Tài liệu Khảo sát khả năng ức chế enzyme xanthine oxidase từ lá sa kê (artocarpus altilis (park.) fosb.).

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN BỘ MÔN SINH HỌC  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH SINH HỌC KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ỨC CHẾ ENZYME XANTHINE OXIDASE TỪ LÁ SA KÊ (Artocarpus altilis (Park.) Fosb.) Cán bộ hƣớng dẫn: Sinh viên thực hiện: TS. Đái Thị Xuân Trang Huỳnh Ngọc Trúc Bộ Môn Sinh Học MSSV: 3102703 Khoa Khoa Học Tự Nhiên Lớp: Sinh Học K.36 Cần Thơ, 12- 2013 LỜI CÁM ƠN Để hoàn thành luận văn này ngoài sự phấn đấu của riêng bản thân, em đã nhận được nhiều sự động viên, hướng dẫn, và giúp đỡ quí báu từ Ba mẹ, Thầy cô, anh chị và các bạn. Em cảm ơn Cô Đái Thị Xuân Trang (Phó trưởng Bộ môn Sinh học, Khoa Khoa Học Tự Nhiên, ĐHCT) một người Cô đáng kính trong học tập cũng như trong cuộc sống. Cô đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt những kiến thức bổ ích và tạo điều kiện để em có thể hoàn thành tốt luận văn này. Em cảm ơn các Thầy cô, anh chị, và các bạn trong phòng thí nghiệm Sinh học, Hóa học (Khoa Khoa Học Tự Nhiên, ĐHCT), phòng thí nghiệm Sinh học Phân tử (Viện Nghiên Cứu và Phát Triển Công Nghệ Sinh Học, ĐHCT) đã giúp đỡ và chỉ dẫn em tận tình trong quá trình thực hiện luận văn. Em cảm ơn tập thể lớp Sinh học K.36 đã đoàn kết và giúp đỡ em trong quá trình học tập. Em cảm ơn các thầ y cô trong hô ̣i đ ồng chấm luận văn đã cho em những đóng góp quý báu để luận văn của em được hoàn chin ̉ h hơn. Em cảm ơn Ba mẹ, các chế và anh Quách Quang Huy đã luôn bên cạnh động viên và chia sẽ trong những lúc em khó khăn nhất. Xin chân thành cảm ơn tất cả! Huỳnh Ngọc Trúc i LỜI CAM KẾT Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng bản thân tôi và dưới sự hướng dẫn của Cô Đái Thị Xuân Trang. Các số liệu, kết quả, trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được cá nhân hay tổ chức nào công bố trong các công trình nghiên cứu trước đây. Cán bộ hướng dẫn Tác giả luận văn Ts. Đái Thị Xuân Trang Huỳnh Ngọc Trúc ii PHẦN KÝ DUYỆT CÁN BỘ HƢỚNG DẪN Ts. Đái Thị Xuân Trang DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ............................................. Cần Thơ, ngày tháng năm 2013 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG iii MỤC LỤC CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU ....................................................................................... 1 CHƢƠNG 2. LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU ...................................................................2 1. Giới thiệu về bệnh gout ........................................................................................ 2 1.1. Sơ lược về gốc tự do liên quan đến bệnh gout ................................................ 2 1.2. Nguyên nhân gây bệnh gout ........................................................................... 3 1.3. Cơ chế bệnh của bệnh gout ............................................................................ 3 1.3.1. Cơ chế bệnh của cơn gout cấp tính........................................................... 3 1.3.2. Cơ chế bệnh của cơn gout mãn tính ......................................................... 4 1.4. Điều trị bệnh gout .......................................................................................... 