Tổng Quan Nghiên Cứu Các Chất Có Hoạt Tính Sinh Học Từ Thực Vật

hệ thống tự chảy, hiện tại đã có 57% số hộ gia đình sử dụng nước sạch, cao nhất là 97% (Thượng Quảng) và thấp nhất là 32% (Hương Nguyên).

- Giáo dục, y tế:

+ Giáo dục: hệ thống trường từ mẫu giáo đến THPT phải ra các trường tại trung tâm huyện để học. Hiện tại, cơ sở vật chất của các trường học đang được nâng cấp và xây mới. Tỷ lệ trẻ em trong độ tuổi đi học đến trường đạt 97%. Tất cả các xã đã hoàn thành phổ cập tiểu học và đang hướng tới phổ cập THCS.

- Y tế: mỗi xã đều có một trạm xá, ngoài ra trên địa bàn còn có trạm quân y của đoàn Kinh tế quốc phòng 92. Bình quân mỗi xã có 4 cán bộ y tế và mạng lưới y tá thôn bản. Bình quân trên địa bàn vùng đệm cứ 400 - 500 người dân có một y, bác sĩ; 500 - 600 người dân có một giường bệnh. Nhìn chung, cơ sở vật chất, trang thiết bị khám và chữa bệnh của các trạm còn rất nhiều khó khăn, trang thiết bị cũng như thuốc men chỉ đảm bảo chữa trị các bệnh thông thường.

1.4. Tổng quan nghiên cứu các chất có hoạt tính sinh học từ thực vật

1.4.1. Lịch sử nghiên cứu các chất có hoạt tính sinh học

Đầu thế kỷ 19 là một bước ngoặt trong kiến thức và sử dụng cây thuốc. Các khám phá, chứng minh và tách alkaloid từ cây Anh túc (1806), Lấu (Cephaelis ipecacuanha) (1817), Strychnos (1817), Quinine (1820), ... sau đó sự phân lập glycoside, đánh dấu sự ra đời của các tiệm thuốc [115].

Vào cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20, Nhiều tác giả cho rằng thuốc thảo dược có tác dụng không ổn định do bị phá hủy bởi enzym và phụ thuộc vào quá trình sấy cây thuốc. Chính vì vậy, thuốc từ thảo dược có nguy cơ bị loại bỏ khỏi các liệu pháp trị liệu. Tuy nhiên, cuối thế kỷ 19, thuốc trị liệu, alkaloid và glycoside đã được phân lập ở dạng tinh khiết ngày càng nhiều, thay thế các loại thuốc trước đó. Vào đầu thế kỷ 20, các phương pháp ổn định cho cây thuốc tươi được đề xuất, đặc biệt các loại có thành phần thuốc không bền. Bên cạnh đó, nhiều nỗ lực đã được đầu tư để nghiên cứu điều kiện nhằm canh tác cây thuốc, chiết xuất, sản xuất, đồng thời giúp hiện đại hóa và ổn định chất lượng các sản phẩm thuốc từ thảo dược [116,117]

Những cây thuốc dân tộc thuộc khu vực Châu Á Thái Bình Dương được Christophe Wiart (2006) lựa chọn, đánh giá về giá trị tri thức bản địa, phân tích thành phần hoạt chất chính trong các taxon thực vật, hoạt tính sinh học của các hợp chất được trình bày rõ ràng, kèm với các mô tả hình thái thực vật để nhận biết ngoài

thực địa. Hoạt tính sinh học của cây thuốc được kiểm chứng bằng thực nghiệm và có thể dự đoán sự xuất hiện hợp chất quý ở các loài gần gũi [118].

Lã Đình Mỡi và cs, 2005, đã trình bày cuốn" Tài nguyên thực vật Việt Nam những cây chứa các hợp chất có hoạt tính sinh học", đây là tài liệu đầu tiên trình bày có hệ thống và tương đối hoàn chỉnh về nguồn tài nguyên thực vật có chứa các hoạt chất sinh học ở nước ta, với giới thiệu về nguồn tài nguyên cùng các hợp chất tự nhiên có hoạt tính ở trong cây, và những chi thực vật chứa các hợp chất có hoạt tính sinh học [119].

1.4.2. Hướng nghiên cứu các chất có hoạt tính oxi hóa, kháng viêm

Viêm được xem như một phản ứng thích nghi, trả lời các kích thích có hại như bị nhiễm trùng và tổn thương mô. Hoạt tính oxi hóa và phản ứng viêm đã được chứng minh có sự liên quan. Những thay đổi của trạng thái oxy hóa khử của nội bào đóng một vai trò quan trọng trong việc kích hoạt hoặc rối loạn chức năng của các tế bào miễn dịch. Hệ thực vật chứa vô số các chất chuyển hóa thức cấp, được gọi phytochemical (PhC), với các thuộc tính điều biến oxy hóa khử đáng kể, gần đây đã được chứng minh là điều chỉnh hiệu quả phản ứng viêm [120].

