Nghiên cứu hoạt tính ức chế enzym α glucosidase của một số cây thuốc ở an giang và thành phần các hoạt chất của thân cây núc nác oroxylum indicum (l ) kurz

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN






HUỲNH NGỌC NGHIÊM
THỤY






NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH ỨC CHẾ ENZYM
α-
GLUCOSIDASE CỦA MỘT SỐ CÂY THUỐC
Ở
AN GIANG VÀ THÀNH PHẦN CÁC
HOẠT
CHẤT CỦA THÂN CÂY NÚC
NÁC

Oroxylum indicum (L.)
Kurz

Chuyên ngành: Hóa phân tích

Mã số: 62 44 29 01








LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA
HỌC


Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS.Nguyễn Thị Thanh
Mai

Thành phố Hồ Chí
Minh-2011

















Lời cảm ơn


Xin chân thành tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:

Tiến sĩ Nguyễn Thị Thanh Mai, người cô đã
định hướng, truyền thụ những kinh nghiệm quý báo
cho tôi, người đã tạo những điều kiện thuận lợi nhất
giúp tôi hoàn thành luận văn này.
Cán bộ Nguyễn Xuân Hải, người luôn nhiệt
tình giúp đỡ tôi trong lúc thực nghiệm, giải đoán cấu

trúc cũng như trình bày khóa luận.
Cán bộ Đặng Hoàng Phú, người đã hỗ trợ tôi
rất nhiều khi thực nghiệm.
Cảm ơn gia đình đã luôn ở bên cạnh, động viên,
chia sẻ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho con thực
hiện đề tài.


Thành phố Hồ Chí Minh 9-2011.





MỤC
LỤC




DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
MỞ ĐẦU
TỔNG QUAN

1.BỆNH ĐÁI THÁO ĐƯỜNG

1

1.1. Khái niệm

1

1.2. Phân loại

1

1.2.1. Bệnh đái tháo đường loại 1

1

1.2.2. Bệnh đái tháo đường loại 2

1

1.3. Tác hại

3

1.3.1. Các biến chứng cấp tính

3

1.3.2. Các biến chứng mãn tính

4

1.4. Phương pháp điều trị

4

2. ENZYM α-GLUCOSIDASE

6

2.1. Sơ lược về enzym

6

2.2. Chất ức chế
enzym
6

2.3. Động học phản ứng xúc tác của enzym

8

2.3.1. Ảnh hưởng của nồng độ enzym

8

2.3.2. Ảnh hưởng của nồng độ chất nền [S]

9

2.3.3. Ảnh hưởng của chất ức chế

12

2.3.3.1. Ức chế cạnh tranh

12

2.3.3.2. Ức chế kháng cạnh tranh

14

2.3.3.3. Ức chế không cạnh tranh

16
-

6
-






2.3.3.4. Uc chS h6n
tp 18

2.3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ 20

2.3.5. Ảnh hưởng của pH 20

2.4. Giới thiệu về enzym α-glucosidase 21

2.5.Tác nhân ức chế enzym α-glucosidase 22

2.5.1. Các hợp chất ức chế enzym α-glucosidase từ tổng hợp 22

2.5.2. Các hợp chất ức chế enzym α-glucosidase cô lập tự nhiên 25

3. TỔNG QUAN VỀ CÂY NÚC NÁC 30
3.1. Tên gọi

30

3.2. Mô tả thực vật

31

3.3. Phân bố

32

3.4. Dược tính

33

3.5. Thành phần hóa học

33

3.5.1. Các hợp chất cô lập từ lá

33

3.5.2. Các hợp chất cô lập từ quả

34

3.5.3. Các hợp chất cô lập từ hạt

35

3.5.4. Các hợp chất cô lập từ vỏ thân

36

3.5.5. Các hợp chất cô lập từ vỏ rễ

37

3.6. Hoạt tính sinh học

40

3.6.1. Kháng khuẩn

40

3.6.2. Chống lại tác nhân gây đột biến

40

3.6.3. Chống ung thư

40

3.6.4. Ức chế tăng sinh tế bào

40

MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
THỰC NGHIỆM
1. HÓA CHẤT, THIẾT BỊ VÀ DỤNG
CỤ


