Tài liệu Nghiên cứu tác dụng hạ Glucose và Lipid của dịch chiết vỏ quả măng cụt (Garcinia mangostana L)

Luận văn thạc sĩ khoa học ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN HÀ QUỐC DƢƠNG NGHIÊN CỨU TÁC DỤNG HẠ GLUCOSE VÀ LIPID MÁU CỦA DỊCH CHIẾT VỎ QUẢ MĂNG CỤT (Garcinia mangostana L.) Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Mã số: 60.42.30 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS. TS. ĐỖ NGỌC LIÊN Hà Quốc Dương - K17 Sinh học Luận văn thạc sĩ khoa học Mục lục Trang Mở đầu 1 Chƣơng 1. Tổng quan tài liệu 3 1.1. Các hợp phenol và polyphenol 3 1.1.1. Cấu tạo và phân loại 3 1.1.2. Một số polyphenol quan trọng trong thực vật 4 1.1.2.1. Flavonoid 4 1.1.2.2. Tamin 6 1.1.3. Ứng dụng của các hợp chất phenol và polyphenol 7 1.2. Bệnh béo phì 7 1.2.1. Khái niệm và phân loại bệnh béo phì 7 1.2.2. Tình hình nghiên cứu béo phì trên thế giới và trong nước 8 1.2.3. Các yếu tố gây thừa cân và béo phì 9 1.2.4. Tác hại và những nguy cơ của bệnh béo phì 10 1.2.5. Giải pháp phòng và điều trị bệnh béo phì 10 1.2.6. Một số chỉ tiêu hóa sinh liên quan đến rối loạn và trao đổi lipid và glucid 12 1.3 Bệnh đái tháo đƣờng 13 1.3.1. Tình hình mắc bệnh đái tháo đường 14 1.3.2. Cơ chế sinh bệnh đái tháo đường 15 1.3.2.1. Cơ chế sinh bệnh đái tháo đường type 1 15 1.3.2.2. Cơ chế sinh bệnh đái tháo đường type 2 16 1.3.4. Các thuốc điều trị bệnh đái tháo đường 17 1.4. Tình hình nghiên cứu các hợp chất có hoạt tính sinh học chống béo phì và đái tháo đƣờng 17 1.4.1. Các hợp chất thiên nhiên từ thực vật có tác dụng chống béo phì và đái tháo đường Hà Quốc Dương - K17 Sinh học 17 Luận văn thạc sĩ khoa học Mục lục Trang Mở đầu 1 Chƣơng 1. Tổng quan tài liệu 3 1.1. Các hợp phenol và polyphenol 3 1.1.1. Cấu tạo và phân loại 3 1.1.2. Một số polyphenol quan trọng trong thực vật 4 1.1.2.1. Flavonoid 4 1.1.2.2. Tamin 6 1.1.3. Ứng dụng của các hợp chất phenol và polyphenol 7 1.2. Bệnh béo phì 7 1.2.1. Khái niệm và phân loại bệnh béo phì 7 1.2.2. Tình hình nghiên cứu béo phì trên thế giới và trong nước 8 1.2.3. Các yếu tố gây thừa cân và béo phì 9 1.2.4. Tác hại và những nguy cơ của bệnh béo phì 10 1.2.5. Giải pháp phòng và điều trị bệnh béo phì 10 1.2.6. Một số chỉ tiêu hóa sinh liên quan đến rối loạn và trao đổi lipid và glucid 12 1.3 Bệnh đái tháo đƣờng 13 1.3.1. Tình hình mắc bệnh đái tháo đường 14 1.3.2. Cơ chế sinh bệnh đái tháo đường 15 1.3.2.1. Cơ chế sinh bệnh đái tháo đường type 1 15 1.3.2.2. Cơ chế sinh bệnh đái tháo đường type 2 16 1.3.4. Các thuốc điều trị bệnh đái tháo đường 17 1.4. Tình hình nghiên cứu các hợp chất có hoạt tính sinh học chống béo phì và đái tháo đƣờng 17 1.4.1. Các hợp chất thiên nhiên từ thực vật có tác dụng chống béo phì và đái tháo đường 17 1.4.2. Các cơ chế tác dụng chống béo phì và đái tháo đường của dịch chiết thực vật hoặc hợp chất tự nhiên đã được nghiên cứu Hà Quốc Dương - K17 Sinh học 19 Luận văn thạc sĩ khoa học 1.5. Ức chế enzyme alpha-glucosidase 20 1.5.1. Enzyme alpha-glucosidase 20 1.5.2. Phương pháp nghiên cứu ức chế enzym -glucosidase 21 1.6. Vài nét về cây măng cụt 21 1.6.1. Đặc điểm thực vật học và phân bố hình thái 21 1.6.2. Thành phần hóa học của vở quả măng cụt 22 1.6.3. Tính năng và công dụng của vỏ quả măng cụt 22 Chƣơng 2. Đối tƣợng và phƣơng pháp nghiên cứu 23 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu 23 2.1.1. Mẫu thực vật 23 2.1.2. Mẫu động vật 23 2.2. Dụng cụ và hóa chất 23 2.2.1. Dụng cụ 23 2.2.2. Hóa chất 24 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu 24 2.3.1. Xử lý mẫu 24 2.3.2. Định tính một số hợp chất tự nhiên trong vỏ quả măng cụt 24 2.3.2.1. Định tính flavonoids 25 2.3.2.2. Định tính tannins 25 2.3.2.3. Định tính các polyphenols khác 25 2.3.2.4. Định tính glycoside 26 2.3.2.5. Định tính alkaloids 26 2.3.3. Định lượng polyphenol tổng số trong các phân đoạn dịch chiết