5 1.5. Biến chứng và tiến triển của bệnh gout .......................................................... 5 2. Sơ lược về enzyme xanthine oxidase (XO) ........................................................... 6 2.1. Giới thiệu .......................................................................................................6 2.2. Cấu tạo enzyme xanthine oxidase ..................................................................6 2.3. Cơ chế hoạt động ........................................................................................... 7 2.4. Phân loại ........................................................................................................7 3. Giới thiệu về cây sa kê ......................................................................................... 8 3.1. Đặc điểm .......................................................................................................8 3.2. Thành phần hóa học ..................................................................................... 11 3.3. Công dụng ................................................................................................... 11 3.4. Tình hình nghiên cứu cây sa kê trên Thế giới và ở Việt nam ........................ 12 3.4.1. Tình hình nghiên cứu cây sa kê trên Thế giới ......................................... 12 3.4.2. Tình hình nghiên cứu cây sa kê ở Việt nam ........................................... 12 CHƢƠNG 3. PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP ........................................... 13 1. Phương tiện thí nghiệm ...................................................................................... 13 iv 1.1. Địa điểm thực hiện thí nghiệm ..................................................................... 13 1.2. Dụng cụ ....................................................................................................... 13 1.3. Thiết bị sử dụng ........................................................................................... 13 1.4. Hóa chất....................................................................................................... 13 1.5. Nguyên liệu ................................................................................................. 13 2. Phương pháp tiến hành ....................................................................................... 13 2.1. Phương pháp trích cao lá sa kê bằng dung môi ethanol ................................ 13 2.2. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme XO và xanthine lên phản ứng hình thành acid uric .................................................................................................... 14 2.3. Khảo sát khả năng ức chế enzyme XO của allopurinol ................................. 15 2.4. Khảo sát khả năng ức chế enzyme XO của cao ethanol lá sa kê ................... 15 2.5. Phương pháp xử lý kết quả........................................................................... 16 CHƢƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN........................................................... 17 1. Trích cao lá sa kê bằng dung môi ethanol ........................................................... 17 2. Khảo sát ảnh hưởng nồng độ của enzyme XO và xanthine lên sự hình thành acid uric .................................................................................................................... 