43

1.1. Hóa chất

43

1.2. Thiết bị

43

1.3. Dụng cụ

44

2. SÀNG LỌC HOẠT TÍNH ỨC CHẾ ENZYM α-GLUCOSIDASE

44
2.3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ 20

2.3.5. Ảnh hưởng của pH 20

2.4. Giới thiệu về enzym α-glucosidase 21

2.5.Tác nhân ức chế enzym α-glucosidase 22

2.5.1. Các hợp chất ức chế enzym α-glucosidase từ tổng hợp 22

2.5.2. Các hợp chất ức chế enzym α-glucosidase cô lập tự nhiên 25

3. TỔNG QUAN VỀ CÂY NÚC NÁC 30



2.1. Điều chế cao thô

44

2.1.1. Nguyên liệu


44


2.1.2.Ly trích

49


2.2. Thử hoạt tính ức chế enzym α-glucosidase

49

2.2.1. Nguyên tắc


49


2.2.2.Quy trình thử hoạt tính ức chế enzym α-glucosidase


51


2.2.3.Phương pháp đánh giá khả năng ức chế enzym α-glucosidase


53


2.3. Khảo sát động học xác định kiểu ức chế và hằng số ức chế K
i

53

2.3.1.Khảo sát thời gian phản ứng


54


2.3.2.Khảo sát nồng độ chất nền


55


2.3.3.Xác định kiểu ức chế


55


2.3.4.Xác định hằng số ức chế K
i


57


3. CÔ LẬP CÁC HỢP CHẤT TỪ THÂN CÂY NÚC NÁC

59

3.1. Ly trích cao thô

59

3.2. Cô lập hợp chất

60

3.2.1.Cô lập chất từ phân đoạn A


60


3.2.2.Cô lập chất từ phân đoạn B


61


3.2.3.Cô lập chất từ phân đoạn C và D


61


KẾT QUẢ

1. NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH ỨC CHẾ ENZYM α-GLUCOSIDASE CỦA 40

CÂY THUỐC AN GIANG

65

1.1. Kết quả điều chế cao thô

65

1.2. Kết quả thử hoạt tính ức chế enzym α-glucosidase của 40 mẫu cây
.
66

2. NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN CÁC HOẠT CHẤT ỨC CHẾ ENZYM α-

GLUCOSIDASE CỦA THÂN CÂY NÚC NÁC

69

2.1. Cô lập và xác định cấu trúc các hợp chất

69

2.2. Biện luận cấu trúc các hợp chất

72

2.2.1. Hợp chất (1)

72

2.2.2. Hợp chất (2)

74


2.2.10. Hợp chất (10)

92

2.2.11. Hợp chất (11)

94

2.2.12. Hợp chất (12)

96

2.3. Kết quả thử hoạt tính của các hợp chất cô lập được

98

2.4. Nghiên cứu động học ức chế enzym α-glucosidase của oroxylosid

99

2.4.1. Khảo sát thời gian phản ứng

99

2.4.2. Khảo sát nồng độ chất nền

100

2.4.3. Xác định kiểu ức chế

101

2.4.4. Xác định K
i

103

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
2.2.3. Hợp chất (3) 77

2.2.4. Hợp chất (4) 80

2.2.5. Hợp chất (5) 81

2.2.6. Hợp chất (6) 84

2.2.7. Hợp chất (7) 87

2.2.8. Hợp chất (8) 90

2.2.9. Hợp chất (9) 91

DANH MỤC CÁC
BẢNG




Bảng 1.1: Tóm tắt ảnh hưởng của kiểu ức chế lên V
max
và K
m

20

Bảng 1.2: Sự phân loại khoa học của cây núc
nác


30

Bảng 2.1: Danh mục các cây thuốc nghiên cứu trong đề tài

45