vỏ Măng cụt 26 2.3.4. Phương pháp tạo mô hình chuột béo phì và đái tháo đường 26 2.3.4.1. Phân nhóm động vật thí nghiệm 26 2.3.4.2. Thử độc tính cấp xác định LD50 bằng đường uống 29 2.3.4.3. Pha thuốc và hóa chất thí nghiệm .30 2.3.4.4. Tiến hành thí nghiệm 30 Hà Quốc Dương - K17 Sinh học Luận văn thạc sĩ khoa học 2.3.4.5. Theo dõi thí nghiệm 30 2.3.4.6. Tiến hành lấy mẫu thử nghiệm sau khi kết thúc đợt thí nghiệm 30 2.3.5. Phương pháp xác định một số chỉ số hóa sinh trong máu chuột trước và sau khi điều trị bằng dịch chiết trên máy phân tích tự động OLYMPUS AU640 31 2.3.5.1. Định lượng glucose huyết theo giai đoạn thực nghiệm 31 2.3.5.2. Định lượng Triglycerid huyết thanh 31 2.3.5.3. Định lượng cholesterol toàn phần trong huyết thanh 32 2.3.5.4. Kết quả thử hoạt tính -glucosidase 32 2.3.6. Xác suất thống kê toán học xử lí số liệu 34 Chƣơng 3. Kết quả và thảo luận 35 3.1. Quy trình tách, chiết các phân đoạn từ vỏ quả măng cụt 35 3.2. Định tính sơ bộ thành phần hóa học của dịch chiết 37 3.3. Định lƣợng polyphenol tổng số trong các phân đoạn dịch chiết 37 3.4. Kết quả thử độc tính cấp LD50 theo đƣờng uống 38 3.5. Kết quả tạo mô hình chuột béo phì thực nghiệm 39 3.5.1. Thể trọng chuột trung bình của các lô chuột thí nghiệm 39 3.5.2. Các chỉ số hóa sinh của các lô chuột thí nghiệm sau 28 ngày nuôi 41 3.6. Tác dụng của các phân đoạn dịch chiết vỏ quả măng cụt lên chuột béo phì thực nghiệm 42 3.6.1. Tác dụng của các phân đoạn dịch chiết vỏ quả măng cụt lên khối lượng cơ thể chuột 42 3.6.2. Tác dụng của các phân đoạn dịch chiết vỏ quả măng cụt lên một số chỉ số hóa sinh trong máu chuột béo phì thực nghiệm 44 3.6.2.1. Tác dụng của các phân đoạn dịch chiết vỏ quả măng cụt lên một số chỉ số hóa sinh trong máu chuột béo phì 44 3.6.2.1.1. Nồng độ glucose (mmol/l) máu chuột béo phì 44 3.6.2.1.2. Nồng độ cholesterol (mmol/l) máu chuột béo phì 45 3.6.2.1.3. Nồng độ triglycerid (mmol/l) máu chuột béo phì 47 3.6.2.1.4. Nồng độ HDLc (mmol/l) máu chuột béo phì 49 Hà Quốc Dương - K17 Sinh học Luận văn thạc sĩ khoa học 3.6.2.1.5. Nồng độ LDLc (mmol/l) máu chuột béo phì 50 3.6.2.2. Tác dụng của các phân đoạn dịch chiết vỏ quả măng cụt lên một số chỉ số hóa sinh máu ở chuột ĐTĐ typ 2 52 3.6.2.2.1. Chỉ số glucose máu ở chuột ĐTĐ typ 2 52 3.6.2.2.2. Chỉ số GOT ở máu chuột ĐTĐ typ 2 53 3.6.2.2.3. Chỉ số GPT ở máu chuột ĐTĐ typ 2 55 3.7. Khảo sát hoạt tính của vỏ quả măng cụt trong việc ức chế enzyme Glucosidase 57 Kết luận và kiến nghị 61 Tài liệu tham khảo 63 Hà Quốc Dương - K17 Sinh học Luận văn thạc sĩ khoa học DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT BMI : chỉ số khối cơ thể GOT: Glutamat Oxaloacetat Transaminase GPT: Glutamat Pyruvat Transaminase ĐTĐ: đái tháo đường HDL: lipoprotein tỉ trọng cao (High Density Lipoprotein) LDL: lipoprotein tỉ trọng thấp (Low Density Lipoprotein) TG: triglycerid LD50: Liều độc cấp STZ: streptozotocin IC50: Nồng độ ức chế 50% (của -glucosidase) Hà Quốc Dương - K17 Sinh học 1 Luận văn thạc sĩ khoa học MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Hiện nay, tình trạng béo phì và thừa cân đang tăng lên với tốc độ báo động không những ở các quốc gia phát triển mà cả các quốc gia đang phát triển. Đây là mối đe dọa tiềm ẩn của các bệnh rối loạn trao đổi chất và tim mạch trong tương lai. Theo tổ chức quốc tế theo dõi bệnh béo phì (International Obesity Tast Force – IOTF) nghiên cứu, hiện nay trên thế giới có khoảng 1,7 tỷ người thừa cân và mắc bệnh béo phì. Các kết quả điều tra được tiến hành gần đây cho thấy, Mỹ là nước có số dân béo phì nhiều nhất trên thế giới với khoảng 60 triệu người. Theo thống kê của Liên Đoàn Đái tháo đường quốc tế (1991), tỉ lệ người bị thừa cân và béo phì ở một số nước Châu Á như sau: Thái Lan 3,58%, Philipin 4,27%, Malaysia 3,01%, Đài Loan 1,60%, Hồng Kông 3,00%. Theo điều tra mới nhất của Viện Dinh dưỡng cho thấy tình trạng thừa cân (2007), béo phì ở người Việt Nam đang tăng lên nhanh chóng, trong đó tỉ lệ béo phì ở người trưởng thành từ 25 – 64 tuổi lên tới 16,8%. Bệnh béo phì cũng là một trong các nguyên nhân gây ra các biến chứng về tim mạch, đái tháo đường, mỡ máu, đột quỵ,...