Tài liệu Khảo sát tác động giải độc rượu của bài thuốc dân gian trên mô hình thực nghiệm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH HOÀNG THỊ PHƯƠNG LIÊN KHẢO SÁT TÁC ĐỘNG GIẢI ĐỘC RƯỢU CỦA BÀI THUỐC DÂN GIAN TRÊN MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM Chuyên ngành: Dược lý – Dược lâm sàng Mã số: 60720405 LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC Thầy hướng dẫn: PGS.TS. ĐỖ THỊ HỒNG TƯƠI Thành phố Hồ Chí Minh - 2017 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Cô PGS.TS. Đỗ Thị Hồng Tươi, Thầy GS.TS. Nguyễn Minh Đức đã tạo điều kiện cho em, giúp em có cơ hội được tham gia thực hiện đề tài nghiên cứu này. Cô đã tận tình giúp đỡ, sửa chữa và cho em nhiều lời khuyên hữu ích để em có thể hoàn thành luận văn tốt nhất. Em xin cảm ơn Thầy Cô của Bộ môn Dược lý đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện để em và các bạn lớp cao học 2015 - 2017 hoàn thành luận văn của mình. Em xin cảm ơn Bộ môn Vi-Kí sinh, Trung tâm Y sinh học phân tử, Viện Pasteur Tp. HCM, Khoa Dược - Đại học Nguyễn Tất Thành đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện để em có thể hoàn thành các thí nghiệm cần thiết cho đề tài của mình. Cảm ơn các anh chị, các bạn, các em cùng thực hiện đề tài trong bộ môn, các em monitor, đặc biệt bạn Tuyền, bạn Ánh, bạn Trang, chị Hà, em Uyên, anh Long, anh Thắng, các em lớp D2012, D2013, 13DDS, 14DDS, 14CDS… đã luôn nhiệt tình giúp đỡ trong quá trình thực hiện đề tài. Con xin cảm ơn ba và các anh chị đã luôn thương yêu, chăm sóc và động viên con để con luôn có động lực phấn đấu trong học tập. Hoàng Thị Phương Liên LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả Hoàng Thị Phương Liên KHẢO SÁT TÁC ĐỘNG GIẢI ĐỘC RƯỢU CỦA BÀI THUỐC DÂN GIAN TRÊN MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM Học viên: Hoàng Thị Phương Liên Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS. Đỗ Thị Hồng Tươi TÓM TẮT Mở đầu: Bài thuốc dân gian gồm Dong riềng, Bình tinh, Cà gai leo, Cỏ mực, Mật nhân được sử dụng để giải rượu, bảo vệ gan. Mục tiêu của đề tài nhằm khảo sát độc tính cấp đường uống, tác động giảm độc tính trên thần kinh và độc tính trên gan gây ra bởi rượu. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu: Cao chiết nước từ bài thuốc dân gian được tiêu chuẩn hóa và cung cấp bởi nhóm nghiên cứu của Giáo sư Nguyễn Minh Đức, Khoa Dược, Trường Đại học Tôn Đức Thắng. Khảo sát độc tính cấp đường uống của cao trên chuột đực và cái, theo dõi tỷ lệ chết và biểu hiện độc tính trong 72 giờ. Khảo sát tác động giải độc rượu cấp trên chuột tiêm phúc mô ethanol liều 2,8 g/kg sử dụng mô hình thanh quay Rotarod và mê cung chữ Y. Gây mô hình nghiện rượu mạn tính bằng cách cho chuột uống rượu qua ống uống, liều tăng dần trong 4 tuần. Lấy máu đuôi chuột vào cuối mỗi tuần để thực hiện các xét nghiệm sinh hóa. Ngày thứ 29, mổ chuột để đánh giá tình trạng stress oxy hóa trên mô gan. Kết quả: Với liều tối đa có thể cho chuột uống được (Dmax) là 30 g cao nước/kg, không có chuột chết và không ghi nhận bất kỳ biểu hiện độc tính nào. Cao nước từ bài thuốc dân gian cho tác động giảm độc tính cấp trên thần kinh do rượu. Liều 2,5 g/kg cho hiệu quả tốt hơn liều 1,25 g/kg. Ở mô hình nghiện rượu mạn tính, cao thuốc với liều 1,25 g/kg và 2,5 g/kg thể hiện khả năng bảo vệ gan, làm giảm chỉ số ALT, AST, TG so với lô chứng bệnh. Cao thuốc làm giảm MDA và phục hồi hàm lượng GSH có ý nghĩa thống kê so với chứng bệnh. Kết luận: Cao chiết nước từ bài thuốc dân gian không làm chết chuột và không có biểu hiện độc tính cấp đường uống ở liều 30 kg cao/kg. Cao uống liều 1,25 và 2,5 g/kg thể hiện tác động giải độc rượu cấp trên thần kinh và bảo vệ gan trên mô hình nghiện rượu mạn tính trên chuột. Từ khóa: Dong riềng, Bình tinh, Cà gai leo, Cỏ mực, Mật nhân, độc tính cấp, nghiện rượu, giải độc rượu, bảo vệ gan. STUDY ON ALCOHOL DETOXIFICATION EFFECT OF A TRADITIONAL REMEDY Student: Hoang Thi Phuong Lien Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Do Thi Hong Tuoi ABSTRACT Introduction: The traditional remedy including Canna edulis Ker, Maranta arundinacea L, Eurycoma longifolia Jack, Solanum hainanense Hance, Eclipta prostrata L has been used as a drug for acute alcohol detoxification and for prevention of chronic alcoholinduced liver disease. The purpose of this study was to evaluate oral acute toxicity