Bảng 2.2: Thể tích các hóa chất trong quy trình thử hoạt tính

52

Bảng 2.3: Thể tích các dung dịch khảo sát nồng độ chất nền

55

Bảng 2.4: Tóm tắt dạng đồ thị các kiểu ức chế

55

Bảng 2.5: Thể tích các dung dịch nghiên cứu động học

57

Bảng 2.6: Tóm tắt cách xác định K
i
các kiểu ức chế

57

Bảng 3.1: Bảng hiệu suất cao trích được của các mẫu cây thuốc nghiên cứu

65

Bảng 3.2: Kết quả thử hoạt tính của chất đối chứng dương

66

Bảng 3.3: Kết quả thử hoạt tính của 40 mẫu cây thuốc An Giang

66

Bảng 3.4: Kết quả thử hoạt tính ức chế enzym α-glucosidase của các cao phân đoạn
thô

69
Bảng 3.5: Kết quả thử hoạt tính ức chế enzym α-glucosidase của các cao phân đoạn
thu được từ cao EtOAc

70
Bảng 3.6: Bảng số liệu phổ
1
H-NMR (500 MHz),
13
C-NMR (125 MHz) và tương

quan HMBC của hợp chất (1) trong dung môi cloroform-d
1

73
Bảng 3.7: Bảng so sánh phổ
1
H-NMR,
13
C-NMR của hợp chất (1) trong dung môi
cloroform-d
1
và hợp chất oroxylin A trong dung môi dimetyl sulfoxid-d
6

74
Bảng 3.8: Bảng số liệu phổ
1
H-NMR (500 MHz),

13
C-NMR (125 MHz) và tương

quan HMBC của hợp chất (2) trong dung môi dimetyl sulfoxid-d
6

76
Bảng 3.9: Bảng so sánh phổ
1
H-NMR,
13
C-NMR của hợp chất (2) trong dung môi
dimetyl sulfoxid-d
6
và hợp chất oroxylosid trong dung môi dimetyl sulfoxid-d
6

76
Bảng 3.10: Bảng số liệu phổ
1
H-NMR (500 MHz),
13
C-NMR (125 MHz) và tương

quan HMBC của hợp chất (3) trong dung môi aceton-d
6

78
Bảng 3.11: Bảng so sánh phổ
1

H-NMR,
13
C-NMR của hợp chất (3) trong dung môi
aceton-d
6
và hợp chất hispidulin trong dung môi metanol-d
4

79


Bảng 3.15: Bảng số liệu phổ
1
H-NMR (500 MHz),
13
C-NMR (125 MHz) và tương
quan HMBC của hợp chất (6) trong dung môi aceton-d
6

86
Bảng 3.16: Bảng so sánh phổ
1
H-NMR,
13
C-NMR của hợp chất (6) trong dung môi

aceton-d
6
và hợp chất balanophonin trong dung môi cloroform-d
1

86

Bảng 3.17: Bảng số liệu phổ
1
H-NMR (500 MHz),
13
C-NMR (125 MHz) và tương
quan HMBC của hợp chất (7) trong dung môi aceton-d
6

89
Bảng 3.18: Bảng so sánh phổ
1
H-NMR,
13
C-NMR của hợp chất (7) trong dung môi

aceton-d
6
và hợp chất 2-(1-hydroxymetyletyl)-4H,9H-naphto[2,3-b]furan-4,9-dion
trong dung môi cloroform-d
1

89
Bảng 3.19: Bảng so sánh phổ
1
H-NMR,
13
C-NMR của hợp chất (8) trong dung môi

dimetyl sulfoxid-d
6
và hợp chất acid salicylic trong dung môi dimetyl sulfoxid-d
6
91
Bảng 3.20: Bảng so sánh phổ
1
H-NMR,
13
C-NMR của hợp chất (9) trong dung môi
aceton-d
6
và hợp chất acid p-hydroxybenzoic trong dung môi aceton-d
6