[3, 9] Chi phí điều trị bênh béo phì và các bệnh biến chứng bằng thuốc tân dược rất tốn kém. Hơn nữa, các loại thuốc này hiện nay trên thị trường thường gây ra nhiều phản ứng phụ có thể gây nguy hại cho sức khỏe và giá thành rất đắt. Trong những năm gần đây có nhiều công trình nghiên cứu về sử dụng các hợp chất tự nhiên từ cây cỏ để chữa bệnh béo phì và đái tháo đường, các loại thuốc, dược liệu từ cây cỏ thường ít gây ra tác dụng phụ, đồng thời tác dụng của thuốc có hiệu quả trong thời gian kéo dài[42]. Việt nam là đất nước có hệ thực vật vô cùng phong phú và đa dạng, trong đó có nhiều loài chứa các hợp chất sinh học có hoạt tính sinh học cao có tác dụng chữa bệnh. Trong kinh nghiệm dân gian Việt Nam đã biết sử dụng cỏ cây, nguồn thảo dược tự nhiên để chữa bệnh, bảo vệ sức khỏe. Tuy nhiên, các hợp chất tự nhiên từ các cây thuốc cổ truyền dân tộc chống béo phì và một số bệnh biến chứng rối loạn trao đổi chất như đái tháo đường, tim mạch,...mặc dù rất phong phú ở nước ta nhưng chưa được khai thác và nghiên cứu đầy đủ về cơ chế hóa sinh và dược lý. Hà Quốc Dương - K17 Sinh học 2 Luận văn thạc sĩ khoa học Trong số các loại dược thảo thiên nhiên thì Măng cụt là một loại cây trái có nhiều tác dụng dược lý quan trọng giúp cho người được sử dụng tăng cường hệ miễn dịch có thể chống lại bệnh tật một cách hữu hiệu như: kháng khuẩn, chống đái tháo đường, tim mạch,...Vỏ quả măng cụt là một phương thuốc trị bệnh tại các nước vùng Đông Nam Á như Thái Lan, Malaysia, Việt Nam,...nhưng chưa có tài liệu nào trên thế giới và trong nước nghiên cứu về tác dụng chống béo phì và đái tháo đường của nó. Chính vì những lý do đó, tôi quyết định chọn đề tài nghiên cứu khoa học là: “Nghiên cứu tác dụng hạ glucose và lipid máu của dịch chiết vỏ quả Măng cụt (Garcinia mangostana L.)” 2. Mục đích nghiên cứu của đề tài - Xác định được khả năng hạ glucose và lipid máu của các cao phân đoạn dịch chiết vỏ quả măng cụt trên mô hình chuột béo phì. - Xác định được khả năng hạ glucose của các cao phân đoạn dịch chiết vỏ quả măng cụt trên mô hình chuột ĐTĐ typ 2. - Nghiên cứu ảnh hưởng của các cao phân đoạn dịch chiết vỏ quả măng cụt lên các chỉ số enzym gan GOT và GPT trên mô hình chuột ĐTĐ typ 2. - Khảo sát hoạt tính của vỏ quả măng cụt trong việc ức chế enzym glucosidase. Hà Quốc Dương - K17 Sinh học 3 Luận văn thạc sĩ khoa học NỘI DUNG Chƣơng 1. Tổng quan tài liệu 1.1. Các hợp chất phenol và polyphenol Hợp chất thực vật thứ sinh là các sản phẩm của các qúa trình trao đổi chất được sinh ra ở thực vật. Chúng là các chất hoá học được tổng hợp và chuyển hoá từ các chất trao đổi bậc nhất như axit amin, axit nucleic, carbonhydrate, lipid, peptid, hoặc từ các sản phẩm trung gian của chu trình đường phân, chu trình pentosephosphate, chu trình axit citric,…Khác với các chất trao đổi bậc nhất, giữ vai trò trung tâm và tham gia trực tiếp vào các quá trình trao đổi chất của cơ thể, các hợp chất thực vật thứ sinh không phải là các yếu tố đặc biệt cần thiết cho các quá trình sinh trưởng, phát triển, quang hợp và sinh sản. Chúng được tạo ra trong các tế bào chuyên biệt với vai trò điều hoà mối quan hệ qua lại giữa các tế bào trong cơ thể và là các hợp chất phòng thủ giúp thực vật chống chịu lại với các bệnh xâm nhiễm thực vật đối với môi trường sống xung quanh [36]. 