17 3. Khảo sát khả năng ức chế enzyme XO từ allopurinol ......................................... 20 4. Khảo sát khả năng ức chế enzyme XO từ cao ethanol lá sakê ............................. 21 CHƢƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................... 25 1. Kết luận ............................................................................................................. 25 2. Kiến nghị ........................................................................................................... 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 26 PHỤ LỤC 1.............................................................................................................. 30 PHỤ LỤC 2.............................................................................................................. 34 v DANH MỤC HÌNH Hình 1: Phản ứng hình thành gốc superoxide........................................................... 3 Hình 2: Cơ chế phản ứng hydrogen hóa dưới sự hiện diện của XO .......................... 7 Hình 3: Tán cây Artocarpus altilis........................................................................... 9 Hình 4: Tán cây Artocarpus camans........................................................................ 9 Hình 5: Cuống lá Artocarpus altilis ......................................................................... 10 Hình 6: Cuống lá Artocarpus camans ...................................................................... 10 Hình 7: Phiến lá Artocarpus altilis .......................................................................... 10 Hình 8: Phiến lá Artocarpus camans ....................................................................... 10 Hình 9: Cụm hoa đực Artocarpus altilis .................................................................. 10 Hình 10: Cụm hoa đực Artocarpus camans ............................................................. 10 Hình 11: Ảnh hưởng nồng độ enzyme XO và cơ chất xanthine đến hiệu suất phản ứng ................................................................................................. 19 Hình 12: Đường chuẩn khả năng ức chế enzyme XO của allopurinol ...................... 21 Hình 13: Khả năng ức chế enzyme XO của cao ethanol lá sa kê .............................. 23 vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1. Các đặc điểm hình thái của hai loài cây Artocarpus altilis và Artocarpus camansi ........................................................................................................ 9 Bảng 2. Thành phần hóa học của lá sa kê ................................................................. 11 Bảng 3: Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của enzyme XO và xanthine trong phản ứng hình thành acid uric.............................................................................. 14 Bảng 4: Kết quả ảnh hưởng của nồng độ enzyme XO và nồng độ xanthine đến hiệu suất phản ứng hình thành acid uric .............................................................. 18 Bảng 5: Khảo sát khả năng ức chế enzyme XO của AP ............................................ 20 Bảng 6: Khả năng ức chế enzyme XO của cao ethanol lá sa kê ................................ 