Nghiên cứu hoạt tính ức chế enzym anpha-Glucosidase của một số cây thuốc Đồng Tháp

289 Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học – Tập 20, số 4/2015 NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH ỨC CHẾ ENZYM -GLUCOSIDASE CỦA MỘT SỐ CÂY THUỐC ĐỒNG THÁP Đến tòa soạn 16 - 6 - 2015 Nguyễn Xuân Hải, Nguyễn Thị Thanh Mai Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên-ĐHQG Tp. HCM SUMMARY STUDY ON -GLUCOSIDASE INHIBITORY ACTIVITY OF MEDICINAL PLANTS FROM DONG THAP Study on -glucosidase inhibitory activity of 20 methanolic extracts of medicinal plants from Dong Thap. The results showed that 17 extracts displayed activity at 250 µg mL-1, 16 extracts showed an inhibition rate greater than 50 % at 250 µg mL-1, 9 extracts had over 50 % at 100 µg mL-1, 7 extracts possessed more than 50 % at 50 µg mL-1, 5 extracts showed over 50 % at 25 µg mL-1 and 2 extracts had greater than 50 % at 10 µg mL-1. Among them, the MeOH extracts from the stems of Ceiba pentandra and the stems of Morus alba exhibited the most strong -glucosidase inhibitory activity, with IC50 values of 4.8 and 6.1 µg mL-1, respectively, which were stronger than a positive control acarbose with an IC50 values of 138.4 µg mL-1. Keywords: Dong Thap, medicinal plants, α-glucosidase, Ceiba pentandra, Morus alba. 1. GIỚI THIỆU Bệnh đái tháo đường là bệnh đặc trưng bằng mức đường trong máu cao, nguyên nhân là do thiếu insulin có kèm hoặc không kèm theo kháng insulin với các mức độ khác nhau. Những người mắc bệnh không những có lượng đường trong máu cao, mà cả trong nước tiểu nên còn gọi là bệnh đái tháo đường. Bên cạnh đó, bệnh đái tháo đường còn gây ra các biến chứng nguy hiểm về tim mạch, tai biến mạch máo não, suy thận, Bệnh đái tháo đường gồm có hai loại, trong đó loại 2 chiếm khoảng 90 % trong tổng số trường hợp bị bệnh. [1] Trong cơ thể, màng tế bào ruột non tiết ra enzym α-glucosidase có vai trò thủy phân carbohydrat từ thức ăn thành các oligosaccarit, rồi thuỷ phân oligosaccarit thành glucose và thẩm thấu vào máu qua màng ruột non để nuôi các tế bào của cơ thể. Khi cơ thể bị rối loạn chuyển hóa carbohydrat thì lượng đường trong máu cao, do đó sẽ dẫn đến bệnh tiểu đường. Bằng cách ức chế hoạt động của enzym α- glucosidase có thể làm chậm quá trình thủy 290 phân của carbohydrat và làm giảm lượng đường trong máu [1]. Do đó, việc tìm kiếm các cây thuốc cũng như các hợp chất mới có khả năng ức chế enzym α-glucosidase có ý nghĩa rất lớn nhằm hỗ trợ điều trị bệnh tiểu đường. Vì vậy, trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành sàng lọc hoạt tính ức chế enzym α-glucosidase của một số cây thuốc Đồng Tháp để định hướng