92
Bảng 3.21: Bảng so sánh phổ
1
H-NMR,
13
C-NMR của hợp chất (10) trong dung môi

metanol-d
4
và hợp chất acid protocatechuic trong dung môi dimetyl sulfoxid-d
6
93
Bảng 3.22: Bảng so sánh phổ
1

H-NMR,
13
C-NMR của hợp chất (11) trong dung môi
cloroform-d
1
và hợp chất isovanillin trong dung môi cloroform-d
1

95
Bảng 3.23: Bảng số liệu phổ
1
H-NMR (500 MHz),
13
C-NMR (125 MHz) và tương

quan HMBC của hợp chất (12) trong dung môi aceton-d
6

97

Bảng 3.24: Bảng so sánh phổ
1
H-NMR,
13
C-NMR của hợp chất (12) trong dung môi
aceton-d
6
và hợp chất β-hydroxypropiovanillon trong dung môi cloroform-d
1

98
Bảng 3.25: Bảng kết quả hoạt tính ức chế enzym α-glucosidase của 10 hợp chất cô

lập từ ruột thân cây núc nác

98
Bảng 3.12: Bảng so sánh phổ
1
H-NMR,
13
C-NMR của hợp chất (4) trong dung môi


aceton-d
6
và hợp chất apigenin trong dung môi aceton-d
6
81
Bảng 3.13: Bảng số liệu phổ
1
H-NMR (500 MHz),
13
C-NMR (125 MHz) và tương
quan HMBC của hợp chất (
5) trong dung môi aceton-d
6
83
Bảng 3.14: Bảng so sánh phổ
1
H-NMR,

13
C-NMR của hợp chất (5
) trong dung môi

aceton-d
6
và hợp chất ficusal trong dung môi aceton-d
6
84



Bảng 3.26: Kết quả đo mật độ quang theo thời gian khảo sát

99

Bảng 3.27: Thể tích các dung dịch nền và giá trị mật độ quang đo được tương ứng

100

Bảng 3.28: Kết quả mật độ quang theo sự thay đổi nồng độ chất nền và chất ức chế


101

Bảng 3.39: Bảng xử lý số liệu mẫu control và mẫu ức chế

102

Bảng 3.30: Giá trị K

ht
/V
ht
ứng với các nồng độ ức chế khác
nhau


103



DANH MỤC CÁC
HÌNH






Hình 1.1: Phân loại bệnh tiếu đường
.
2

Hình 1.2: Sự phụ thuộc của vận tốc phản ứng vào [E]
.
9

Hình 1.3: Biến thiên vận tốc phản ứng theo nồng độ chất nền

11

Hình 1.4: Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nồng độ chất nền theo Lineweaver-
Burk

11
Hình 1.5: Kiểu ức chế cạnh tranh

12

Hình 1.6: Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nồng độ chất nền theo Lineweaver-
Burk khi có ức chế cạnh tranh

13
Hình 1.7: Đồ thị biểu diễn K
ct
theo [I] khi có chất ức chế cạnh tranh để xác định K
i



14

Hình 1.8: Kiểu ức chế kháng cạnh
tranh
14

Hình 1.9: Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nồng độ chất nền theo Lineweaver-
Burk khi có ức chế kháng cạnh tranh

15

Hình 1.10: Đồ thị biểu diễn 1/V
kct
và 1/K
kct
theo [I] khi có chất ức chế kháng cạnh
tranh để xác định K
i

16
Hình 1.11: Kiểu ức chế không cạnh tranh

16

Hình 1.12: Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nồng độ chất nền theo

Lineweaver-Burk khi có ức chế không cạnh tranh

17

Hình 1.13: Đồ thị biểu diễn 1/V
koct
theo [I] khi có chất ức chế không cạnh tranh để
xác định K
i