and pharmacological effects of this remedy in mice. Materials and Methods: Aqueous extract from the traditional remedy was standardized and provided by research group of Professor Nguyen Minh Duc, Pharmacy Faculty, Ton Duc Thang University. After oral administration of single doses of aqueous extract, mortality and toxic signs in both sexes of mice were observed within 72 hours. Acute alcohol detoxification effect was investigated in mice IP 2,8 g/kg alcohol using Rota-Rod and Y-maze models. Hepatotoxicity was induced by administration of ethanol by lavage (increasing dose for 4 weeks). Collecting tail blood every week to assay plasma AST, ALT, triglyceride. At day 29, mouse livers were harvested to measure hepatic GSH and MDA. Results:There was no mortality detected or any signs of toxicity in mice at the maximum oral dose (Dmax) of 30 g extract/kg body weight. Aqueous extract from the traditional remedy did exhibit acute alcohol detoxification effect in mice. In the chronic ethanol model, the AST, ALT, TG values of the study group treated with the extract at dose of 1,25 g/kg and 2,5 g/kg were lower than the ethanol treated group. The extract has statistically significant effect in decrease the MDA and restored GSH levels in liver. Conclusion: The aqueous extract from tested traditional remedy did not cause any visible signs of toxicity in mice at the oral dose of 30 g/kg. This extract did exhibit acute alcohol detoxification and hepatoprotective effect against alcohol-induced liver disease at the oral dose of 1,25 g/kg và 2,5 g/kg in mice. Key words: Canna edulis Ker, Maranta arundinacea L, Eurycoma longifolia Jack, Solanum hainanense Hance, Eclipta prostrata L, acute toxicity, alcoholism, acute alcohol detoxification effect, hepatoprotective effect, alcoholic liver disease. i MỤC LỤC MỤC LỤC ............................................................................................................................i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ........................................................iv DANH MỤC HÌNH ..........................................................................................................vi DANH MỤC BẢNG ....................................................................................................... vii CHƯƠNG 1. ĐẶT VẤN ĐỀ .............................................................................................1 CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .........................................................................2 2.1. TỔNG QUAN VỀ RƯỢU ...................................................................................2 2.1.1. Tính chất lý hóa .................................................................................................2 2.1.2. Động học của rượu trong cơ thể người .............................................................2 2.1.3. Độc tính của rượu ..............................................................................................4 2.2. TỔNG QUAN VỀ BÀI THUỐC GIẢI ĐỘC RƯỢU .......................................12 2.2.1. Công thức và cách sử dụng .............................................................................12 2.2.2. Tổng quan về các dược liệu trong bài thuốc ...................................................12 2.3. TỔNG QUAN VỀ ĐỘC TÍNH CẤP .................................................................18 2.3.1. Khái niệm ........................................................................................................18 2.3.2. Nguyên tắc ......................................................................................................18 2.3.3. Tiến hành .........................................................................................................19 2.3.4. Các phương pháp tính LD50 ............................................................................19 2.3.5. Các trường hợp không xác định được LD50 ....................................................19 2.4. MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ TÁC ĐỘNG CẤP TÍNH TRÊN THẦN KINH VÀ MẠN TÍNH TRÊN GAN CỦA RƯỢU .............................................................20 2.4.1. Một số nghiên cứu về tác động cấp tính của rượu trên thần kinh ...................20 2.4.2. Một số nghiên cứu về tác động mạn