Châu Á là một khu vực đa dạng sinh học bậc nhất, có một nền y học dân tộc phong phú (Cuellar M.J và cs, 2001) nghiên cứu hoạt động chống kháng viêm da của dịch chiết một số cây thuốc Châu Á được sử dụng như: Cassia angustifolia, Rheum palmatum, Coptis chinensis, Phellodendron amurense, Scutellaria baicalensis. Trong đó Phellodendron amurense có hiệu quả nhất, các loài còn lại theo tri thức bản địa sử dụng kháng viêm [121].

Nisarat Siriwatanametanona và cs, (2010), khi nghiên cứu những cây thuốc truyền thống ở Thái Lan được sử dụng chống viêm, chống ung thư và hoạt động chống oxy hóa. Kiến thức về dân tộc học về cây thuốc có ích trong việc tìm các loài thực vật có tiềm năng mang lại khả năng kháng viêm và các sản phẩm chống ung thư. Theo nghiên cứu cho thấy, loài: Gynura pseudochina var. hispida (Asteraceae), Oroxylum indicum (Bignoniaceae), và Muehlenbeckia platyclada (Polygonaceae) có thể phát triển thành thuốc chống viêm, trong khi Rhinacanthus nasutus (Acanthaceae) và Pouzolzia indica (Urticaceae) có thể mang lại các hợp chất tự nhiên mới như các sản phẩm chống ung thư [122].

Tìm kiếm tinh dầu chống viêm cũng đã tăng lên trong những năm qua. Một số loại tinh đầu có hoạt tính chống viêm, như tinh dầu hoa cúc được sử dụng nhiều thế kỷ như một chất chống viêm, làm giảm triệu chứng liên quan đến chàm, viêm da và các kích ứng khác. Hoạt động chống viêm của tinh đầu có thể không chỉ do hoạt động của chất chống oxy hóa của chúng mà còn là tương tác của chúng với các tín hiệu liên quan đến các cytokine và quy định các yếu tố phiên mã [123]

1.4.3. Những nghiên cứu hóa học về chi xà căn Ophiorrhiza

Ophiorrhiza là một chi thực vật có hoa với khoảng 400 loài, nhưng chỉ có 150 loài Ophiorrhiza được ghi nhận chính thức trên thế giới, từng có 17 loài được nghiên cứu thành phần hóa học và 19 loài và 01 thứ được sàng lọc đối với Camptothecin (CPT) [124,125]

Chi Ophiorrhiza được đánh giá có các chất hoạt tính sinh học mạnh. Các chiết suất cho thấy chống tuyến trùng, virút, vô hiệu hóa nọc rắn lục, ức chế vi khuẩn gây bệnh, nấm, chống oxy hóa và gây độc tế bào [126]

Các nghiên cứu về hóa thực vật kéo dài bốn thập kỷ qua đã dẫn đến việc phân lập gần 100 chất chuyển hóa thứ cấp. Các chất chuyển hóa thứ cấp chính được phân lập từ chi Ophiorrhiza là alkaloid (49), anthraquinon (20), triterpenoid (8), diterpenes (1), sesquiterpenes (3), monoterpenes (1), steroid (6), flavonoid (2), coumarin (1), iridoids (6) và axit phenolic (2). Các chất chuyển hóa chính như xanthophylls (1), pheophytins (2) và axit béo (3) cũng được báo cáo từ một số loài Ophiorrhiza. Ngoài ra Ophiorrhiza có hàm lượng CPT cao [124,125].

Hoạt tính chống ung thư của CPT lần đầu được phát hiện tình cờ vào năm 1958 thông qua chiết xuất cây Camptotheca acuminata [126]. CPT là tiền chất thiết yếu của các tác nhân hóa trị liệu bán tổng hợp cho bệnh ung thư trên khắp thế giới.