18
Hình 1.14: Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nồng độ chất nền theo

Lineweaver-Burk khi có ức chế hỗn tạp

19

Hình 1.15: Đồ thị biểu diễn K
ht
/V
ht
theo [I] khi có chất ức chế hỗn tạp để xác định

K
i

19

Hình 1.16: Hợp chất disaccarit ức chế enzym α-glucosidase

22

Hình 1.17: Các hợp chất iminosugar ức chế enzym α-glucosidase

23



Hình 1.18: Các hợp chất carbasugar và pseudoaminosugar ức chế enzym α-
glucosidase

24
Hình 1.19: Các hợp chất thiosugar ức chế enzym
α-glucosidase
24

Hình 1.20: Các hợp chất không có liên kết glycosidic ức chế enzym α-glucosidase


25

Hình 1.21: Cây núc nác và hoa

31

Hình 1.22: Quả và hạt cây núc nác

32

Hình 1.23: Các hợp chất cô lập từ lá cây núc nác

34

Hình 1.24: Các hợp chất cô lập từ quả núc nác

35

Hình 1.25: Các hợp chất cô lập từ hạt cây núc nác

36

Hình 1.26: Các hợp chất cô lập từ vỏ thân cây núc nác

37

Hình 1.27: Các hợp chất cô lập từ vỏ rễ cây núc nác

39

Hình 2.1: Cấu trúc của acarbose

52

Hình 2.2: Cấu trúc của acid tannic

52

Hình 2.3: Đường biểu diễn phương trình
Lineweaver-Burk


54

Hình 3.1: Cấu trúc các hợp chất cô lập được từ thân cây núc nác

71

Hình 3.2: Cấu trúc của hợp chất (1)

72

Hình 3.3: Tương quan HMBC và COSY của hợp chất (1)

73

Hình 3.4: Cấu trúc của hợp chất (2)

74

Hình 3.5: Nhóm đường glucuronid của hợp chất (2)

75

Hình 3.6: Tương quan HMBC của hợp chất (2)

75

Hình 3.7: Cấu trúc của hợp chất (3)

77

Hình 3.8: Tương quan HMBC của hợp chất (3)

78

Hình 3.9: Cấu trúc của hợp chất (4)

80

Hình 3.10: Cấu trúc của hợp chất (5)

81

Hình 3.11: Tương quan HMBC và COSY của hợp chất (5)

83

Hình 3.12: Cấu trúc của hợp chất (6)

84

Hình 3.13: Tương quan HMBC và COSY của hợp chất (6)

85



Hình 3.14: Cấu trúc của hợp chất
(
7
)
87

Hình 3.15: Tương quan HMBC và COSY của hợp chất (7) 88

Hình 3.16: Cấu trúc của hợp chất (8) 90

Hình 3.17: Cấu trúc của hợp chất
(
9
)
91

Hình 3.18: Cấu trúc của hợp chất (10)

92

Hình 3.19: Cấu trúc của hợp chất (11) 94

Hình 3.20: Cấu trúc của hợp chất (12) 96

Hình 3.21: Một số tương quan HMBC của hợp chất (12) 97

Hình 3.22: Đồ thị biểu diễn mật độ quang theo thời gian

100

Hình 3.23: Đồ thị biểu diễn mật độ quang theo nồng độ chất nền 101

Hình 3.24: Đồ thị biểu diễn 1/V
0
theo 1/[S] với các nồng độ ức chế khác
nhau
102

Hình 3.25: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của K
ht
/V
ht
vào nồng độ chất ức
chế