tính của rượu lên gan ............................21 2.5. MỘT SỐ MÔ HÌNH KHẢO SÁT TÁC ĐỘNG TRÊN THẦN KINH .............22 2.5.1. Mô hình thanh quay Rotarod ..........................................................................22 2.5.2. Mô hình mê cung chữ Y..................................................................................23 2.5.3. Mô hình chữ thập nâng cao .............................................................................24 2.5.4. Mô hình môi trường mở ..................................................................................25 ii 2.5.5. Mô hình thanh thăng bằng ..............................................................................25 2.6. MỘT SỐ CHỈ SỐ ĐÁNH GIÁ CHỨC NĂNG GAN .......................................25 2.6.1. AST và ALT ....................................................................................................25 2.6.2. Triglycerid .......................................................................................................26 2.6.3. GSH .................................................................................................................26 2.6.4. MDA ...............................................................................................................26 2.6.5. Một số thông số khác ......................................................................................26 CHƯƠNG 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........................27 3.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ...........................................................................27 3.1.1. Mẫu thử ...........................................................................................................27 3.1.2. Động vật thử nghiệm.......................................................................................27 3.1.3. Hóa chất, dung môi, thiết bị thí nghiệm..........................................................27 3.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU......................................................................29 3.2.1. Khảo sát độc tính cấp của cao thuốc ...............................................................29 3.2.2. Khảo sát tác động của cao thuốc làm giảm độc tính cấp trên thần kinh của rượu ...........................................................................................................................30 3.2.3. Khảo sát tác động của cao thuốc làm giảm độc tính mạn của rượu trên gan ..32 3.2.4. Xử lý số liệu và phân tích kết quả ...................................................................35 CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ...................................................................36 4.1. ĐỘC TÍNH CẤP ĐƯỜNG UỐNG CỦA CAO THUỐC ..................................36 4.2. TÁC ĐỘNG CỦA CAO THUỐC LÀM GIẢM ĐỘC TÍNH CẤP CỦA RƯỢU TRÊN THẦN KINH .................................................................................................37 4.2.1. Trên mô hình thanh quay Rotarod ..................................................................37 4.2.2. Trên mô hình mê cung chữ Y .........................................................................38 4.3. TÁC ĐỘNG CỦA CAO THUỐC LÀM GIẢM ĐỘC TÍNH MẠN TRÊN GAN CỦA RƯỢU ..............................................................................................................40 4.3.1. Ảnh hưởng trên khối lượng cơ thể chuột ........................................................40 4.3.2. Tỷ lệ khối lượng gan trên khối lượng cơ thể ..................................................41 4.3.3. Đại thể gan chuột ............................................................................................42 iii 4.3.4. Hoạt tính AST huyết tương .............................................................................43 4.3.5. Hoạt tính ALT huyết tương .............................................................................44 4.3.6. Nồng độ triglycerid huyết tương .....................................................................45 4.3.7. Hàm lượng MDA, GSH trong mô gan ............................................................46 CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ....................................................................54 