trong nghiên cứu. 2. THỰC NGHIỆM 2.1. Chuẩn bị mẫu 20 mẫu cây thuốc nghiên cứu được thu hái thuộc Tỉnh Đồng Tháp vào cuối tháng 8/2009 (bảng 1) và được định danh bởi Thạc sĩ Hoàng Việt, khoa Sinh Học, Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên, Thành phố Hồ Chí Minh. Các mẫu cây thuốc này được lựa chọn theo tiêu chí dân gian được dùng để điều trị bệnh đái tháo đường, tài liệu tham khảo và lựa chọn ngẫu nhiên. Các mẫu dược liệu khô được xay nhỏ rồi đun hoàn lưu 3 lần với dung môi metanol trong 3 giờ, các dịch trích được gom lại và đuổi dung môi thu được cao metanol. 2.2. Quy trình thử hoạt tính ức chế enzym α-glucosidase 2.2.1. Cơ sở phương pháp Enzym α-glucosidase xúc tác cho quá trình chuyển hoá p-nitrophenyl-α-D- glucopyranosid thành α-D-glucose và p- nitrophenol có màu vàng nhạt, hấp thụ quang cực đại tại bước sóng 401 nm [2]. Khi có mặt chất ức chế enzym, cường độ hấp thu của dung dịch sẽ giảm. Dựa vào cường độ hấp thu của dung dịch khi có và không có mẫu thử sẽ tính được phần trăm ức chế enzym α-glucosidase của mẫu thử. Dựng đường biểu diễn giữa phần trăm ức chế và nồng độ chất ức chế sẽ xác định được giá trị IC50 là nồng độ của mẫu mà tại đó ức chế 50 % enzym. Mẫu có hoạt tính càng cao thì giá trị IC50 sẽ càng thấp. 2.2.2. Hoá chất - Dung dịch đệm phosphat 0,01 M có pH = 7,0 - Dung dịch enzym α-glucosidase 0,2 U mL-1 - Dung dịch nền p-nitrophenyl-α-D- glucopyranosid 3,0 mM - Dung dịch Na2CO3 0,1 M 2.2.3. Quy trình thử hoạt tính Mẫu được hoà tan trong đệm phosphat, thêm 100 µL enzym, lắc đều, ủ ở 37 ºC trong 5 phút, sau đó thêm 100 µL dung dịch nền, lắc đều, ủ ở 37 ºC trong 15 phút, cuối cùng thêm 1500 µL dung dịch Na2CO3 và đo mật độ quang tại bước sóng 401 nm. Tiến hành thử hoạt tính trên các mẫu thử với nhiều nồng độ khác nhau từ 250 đến 10 µg mL-1, chất đối chứng dương được sử dụng là acarbose. 3. KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN Kết quả sàng lọc hoạt tính ức chế enzym α- glucosidase của 20 cây thuốc Đồng Tháp được trình bày trong bảng 2. Kết quả nghiên cứu cho thấy, trong 20 mẫu dược liệu thì 17 cây thuốc có hoạt tính ức chế tại nồng độ 250 µg mL-1, 16 mẫu cây có phần trăm ức chế lớn hơn 50 % tại nồng độ 250 µg mL-1, 9 mẫu cây có phần trăm ức chế lớn hơn 50 % tại nồng độ 100 µg mL-1, 7 mẫu cây có phần trăm ức chế lớn hơn 50 % tại nồng độ 50 µg mL-1, 5 mẫu cây có phần trăm ức chế lớn hơn 50 % tại nồng độ 25 µg mL-1 và 2 mẫu cây có phần trăm ức chế lớn hơn 50 % tại nồng độ 10 µg mL-1; trong 291 đó, thân cây Gòn và thân cây Dâu có hoạt tính ức chế enzym -glucosidase mạnh nhất nên được thử tiếp ở các nồng độ thấp hơn, giá trị IC50 của hai mẫu cây này lần lượt là 