ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Tạ Thu Hằng NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH SINH HỌC HẠ ĐƯỜNG HUYẾT VÀ HẠ CHOLESTEROL MÁU CỦA MỘT SỐ NHĨM CHẤT CHÍNH TỪ CÂY NOPAL (OPUNTIA SP.) ĐƯỢC NHẬP VÀO VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC Hà Nội - 2018 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Tạ Thu Hằng NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH SINH HỌC HẠ ĐƯỜNG HUYẾT VÀ HẠ CHOLESTEROL MÁU CỦA MỘT SỐ NHĨM CHẤT CHÍNH TỪ CÂY NOPAL (OPUNTIA SP.) ĐƯỢC NHẬP VÀO VIỆT NAM Chuyên ngành: Hóa sinh học Mã số : 62420116 LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS LÊ TẤT KHƯƠNG PGS.TS NGUYỄN VĂN MÙI Hà Nội - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác Nghiên cứu sinh Tạ Thu Hằng LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, nhận giúp đỡ chân thành quý báu tập thể, thầy cô giáo, nhà khoa học, đồng nghiệp, bạn bè người thân Trước hết tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc kính trọng tới PGS.TS Lê Tất Khương, PGS.TS Nguyễn Văn Mùi người thầy tận tình hướng dẫn, quan tâm giúp đỡ động viên tơi suốt q trình học tập thực luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Lãnh đạo Viện nghiên cứu Phát triển Vùng tạo điều kiện tốt cho tơi hồn thành nghiên cứu Tơi xin cảm ơn thầy cô giáo, Bộ môn sinh lý thực vật hóa sinh, Bộ mơn Tế bào-mơ phơi -Lý sinh, khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên ủng hộ giúp đỡ thời gian qua Tơi xin cảm ơn tập thể cán phịng Hóa thực vật 2, Phịng Dược lý-Viện Dược liệu giúp đỡ chuyên môn nghiên cứu Tôi xin gửi lời cảm ơn đến đồng nghiệp, cán phịng Cơng nghệ sinh học Nơng nghiệp, Viện Nghiên cứu Phát triển Vùng ủng hộ giúp đỡ suốt thời gian học tập thực luận án Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới người thân gia đình ln ủng hộ, hết lịng chia sẻ khó khăn động viên tơi để tơi có đủ thời gian nghị lực thực luận án Nghiên cứu sinh NCS Tạ Thu Hằng MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU 11 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 14 1.1 Cây xương rồng Nopal số nghiên cứu chi Opuntia 14 1.1.1 Đặc điểm thực vật 14 1.1.2 Thành phần hóa học xương rồng thuộc chi Opuntia 17 1.1.3 Hoạt tính sinh học chi Opuntia 20 1.1.3.1 Tác dụng hạ glucose huyết, hạ cholesterol chi Opuntia 20 1.1.3.2 Các hoạt tính sinh học khác chi Opuntia 24 1.2 Những nghiên cứu hoạt tính sinh học hạ glucose huyết, hạ cholesterol từ loài thực vật khác 27 1.3 Bệnh đái tháo đường 29 1.3.1 Định nghĩa, phân loại 29 1.3.2 Tiêu chuẩn bệnh đái tháo đường (ĐTĐ) 30 1.4 Tình hình bệnh ĐTĐ biến chứng ĐTĐ 30 1.4.1 Tình hình ĐTĐ giới Việt Nam 30 1.4.2 Biến chứng đái tháo đường 32 1.4.3 Cơ chế bệnh sinh đái tháo đường 34 1.4.3.1.Cơ chế bệnh sinh đái tháo đường type 34 1.4.3.2 Cơ chế bệnh sinh đái tháo đường type 35 1.5 Một số đích tác dụng số thuốc điều trị ĐTĐ 41 1.5.1.