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..............................................................................................55 PHỤ LỤC ..........................................................................................................................65 iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt ADH ALP ALT AMPA AST CAT CB1 DA DEN EDTA GABA GGT GSH GSHx GSSG IL-6 IP LD50 LDH LPO MAPK MDA MEOS NAD NADH NADP NADPH NASH NMDA PKA PKC Tiếng Anh Alcohol dehydrogenase Alkaline phosphatase Alanine aminotransferase Tiếng Việt Alcohol dehydrogenase Alkalin phosphatase Alanin aminotransferase alpha-amino-3-hydroxy-5alpha-amino-3-hydroxy-5-methylmethyl-4-isoxazole propionic 4-isoxazole propionic acid acid Aspartate aminotransferase Aspartat aminotransferase Catalase Catalase Cannabinoid receptor type 1 Cannabinoid receptor type 1 Dopamin Dopamin Diethylnitrosamine Diethylnitrosamin Ethylene Diamine Tetraacetic Acid Acid ethylen diamin tetraacetic Gamma aminobutyric acid Acid gamma aminobutyric Gamma glutamyltransferase Gamma glutamyltransferase Glutathione Glutathion Glutathione peroxidase Glutathione peroxidase Glutathione disulfide Glutathion disulfid Interleukin-6 Interleukin-6 Intraperitoneal Tiêm phúc mô Lethal dose Liều gây chết trung bình Lactate dehydrogenase Lactat dehydrogenase Lipid peroxidation Peroxid hóa lipid Mitogen-activated protein kinases Mitogen-activated protein kinases Malondialdehyde Malondialdehyd Microsomal ethanol oxidating Hệ thống microsom oxy hóa system ethanol Nicotinamide adenine dinucleotide Nicotinamid adenin dinucleotid Nicotinamide adenine dinucleotide Nicotinamid adenin dinucleotid hydro hydro Nicotinamide adenine dinucleotide Nicotinamid adenin dinucleotid phosphate phosphat Nicotinamide adenine dinucleotide Nicotinamid adenin dinucleotid phosphate hydro phosphat hydro Viêm gan nhiễm mỡ không do Nonalcoholic Steatohepatitis rượu N-methyl-D-aspartate N-methyl-D-aspartat Protein kinase A Protein kinase A Protein kinase C Protein kinase C v ROS rpm SEM SOD TAA TBA TCA Reactive oxygen species rounds per minute Standart Error of Mean Superoxide dismutase Thioacetamide Thiobarbituric acid Tricloroacetic acid Gốc tự do vòng mỗi phút Sai số chuẩn Superoxide dismutase Thioacetamid Acid thiobarbituric Acid tricloroacetic TNF-𝛼 Interferon 𝛼 Interferon 𝛼 v/v WHO volume/volume World Health Organization Thể tích/thể tích Tổ chức Y tế thế giới vi DANH MỤC HÌNH Hình 2.1. Sơ đồ chuyển hóa rượu trong cơ thể ..........................................................3 Hình 2.2. Dược liệu Dong riềng. ..............................................................................13 Hình 2.3. Dược liệu Bình tinh ..................................................................................14 Hình 2.4. Dược liệu mật nhân ..................................................................................15 Hình 2.5. Dược liệu Cà gai leo .................................................................................16 Hình 2.6. Dược liệu Cỏ mực ....................................................................................17 Hình 2.7. Công thức cấu tạo Wedelacton .................................................................18 Hình 2.8. Mô hình thanh quay rotarod .....................................................................23 Hình 2.9. Mô hình mê cung chữ Y ...........................................................................24 Hình 4.1. Đại thể chuột vào ngày 14 sau thử độc tính cấp đường uống ..................36 Hình 4.2. Khối lượng chuột ở các lô trong quá trình thử nghiệm ............................41 Hình 4.3. Đại thể gan các lô thử nghiệm ..................................................................42 Hình 4.4. Hoạt tính AST của các lô chuột thử nghiệm (U/L) ..................................43 Hình 4.5. Hoạt tính ALT các lô chuột thử nghiệm (U/L) .....................................44 Hình 4.6. Liên quan tuyến tính giữa nồng độ và độ hấp thu của protein chuẩn ......47 Hình 4.7. Liên quan tuyến tính giữa nồng độ và độ hấp thu của MDA chuẩn ........47 Hình 4.8. Liên quan tuyến tính giữa nồng độ và độ hấp thu của GSH chuẩn ..........48 vii DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Ảnh hưởng của ethanol lên các chất dẫn truyền thần kinh [24].................8 Bảng 2.2. Tương quan giữa nồng độ ethanol/máu và