22 vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ROS: Reactive Oxygen Species XDH: Xanthine dehydrogenase XO: Xanthine oxidase AP: Allopurinol NSAIDs: Describes Nonsteroidal Antiinflammatory Drugs IC50 : Inhibitory concentration of 50% DPPH: 2,2–Diphenyl–1- picrylhydrazyl SOD: Superoxide Dismutase viii TÓM LƢỢC Bệnh gout (Thống phong) ngày càng phổ biến trong xã hội hiện đại và trở thành một vấn để đáng quan tâm. Bệnh thường gắn liền với mức độ acid uric trong huyết thanh cao, dẫn đến lắng đọng các tinh thể urat ở các khớp. Ngoài ra, acid uric cao còn làm tăng nguy cơ bệnh tim mạch, sỏi thận, đái tháo đường, các hội chứng chuyển hóa. Sự hình thành acid uric được tạo ra do enzyme xanthine oxidase (XO) xúc tác quá trình oxy hoá hypoxanthine thành xanthine và oxy hoá xanthine thành acid uric. Do đó, hoạt động ức chế enzyme XO được xác định dựa vào lượng acid uric tạo thành trong cùng đơn vị thời gian. Đề tài “Khảo sát khả năng ức chế enzyme xanthine oxidase từ lá sa kê (Artocarpus altili) trong điều trị bệnh gout” được nghiên cứu nhằm mục đích đánh giá hoạt động ức chế enzyme XO in vitro từ cao ethanol lá sa kê, bằng thử nghiệm xanthine oxidase. Allopurinol được dùng như một chất ức chế enzyme XO chuẩn. Kết quả khảo sát ở các nồng độ cao 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 và 0,5 mg/mL cho thấy hiệu quả ức chế enzyme XO lần lượt là 35,25±1,32%, 50,84±2,89%, 84,99±0,43%, 92,91±0,43% và 97,96±0,49%. Kết quả khảo sát cho thấy rằng cao ethanol lá sa kê có khả năng ức chế enzyme XO gần như hoàn toàn (97,96±0,49%). Giá trị ức chế 50% enzyme XO của cao ethanol lá sa kê là IC50 = 0,198 mg/mL. Từ khóa: Bệnh gout, acid uric, xanthine oxidase, allopurinol, cao lá sa kê. ix x CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU Xanthine dehydrogenase (XDH) hay xanthine oxidase (XO) là một phức hợp metallo-flavoprotein tạo ra các gốc tự do. Enzyme XO xúc tác quá trình oxy hoá hypoxanthine thành xanthine và oxy hoá xanthine thành acid uric. Enzyme XO có vai trò quan trọng trong quá trình dị hoá vòng purin, là nguyên nhân gây ra bệnh gout [1]. Bệnh gout (Thống phong) thường gắn liền với mức độ acid uric trong huyết thanh cao, dẫn đến lắng đọng các tinh thể urat. Kết quả là gây ra các cơn đau dữ dội ở các khớp về đêm, đặc biệt là ở ngón chân và tay cái [2]. Gout ngày càng phổ biến trong xã hội hiện đại và trở thành một vấn để đáng quan tâm, chỉ tính riêng Mĩ đã có hơn hai triệu người mắc bệnh, căn bệnh này cũng tăng lên nhanh chóng ở Trung quốc [3]. Ở người bình thường, nồng độ acid uric trong máu ở nam là 3,4-7,0 mg/dL (200-420 µmol/L) và ở nữ là 2,4-5,7 mg/dL (140-340 µmol/L). Để mức acid uric được cân bằng hằng ngày, acid uric được thải ra ngoài chủ yếu theo đường thận qua nước tiểu, một phần qua phân. Vì nhiều nguyên nhân nguyên phát (bệnh gắn liền với các yếu tố di truyền, cơ địa) và thứ phát như thường xuyên ăn nhiều thức ăn chứa nhiều purin (gan, thịt, cá, …), uống nhiều rượu, bia, làm cho quá trình chuyển hóa purin thành acid uric tăng. Theo báo cáo lâm sàng, acid uric không chỉ liên quan đến bệnh gout, mà còn làm tăng nguy cơ rối loạn tim mạch, sỏi thận, đái tháo đường [4]. Vì vậy, cần có những nghiên cứu, tìm hiểu về các chất có khả năng ức chế enzyme XO, cũng như ngăn chặn sự hình thành acid uric. Những hợp chất có hoạt tính sinh học nguồn gốc từ tự nhiên, ngày càng được quan tâm nghiên cứu vì tính an toàn và hiệu quả trong việc phòng ngừa và điều trị bệnh gout. Theo kinh nghiệm nhân gian, cây sa kê có công dụng chữa trị bệnh gout. Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu khoa học nào được công bố về công dụng trên cũng như khả năng ức chế enzyme XO của cao chiết lá sa kê. Do đó đề tài: “Khảo sát khả năng ức chế enzyme xanthine oxidase từ lá sa kê (Artocarpus altili) trong điều trị bệnh gout” được thực hiên với mục đích là đánh giá khả năng ức chế enzyme XO mức độ in vitro để ngăn sự hình acid uric, nguyên nhân gây bệnh gout. 1 CHƢƠNG 2. LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU 1. Giới thiệu về bệnh gout 1.1. Sơ lƣợc về gốc tự do liên quan đến bệnh gout Các gốc tự do giữ một vai trò quan trọng trong các quá trình sinh lý của con người và cũng được coi là một nguyên nhân có thể gây ra nhiều bệnh. Trong lĩnh vực y học về trẻ sơ sinh, các gốc tự do được chứng minh là một yếu tố khởi đầu của các bệnh phổi mãn tính, bệnh võng mạc do sinh non [5]. Phần lớn hệ thống gốc tự do trong sinh học có các gốc trung tâm là oxygen, thường được gọi là các dạng hoạt động của oxygen (Reactive oxygen species – ROS). Oxygen là một nguyên tố quan trọng giúp con người duy trì sự sống. Oxygen tham gia vào quá trình hô hấp ở tế bào, sản sinh năng lượng, cung cấp cho hoạt động sống của con người. Ban đầu, oxygen nhận một điện tử tạo ra gốc superoxide (O2-), đây là gốc quan trọng nhất của tế bào. Từ superoxide (O2-) nhiều gốc tự do và các phân tử khác của oxy có khả năng phản ứng cao được tạo ra như hydroxyl (HO), hydroperoxyl (HOO), peroxyl (ROO), alkoxyl (RO), lipoperoxide (LOO), hydrogen peroxide (H2O2)… là những gốc có hại cho cơ thể [24]. Các ROS do có năng lượng cao, kém bền nên dễ dàng phản ứng với những đại phân tử như protein, lipid, DNA,… gây rối loạn các quá trình sinh hóa trong cơ thể [25]. Đồng thời, khi một phân tử của sự sống bị các gốc tự do tấn công, sẽ mất điện tử và trở thành một gốc tự do mới. Các ROS tiếp tục phản ứng với những phân tử khác tạo thành một chuỗi phản ứng thường gọi là phản ứng dây chuyền, gây ra các biến đổi có hại đối với cơ thể. Các gốc tự do được chính cơ thể tạo ra bởi các quá trình sinh lý như quá trình hô hấp ở tế bào, quá trình bệnh lý như quá trình viêm nhiễm, hoặc bởi hệ thống enzyme thân oxy hóa (pro-oxidant enzymes), ion kim loại chuyển tiếp,…trong cơ thể. Enzyme XO là một enzyme quan trọng trong quá trình dị hóa các hợp chất purin. Ngoài ra, trong quá trình chuyển hóa xanthine thành acid uric thì enzyme XO dùng O2 như một chất chuyển electron (electron transfer), dẫn đến hình thành gốc superoxide 2 (O2-) [26]. Ngoài những yếu tố nội sinh, ROS còn được hình thành trong cơ thể bởi các yếu tố ngoại sinh như ô nhiễm môi trường, bức xạ, khói thuốc, ozone,… + H2O + 3O2 XO + 3O2- + 2H+ Xanthine Acid uric Hình 1. Phản ứng hình thành gốc superoxide 1.2. Nguyên nhân gây bệnh gout Bệnh gout là một loại viêm khớp với đặc tính là lượng acid uric tăng cao và các tinh thể urat kết tụ trong mô bào. Hai nguyên nhân gây tăng acid uric chủ yếu là do các yếu tố ngoại sinh như ăn nhiều thức ăn có chứa purin (thịt động vật, hải sản, đậu, thức uống có cồn,…), tăng tổng hợp purin nội sinh, tăng thoái dưỡng nucleotide và làm tăng tổng hợp acid uric máu. Các yếu tố nội sinh gây tăng acid uric là do sự giảm bài tiết acid uric qua thận, bình thường acid uric hòa tan vào trong máu được thận lọc thải ra ngoài theo nước tiểu, nếu acid uric tăng lên quá cao và không được thải ra ngoài thì sẽ tích tụ thành các tinh thể urat [27]. Đối với bệnh nhân bị acid uric cao có thể có triệu chứng đau hoặc không đau tại các khớp