103

DANH MỤC CÁC SƠ
ĐỒ






Sơ đồ 1.1: Sơ đồ phản ứng xúc tác enzym trường hợp có 1 chất
nền
9

Sơ đồ 1.2: Sơ đồ chuyển hóa đường trong cơ thể

21

Sơ đồ 2.1: Sơ đồ điều chế cao
thô


49

Sơ đồ 2.2: Quy trình thử hoạt tính ức chế enzym
α-glucosidase


51

Sơ đồ 2.3: Quy trình khảo sát thời gian phản ứng

54

Sơ đồ 2.4: Quy trình ly trích cao từ thân cây núc
nác
59

Sơ đồ 2.5: Quy trình cô lập chất từ phân đoạn
A
62

Sơ đồ 2.6: Quy trình cô lập chất từ phân đoạn
B
63

Sơ đồ 3.1: Hoạt tính ức chế enzym α-glucosidase các cây thuốc có IC
50
50-100
μM


mL
-1

68



MỞ

ĐẦU




Bệnh đái tháo đường với các biến chứng nguy hiểm như bệnh tim mạch, tai
biến mạch máu não, mù lòa, suy thận, đoạn chi đã trở thành nguyên nhân gây tử
vong thứ tư ở các nước đang phát triển. Trên thế giới cứ mỗi 10 giây đồng hồ lại có
một người chết vì những biến chứng của bệnh đái tháo đường cũng như có hai
trường hợp mới được chẩn đoán. Vì vậy, việc nghiên cứu các phương pháp điều trị
bệnh đái tháo đường đang được các nhà khoa học quan tâm.
Trong các hướng điều trị bệnh đái tháo đường loại 2, hướng điều trị bằng
cách ức chế hoạt động của enzym α-glucosidase hiện đang được các nhà nghiên cứu
quan tâm vì có cơ chế đơn giản, an toàn. Tuy nhiên, những loại thuốc ức chế enzym
α-glucosidase đang sử dụng vẫn có nhiều tác dụng phụ, nên nhằm hạn chế những
tác dụng phụ và đưa thêm nhiều lựa chọn cho việc điều trị bệnh đái tháo đường, cần
phải nghiên cứu thêm các chất ức chế enzym α-glucosidase mới từ nhiều nguồn
khác nhau.
Các nhà khoa học trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu về
hoạt
tính
ức chế enzym α-glucosidase, cũng như cô lập được nhiều hợp chất thiên nhiên
có hoạt tính ức chế mạnh. Trong khi đó, Việt Nam có nguồn cây thuốc dồi dào,
phong phú, và trong dân gian ta từ lâu đã lưu truyền nhiều bài thuốc chữa bệnh đái
tháo đường bằng cây cỏ, thế nhưng chỉ có một vài nghiên cứu về vấn đề này.
Tại
sao
ta không tìm hiểu xem trong nguồn cây thuốc ấy, liệu có cây thuốc nào có hoạt
tính ức chế enzym α-glucosidase? Từ đó có thể cô lập được những hợp chất mới có
khả năng điều trị bệnh đái tháo đường từ thiên nhiên, đóng góp cho sự phát

triển của

ngành hóa dược nước ta.

TỔNG QUAN

- 1 -







1. BỆNH ĐÁI THÁO ĐƢỜNG


1.1. Khái niệm
[5]


Bệnh đái tháo đường (hay còn gọi là tiểu đường) là một bệnh nguy hiểm đặc
trưng bằng mức đường (glucose) trong máu cao, nguyên nhân là do thiếu insulin có
kèm hoặc không kèm theo kháng insulin với các mức độ khác nhau.
Những người mắc bệnh không những có lượng đường trong máu cao, mà cả
trong nước tiểu nữa. Chính vì thế mà bệnh đái tháo đường có tên gọi chuyên môn là
Diabetes mellitus, theo tiếng Hy Lạp có nghĩa là mật ong.

1.2. Phân loại
[5]

Một cách tổng quát, bệnh đái tháo đường được chia làm 2 loại chính: loại 1
và loại 2.

1.2.1. Bệnh đái tháo đƣờng loại 1


Bệnh đái tháo đường loại 1 thường xảy ra ở trẻ em từ 10 tuổi trở lên và
chiếm 10% trong số các trường hợp bị bệnh. Nguyên nhân là do cơ thể không sản
xuất được insulin vì hệ thống miễn dịch của cơ thể nhầm lẫn đã tấn công vào các tế
bào của tuyến tụy làm cho tuyến tụy không sản xuất ra insulin. Khi không có
insulin, tế bào sẽ không chuyển hóa được glucose làm cho lượng glucose trong máu
tăng cao.