tác động lâm sàng ở người chưa dung nạp rượu [48] .............................................................................................9 Bảng 2.3. Một số nghiên cứu về tác động cấp tính của rượu trên thần kinh ............20 Bảng 2.4. Một số mô hình nghiên cứu tác động mạn tính của rượu lên gan ............21 Bảng 3.1. Danh mục thiết bị đã sử dụng trong đề tài ...............................................27 Bảng 3.2. Danh mục hóa chất và thuốc thử đã sử dụng trong đề tài ........................28 Bảng 4.1. Thời gian bám trên thanh quay của các nhóm chuột thử nghiệm (giây)..37 Bảng 4.2. Thời gian bám trên thanh quay của các lô chuột thử nghiệm (giây)........38 Bảng 4.3. Số lần di chuyển vào các nhánh mê cung của các lô chuột thử nghiệm ..39 Bảng 4.4. Tỷ lệ tổ hợp di chuyển thành công của các lô chuột thử nghiệm.............39 Bảng 4.5. Khối lượng chuột (g) ở các lô trong quá trình thử nghiệm ......................40 Bảng 4.6. Tỷ lệ % khối lượng gan trên khối lượng cơ thể chuột .............................42 Bảng 4.7 Hoạt tính AST huyết tương của các lô chuột thử nghiệm (U/L)...............43 Bảng 4.8. Hoạt tính ALT huyết tương của các lô chuột thử nghiệm (U/L) .............44 Bảng 4.9. Nồng độ triglycerid huyết tương các lô chuột thử nghiệm (mg/dL). .......45 Bảng 4.10. Tỷ lệ % làm giảm triglycerid huyết tương so với lô chứng bệnh ..........46 Bảng 4.11. Hàm lượng MDA trong gan chuột thử nghiệm (nm/g protein) .............48 Bảng 4.12. Hàm lượng GSH trong gan chuột thử nghiệm (nm/g protein) ...............49 1 CHƯƠNG 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Các thức uống có chứa ethanol (chủ yếu là bia, rượu) được sử dụng phổ biến trong đời sống. Nồng độ ethanol trong các thức uống thay đổi tùy từng loại: bia (2 - 6%), rượu vang (10 - 20%), rượu trắng (20 - 40%), rượu mạnh (50 - 70%) [5]. Rượu đưa lại cho người sử dụng cảm giác hưng phấn, khoan khoái nhưng đồng thời cũng gây nhiều ảnh hưởng nghiêm trọng lên sức khỏe con người [48]. Rượu gây độc trên cơ quan và mô, gây loét dạ dày, bệnh gan, thận, tăng huyết áp, ung thư…Tình trạng say rượu, nghiện rượu gây suy giảm phối hợp vận động, ý thức, nhận thức, hành vi có thể gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng [2], [43], [48], [63], [74], [90]. Năm 2010, trên thế giới bình quân mỗi người trên 15 tuổi uống khoảng 13,5 gam rượu nguyên chất trong một ngày. Năm 2012, ước tính khoảng 3,3 triệu người chết và khoảng 5,1% gánh nặng thế giới về bệnh tật liên quan tới rượu [90]. Mức tiêu thụ đồ uống có cồn bình quân ở Việt Nam tăng từ 3,8 lít ethanol/người/ năm (2003 - 2005) lên 6,6 lít ethanol/người/năm (2008 - 2010). Năm 2010, trung bình mỗi người nam trên 15 tuổi uống 27,4 lít ethanol/năm, xếp thứ 10 châu Á và thứ 29 thế giới. Trong các thức uống có ethanol, ở nước ta, bia chiếm tỉ lệ cao nhất (97,3%). Chỉ số YLL (số năm tuổi thọ mất đi có liên quan tới rượu) theo thang điểm từ 1 tới 5 thì nước ta đang ở mức 5 (là mức cao nhất) [90]. Bài thuốc gồm Dong riềng, Bình tinh, Mật nhân, Cà gai leo, Cỏ mực đã được sử dụng qua nhiều đời của gia đình ông Lê Văn Lâm, sau đó là BS. Hồ Việt Sang để bổ gan, giải độc rượu và cai rượu. Tuy nhiên, việc sử dụng chủ yếu dựa vào kinh nghiệm, chưa có nghiên cứu để chứng minh cơ sở khoa học về tính an toàn và tác động giải rượu của bài thuốc. Với mong muốn chứng minh một cách khoa học về tính an toàn và tác dụng dược lý của bài thuốc, đề tài thực hiện “Khảo sát tác đông giải độc rượu của bài thuốc dân gian trên mô hình thực nghiệm” với 3 mục tiêu cụ thể: 1) Khảo sát độc tính cấp đường uống trên chuột nhắt 2) Khảo sát tác động phòng ngừa độc tính cấp trên thần kinh của rượu 3) Khảo sát tác động phòng ngừa độc tính mạn trên gan của rượu Đặt vấn đề 2 CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. TỔNG QUAN VỀ RƯỢU 2.1.1. Tính chất lý hóa Ethanol (C2H5OH) là chất lỏng không màu, mùi nồng, vị cay, khối lượng riêng là 0,7943 g/ml (15 °C), nhiệt độ sôi là 80,26 °C, tan trong nước với bất kì tỉ lệ nào và khi đốt cháy ngoài không khí tạo CO2 và H2O [5]. 