1.1.1. Cấu tạo và phân loại Hợp chất phenol là nhóm các hợp chất hóa học mà trong công thức hóa học có chứa nhóm chức hydroxyl (-OH) gắn với vòng hydrocarbon thơm. Các hợp chất này rất phổ biến trong giới thực vật. Tùy thuộc vào số lượng và vị trí tương hỗ của các nhóm này mà các tính chất hóa lí và hoạt tính sinh học thay đổi [17]. Dựa vào số lượng nhóm hydoxyl mà người ta chia phenol thành phenol – 1, phenol – 2, phenol – 3 và polyphenol. Polyphenol lại được phân chia thành các nhóm: flavonoid, axit phenolic, tannin,… Hợp chất phenol được hình thành một cách dễ dàng trong tất cả các cơ quan thực vật từ những sản phẩm đường phân và chu trình pentoza qua axit xikimic hay theo con đường acetat malonat qua acetyl – ScoA. Cả hai con đường này đều tham gia vào quá trình hình thành flavonoid. Nhiều chất hòa tan trong nước được tổng hợp trong lục lạp. Hà Quốc Dương - K17 Sinh học 4 Luận văn thạc sĩ khoa học 1.1.2. Một số polyphenol quan trọng trong thực vật 1.1.2.1. Flavonoid [17, 24] Trong số các hợp chất polyphenol tự nhiên, flavonoid là một trong những nhóm hợp chất phenolics thường gặp trong tự nhiên, chúng thường là những sắc tố, phần lớn có màu vàng (flavon, flavonol, chancol), không màu (izoflavon, catechin) hoặc có màu đỏ hoặc màu vàng (anthocyane). Tuy nhiên màu sắc của các loại flavonoid còn thay đổi theo pH của môi trường. Trong cây, flavonoid thường tồn tại dưới 2 dạng là dạng tự do (aglycon) và dạng liên kết (glycoside). Dạng aglycon tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như ether, ethanol, acetone,…và hầu như không tan trong nước. Dạng glycoside liên kết với đường tan nhiều trong nước và hầu như không tan trong các dung môi hữu cơ. a. Cấu trúc hoá học và phân loại Bộ khung carbon của flavonoid là C6-C3-C6, gồm 15 nguyên tử carbon, 2 vòng benzene A và B nối với nhau qua vòng pyren C, trong đó A kết hợp với C tạo thành khung chroman. 2' 8 7 9 1 2 B 1' 4' C A 6 3' O 10 5 6' 3 5' 4 Flavan (2-phenyl chroman) Tuỳ theo mức độ oxy hoá của mạch 3 carbon, sự có mặt hay không có mặt của nối đôi giữa C2, C3 và nhóm cacbonyl ở C4 mà flavonoids có thể được chia thành nhiều phân nhóm phụ khác nhau. Cyanidin Hà Quốc Dương - K17 Sinh học Epicatechin 5 Quercetin Luận văn thạc sĩ khoa học HO OH OH Glucose O - Rhamnose - glucose OH O O Saponin Rutin Flavonoid có thể tham gia vào nhiều phản ứng hoá học khác nhau như phản ứng của nhóm hydroxyl (OH), phản ứng của vòng thơm (diazo hoá), phản ứng của nhóm cacbonyl (phản ứng shinoza) và phản ứng tạo phức với kim loại. Hiện nay đã có hơn 4500 các loại flavonoid khác nhau tồn tại trong thực vật đã được nhận dạng. b. Tác dụng sinh học của flavonoid Trong cây, flavonoid giữ rất nhiều vai trò mang chức năng sinh lý, sinh thái có ý nghĩa sống còn như: điều chỉnh sự phân bố năng lượng ánh sáng ở lá cây (flavonol, anthocyanes), làm tăng hiệu quả quang hợp, bảo vệ cây tránh được những bức xạ sóng ngắn, có tính kháng khuẩn, kháng nấm, giúp cây tránh được bệnh tật, hấp dẫn động vật thụ phấn cho hoa,…Trong y học, flavonoid được sử dụng làm thuốc để chữa trị nhiều loại bệnh khác nhau như: thuốc làm bền thành mạch, thuốc chống oxy hoá, thuốc kháng viêm, chống nấm, chống dị ứng, chống ung thư,… Ngoài ra còn rất nhiều các ứng dụng tiện ích khác phục vụ cho đời sống dân sinh. Theo kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học Nhật Bản cho thấy khi chuột béo phì được điều trị bằng dịch chiết lá Bằng lăng (Lagerstroemia speciosa L.) thì trọng lượng giảm đáng kể ( ~10%). Thí nghiệm với flavonoid chiết xuất từ hoa Kim ngân trên huyết tương chuột cống trắng uống thuốc cholesterol thực nghiệm, cũng cho thấy flavonoid có tác dụng làm giảm chỉ số cholesterol toàn phần, triglycerid và cholesterol tỷ trọng thấp hại cho tim, đồng thời làm tăng lipoprotein liên kết có tỷ trọng cao (HDLC) có lợi cho tim. Kết quả nghiên cứu tác dụng của naringin – một flavonoid có hàm lượng cao trong họ Cam chanh (Rutaceae) làm giảm cholesterol tự do, lipoprotein liên kết tỷ trọng thấp (LDLC) cũng như giảm triglycerid trong máu của chuột béo phì. Hà Quốc Dương - K17 Sinh học 6 