đó là một đặc điểm với cả gout cấp tính và mãn tính [6]. Khi nồng độ acid uric tăng thường xuyên sẽ lắng đọng các tinh thể urat dài sắc bén như kim, châm chích vào cấu tạo khớp và gây các cơn đau là triệu chứng của cơn gout cấp tính. 1.3. Cơ chế bệnh của bệnh gout 1.3.1. Cơ chế bệnh của cơn gout cấp tính Tăng acid uric máu dẫn đến tăng nồng độ và kết tủa các tinh thể acid uric hoặc các muối của nó ở trong tổ chức và dịch cơ thể. Giới hạn hoà tan tối đa của acid uric trong máu không quá 70 mg/dL. Khi vượt quá nồng độ này acid uric dễ bị kết tủa dưới dạng tinh thể urat hình kim. Khả năng kết tủa của acid uric máu phụ thuộc nhiều yếu 3 tố, trong đó việc gắn với protein huyết tương có tác dụng hạn chế kết tủa. Khi nồng độ acid uric dưới dạng tự do, không liên kết thì càng dễ bị kết tủa ở nhiệt độ thấp. Sự có mặt của chondroitin trong dịch khớp và sụn làm tăng kết tủa của acid uric [7]. Các tinh thể kết tủa trong khớp tạo thành các vi tinh thể nhỏ kích thích đại thực bào. Các tế bào này bị tổn thương giải phóng các chất trung gian (cytokines, α tumor necrosis factor-TNFα), dẫn đến hoạt hoá yếu tố hageman, hoạt hoá bổ thể, hoạt hoá plasminogen dẫn đến tăng tính thấm thành mạch, tăng khả năng xuyên mạch của bạch cầu, rối loạn vi tuần hoàn tại chỗ, giảm pH trong các tổ chức cơ thể làm cho acid uric dễ bị kết tủa hơn. Các yếu tố đó duy trì phản ứng viêm màng hoạt dịch và các thành phần của bao khớp gây các biểu hiện lâm sàng của cơn gout cấp tính [28]. Tuy nhiên cơ chế viêm khớp cấp tính do gout còn nhiều điểm chưa rõ. Vì cơn gout cấp chỉ xảy ra sau nhiều năm tăng acid uric máu. Viêm khớp cấp tính do gout thường xảy ra sau một số yếu tố thuận lợi, ăn nhiều thức ăn chứa purin, thuốc lợi tiểu, chiếu tia X… 1.3.2. Cơ chế bệnh cơn gout mãn tính Cơ chế chủ yếu của gout mãn tính là do tăng acid uric máu kéo dài và thường do bệnh gout cấp tính chuyển thành. Cơ thể sẽ có hàng loạt phản ứng thích nghi nhằm giảm acid uric trong máu bằng cách tăng bài tiết qua thận, lắng đọng muối urat trong các tổ chức như màng hoạt dịch, da, kẽ thận, gân... dẫn đến sự biến đổi về hình thái học các tổ chức này. Tăng acid uric trong dịch khớp dẫn đến kết tủa thành các tinh thể urat gây tổn thương sụn, màng hoạt dịch, bao khớp. Sự lắng đọng các tinh thể ở các tổ chức cơ thể tạo thành các hạt tophi kích thước to nhỏ khác nhau. Lắng đọng tinh thể urat ở kẽ thận dẫn đến tổn thương thận như sỏi thận, viêm thận kẽ, xơ hóa cầu thận. Tổn thương lan rộng dẫn đến suy thận, tăng huyết áp [7]. Tại vị trí sụn bị tổn thương các tinh thể urat xâm nhập xuống tận lớp xương dưới sụn, hình thành các hạt tophi, gây phá huỷ xương dưới dạng ổ khuyết xương hình cầu. Viêm màng hoạt dịch, tăng sinh màng hoạt dịch, xâm nhiễm các tế bào lympho là các tổn thương thứ phát [7]. 4 1.4. Điều trị bệnh gout Việc điều trị bệnh gout đòi hỏi việc sử dụng kháng viêm không steroid (NSAIDs: Describes Nonsteroidal Antiinflammatory Drugs) để làm giảm triệu chứng đau cấp cũng như ức chế hoạt động của enzyme XO [9], và giảm các yếu tố nội sinh sản xuất acid uric. Tuy nhiên, NSAIDs đặc trưng có tác dụng phụ, đặc biệt là ở những bệnh nhân mắc bệnh suy thận, viêm loét dạ dày tá tràng và các vấn đề dạ dày [10, 11]. Đối với người cao tuổi và người có bệnh kèm theo, cần thận trọng, cân nhắc khi sử dụng, chỉ nên sử dụng thuốc này trong thời gian ngắn và với liều thấp. Colchicine (Colchimax) là thuốc điều