4,8 và 6,1 µg mL-1, mạnh hơn nhiều so chất đối chứng dương acarbose có giá trị IC50 là 138,4 µg mL-1. Cây Dâu tằm có tên khoa học là Morus alba (L.) thuộc họ Dâu tằm (Moraceae). Lá của cây này đã được nghiên cứu rất nhiều trên thế giới, trong khi rễ và thân cũng có một vài nghiên cứu cho thấy thành phần hoá học chủ yếu là các hợp chất polyphenol như flavonoid, stilben, benzofuran, [3,4]. Đối với cây Gòn, tên khoa học là Ceiba pentandra (L.) thuộc họ Cói (Cyberaceae) chỉ có một vài nghiên cứu trên thế giới cho thấy thành phần hoá học của rễ và thân cây chứa các hợp chất polyphenol như flavonoid, naptoquinon và dẫn xuất lacton [5,6]. Như vậy, các hợp chất ức chế enzym -glucosidase có thể là do các hợp chất polyphenol như flavonoid, stilben hay các quinon mà trước đây đã có nhiều tài liệu công bố về các hợp chất polyphenol có khả năng ức chế enzym -glucosidase cũng như có tác dụng điều trị bệnh đái tháo đường loại 2 [7]. 4. KẾT LUẬN Kết quả nghiên cứu sàng lọc hoạt tính ức chế enzym -glucosidase của 20 cây thuốc Đồng Tháp cho thấy, 2 mẫu cây có giá trị IC50 < 10 µg mL-1, 8 mẫu cây có giá trị IC50 từ 100 đến 10 µg mL-1, 6 mẫu cây có giá trị IC50 từ 250 đến 100 µg mL-1 và 4 mẫu cây có giá trị IC50 > 250 µg mL-1. Phương pháp này dùng chất đối chứng dương là acarbose và trong 20 mẫu dược liệu khảo sát thì có 14 mẫu có hoạt tính ức chế enzym - glucosidase mạnh hơn chất đối chứng dương, đặt biệt là thân cây Gòn và cây Dâu. Những kết quả nghiên cứu thu được tạo cơ sở cho các nghiên cứu phân lập các hoạt chất từ các cây có hoạt tính mạnh nhằm góp phần trong việc hỗ trợ điều trị bệnh đái tháo đường có nguồn gốc thảo dược để làm giảm các phản ứng phụ so với các hoạt chất từ tổng hợp. 29 2 B ản g 1. D an h m ục 2 0 câ y th uố c Đ ồn g T há p ST T T ên t hư ờ ng dù ng T ên k há c T ên k ho a họ c H ọ B ộ ph ận dù ng C ôn g dụ ng 1 C ỏ bạ c đầ u K yl lin ga m on oc ep ha la R ot tb . C ói (C yb er ac ea e) To àn c ây H ạ nh iệ t, hạ s ốt 2 G òn C ây b ôn g gò n C ei ba p en ta nd ra (L .) G ae rtn . V ar . in di ca (D C .) Ba kh G ạo (B om ba ce ae ) Th ân Tr ị b ện h về ti ết n iệ u, b ện h về th ận , v ề tó c, v ề ph ổi , ỉ a ch ảy , đ ái th áo đ ườ ng 3 D âu D âu tằ m M or us a lb a (L .) D âu tằ m (M or ac ea e) Th ân Tr ị p ho ng t ê th ấp , đ au th ắt lư ng , đ au n hứ c cá c đầ u xư ơn g, c ướ c kh í, ch ân ta y co q uắ p 4 D ây đ ậu xư ơn g Tụ c cố t đ ằn g Ti no sp or a sin en si s M er r. (T in os po ra to m en to sa M ie rs .) Ti ết d ê (M en isp er m ac ea e) D ây v à lá C hữ a bệ nh p ho ng th ấp , đ au n hứ c gâ n cố t, đa u dâ y th ần k in h hô ng , đ òn n gã c hấ n th ươ ng v à để b ổ sứ c 5 N gả i b