Đích tác dụng làm giảm kháng insulin 41 1.5.2 Thuốc điều trị 44 1.6 Một số phương pháp nghiên cứu tác dụng hạ glucose huyết 44 1.6.1 Mơ hình nghiên cứu in vivo 44 1.6.1.1 Các phương pháp gây ĐTĐ động vật thực nghiệm 45 1.6.1.2 Đánh giá tác dụng hạ glucose huyết in vivo 45 1.6.2 Các mơ hình nghiên cứu in vitro 46 1.7 Bệnh rối loạn lipid máu bệnh nhân ĐTĐ 47 1.7.1 Định nghĩa, phân loại, đặc trưng rối loạn lipid máu bệnh nhân ĐTĐ type 47 1.7.2 Hậu rối loạn chuyển hóa lipid 50 1.7.3 Điều trị 50 1.7.3.1.Mục tiêu điều trị 50 1.7.3.2.Điều trị rối loạn lipid máu không dùng thuốc 52 1.7.3.3 Điều trị rối loạn lipid máu dùng thuốc 52 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 53 2.1 Đối tượng nghiên cứu 53 2.1.1 Nguyên liệu nghiên cứu 53 2.1.2 Hóa chất thiết bị thí nghiệm 53 2.1.2.1 Hóa chất 53 2.1.2.2 Thiết bị thí nghiệm 54 2.2 Phương pháp nghiên cứu 55 2.2.1 Nghiên cứu thực vật học 55 2.2.1.1 Mơ tả đặc điểm hình thái 55 2.2.1.2 Nghiên cứu giải phẫu 55 2.2.2 Nghiên cứu hóa học 55 2.2.2.1.Phương pháp xác định thành phần dinh dưỡng 55 2.2.2.2 Phương pháp chiết phân đoạn 62 2.2.2.3 Phương pháp định tính 62 2.2.2.4 Phương pháp định lượng polyphenol toàn phần 65 2.2.2.5 Phương pháp phân lập hợp chất 66 2.2.2.6 Phương pháp xác định cấu trúc hóa học 67 2.2.3 Nghiên cứu tác dụng sinh học 68 2.2.3.1 Xác định độc tính cấp 68 2.2.3.2 Đánh giá tác dụng hạ glucose huyết 69 2.2.3.3 Phương pháp đánh giá tác dụng kích hoạt p-AMPK, p-ACC, ức chế FAS kích thích hấp thu glucose 73 2.2.4 Phương pháp xử lý số liệu thống kê 76 2.2.5 Sơ đồ nghiên cứu 76 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 78 3.1 Nghiên cứu thực vật 78 3.1.1.Đặc điểm hình thái thực vật 78 3.1.2 Đặc điểm giải phẫu 81 3.1.2.1 Cấu tạo giải phẫu thân 82 3.1.2.2 Cấu tạo giải phẫu thân rễ 82 3.1.2.3 Đặc điểm bột 83 3.2 Nghiên cứu hóa sinh học 84 3.2.1 Đánh giá sơ thành phần dinh dưỡng 03 giống xương rồng Nopal nghiên cứu trồng Việt Nam 84 3.2.2 Nghiên cứu độc tính cấp 03 giống xương rồng Nopal trồng Việt Nam 89 3.2.2.1.Dịch chiết toàn phần từ 03 giống xương rồng Nopal 90 3.2.2.2 Kết thử độc tính cấp cao chiết tổng 03 giống xương rồng Nopal 90 3.2.3 Nghiên cứu tác dụng hạ đường huyết 03 giống xương rồng Nopal trồng Việt Nam 92 3.2.4 Xác định nhóm chất giống xương rồng Jalpa 94 3.2.4.1 Định tính nhóm chất cao phân đoạn giống xương rồng Jalpa 94 3.2.4.2 Định lượng polyphenol toàn phần cao phân đoạn 96 3.2.5 Nghiên cứu tác dụng hạ glucose huyết, hạ cholesterol giống xương rồng Jalpa chuột ĐTĐ type 97 3.2.5.1 Gây chuột nhắt ĐTĐ type 97 3.2.5.2 Tác dụng hạ đường huyết cao chiết phân đoạn chuột ĐTĐ type 101 3.2.5.3 Tác dụng hạ mỡ máu chuột ĐTĐ type cao chiết phân đoạn 104 3.2.6 Kết đánh giá chế tác dụng