1.2.2. Bệnh đái tháo đƣờng loại 2


Bệnh thường xảy ra ở người trên 50 tuổi, chiếm khoảng gần 90 % trong tổng
số trường hợp bị đái tháo đường. Đối với những người bị đái tháo đường loại 2, mặc
dù cơ thể vẫn sản xuất được insulin nhưng các tế bào không hoặc kém nhạy cảm với
sự có mặt của insulin. Lượng đường trong máu do không được chuyển hóa thành
năng lượng nên giữ ở mức cao. Khi đó, cơ thể phản ứng bằng cách tăng sản xuất
- 2 -

insulin lên và gây quá tải cho tuyến tụy. Theo thời gian, lượng insulin được tiết ra
dần dần giảm.


Hình 1.1: Phân loại bệnh tiểu đường


Bệnh đái tháo đường loại 2 còn có nguyên nhân tiềm ẩn trong cấu tạo gen,
điều này làm cho bệnh phát triển nhanh hơn. Nếu những người mang gen tiềm ẩn
được phát hiện sớm và có biện pháp phòng ngừa bằng cách ăn uống hợp lí thì bệnh
có thể không xuất hiện hoặc phát triển chậm, nhưng bệnh vẫn giữ ở dạng tiềm ẩn.
Trong trường hợp ngược lại, bệnh sẽ phát triển rất nhanh.
Ngoài ra, còn một vài trường hợp bệnh đái tháo đường khác như đái tháo
đường đôi và đái tháo đường thai kì.


Đái tháo đƣờng đôi: Bệnh nhân có cả đặc điểm của đái tháo đường loại 1 và
loại 2. Phần lớn bệnh nhân khi mới được chẩn đoán có những biểu hiện giống như
đái tháo đường loại 2 nhưng trong vòng vài năm sau bệnh nhân cần insulin để kiểm
soát đường huyết. Các chuyên gia cho rằng đái tháo đường đôi là dạng diễn tiến
chậm của đái tháo đường loại 1.
- 3 -






Đái tháo đƣờng thai kì: Đây là dạng đái tháo đường xảy ra ở một số phụ nữ
mang thai và sẽ biến mất sau khi sinh. Phụ nữ mắc bệnh đái tháo đường thai kì có

nhiều khả năng phát triển thành đái tháo đường loại 2.

1.3. Tác hại
[
5]



1.3.1. Các biến chứng cấp tính


Một số biến chứng cấp tính có thể xảy ra khi đường huyết quá cao hay quá
thấp, nếu không được điều trị sớm sẽ đe dọa đến tính mạng của nạn nhân. Các biến
chứng này bao gồm các loại sau:

Hạ đƣờng huyết (hypoglycemia): bệnh nhân tiêm insulin sẽ gặp hiện
tượng đường huyết hạ thấp quá mức do lượng insulin cần thiết cho cơ thể quá cao.
Hạ đường huyết có thể được điều trị nhanh chóng bằng cách nạp đường vào cơ thể,
ngược lại có thể dẫn tới ngất xỉu.

Tăng lƣợng ceton trong máu: trong quá trình thủy phân chất béo sẽ tạo
ra sản phẩm phụ là ceton. Cơ thể không thể tích trữ lượng ceton quá lớn nên sẽ tìm
cách thải chúng ra ngoài qua nước tiểu. Khi quá nhiều ceton được tạo ra thì cơ thể
không thể thải hết tất cả qua nước tiểu mà tích tụ trong máu gây tăng lượng ceton
trong máu. Đây là biến chứng rất nghiêm trọng do thiếu hormon insulin và chủ yếu
xuất hiện ở bệnh nhân bị tiểu đường loại 1.