ướ m Đ ậu c án h dơ i C hr is tia ve sp er til io ni s (L .f. ) B ak h. f. Đ ậu (F ab ac ea e) To àn c ây Th uố c lợ i t iể u, đ au m ắt đ ỏ, y ếu ti m , đ au ti m 6 É tía H ươ ng n hu tí a O ci m um sa nc tu m L. H oa m ô (L am ia ce ae ) Th ân lá Tr ị cả m n ắn g, s ốt n ón g, n hứ c đầ u, đ au b ụn g đi ng oà i, tứ c ng ực , n ôn m ửa , c hu ột rú t, cư ớc k hí , t hủ y th ũn g, b ện h đư ờn g hô h ấp , l on g đờ m , t hấ p kh ớp 7 Th ạc h hộ c K im th ạc h hộ c, tu yế t m ai , h ắc ti ết th ảo , h oà ng th ảo , la n rừ ng D en dr ob iu m cr um en at um S w . La n (O rc hi da ce ae ) R ễ C hữ a liệ t d ươ ng , đ au n hứ c, r a m ồ hô i t rộ m 292 29 3 ST T T ên t hư ờ ng dù ng T ên k há c T ên k ho a họ c H ọ B ộ ph ận dù ng C ôn g dụ ng 8 Th iê n ni ên ki ện S ơn p hụ c, th ần ph ục H om al om en a oc cu lta (L ou r.) Sc ho tt R áy (A ra ce ae ) R ễ Ph on g hà n, n hứ c m ỏi , đ au d ạ dà y, đ au b ụn g ki nh , b ổ gâ n cố t, đa u kh ớp x ươ ng 9 D ây th ảo b ạc Bạ c th au , b ạc s au Ar gy re ia a cu ta Lo ur . K ho ai la ng (C on vo nl vu la ce ae ) Th ân m an g lá Tr ị b í t iể u ti ện , đ i đ ái ít m ột r át b uố t, nư ớc ti ểu đụ c, b ạc h đớ i, ng ứa lở , m ụn n họ t, ho , v iê m p hế qu ản c ấp v à m ãn tí nh 10 G iằ ng x ây C ối x ay Ab ut ilo n in di cu m (L .) Sw ee t) Bô ng (M al va ce ae ) To àn c ây Đ iế c, ù ta i, đa u ta i, sổ m ũi , s ốt c ao , đ au đ ầu d ữ dộ i, vi êm tu yế n m an g ta i t ru yề n nh iễ m , l ao ph ổi , g iả m n iệ u 11 Bò ng b on g Th òn g bo ng Ly go di um fle xu os um (L .) Sw .) Bò ng b on g (L yg od ia ce ae ) D ây m an g lá C hữ a ch ứn g đá i r ắt , đ ái b uố t r a m áu , đ ại ti ện , tá o bó n, c hấ n th ươ ng ứ m áu , l ợi ti ểu , l ợi s ữa , vế t l oé t, m ụn r ộp , đ au ta i, đa u m àn g óc , l ậu , ch ó dạ i c ắn 12 D ây m ơ D ây m ơ lô ng , d ây m ơ tr òn , t hố i đ ịt, ng ưu b ì đ ốn g Pa ed er ia to m en to sa L . C à ph ê (R ub ia ce ae ) Lá C hữ a lỵ , x oa b óp c hữ a tê th ấp , s ỏi th ận , b í t iể u tiệ n 13 M ạc h lạ c C ây đ uô i c hu ột , gi ả m ã tiê n St ac hy ta rp he ta ja m ai ce ns is (L .) V ah l C ỏ ro i n gự a (V er be na ce ae ) To àn c ây Tr ị n hi ễm tr ùn g đư ờn g ti ết n iệ u, đ au g ân c ốt do th ấp k hớ p, v iê m k ết m ạc c ấp , v iê m h ầu , l ỵ, ỉa c hả y, c ảm lạ nh , h o 14 N gà v oi N an h he o, n gả i ng à Sa ns ev ie ri a cy lin dr ic a Bo je r Bồ ng b ồn g (D ra ca en ac ea e) Lá Lá d ùn g gi ã đắ p ch ữa s ưn g tấ y, s ai x ươ ng 293 29 4 ST T T ên t hư ờ ng dù ng T ên k há c T ên k ho a họ c H ọ B ộ ph ận dù ng C ôn g dụ ng 15 N gá i Fi cu s h is pi da L .f. D âu tằ m (M or ac ea e) Th ân , v ỏ C hữ a cả m m ạo , v