cành. Hoa đều lưỡng tính, năm cánh cùng dính nhau thành hình ống hơi loe ở đỉnh, màu trắng có sọc hồng, trên chia thành năm phiến; màu hồng có sọc trắng, các cánh còn lại có thể dính hoặc rời. Quả 2 đại lúc chín nứt dọc, trong chứa nhiều hạt có chùm lông, màu hung. Toàn cây có nhựa mủ trắng. Cây được trồng làm cảnh ở khắp nơi. Ngoài ra còn dùng loài Nerium odorum Soland, cùng họ Trúc đào.
Phân bố: gốc ở vùng Địa Trung Hải và Bắc Châu Phi, được nhập trồng ở nước ta vì hoa đẹp. Ra hoa từ tháng 1 - 12, cây thu hái
quanh năm, có thể dùng tươi hay lấy lá làm nguyên liệu chiết neriolin Bộ phận dùng, thu hái, chế biến:
Lá (folium Nerii oleandri) và toàn cây (Herba Nerii oleandri). Thu hái vào mùa thu, hè sau sau đó phơi ngay ngoài gió hoặc sấy ở niệt độ 600 C.
Thành phần hóa học:
Glycosid tim (oleandrin), ngoài ra còn có saponin, flavonoid.
O O
CH3
O oleand
O O
OH H
Công dụng:
Hoạt chất Trúc đào có tác dụng làm chậm nhịp tim, kéo dài thời gian tâm trương, đặc biệt bệnh nhân hẹp van hai lá. Ngoài ra, còn có tác dụng lợi tiểu.
Hình 5.4. Trúc đào Nerium oleander L.
Hình 5.5. Cấu trúc Oleandrin
56
Trúc đào dùng để chiết oleandrin tinh khiết dùng trị suy tim, khó thở, phù do tim.
Ghi chú: thuốc độc nên dùng thận trọng, không dùng sắc uống.
Liều lượng:
Dung dịch Oleandrin 1/5.000 (thành phẩm độc A), ngày uống 3 lần, mỗi lần X giọt
Viên Neriolin 0,10 mg (thành phẩm độc A), ngày uống 2 lần, mỗi lần 1 viên. Liều tối đa: 0,20 mg/lần - 0,40 mg/24 giờ.
5.2. Strophanthus
Tên gọi khác: Sừng dê hoa vàng
Tên khoa học: Strophanthus divaricatus (Loureiro) Hooker et Arn., thuộc họ Trúc đào (Apocynaceae).
Đặc điểm thực vật
Cây bụi mọc cao 2m, có cành vươn dài tới 3-4m, cánh non vuông, cành già hình trụ, vỏ có nhiều lỗ bì màu trắng. Lá mọc đối, phiến lá dài 4 - 10 cm, rộng 1,5 - 5cm; cuống lá ngắn. Hoa mọc đơn độc hay thành cụm hình xim ở ngọn cành. Hoa màu vàng, cánh hoa kéo dài thành sợi. Quả nang, gồm 2 đại nhọn đầu, dính nhau ở gốc, dài 10 - 15cm. Hạt nhiều màu nâu, có cán mang chùm lông mịn. Toàn cây có nhựa mủ.
Cây mọc rất phổ biến ở Việt Nam, có nhiều ở các tỉnh miền trung (Hà Tĩnh, Nghệ An...)
Bộ phận dùng:
Hạt (Semen Strophanthi Divaricati) thường gọi là Dương giác ảo. Cành, lá và dịch cây cũng được sử dụng.
Thành phần hoá học chính:
Glycosid tim (D-strophantin), dầu béo.
Công dụng:
Chiết xuất glycosid tim hỗn hợp (D- strophantin) làm thuốc chữa tim. Dùng trong trường hợp suy tim cấp, phù.
Cách dùng, liều lượng:
Thuốc tiêm divarin, ống 2ml chứa 0,25mg D- Strophantin. Tiêm tĩnh mạch chậm ngày 1-2 ống, liều tối đa 24 giờ là 8 ống, dùng theo chỉ dẫn của thầy thuốc chuyên khoa.
Chú ý:
Ngoài loài Strophanthus divaricatus ở nước ta còn có một số loài khác thuộc chi Strophanthus có thể nghiên cứu để làm nguồn nguyên liệu chiết xuất glycosid tim.
Hình 5.7.
Cấu trúc của Strophantin
OH RO OH
HO OH
O O
Hình 5.6. Strophanthus sp.
57 5.3. Digital
Tên khác: Dương đia hoàng
Tên khoa học: Digitalis lanata Ehr. (Digital lông); Digitalis purpurea L (Digital tía) và một số loài digitalis khác, họ Hoa mõm chó (Scrophulariaceae).
Bộ phận dùng: Lá (Folium Digitalis).
Thành phần hoá học: Các glycosid tim (digitoxin, gitoxin), flavonoid, tanin, saponin.
Tác dụng: Với liều dược dụng, nó làm cho tim hoạt động, làm cho hưng phấn, cường tim, tăng thêm sức co bóp của tim và làm cho tim đập dịu; còn có tác dụng lợi tiểu. Với liều cao, nó gây độc mạnh.
Công dụng: Làm thuốc trợ tim trong trường hợp suy tim nhịp không đều; làm nguyên liệu chiết xuất các glycosid tim.
Cách dùng, liều lượng:
Bột lá: người lớn: uống mỗi lần 0,05 – 0,1g; uống 3 – 4 lần/ngày.
Trẻ em: uống mỗi lần 0,005 – 0,006g tuỳ theo tuổi. ngoài ra còn dùng dưới dạng viên, cồn thuốc, nước sắc.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bộ môn Dược liệu (2007), Bài giảng Dược liệu học tập 1, Trường Đại học Y dược TPHCM và Trường Đại học dược Hà Nội, trang 86 - 125.
2. Ngô Vân Thu - Trần Hùng (2011), Dược liệu học, tập 1, NXB Y học, trang 148 - 189
Digitalis lanata Ehr. Digitalis purpurea L.
Hình 5.8. Hình ảnh của các loài Dương địa hoàng
Hình 5.9. Cấu trúc digitoxin