Luận văn thạc sĩ khoa học 1.1.2.2. Tannin [8, 21] Tannin là những hợp chất phenolic rất phổ biến trong thực vật bậc cao. Horvath (1981) đã đưa ra khái niệm về tannins như sau: “Tannin là những hợp chất phenolic có trọng lượng phân tử cao, có chứa các nhóm hydroxyl và các nhóm chức khác (như cacboxyl), có khả năng tạo phức với protein và các phân tử lớn khác trong điều kiện môi trường đặc biệt”. a. Cấu trúc hóa học và tính chất Tannin được cấu tạo dựa trên acid tannic và acid gallic, phổ biến trong cây ở dạng tự do hoặc ở dạng glycoside kết hợp với đường. Tannin thường là các hợp chất vô định hình, có màu trắng, màu vàng nhạt hoặc gần như không màu, có hoạt tính quang học, có vị chát, dễ bị oxy hoá khi đun nóng và khi để ngoài ánh sáng và có trọng lượng phân tử dao động từ 5.000 đến 20.000. Tannin tan nhiều trong nước (tốt nhất là trong nước nóng), tan trong các dung môi hữu cơ như ethanol, hoà tan một phần trong axetone, ethylaxetat và hầu như không tan trong các dung môi kém phân cực như chloroform, benzene,…Tannin tạo phức màu đặc trưng với các kim loại nặng, tạo phức với protein, tinh bột, cellulose và muối khoáng. Procyanidin Pistafolin A b. Tác dụng sinh học Tannin là các chất bảo vệ cho cây trước sự tấn công của vi sinh vật gây bệnh, các loài động vật và côn trùng ăn lá. Về tác dụng y học, tannin được sử dụng làm thuốc cầm máu, thuốc chữa đi ngoài, chữa ngộ độc kim loại nặng, thuốc chống ung thư, thuốc chữa trĩ, viêm miệng, viêm xoang, điều trị cao huyết áp và chứng đột quỵ. Hà Quốc Dương - K17 Sinh học 7 Luận văn thạc sĩ khoa học 1.1.3. Ứng dụng của các hợp chất phenol và polyphenol - Công nghệ Y- Dược: rất nhiều hợp chất thứ sinh được sử dụng để sản xuất nhiều loại thuốc điều trị các bệnh khác nhau như: Quinin dùng làm thuốc trị sốt rét, quinidin dùng làm thuốc trợ tim, daizein dùng làm thuốc chống ung thư,… - Công nghệ hoá thực phẩm: dùng làm gia vị, phẩm mầu, hương liệu… - Công nghệ hoá mỹ phẩm: dùng làm nước hoa, xà phòng, mỹ phẩm… - Sản xuất hàng tiêu dùng: dùng làm dung môi, keo dán, hàng dệt may… - Dùng làm nguyên liệu sản xuất thuốc bảo vệ thực vật. 1.2. Bệnh béo phì 1.2.1. Khái niệm và phân loại bệnh béo phì [3, 9] Bệnh béo phì (obesity) được Tổ chức y tế thế giới (WHO) định nghĩa là tình trạng tích lũy mỡ quá mức và không bình thường tại một vùng cơ thể hay toàn thân tới mức ảnh hưởng tới sức khỏe. Béo phì là tình trạng không bình thường của sức khỏe có nguyên nhân dinh dưỡng không điều độ. Thông thường, người trưởng thành khỏe mạnh, nếu dinh dưỡng hợp lý thì cân nặng dao động trong một giới hạn nhất định. WHO thường dùng chỉ số khối cơ thể (Body Mass Index - BMI) để nhận định tình trạng béo gầy. Để có chỉ số khối cơ thể (BMI), người ta dùng công thức sau đây: W : Cân nặng (kg) H : Chiều cao (m) Để đánh giá mức độ béo phì, tổ chức y tế thế giới đưa ra các ngưỡng sau: Người gầy: BMI < 18,5 Bình thường: BMI từ 18,5 đến 24,9 Béo phì độ 1: BMI từ 25 đến 29,9 Béo phì độ 2: BMI từ 30 đến 34,9 Béo phì độ 3: BMI ≥ 35 Cộng đồng các nước châu á sử dụng các ngưỡng sau: Hà Quốc Dương - K17 Sinh học 8 Luận văn thạc sĩ khoa học Người gầy: BMI < 18,5 Bình thường: BMI từ 18,5 đến 22,9 Béo phì độ 1: BMI từ 23 đến 24,9 Béo phì độ 2: BMI từ 25 đến 29,9 Béo phì độ 3: BMI ≥ 30 1.2.2. Tình hình nghiên cứu béo phì trên thế giới và trong nƣớc [2] Theo tổ chức y tế thế giới, hiện nay số người béo phì trên thế giới đã lên đến hơn 1,7 tỉ người. Trên thế giới cứ 4 người trưởng thành thì có một người béo phì, tức là số người béo phì ở độ tuổi trưởng thành trên thế giới chiếm 25% . Tình trạng béo phì đang tăng lên với tốc độ báo động, không những ở các quốc gia phát triển mà ở cả các quốc gia đang phát triển. Tỉ lệ người béo phì ở Mỹ chiếm tới hơn 30%, Trung Quốc có hơn 20% số người thừa cân và béo phì. Số người béo phì cũng đang báo động ở châu âu, đứng đầu bảng