Thị trường CPT trên toàn thế giới và các dẫn xuất đã được ước tính vào khoảng 750 triệu đô vào năm 2002, tăng lên 1 tỷ đô la vào năm 2003 và đã đạt 2,2 tỷ đô la Mỹ vào năm 2008. Điều này cho thấy nhu cầu và thị trường tăng dần giá trị của CPT trong những năm qua. Nguyên liệu thô CPT vẫn được chiết từ hai loài Camptotheca acuminata và Nothapodytes foetida. Sự gia tăng đều đặn nhu cầu về CPT và sự khan hiếm nguồn nguyên liệu tự nhiên đã đặt ra vấn đề cho các nhà nghiên cứu tìm thêm nguồn thực vật mới có CPT [124,126]

Khi kiểm tra 8 loài thuộc chi Ophiorrhiza từ Thái Lan như một nguồn thay thế mới các nguồn của CPT. Có hai dạng (CPT hoặc 9-metoxy camptothecin (9- MCPT) đã được phát hiện khi chiết suất từ lá và rễ của 5 loài [126].

Khả năng sản xuất CPT của Ophiorrhiza spp. ở Thái Lan chủ yếu liên quan đến đối với loài, không phải môi trường sống. Yếu tố di truyền đóng vai trò quan trọng trong việc xác định CPT và 9- MCPT của cây Xà căn. Do đó, trình tự gen matK và TopI có thể được sử dụng để dự đoán khả năng sản xuất CPT và 9-MCPT của các loài trong chi Ophiorrhiza (Varalee Viraporn và cs, 2011)[126].

Bởi vì có nhiều sự thay đổi phức tạp về hình thái học của chi Xà căn, nên dẫn đến việc phân loại gặp nhiều khó khăn, một số nghiên cứu đã cố gắng để giải quyết vấn đề phân loại này bằng cách sử dụng hệ thống phát sinh loài phân tử [127,128]. Một số Các vùng DNA, bao gồm ITS, atpB-rbcL và trnK / matK, đã được sử dụng để xác định các loài và thứ trong Ophiorrhiza [128].

Theo nghiên cứu sự tích tụ và vận chuyển CPT trong lông rễ của O. pumila, kết quả chỉ ra rằng CPT được sinh tổng hợp tại lưới nội chất và được vận chuyển đến tích tụ trong không bào [129]

Khi tiến hành định lượng CPT của cây in vivo và cây in vitro bởi HPLC. Bản thân cây in vivo là một nguồn camptothecin rất tốt, O. rugosa sản xuất cao nhất lượng CPT đã từng được đánh giá. Hàm lượng 3,732 mg/g dr wt ở rễ, các phần khác cũng mang lượng CPT khá tốt. Khi đánh giá hàm lượng CPT trong nuôi cấy và trồng tự nhiên cho thấy, hàm lượng tương đương nhau, không bị ảnh hưởng bởi chất điều hòa sinh trưởng (NAA và BAP) (Vineesh. V.R., 2007)[130]

Khi đánh giá 38 mẫu Ophiorrhiza, thuộc 11 loài và 3 giống, được thu thập từ khu vực Western Ghats phía nam ở Ấn Độ được định lượng bằng phương pháp đo mật độ HPTLC. Ophiorrhiza mungos (396,54 μg/g dr wt) và O. mungos var. angustifolia (373,19 μg/ g dr wt) là hai nguồn CPT tốt nhất trong số các loài được sàng lọc. Hai loài O. rugosa var. decumbens (18,55 μg/g dr wt) và O. hirsutula (17,14 μg/ g dr wt) cho thấy hàm lượng CPT trung bình. Nghiên cứu sàng lọc CPT có tính hệ thống đầu tiên với các loài: O. hirsutula, O. barnesii, O. incnata, O. radicans và O. Villosa. (Renjith Rajan và cs, 2016) [131]

Cho đến nay, dữ liệu về chi này ở Việt Nam còn ít. Phạm Hoàng Hộ (2003)[132] và Trần Ngọc Ninh (2005) [133] đã thống kê được 13 loài và 01 thứ

Ophiorrhiza cho Việt Nam. Loài O. hoanglienensis được công bố, đánh dấu loài thứ 14 chính thức được ghi nhận ở Việt Nam. (Nguyễn Thành Trung và cs, 2020)[134]

Loài xà căn ba vì (O. baviensis) là lần đầu tiên được phát hiện và công bố ở Ba Vì, Hà Nội. Ngoài ra còn phân bố ở Tam Đảo và Kon tum [133]. Chúng tôi đã phát hiện sự phân bố của loài này ở xã Thượng Quảng, Huyện Nam Đông, Thừa Thiên Huế.

CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tượng và địa điểm nghiên cứu

Tài nguyên cây thuốc trong các ngành thực vật bậc cao có mạch thuộc địa bàn 2 huyện Nam Đông và A Lưới thuộc Khu bảo tồn Sao La, tỉnh Thừa Thiên Huế.