trị kinh điển cho cơn đau cấp, nhưng hiệu quả kém hơn NSAIDs, hơn nữa còn gây tác dụng phụ như tiêu chảy, buồn nôn, làm người bệnh cảm thấy khó chịu [17]. Allopurinol (4-hydroxypyrazolo (3,4-d) pyrimidine) tổng hợp đầu tiên được sử dụng như thuốc tiềm năng để chống ung thư, ngày nay allopuriol còn được sử dụng trong việc ức chế hoạt động enzyme XO trong điều trị bệnh gout mãn tính [12]. Tuy nhiên, sử dụng allopurinol đôi khi cũng bị hạn chế bởi vấn đề quá mẫn cảm [13], hội chứng Stevens-Johnson [14], độc tính thận [15], và thậm chí hoại tử gan gây tử vong [16]. Vì vậy, việc xác định các hợp chất có khả năng ức chế hoạt động của enzyme XO từ các nguồn gốc tự nhiên thay thế cho allopuriol đã được thực hiện [17]. Febuxostat là thuốc dạng uống nonpurine có chất ức chế enzyme XO. Febuxostat được sử dụng để điều trị cho bệnh nhân không dùng được allopurinol hoặc không đáp ứng allopurinol [18]. 1.5. Biến chứng và tiến triển của bệnh gout Các tinh thể acid uric còn có thể kết dính lại với nhau dưới da và tạo thành các hạt u nhỏ gọi là hạt tophi (sạn urat). Các khớp thường bị tấn công là ngón chân cái, gót chân, mu bàn chân và gân Achille là các vùng có nhiệt độ thấp, vì tinh thể urat chỉ kết tụ ở những nơi có nhiệt độ mát lạnh. Khi các hạt tophi này hình thành ở thận và đường tiết niệu chúng trở thành sỏi và gây sỏi thận [7]. Theo một số nghiên cứu, bệnh gout là dấu hiệu ban đầu của bệnh tim mạch ở những người không có tiểu sử bệnh. Tăng acid uric kéo dài cũng là nguyên nhân gây 5 nên hội chứng chuyển hóa gồm một nhóm yếu tố nguy cơ tập hợp lại trên một người bệnh như béo phì, đái tháo đường, cholesterol trong máu cao, huyết áp cao và kháng insulin không dung nạp đường. Hội chứng chuyển hóa đã được gia tăng với một mức báo động trên toàn thế giới. Tại Hoa Kỳ tỷ lệ hiện tại được ước tính là 27% [18], ở châu Âu là 15,7% ở nam giới và 14,2% ở phụ nữ [19], và ở Trung Quốc là 13,7% [20]. 2. Sơ lƣợc về enzyme xanthine oxidase (XO) 2.1. Giới thiệu Xanthine oxidase (XO) là một enzyme flavoprotein rất linh hoạt, phổ biến giữa các loài (từ vi khuẩn đến con người) và trong các mô khác nhau của động vật có vú. Xanthine oxidase xúc tác oxy hóa chất nền purin ở trung tâm molypden, sau đó khử oxy tại trung tâm flavin với các ROS là gốc superoxide anion hoặc peroxide hydrogen. Một số bệnh có thể phát sinh từ sự thiếu hụt chất chuyển hóa trong cơ thể. Ví dụ như sự dư thừa acid uric có thể dẫn đến bệnh gout. Xanthine oxidase tạo một lượng lớn gốc tự do trong các điều kiện bệnh lý khác nhau, cụ thể hơn là một số bệnh như thiếu máu cục bộ, nhồi máu cơ tim, tăng huyết áp, xơ vữa động mạch, đái tháo đường và ung thư [12]. 2.2. Cấu tạo enzyme xanthine oxidase Enzyme XO là một protein dimer đồng nhất (homodimeric protein) có phân tử lượng là 290 kDa. Mỗi monomer của protein gồm 3 phần (domain) chính. Trong đó, một phần chứa 2 tâm Fe2S2, một phần chứa tâm molybdenum (Mo) liên kết với pterin gọi là molybdopterin, một phần là flavin adenine dinucleotide (FAD). Phần chứa Mo là phần lớn nhất và là trung tâm hoạt tính xúc tác của enzyme. Tâm Fe2S2 và FAD đóng vai trò là những chất vận chuyển điện tử trong quá trình oxy hóa được xúc tác bởi enzyme [8]. 