là nước Anh với hơn 23% số người béo phì, và châu âu hiện có tới hơn 14 triệu trẻ em thừa cân và béo phì. Còn ở châu mỹ thì Braxin cũng là nước có tỉ lệ người dân bị béo phì cao (chiếm 16%) . Theo tiêu chuẩn châu á, Việt Nam hiện có 16,8% số người ở độ tuổi từ 25 – 64 đã thừa cân, béo phì. Theo đó thì cứ 100 người trong độ tuổi trưởng thành thì có 17 người béo phì, và tỉ lệ người béo phì ở thành phố gấp 3 lần ở nông thôn. Tình trạng thừa cân béo phì tăng nhanh ở tuổi ngoài 45 (chiếm 2/3 số người béo phì) và nữ giới có tỉ lệ béo phì cao hơn nam giới. Còn đối với trẻ em thì tình trạng béo phì cũng ở mức đáng ngại. Theo kết quả điều tra của Viện dinh dưỡng: ở Hà Nội có tới 4,9% số trẻ ở độ tuổi từ 4 – 6 bị thừa cân béo phì. ở Thành phố Hồ Chí Minh tỉ lệ này còn cao hơn nhiều, có tới 6% số trẻ dưới 5 tuổi và 22,7% số trẻ đang học ở cấp I bị thừa cân béo phì. Đây thật sự là mối đe dọa tiềm ẩn trong tương lai, ảnh hưởng lớn đến sức khỏe của mỗi người và sự phát triển của kinh tế và xã hội [9]. 1.2.3. Các yếu tố gây thừa cân và béo phì [3, 9] Mọi người đều biết cơ thể giữ được cân nặng ổn định là nhờ trạng thái cân bằng giữa năng lượng do thức ăn cung cấp và năng lượng tiêu hao cho lao động và Hà Quốc Dương - K17 Sinh học 9 Luận văn thạc sĩ khoa học các hoạt động khác của cơ thể. Cân nặng của cơ thể tăng lên có thể do chế độ ăn dư thừa vượt quá nhu cầu hoặc do nếp sống làm việc tĩnh tại ít tiêu hao năng lượng. Khẩu phần ăn và thói quen ăn uống: Năng lượng (calorie) được đưa vào cơ thể qua thức ăn, thức uống được hấp thụ và được oxy hoá để tạo thành nhiệt lượng. Năng lượng ăn quá nhu cầu sẽ được dự trữ dưới dạng mỡ. Chế độ ăn giàu chất béo (lipid) có liên quan chặt chẽ với gia tăng tỉ lệ béo phì. Các thức ăn giàu chất béo thường ngon nên người ta ăn quá thừa mà không biết. Vì vậy, khẩu phần ăn có nhiều mỡ, dù số lượng nhỏ cũng có thể gây thừa calorie và tăng cân. Không chỉ ăn nhiều mỡ, thịt mà ăn nhiều chất bột, đường, đồ ngọt đều có thể gây béo. Việc thích ăn nhiều đường, ăn nhiều món xào, rán, những thức ăn nhanh nấu sẵn và miễn cưỡng ăn rau quả là một đặc trưng của trẻ béo phì. Thói quen ăn nhiều vào bữa tối cũng là một điểm khác nhau giữa người béo và người không béo. Hoạt động thể lực kém. Cùng với yếu tố ăn uống, sự gia tăng tỉ lệ béo phì song song với sự giảm hoạt động thể lực trong một lối sống tĩnh tại hơn, thời gian dành cho xem tivi, đọc báo, làm việc bằng máy tính, nói chuyện qua điện thoại nhiều hơn. Kiểu sống tĩnh tại cũng giữ vai trò quan trọng gây nên béo phì. Những người hoạt động thể lực nhiều thường ăn những thức ăn giàu năng lượng, khi họ thay đổi lối sống và hoạt động nhưng vẫn giữ thói quen ăn nhiều cho nên họ bị béo phì. Điều này giải thích béo phì biểu hiện ở tuổi trung niên, hiện tượng béo phì ở các vận động viên sau khi giải nghệ và công nhân lao động chân tay có xu hướng béo phì khi về hưu. Yếu tố di truyền: Đáp ứng phát sinh nhiệt kém có thể do yếu tố di truyền. Yếu tố di truyền có vai trò nhất định đối với những trẻ béo phì thường có cha mẹ béo, tuy vậy nhìn trên đa số cộng đồng thì yếu tố này không lớn. Yếu tố kinh tế xã hội: ở các nước đang phát triển, tỉ lệ người béo phì ở tầng lớp nghèo thường thấp (thiếu ăn, lao động chân tay nặng, phương tiện đi lại khó khăn) và béo phì thường được coi là một đặc điểm của người giàu có. ở các nước đã Hà Quốc Dương - K17 Sinh học 10 Luận văn thạc sĩ khoa học phát triển, khi thiếu ăn không còn phổ biến nữa thì tỉ lệ béo phì lại thường cao ở tầng lớp nghèo, do thói quen ăn uống thiếu khoa học của họ. 1.2.4. Tác hại và những nguy cơ của bệnh béo phì Mất thoải mái trong cuộc sống: Người béo phì thường có cảm giác khó chịu về mùa hè do lớp mỡ dày như một hệ thống cách nhiệt. Người béo phì cũng thường xuyên cảm thấy mệt mỏi chung toàn thân, hay nhức đầu, tê buốt ở hai chân làm cho cuộc sống