Các mẫu vật được tiến hành nghiên cứu và phân tích tại Phòng Quản lý Bộ sưu tập mẫu vật - Bảo tàng Thiên Nhiên Việt Nam và Trung tâm Khoa học và Công nghệ Quảng Trị - Viện Nghiên cứu Khoa học Miền Trung. Số lượng 431 mẫu tiêu bản được sưu tập trong quá trình nghiên cứu được lưu giữ tại Phòng Quản lý Bộ sưu tập mẫu vật - Bảo tàng Thiên Nhiên Việt Nam (VNMN)

Nghiên cứu thực nghiệm về hoá học và hoạt tính sinh học được tiến hành tại Phòng Ứng dụng và triển khai công nghệ, Viện Nghiên cứu Khoa học Miền Trung, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

Thời gian điều tra nghiên cứu từ năm 2017 - 2021.

2.2. Nội dung nghiên cứu

2.2.1. Nghiên cứu về cây thuốc tại Khu bảo tồn Sao La, Thừa Thiên Huế

- Điều tra thành phần loài cây thuốc tại KBT Sao La, tỉnh Thừa Thiên Huế.

- Hiện trạng khai thác, sử dụng và vai trò của cây thuốc đối với đời sống kinh tế - xã hội của khu vực.

- Nghiên cứu đánh giá và xác định các yếu tố đe doạ tới nguồn tài nguyên cây thuốc tại địa phương

2.2.2. Nghiên cứu sơ bộ về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của một số loài cây thuốc có giá trị.

- Thu thập mẫu, tạo dịch chiết metanol nhằm phục vụ sàng lọc hoạt tính.

- Lựa chọn một số mẫu có hoạt tính tốt để tiến hành nghiên cứu thành phần hóa học.

- Đánh giá lại hoạt tính sinh học của các chất phân lập được.

2.2.3. Đề xuất các giải pháp để quản lý, bảo tồn có hiệu quả và khai thác bền vững nguồn tài nguyên cây thuốc tại Khu bảo tồn Sao la, tỉnh Thừa Thiên Huế

2.3. Phương pháp nghiên cứu

2.3.1. Phương pháp nghiên cứu thực vật

2.3.1.1. Phương pháp kế thừa và phương pháp chuyên gia

Thu thập các tài liệu liên quan đến khu vực nghiên cứu: bản đồ hiện trạng thực vật, địa hình KBT Sao La, các tài liệu về điều kiện kinh tế - xã hội, các nghiên cứu trước đã công bố về thực vật thuộc khu vực nghiên cứu.

Sử dụng phương pháp chuyên gia trong nghiên cứu định loại một số loài thực

vật

2.3.1.2. Phương pháp nghiên cứu đa dạng hệ thực vật

Sử dụng theo phương pháp của Nguyễn Nghĩa Thìn (1997) [135]

+ Xác định tuyến nghiên cứu và điểm thu mẫu: Dựa trên nền bản đồ Khu bảo

tồn Sao La kết hợp kinh nghiệm thực địa của cán bộ kiểm lâm địa bàn, dân bản địa để xác định các tuyến điều tra (Hình 2.1).

Nguyên tắc lập tuyến: Tuyến điều tra phải đại diện, phải đảm bảo đi qua tất cả các vùng sinh thái khác nhau, ưu tiên các tuyến đi qua khu vực dân cư.

Tiến hành điều tra nghiên cứu thực địa theo tuyến để thu thập dẫn liệu về tri thức kinh nghiệm của nhân dân trong việc sử dụng cây thuốc tại khu vực nghiên cứu trong 10 đợt, mỗi đợt từ 4 - 7 ngày. Tổng số tuyến điều tra là 10 tuyến, với tổng chiều dài gần 22,5 km cụ thể: (Bảng 2.1)

Bảng 2.1. Các tuyến khảo sát tại Khu bảo tồn Sao La, Tỉnh Thừa Thiên Huế

Tuyến

Điểm xuất phát (VN2000)		Điểm kết thúc (VN2000)		Độ dài tuyến (km)
X (m)	Y (m)	X (m)	Y (m)	Độ dài tuyến (km)
T1	547066.99	1781319.16	547926.65	1782555.19	1,720
T2	547219.93	1781238.93	549117.61	1781962.20	2,470
T3	549464.58	1780934.47	551076.84	1781932.31	2,310
T4	550495.28	1779518.09	551624.69	1780652.34	2,120
T5	551924.84	1779027.98	552773.07	1778770.32	1,710
T6	552006.86	1778072.29	550511.24	1777883.82	2,015
T7	555056.24	1786287.12	552488.23	1784081.08	4,122
T8	554376.95	1785137.56	555732.17	1785478.22	1,889
T9	554610.67	1783525.65	555412.9	1782432.39	1,570
T10	563269.93	1777568.49	565172.27	1776669.32	2,610