iê m p hế q uả n, ti êu h oá k ém , lỵ , t hấ p kh ớp , đ au n hứ c xư ơn g, đ òn n gã tổ n th ươ ng , c ụm n họ t ở n ác h 16 N hà u N hà u lớ n, n hà u nú i, nh àu rừ ng M or in da c itr ifo lia L. C à ph ê (R ub ia ce ae ) Lá Lá g iã n át đ ắp v ết th ươ ng , m ụn n họ t, m au lê n da n on , c hữ a ỉa c hả y, s ốt , đ au n hứ c, c hâ n ta y nh ức m ỏi , h uy ết á p ca o 17 G ừa Fi cu s m ic ro ca rp a L. f. D âu tằ m (M or ac ea e) R ễ, lá C ảm m ạo , s ốt c ao , v iê m a m id an , đ au n hứ c kh ớp x ươ ng , đ òn n gã c hấ n th ươ ng 18 Se n N el um bo n uc ife ra G ae rtn . Se n (N el um bo na ce ae ) Bô ng Đ ái th áo đ ườ ng , b ị t hư ơn g, c hả y m áu , c hố c lở 19 Th ù lù Th ù lù c ạn h, lồ ng đè n, tầ m b óp Ph ys al is a ng ul at a L. C à (S ol an ac ea e) To àn c ây b ỏ rễ Tr ị c ảm s ốt , y ết h ầu s ưn g đa u, h o nh iề u đờ m , hạ k hí , t ha nh n hi ệt , l ợi ti ểu 20 H oa tr in h nữ C ây m ắc c ỡ, c ây th ẹn , h àm tu th ảo M im os a pu di ca L . Tr in h nữ (M im os ac ea e) To àn c ây D ùn g là m th uố c ng ủ, d ịu th ần k in h, c hữ a bệ nh nh ức x ươ ng B ản g 2. K ết q uả th ử ho ạt tí nh ứ c ch ế en zy m α -g lu co si da se c ủa 2 0 m ẫu c ây th uố c Đ ồn g T há p ST T T ên c ây PH Ầ N T R Ă M Ứ C C H Ế IC 50 (µ g m L -1 ) 10 (µ g m L -1 ) 5 (µ g m L -1 ) 2, 5 (µ g m L -1 ) 1 (µ g m L -1 ) 1 G òn 58 ,0  2 ,2 52 ,1 ± 2 ,1 30 ,1 ± 1 ,6 19 ,2 ± 1 ,7 4, 8 2 D âu 63 ,3 ± 3 ,2 46 ,3 ± 2 ,1 19 ,3 ± 2 ,2 14 ,9 ± 1 ,9 6, 1 10 0 (µ g m L -1 ) 50 (µ g m L -1 ) 25 (µ g m L -1 ) 10 (µ g m L -1 ) 294 29 5 ST T T ên c ây PH Ầ N T R Ă M Ứ C C H Ế IC 50 (µ g m L -1 ) 10 (µ g m L -1 ) 5 (µ g m L -1 ) 2, 5 (µ g m L -1 ) 1 (µ g m L -1 ) 3 D ây đ ậu x ươ ng 89 ,5 ± 3 ,3 84 ,1 ± 3 ,1 66 ,9 ± 2 ,6 36 ,7 ± 1 ,3 16 ,6 4 C ỏ bạ c đầ u 80 ,3 ± 7 ,1 80 ,7 ± 1 ,4 61 ,2 ± 5 ,0 23 ,1 ± 1 ,9 20 ,6 5 Th iê n ni ên k iệ n 85 , 3 ± 2 ,8 53 ,8 ± 8 ,2 52 ,3 ± 2 ,1 38 ,2 ± 2 ,0 22 ,7 6 N gã i b ướ m 67 ,1 ± 1 ,4 65 ,2 ± 2 ,2 49 ,3 ± 3 ,0 38 ,0 ± 1 ,4 26 ,4 7 É tía 67 ,1 ± 2 ,8 60 ,7 ± 2 ,2 43 ,4 ± 1 ,8 20 ,5 ± 1 ,3 34 ,5 8 Th ạc h hộ c 89 ,0 ± 2 ,8 45 ,2 ± 3 ,7 34 ,5 ± 3 ,7 12 ,5 ± 2 ,3 55 ,5 9 Th ảo b ạc 69 ,4 ± 2 ,1 43 ,0 ± 1 ,0 34 ,0 ± 1 ,1 – 63 ,3 10 D ây m ơ 48 ,0 ± 1 ,3 32 ,4 ± 1 ,6 18 ,0 ± 1 ,5 13 ,1 ± 2 ,3 ~ 10 0 25 0 (µ g m L -1 ) 10 0 (µ g m L -1 ) 50 (µ g m L -1 ) 25 (µ g m L -1 ) 11 M ạc h lạ c 96 ,3 ± 1 ,3 43 ,2 ± 1 ,6 24 ,3 ± 1 ,5 16 ,8 ± 1 ,9 11 9, 9 12 Bò ng b on g 99 ,0 ± 1 ,3 38 ,4 ± 1 ,7 8, 8 ± 0, 8 – 12 8, 7 13 N gà v oi 89 ,2 ± 1 ,5 40 ,0 ± 2 ,2 23 ,4 ± 1 ,7 15 ,4 ± 1 ,8 13 0, 5 14 R ễ gừ a 83 ,5 ± 2 ,5 40 ,1 ± 1 ,9 22 ,2 ± 1 ,8 18 ,8 ± 2 ,2 13 6, 3 15 Th ù lù 97 ,5 ± 1 ,3 31 ,4 ± 1 ,6 6, 9 ± 1, 8 – 14 2, 2 16 Se n 50 ,5 ± 1 ,1 29 ,2 ± 1 ,9 22 ,1 ± 2 ,3 8, 7 ± 1, 7 ~ 25 0 17 N gá i 24 ,6 ± 1 ,0 12 ,6 ± 1 ,3 7, 6 ± 0, 6 4, 3 ± 0, 4 > 25 0 18 G iằ ng x ây – – – – > 25 0 19 N hà u – – – – > 25 0 20 Tr in h nữ – – – – > 25 0 A ca rb os e 13 8, 4 – : p hầ n tr ăm ứ c ch ế < 1 % 295 296 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn T. K., Diệp T. T. B., Đặng T. B. T., Lại T. P. Q., Trần Q. K., (2006) Nội tiết học, Đại học Y Dược thành phố Hồ Chí Minh, nhà xuất bản Y Học. [2] Nguyen H.T., Kim S.M., (2009) Three compounds with potent - glucosidase inhibitory activity purified from sea cucumber Stichopus japonicus, SPISE, 112-122. [3] Zhang M., Chen M., Zhang H.Q., Sun S., Xia B., Wu F.H., (2009) In vivo hypoglycemic effects of phenolics from the root bark of Morus alba, Fitoterapia, 80, 475-477. [4] Du J, He Z. D., Jiang R. W., Ye W. C., Xu H. X., But P. P. H., (2003) Antiviral flavonoids from the root bark of Morus alba L., Phytochemistry, 62, 1235-1238. [5] Rao K. V., Sreeramulu K., Gunasekar D., (1993) Two new sesquiterpene lactones from Ceiba pentandra, Journal Natural Product, 56, 2041-2045. [6] Noreen Y., El-Seed H., Perera P., Bohlin L., (1998) Two new isoflavones from Ceiba pentandra and their effect on cyclooxygenase-catalyzed prostaglandin biosynthesis, Journal Natural Product, 61, 8-12. [7] De Melo E. B., Gomes S. A., Carvalho I., (2006) - and -Glucosidase inhibitors: Chemical structure and biological activity, Tetrahedron, 62, 10277-10302. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KIỂM SOÁT ĐƯỜNG HUYẾT ...........(tiếp theo tr. 288) 16. Park M. Y., Kwon H. J., Sung M. K. (2011) Dietary aloin, aloesin, or aloe-gel exerts anti-inflammatory activity in a rat colitis model. Life Sciences, 88(11, 12), 486-492. 17. Horsfall A.U., Olabiyi O., Aiyegbusi A ., Noronha C.C., Okanlawon A.O., (2008) Morinda citrifolia fruit juice augments insulin action in Sprague-Dawley rats with experimentally induced diabetes. Niq. Q. J. Hosp. Med., 18 (3), 162-167. 18. Shen S.C., Cheng F.C., Wu N.J. (2008) Effect of guava (Psidium guajava Lnn.) leaf soluble solids on glucose metabolism in type 2 diabetic rats. Phytother Res., 22(11), 1458-1464. 19. Soman S., Rauf A.A., Indira M., Rajamanickam C. (2010) Antioxidant and antiglycative potential of ethyl acetate fraction of Psidium guajava leaf extract in streptozotocininduced diabetic rats. Plant Foods Hum. Nutr., 65 (4), 386-391. 20. Chis I.C., Ungureanu M.I., Marton A., Simedrea R., Muresan A., Postescu I.D, Decea N.. (2009) Antioxidant effects of a grape seed extract in a rat model of diabetes mellitus. Diabetes & Vascular research. 6 (3), 200 – 204.