thiếu thoải mái. Giảm hiệu suất lao động: Người béo phì làm việc chóng mệt, nhất là ở môi trường nóng. Mặt khác do khối lượng cơ thể quá nặng nề nên để hoàn thành một động tác, một công việc trong lao động, người béo phì mất nhiều thì giờ hơn và mất nhiều công sức hơn. Hậu quả là hiệu suất lao động của người béo phì giảm rõ rệt hơn so với người bình thường. Kém lanh lợi: Người béo phì thường phản ứng chậm chạp hơn so người bình thường trong sinh hoạt cũng như trong lao động. Hậu quả là rất dễ bị tai nạn xe cộ cũng như tai nạn lao động. Hai nguy cơ rõ rệt ở người béo phì: Tỉ lệ bệnh tật cao, béo phì là một trong các yếu tố nguy cơ chính của các bệnh mãn tính không lây như rối loạn lipid máu, bệnh mạch vành, đái tháo đường không phụ thuộc insulin, sỏi mật.... ở phụ nữ mãn kinh, các nguy cơ ung thư túi mật, ung thư vú và ung thư tử cung tăng lên , còn ở nam thì bệnh ung thư thận và ung thư tuyến tiền liệt hay gặp hơn. Tỉ lệ tử vong cũng cao hơn, nhất là trong những bệnh kể trên. 1.2.5. Giải pháp phòng và điều trị bệnh béo phì [3, 43] Nguyên tắc cần thiết để phòng và điều trị bệnh béo phì là: thực hiện một chế độ ăn uống hợp lý và hoạt động thể lực đúng mức để duy trì sự ổn định cân nặng của cơ thể. Các biện pháp cụ thể là: - Chế độ ăn: đảm bảo đủ năng lượng, ít đường, ít chất béo, đủ đạm, vitamin, nhiều rau quả... - Luyện tập thể dục thường xuyên ở môi trường thoáng đãng. Hà Quốc Dương - K17 Sinh học 11 Luận văn thạc sĩ khoa học - Xây dựng nếp sống năng động, tăng cường các hoạt động thể lực. Đối với những bệnh nhân béo phì, ngoài các biện pháp kể trên còn kết hợp với sử dụng thuốc hoặc phẫu thuật. - Sử dụng thuốc: Thuốc giảm cân không được sử dụng vì mục đích thẩm mỹ, mà chỉ được sử dụng cho những bệnh nhân có BMI lớn hơn 27 và có các vấn đề về sức khoẻ mà phải giảm cân thì mới cải thiện được. Các loại thuốc thường được sử dụng hiện nay là: + Metformin: có tác dụng giảm mỡ máu dẫn đến giảm trọng lượng, tuy nhiên nó cũng hay gây tác dụng phụ là buồn nôn, tiêu chảy, gây toan máu... + Orlistat (Xenical): làm ức chế lipase và sự hấp thu mỡ ở ruột, tác dụng phụ của orlistat là làm suy giảm khả năng hấp thụ vitamin tan trong mỡ. + Các thuốc ức chế sự thèm ăn như: ephedrine, caffeine. Tuy nhiên sử dụng thuốc cũng thường gây ra những tác dụng phụ không mong muốn, nên cần hết sức thận trọng khi sử dụng thuốc. - Phẫu thuật để giảm cân: áp dụng đối với những bệnh nhân có BMI trên 35, kèm theo các bệnh lý và rối loạn liên quan. Phẫu thuật mang lại thành công rất lớn, nhiều người giảm được đến 50% cân nặng trong vòng 1 – 2 năm đầu sau phẫu thuật, tuy nhiên nó cũng gây ra nhiều tác dụng phụ như suy nhược, khô da, rụng tóc tạm thời… Vì vậy, chiến lược phòng và chống bệnh béo phì lâu dài hiện nay được tập trung theo các hướng sau: - Nghiên cứu cơ chế hóa sinh và dược lý của các dược phẩm nhằm giảm nồng độ lipid máu ở người bị bệnh béo phì theo hướng: gây giảm mức tiêu thụ thức ăn (gây cảm giác chóng no), kìm hãm sự hấp thụ lipid từ ruột, tăng cường khả năng tiêu phí năng lượng, kìm hãm tổng hợp triglycerid. - Nghiên cứu, sản xuất các dạng thực phẩm chức năng hoặc các thực phẩm thuốc “Alicament” từ các nguồn dược thảo trong thiên nhiên có tác dụng giảm cholesterol máu,... Trong những năm gần đây có nhiều công trình nghiên cứu về sử dụng các hợp chất tự nhiên từ thực vật để chữa bệnh béo phì, đái tháo đường và các bệnh Hà Quốc Dương - K17 Sinh học 12 Luận văn thạc sĩ khoa học nhiễm trùng,... Điều đáng lưu ý là các loại thuốc này thường ít gây ra tác dụng phụ hơn so với tân dược và hơn nữa tác dụng của thuốc hiệu quả trong thời gian dài. Ở Việt Nam hầu như chưa có công trình nghiên cứu nào về cơ chế hóa sinh và hiệu quả chữa bệnh béo phì liên quan đến rối loạn trao đổi lipid, glucid theo hướng sử dụng các chất có hoạt tính sinh học tử vỏ măng cụt. Do đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu tác dụng của dịch chiết vỏ quả măng cụt lên trọng lượng của chuột gây béo phì thực nghiệm và một số chỉ số hóa sinh máu chuột. 