2.1.2. Động học của rượu trong cơ thể người 2.1.2.1. Hấp thu Rượu được hấp thu gần như hoàn toàn qua đường tiêu hóa. Khoảng 80% lượng rượu uống vào được hấp thu ở ruột non, 20% hấp thu ở dạ dày. Sự hấp thu theo cơ chế khuếch tán thụ động đi từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp và đạt Cmax là 30-60 phút khi bụng đói [5]. Thức ăn hay các thuốc kéo dài sự làm rỗng dạ dày làm chậm sự hấp thu của rượu. Rượu được chuyển hóa lần đầu ở dạ dày và gan bởi enzym alcohol dehydrogenase (ADH). Do đó, sinh khả dụng của đường uống thấp hơn đường tiêm tĩnh mạch. Nam giới chuyển hóa rượu tại dạ dày nhiều hơn nữ giới, nên nữ giới sẽ nhạy cảm hơn với rượu [24]. 2.1.2.2. Phân bố Rượu được phân bố khắp cơ thể, thể tích phân bố biểu kiến khoảng 0,5-0,7 L/kg. Nồng độ rượu cao nhất thường được phát hiện ở những cơ quan có lưu lượng máu cao như não, phổi… [52]. 2.1.2.3. Chuyển hóa Từ 2 -10% rượu hấp thu được thải trực tiếp qua phổi, mồ hôi, nước tiểu mà không qua chuyển hóa. Trên 90% rượu được chuyển hóa qua gan. Ngoài ra, một vài mô khác cũng tham gia vào quá trình chuyển hóa rượu như thận, cơ, phổi, ruột non, não. Quá trình này xảy ra theo 2 con đường: oxy hóa và không oxy hóa. Con đường oxy hóa: Xảy ra qua 2 giai đoạn khác nhau: Giai đoạn 1: Ethanol được chuyển hóa thành acetaldehyd nhờ enzym alcohol dehydrogenase (ADH) trong bào tương với chất mang điện tử là nicotinamid adenin Tổng quan tài liệu 3 dinucleotid (NAD+) và giải phóng 1 nguyên tử H tạo thành NADH, làm gia tăng tỷ lệ NADH/NAD+ [97]. Ngoài ra, ethanol cũng có thể chuyển hóa nhờ hệ thống oxy hóa rượu ở microsom (Microsomal Ethanol Oxidating System - MEOS) mà chủ yếu là cytocrom P450 2E1 (CYP2E1). Con đường chuyển hóa này đóng vai trò quan trọng khi nồng độ ethanol trong huyết tương cao tương ứng với trường hợp nghiện rượu. Phản ứng chuyển hóa này phải có sự tham gia của oxy (O 2) và phân tử nicotinamid adenin dinucleotid phosphat (NADPH) tạo ra NADP+, H2O2 và các gốc oxy hóa tự do (reactive oxygen species-ROS). Một lượng nhỏ ethanol có thể chuyển hóa nhờ enzym catalase có trong peroxisom với sự tham gia của H2O2 [72]. Hình 2.1. Sơ đồ chuyển hóa rượu trong cơ thể Giai đoạn 2: Acetaldehyd bị thủy giải thành acetat nhờ aldehyd dehydrogenase (ALDH) trong ty thể, đồng thời NAD+ nhận hydrogen tạo NADH làm tăng tỷ lệ NADH/NAD+. Con đường không oxy hóa: Dưới sự xúc tác của phospholipase D, phosphotidylcholin kết hợp với ethanol tạo phosphatidylethanol là một dạng este hóa acid béo (FAEE) nằm trong nhân của lipoprotein và liên kết với albumin huyết tương. FAEE dẫn đến tách biệt quá trình oxy hóa-phosphoryl hóa ở ty thể, thay đổi trạng thái lỏng của màng synap [48], [56]. 2.1.2.4. Thải trừ: Ethanol thải trừ chủ yếu qua gan thông qua quá trình chuyển hóa. Ngoài ra, một lượng nhỏ ethanol được thải trừ qua thận, phổi, da ở dạng nguyên vẹn [52]. Tổng quan tài liệu 4 2.1.3. Độc tính của rượu 2.1.3.1. Độc tính rượu trên gan Độc tính của rượu trên gan là do acetaldehyd, các gốc tự do và sự mất cân bằng oxy hóa-khử (tăng NADH/NAD+) tạo ra từ quá trình chuyển hóa [53], [73]. Acetaldehyd cản trở quá trình sửa chữa các ADN (nucleotid bị akyl hóa trong quá trình sao chép), giảm hoạt tính của một số enzym quan trọng và giảm sử dụng oxy trong ty thể, gây phá hủy cấu trúc của ty thể. Acetaldehyd gắn với nhóm –SH để hình thành hợp chất thiazolidin, vì thế ức chế enzym/protein chứa nhóm –SH, đặc biệt là glutathion (GSH) làm giảm khả năng bảo vệ tế bào chống lại các gốc tự do dẫn đến peroxyd hóa lipid, phá hủy màng tế bào làm chết tế bào hoặc gây tổn thương màng trong ty thể, ngăn cản quá trình hô hấp tế bào làm giảm năng lượng dự trữ [83], [81]. Acetaldehyd còn có khả năng phản ứng với gốc -NH2. Ngoài ra, acetaldehyd có thể gắn vào các tiểu đơn vị tubulin của vi ống dẫn đến ức chế quá trình bài tiết và gây tích lũy protein, lipid, nước… làm tế bào gan ngày càng lớn dần. Bên cạnh đó, phức hợp acetaldehyd-protein đẩy nhanh quá trình sản xuất collagen, làm xơ hóa tế bào và chính phức hợp này được tế bào nhìn nhận như những kháng nguyên nên gây ra phản ứng tự miễn gây hủy hoại tế bào [26]. Đặc biệt, acetaldehyd qua được nhau thai, can thiệp vào quá trình metyl hóa của bào thai gây nên hội chứng bất thường bẩm sinh ở bào thai do rượu [73]. Theo nghiên cứu của Di Luzio và Comporti [53], quá trình chuyển hóa ethanol sinh ra các gốc tự do dẫn đến phản ứng dây chuyền peroxyd hóa lipid qua 3 giai đoạn như sau: Giai đoạn khơi mào: OH˙ + LH → L˙ + H2O (L: lipid trong chứa nối đôi) Giai đoạn lan truyền: LOO˙ + LOO˙ → LOOL + O2 LOO˙ + L˙ → LOOL Giai đoạn kết thúc: L˙ +L˙ → LL L + O2 → LOO˙ LOO˙ + LH → LOOH + L˙ Quá trình peroxyd hóa lipid gây phá huỷ các cơ quan nội bào và màng tế bào đặc biệt là màng trong của ty thể làm mất cấu trúc nguyên vẹn, giảm khả năng kiểm soát Tổng quan tài liệu 5 sự hấp thụ chọn lọc và vận chuyển chủ động qua màng. Khi màng trong ty thể bị tổn thương dẫn đến mất gradien H+ trong ty thể gây ức chế quá trình oxy hoá làm hạn chế sử dụng oxy và giảm quá trình tạo ATP, tăng tỷ lệ ADP/ATP, đồng thời tạo ra nhiều gốc phospho vô cơ, gây biến dạng, đứt nát màng ty thể. Từ đó, Na +, Ca2+ vào tế bào nhiều, K+, Mg2+ thoát ra vì vậy ảnh hưởng đến sự hoạt hoá ATPase. Những biến đổi của ty thể làm giảm năng lượng dự trữ trong tế bào, tăng quá trình đường phân yếm khí, tích tụ nhiều acid lactic gây giảm pH của bào tương làm ảnh hưởng tới nhân, màng tế bào và các bào quan khác [5], [26]. Quá trình gây độc của rượu gây ra những tổn thương nặng đối với 10 - 20% những người nghiện rượu mạn. Bệnh gan do rượu gồm: gan nhiễm mỡ, viêm gan, xơ gan do rượu… Ở Mỹ, lạm dụng rượu trong thời gian dài là nguyên nhân hàng đầu dẫn đến xơ gan và nhu cầu ghép gan. [24], [48]. Gan nhiễm mỡ Tình trạng bệnh lý xảy ra đầu tiên đối với tình trạng lạm dụng bia rượu, được chẩn đoán khi lượng chất béo trong gan vượt quá 5-10% trọng lượng cơ thể. Gan nhiễm mỡ thường gặp nhất ở những người uống rượu (90%). Uống khoảng 30-40 ml rượu mỗi tuần gây xơ gan 3-8% sau 10 năm. Hầu hết các trường hợp có sự tăng nhẹ về các chỉ số aminotransferase [aspartat transaminase (AST) and alanin transaminase (ALT)], alkalin phosphatase hoặc γ-glutamyl transpeptidase (GGT). Về mặt hình thái mô, chỉ sau một lần uống rượu nhiều đã thấy trong bào tương có những giọt mỡ nhỏ (ứ đọng mỡ túi nhỏ). Ở người nghiện rượu tình trạng ứ đọng mỡ trong bào tương lớn hơn, đẩy nhân lệch khỏi ngoại vi tế bào (ứ đọng mỡ túi lớn). Các tế bào ứ mỡ khởi đầu chỉ xuất hiện ở vùng trung tâm tiểu thùy, sau có thể lan ra toàn bộ tiểu thùy. Các tế bào mỡ lớn hợp lại thành u mỡ, đây là dạng tổn thương không hồi phục. Ngoài ra, có hiện tượng hóa sợi bắt đầu xuất hiện quanh tĩnh mạch trung tâm, lan dần ra mao mạch dạng xoang xung quanh [88]. Về cơ chế bệnh sinh, mỡ tích tụ dưới dạng triglycetrid do những rối loạn chuyển hóa: giảm giải phóng lipoprotein khỏi gan, tăng sự thu nhận mỡ ngoại biên về gan, tăng quá trình thu nhận mỡ ở gan, tăng quá trình tổng hợp lipid và quan trọng nhất Tổng quan tài liệu 6 là giảm quá trình oxy hóa chất béo thông qua cơ chế liên quan đến PPARα. PPARα (peroxisome proliferator-activated receptor alpha: receptor α của yếu tố hoạt hóa tăng trưởng peroxisom) có vai trò trong sự thoái hóa acid béo để sản sinh năng lượng. Cụ thể, acid béo như một ligan gắn vào PPARα dẫn đến kích hoạt quá trình phiên mã gen điều hòa PPARα đảm nhận hoạt hóa các enzyme quá trình β-oxy hóa ở ty thể, peroxisom và ω-oxy hóa ở microsom làm cho nồng độ acid béo trong gan trở về mức bình thường. Tuy nhiên khi lạm dụng rượu, quá trình chuyển hóa rượu dẫn đến ức chế quá trình hoạt hóa gen điều hòa trên, một loạt enym cần thiết cho quá trình thoái hóa mỡ không được tạo ra như acyl coenzym A dehydrogenase cho chuỗi acid dài và trung bình, carnitin palmitoyl-CoA transferase I, acyl-CoA synthetase… Kết quả gan tích lũy mỡ gây bệnh lý gan nhiễm mỡ. Theo thời gian, gan nhiễm mỡ có thể không diễn tiến hoặc hồi phục nếu như tác nhân gây bệnh giảm bớt hoặc loại trừ. Gan nhiễm mỡ cũng có thể tiến triển sang giai đoạn nặng hơn kèm theo viêm hình thành bệnh lí viêm gan nhiễm mỡ [73], [77], [88]. Viêm gan do rượu Viêm gan là tình trạng tổn thương nhu mô gan, đặc trưng bởi sự hiện diện của các tế bào viêm. Viêm gan diễn tiến dưới 6 tháng gọi là viêm gan cấp, nếu kéo dài trên 6 tháng gọi là viêm gan mạn. Viêm gan mạn tiếp tục tiến triển kéo dài thể dẫn đến xơ gan và ung thư gan [48]. Trong viêm gan do rượu, enzym tăng cao kéo dài chủ yếu là AST, GGT. Đặc điểm hình thái: hoại tử tế bào gan, thường xuất hiện rải rác tại vùng trung tâm tiểu thùy; thể Mallory là thể vùi ái toan trong bào tương, tạo bởi các sợi keratin và protein rối nùi với nhau; thấm nhập bạch cầu đa nhân trung tính vào trong tiểu thùy và tập trung quanh các tế bào gan thoái hóa, nhất là những tế bào có chứa thể Mallory, lympho bào và đại thực bào cũng đi vào khoảng cửa và tràn vào nhu mô. Trong viêm cấp do rượu luôn có hiện tượng hóa sợi xung quanh các xoang mao mạch và tiểu