6 2.3. Cơ chế hoạt động Enzyme XO là một trong ba loại enzyme chứa tâm hoạt tính xúc tác là molybdenum. Enzyme XO xúc tác cho sự hydroxyl hóa các chất nền khác nhau theo phản ứng tổng quát: RH + H2O → ROH + 2H+ + 2ePhản ứng xảy ra tại tâm Mo, Mo bị khử từ Mo (VI) xuống Mo (IV), và trong quá trình phản ứng, các electron tạo thành được chuyển tới các tâm nhận electron trong enzyme [40]. Hình 2. Cơ chế phản ứng hydrogen hóa dƣới sự hiện diện của XO 2.4. Phân loại Ở động vật có vú có hai dạng xanthine oxidoreductase là xanthine dehydrogenase (XDH) và xanthine oxidase (XO). Hai loại enzyme này chuyển hypoxanthine thành xanthine và cuối cùng thành acid uric. Xanthine dehydrogenase chuyển hai điện tử từ hypoxanthine/xanthine đến NAD+ thành NADH trong khi XO lấy điện tử của oxy biến oxy thành gốc tự do và dưới tác dụng của SOD (Superoxide dismutase) tạo thành peroxide. Xanthine dehydrogenase trong tế bào chất chuyển thành XO bởi enzyme protease hoặc do oxy hóa acid amin cystein [29]. 7 Hệ thống XO có rất nhiều ở màng trong tế bào gan và ruột do những phân tử ROS phát sinh nhiều trong suốt quá trình tổn thương của gan. Bên cạnh đó, XDH bị chuyển thành XO do enzyme protease được hoạt hoá trong suốt giai đoạn giảm oxy trong máu. Tế bào tích luỹ hypoxanthine sẽ tạo ra một số lượng lớn điện tử cho XO để tạo thành superoxide từ oxy [30, 31]. 3. Giới thiệu về cây sa kê 3.1. Đặc điểm Cây sa kê, cũng được gọi thông dụng cây bánh mì, phân bố rộng rãi ở khu vực Thái Bình Dương (Indonesia, Malaysia, Việt Nam,…). Cây thích hợp với khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm, mưa nhiều [32]. Cây sa kê là cây thân gỗ, tán nhiều tầng, lá dài to có thể lên đến 1m. Lá lớn chia 3-9 thùy sâu, hình lông chim, cuống mập, rụng để sẹo trên cành, lá màu xanh bóng, khi rụng đổi màu vàng nâu khô, cứng. Hoa đơn tính, với các hoa đực và hoa cái mọc trên cùng một cây. Hoa mọc thành cụm hoa dạng đầu, quả giả là phức hợp phát triển lên từ bao hoa phình ra và bắt nguồn từ 1500-2000 hoa. Phân loại cây sa kê [32]: Giới (kingdom): Plantae Ngành (phylum): Angiospermae Lớp (class): Eudicots Bộ (oder): Rosales Họ (family): Moraceae Chi (genus): Artocarpus Loài (species): Artocarpus altilis Trong chi Artocarpus có hai loài Artocarpus altilis và Artocarpus camansi có những đặc điểm hình thái bên ngoài rất giống nhau. Hiện chưa có nghiên cứu so sánh 8 tiềm năng sử dụng làm dược liệu của 2 loài trên được công bố. Một số đặc điểm phân biệt 2 loài này được trình bày trong Bảng 1 và các Hình 3-10. Bảng 1. Các đặc điểm hình thái của hai loài cây Artocarpus altilis và Artocarpus camansi [22] Đặc điểm Artocarpus altilis Artocarpus camans Tán lá Tán lá rộng và dày (lá mọc che kín khoảng bên trong tán) Tán lá hẹp hơn và thưa (có những khoảng trống không có lá bên trong tán). Lá - Dài đến 60 cm và rộng đến 46 cm. - Phiến lá hình trứng (ovate), bản mỏng, dai. Lá nguyên hoặc phân thùy với khoảng 6 cặp thùy, mội thùy lõm vào khoảng 2/3 của nửa phiến lá. Thường thấy nhiều là dạng phân thùy. - Mép lá nguyên - Mặt trên của phiến lá bóng, màu xanh đậm hơn mặt dưới. - Cuống lá dạng cụt (truncate), góc gần như theo một đường thẳng, cắt ngang qua gốc phiến. - Dài đến 70 cm và rộng đến 55 cm. - Phiến lá hình trứng (ovate), bản mỏng, dai. Lá có thùy với khoảng 6 cặp thùy, mỗi thùy lõm vào từ 1/2 đến 1/3 nửa phiến lá. Hoa đực khi chín có hơi nở ra, nhưng vẫn ôm khá sát cuống cụm hoa. Hoa đực khi chín nở bung ra, phóng thích hạt phấn. Hoa Acid uric 9 - Mép lá nguyên - Mặt trên phiến lá không bóng, màu xanh nhạt hơn mặt dưới. - Cuống lá hình nêm (cuneate), hẹp dần cho tới nơi đính lá.