1.2.6. Một số chỉ số hóa sinh liên quan đến rối loạn trao đổi lipid và glucid Lipid là những este của acid béo. Trong huyết tương, Lipid có mặt chủ yếu là acid béo, triglycerid, cholesterol và phospholipid. Một số thành phần khác của lipid có khả năng hòa tan trong huyết tương và có mặt với số lượng ít hơn rất nhiều những giư vai trò sinh lý quan trọng, bao gồm các hormon steroid, các vitamin tan trong mỡ [6]. Nồng độ lipid trong huyết tương cao, đặc biệt là cholesterol, triglycerid, LDLC, liên quan đến nguyên nhân gây ra các trạng thái bệnh lý xơ vữa động mạch, bệnh lý tim mạch (bệnh mạch vành, bệnh mạch não, bệnh mạch ngoại vi,…), béo phì, tiểu đường typ 2,…[8]. Đã có những nghiên cứu chứng minh rằng, tỷ lệ những người mắc bệnh béo phì có nguy cơ mắc các bệnh về rối loạn lipid máu và xơ vữa động mạch là rất cao, và cũng cao hơn so với người bình thường. Để xác định sự rối loạn lipid máu và xơ vữa động mạch, người ta thường dựa vào một số chỉ số như: Cholesterol máu, triglycerid, LDL (Low density lipoprotein - lipoprotein có tỷ trọng thấp), HDL (High density lipoprotein - lipoprotein tỷ trọng cao) [10]. Cholesterol máu có vai trò rất quan trọng đối với sức khoẻ con người: giúp cho sự hoạt động của màng tế bào thần kinh, là tiền chất tổng hợp nên các hormon steroid (các hormone thượng thận, hormone sinh dục...). Cholesterol được tạo ra từ hai nguồn là do cơ thể tự sản xuất ra (gan sản xuất ra 80%), và do thức ăn cung cấp. Hà Quốc Dương - K17 Sinh học 13 Luận văn thạc sĩ khoa học ở người bình thường, hàm lượng Cholesterol máu luôn hằng định, khi vì một lý do nào đó mà nó tăng quá cao thì gây hiện tượng “tăng mỡ máu”. Cholesterol thực chất không hoà tan trong máu, nên khi lưu thông trong máu chúng được bao quanh bởi một lớp áo protein (còn gọi là lipoprotein), chúng giống như những chiếc xe vận tải chuyên chở Cholesterol. Có hai loại lipoprotein quan trọng là lipoprotein tỷ trọng thấp (LDLC) và lipoprotein tỷ trọng cao (HDLC). LDLC có vai trò vận chuyển Cholesterol một chiều từ gan đến các mô của cơ thể. Và khi lượng LDL trong máu cao, thành động mạch sẽ bị đóng mỡ gây xơ vữa thành mạch, do đó chúng được gọi là Cholesterol “xấu”. Ngược lại, HDLC có vai trò vận chuyển Cholesterol dư thừa từ các mô và trong mạch máu đưa trở về gan, chuyển giao cho mật để thải ra ngoài, ngăn cho chúng không xâm nhập vào thành động mạch, do đó chúng được gọi là Cholesterol “tốt” [3, 32]. Ngoài ra ta cũng cần quan tâm tới một loại lipid khác đó là các Triglycerid, chúng được cung cấp từ thức ăn. Sự sinh tổng hợp Triglycerid nội sinh diễn ra ở gan và mô mỡ. Trong mô mỡ, chúng là nguồn dự trữ năng lượng chính của cơ thể. ở những người béo phì, nồng độ acid béo tự do và Triglycerid thường tăng cao trong máu gây ra hiện tượng “nhiễm độc mỡ”, điều này có thể gây chết cho các tế bào không phải là tế bào mỡ (trong đó có tế bào  tuyến tuỵ) liên quan đến bệnh ĐTĐ. 1.3. Bệnh đái tháo đƣờng (ĐTĐ) [4, 13, 12] Danh từ bệnh ĐTĐ (Diabetes mellitus) có nguồn gốc từ tiếng Hy lạp (diabetes: nước chảy trong ống siphon) và tiếng La tinh (mellitus – ngọt). ĐTĐ là bệnh phổ biến nhất và đang ngày càng phát triển trên toàn cầu. Biểu hiện của bệnh là sự tăng đường huyết, không dung nạp glucose dẫn đến ĐTĐ. ĐTĐ cũng là nguyên nhân gây ra các biến chứng mù mắt, suy gan, thần kinh, tim mạch, hoại tử cơ quan vận động như chân tay vv…Nguyên nhân ĐTĐ do tế bào  của đảo tuỵ Langerhan bị phá huỷ mất khả năng sản xuất insulin, một hormone điều hoà nồng độ glucose máu (ĐTĐ typ 1) hoặc do rối loạn trao đổi chất lipid-gluxid dẫn đến gây phá huỷ tế bào bài tiết insulin. Bệnh ĐTĐ typ 1 là bệnh tự miễn do đột biến gen, Hà Quốc Dương - K17 Sinh học 14