tĩnh mạch. Do chuyển hóa sắt bị rối loạn ở người nghiện rượu nên đôi khi có tình trạng ứ đọng hemosiderin trong tế bào gan và tế bào Kupffer [43]. Xơ gan do rượu Xơ gan do rượu có thể xảy ra không qua giai đoạn viêm gan do rượu. Ethanol ảnh Tổng quan tài liệu 7 hưởng đến các tế bào Ito, biến đổi chức năng của tế bào này từ dự trữ mỡ sang sản xuất collagen. Sự mất cân bằng giữa sản xuất và thoái hóa collagen dẫn đến xơ hóa tế bào, xuất hiện các nốt tái sinh không có chức năng. Về hình thái xơ gan do rượu, xơ gan bắt đầu với sự hình thành các vách sợi từ tĩnh mạch trung tâm đến khoảng cửa, từ khoảng cửa này đến khoảng cửa kia. Các tế bào gan nằm giữa các vách sợi hoạt động tăng sinh, tái tạo, hình thành nên các nốt đạt đến kích thước 2 cm đường kính. Các vách sợi càng phát triển thì gan càng teo lại. Vách sợi phân cách các nốt tạo ta tình trạng xơ gan hỗn hợp nốt lớn và nốt nhỏ. Trên vi thể, các vách sợi thấm nhập lympho bào và có chứa các ống mật tăng sinh phản ứng, có thể thấy hình ảnh tế bào gan ứ mật nhưng hiếm khi thấy được thể Mallory ở giai đoạn này. Xơ gan có thể dẫn đến biến chứng ung thư gan, thường xuất hiện âm thầm [97]. Một số yếu tố nguy cơ ảnh hưởng đến tiến triển của bệnh gan do rượu như: di truyền, dinh dưỡng, môi trường… Nguy cơ bệnh gan do rượu tỷ lệ với thời gian và lượng ethanol uống. Phụ nữ dễ bị tổn thương gan do rượu hơn nam giới [33], [72]. 2.1.3.2. Độc tính của rượu trên thần kinh trung ương Ảnh hưởng của rượu lên hệ thống tín hiệu thần kinh [24] Ethanol gây mất cân bằng quá trình kích thích và ức chế ở não bộ. Điều này là do ethanol tăng các chất dẫn truyền thần kinh ức chế (GABAA) và đối kháng với các chất dẫn truyền kích thích (gluctamat). Ethanol ảnh hưởng đến nhiều protein màng có chức năng dẫn truyền, bao gồm thụ thể dẫn truyền của acid amin, các opioid và các neuropeptid, các enzym như Na+/K+-ATPase, adenylyl cyclase, phosphoinositid đặc hiệu phospholipase C, kênh ion [35]. Ethanol làm tăng phóng thích GABA, tăng cường tác động của GABA tại GABAA thụ thể gây buồn ngủ, giãn cơ, chống co giật. Uống nhiều rượu làm thay đổi sự biểu hiện gen liên quan đến tiểu đơn vị GABAA. Ngộ độc ethanol được xem như là tình trạng thừa GABA, và hội chứng cai rượu liên quan đến việc giảm hoạt tính GABA. Các kiểu đa hình của thụ thể GABAA có tiên quan trực tiếp đến khuynh hướng rối loạn tiêu thụ rượu hay nghiện rượu [48], [24], [35], [31]. Ethanol ức chế hoạt động của thụ thể NMDA, gây an thần. Thụ thể của glutamat Tổng quan tài liệu 8 được chia ra thành NMDA và non-NMDA (bao gồm kainat and AMPA). Ethanol ức chế hoạt động của thụ thể NMDA và kainat. Thụ thể NMDA liên quan đến nhiều khía cạnh của chức năng nhận thức, bao gồm học tập và ghi nhớ. Điều này một phần giải thích cho việc “mất trí nhớ tạm thời” (alcoholic blackouts) sau uống rượu. Thụ thể AMPA không bị tác động bởi ethanol [48], [48]. Uống rượu làm tăng phóng thích acetylcholin, dopamin ở não. Ảnh hưởng của ethanol lên hệ dopaminergic liên quan đến hệ thống đáp ứng với stress. Uống ethanol làm tăng phóng thích β endorphin, kích hoạt hệ thống thụ thể opioid, phóng thích dopamin. Thụ thể cannabinoid, đặc biệt là CB1 mã hóa bởi gen CNR1 cũng bị ảnh hưởng bởi ethanol. Uống rượu gây kích hoạt CB1 làm phóng thích dopamin, GABA, glutamat và hệ thống thưởng (reward) ở não bộ [24], [48], [58]. Bảng 2.1. Ảnh hưởng của ethanol lên các chất dẫn truyền thần kinh [24] Hệ thống dẫn truyền thần kinh GABAA Ảnh hưởng Phóng thích GABA NMDA Ức chế receptor NMDA hậu synap ACTH Tăng nồng độ ACTH ở máu và thần kinh trung ương Opioid Phóng thích beta endorphins, kích hoạt receptor µ 5 – HT Tăng phóng thích 5 - HT Tăng hoạt động CB1, thay đổi hoạt động của DA, GABA, glutamat Cannabinoid Ảnh hưởng của ngộ độc rượu cấp tính lên thần kinh Sự ảnh hưởng lên thần kinh của rượu tùy thuộc vào liều dùng (Error! Reference s ource not found.). Liều thấp ethanol làm dễ chịu, giảm lo lắng, hứng khởi, nói nhiều. Liều cao ethanol gây mất điều hòa, đau đầu, khát, buồn nôn, thất điều, giảm phản xạ có điều kiện, mất kiểm soát ngôn ngữ, ý thức, hành vi. Các triệu chứng trên thường gọi là ngộ độc rượu hay say rượu. Định nghĩa về tình trạng say rượu thay đổi theo từng quốc gia. Tại Hoa Kỳ, hầu hết các tiểu bang đều xác định mức gây say rượu là 80 mg/dL. Hơn 50% dân số sẽ say rượu nặng khi nồng độ trên 150 Tổng quan tài liệu