hạ glucose huyết cao chiết phân đoạn thơng qua hoạt hóa p-AMPK, p-ACC 111 3.2.7 Phân lập xác định cấu trúc hợp chất từ cao phân đoạn PĐE có tác dụng hạ glucse huyết cholesterol máu tốt 114 3.2.8 Đánh giá tác dụng 04 hợp chất tinh khiết flavonoid từ phân đoạn dịch chiết ethyl acetat (PĐE) p-AMPK p- ACC 124 3.2.8.1.Xác định độ độc tế bào 124 3.2.8.2 Đánh giá tác dụng kích hoạt p-AMPK, p-ACC tế bào mô mỡ 3T3-L1 hợp chất flavonoid 125 3.2.8.3 Tác dụng ức chế FAS theo nồng độ typhaneosid astragalin tế bào mô mỡ 3T3-L1 127 3.2.9 Đánh giá tác dụng kích hoạt p-AMPK, p-ACC tế bào mô mỡ 3T3L1 theo nồng độ typhaneosid 128 3.2.10 Đánh giá tác dụng hoạt hóa AMPK kích thích hấp thu glucose hợp chất typhaneosid theo nồng độ 129 KẾT LUẬN 132 KIẾN NGHỊ 133 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 134 TÀI LIỆU THAM KHẢO 135 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ACC acetyl-CoA cacboxylase AOAC Association of official Analytical Chemitsts GLP-1 Aminoimidazol 4-carbonxamid ribosid AMPK Adenosine Monophotphate Activated Protein Kinasae ATP Adenosine triphosphate BMI Body Mas Index (chỉ số khối thể) CCT Cao chiết tổng DMEM Môi trường nuôi cấy tế bào Dulbecco’s Modified Eagle Medium DAG Diacylglycerol DMSO Dimethylsulfoxid ĐTĐ Đái tháo đường ELISA Enzyme Linked Immunosorbent Assay (Kỹ thuật miễn dịch liên kết với enzyme) FAO Food and Agriculture Organization of the United (Tổ chức Lương thực Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc) FAS Fatty acid synthase GAD glutamin acid decarboxylase GLP-1 Glucagonlike peptid-1 GLUT Hệ vận chuyển glucose (glucose transporter) HbA1C Glycated hemoglobin (Hemoglobin gắn đường) HDL High Density Lipoprotein (Lipoprotein tỷ trọng cao) HFD High fat diet (chế độ ăn giàu chất béo) HLA human leucocyte antigen HMBC Heteronuclear Multiple Bond Connectivity HSL Hormon –sensitive lipase HSQC Heteronuclear Multiple Quantum Coherence IC50 Haft maxial inhibitory concentration (Nồng độ gây ức chế 50% hoạt tính sinh học hóa sinh IDF International Diabetes Federation (Liên đoàn Đái tháo đường Quốc tế) LC-CoA Long chair-CoA LD50 Lethal dose (Liều gây chết 50% động vật thí nghiệm) Nations ...ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Tạ Thu Hằng NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH SINH HỌC HẠ ĐƯỜNG HUYẾT VÀ HẠ CHOLESTEROL MÁU CỦA MỘT SỐ NHĨM CHẤT CHÍNH TỪ CÂY NOPAL (OPUNTIA SP. ) ĐƯỢC... ? ?Nghiên cứu hoạt tính sinh học hạ đường huyết v hạ cholesterol máu số nhóm chất từ Nopal (Opuntia sp. ) nhập v o Việt Nam? ?? Mục tiêu: Lựa chọn giống xương rồng Nopal trồng Việt Nam có tác dụng hạ. .. Tác dụng hạ glucose huyết, hạ cholesterol chi Opuntia 20 1.1.3.2 Các hoạt tính sinh học khác chi Opuntia 24 1.2 Những nghiên cứu hoạt tính sinh học hạ glucose huyết, hạ cholesterol từ loài