Tăng áp lực thẩm thấu: bệnh nhân đái tháo đường không được điều trị
sẽ mất rất nhiều dịch do đi tiểu nhiều, gây ra tình trạng cô đặc máu làm áp lực thẩm
thấu trong máu tăng cao. Biến chứng này thường gặp ở bệnh nhân đái tháo đường

loại 2 và có thể gây tử vong nếu không được điều trị.

Tăng acid lactic trong máu: là do sự tích tụ acid lactic trong cơ thể,nếu
có quá nhiều acid lactic trong cơ thể thì độ cân bằng sẽ bị phá vỡ. Biến chứng này
rất hiếm gặp và chủ yếu xuất hiện ở bệnh nhân bị tiểu đường loại 2.
- 4 -






1.3.2. Các biến chứng mãn tính


Tăng đường huyết lâu dài sẽ đưa đến những biến chứng sau:


Bệnh võng mạc (retinopathy): biến chứng quan trọng nhất về mắt
với bệnh nhân đái tháo đường là bệnh võng mạc, có thể dẫn đến mù lòa. Đây là
nguyên nhân chính của các bệnh mù không bẩm sinh. Ngoài ra, điều này có thể dẫn
đến một số bệnh về mắt khác như cườm, liệt cơ vận nhãn.

Bệnh thận (nephropathy): biến chứng thận có thể dẫn đến khi mắc
bệnh tiểu đường là suy thận mãn tính. Bệnh nhân phải thường xuyên chạy thận nhân
tạo. Đây là nguyên nhân giải thích vì sao người mắc bệnh đái tháo đường thường
chiếm đa số trong những trường hợp lọc thận nhân tạo.

Bệnh thần kinh (neuropathy): Biến chứng thần kinh ngoại biên có thể
gặp phải với bệnh nhân đái tháo đường là tê và đau bàn tay, bàn chân, đôi khi làm

chân mất cảm giác. Điều này có thể dẫn đến bệnh nhân không hề biết khi bị thương
tổn, từ đó gây nên nhiễm trùng nghiêm trọng và giảm sức đề kháng. Đây là nguyên
nhân mà những người mắc bệnh tháo đường thường bị nhiễm trùng và lâu lành. Kết
hợp với hai biến chứng trên là tắc nghẽn mạch máu ngoại biên ở tay chân dẫn đến
tay chân bị hoại tử phải cắt bỏ chi.

Bệnh tim mạch (cardiovascular diseases): nguy cơ mắc bệnh tim
của những người bị bệnh tiểu đường cao hơn gấp 2 đến 4 lần người thường. Đây là
nguyên nhân chủ yếu gây tàn tật và tử vong ở người bệnh đái tháo đường loại 2 ở
các nước công nghiệp hóa.

1.4. Phƣơng pháp điều trị
[5] [36]




Phƣơng pháp điều trị đái tháo đƣờng loại 1: với những người mắc bệnh
đái tháo đường loại 1, họ sẽ phải tiêm insulin thường xuyên trong cả cuộc đời vì cơ
thể họ không có khả năng tạo ra hormon này. Insulin có nhiều loại nhưng nằm trong
- 5 -






hai dạng chính tùy theo tác dụng nhanh hay chậm: dạng tác dụng nhanh dùng ngay
trước bữa ăn để tăng lượng insulin trong cơ thể phù hợp với lượng carbohydrat sắp
nhập vào, dạng tác dụng chậm dùng vào buổi tối để giữ lượng đường trong máu

không tăng vọt trong nhiều giờ vào hôm sau.

Hiện nay, việc uống insulin dạng viên là không thể vì insulin trong môi
trường dạ dày sẽ bị phân hủy. Do đó, các nhà khoa học đang nghiên cứu bọc insulin
trong một vỏ nang thích hợp để thuốc có thể qua được dạ dày, giải phóng ra trong
ruột non và ngấm vào máu. Thời gian gần đây, ta thấy xuất hiện insulin dưới dạng
bột, nó được đưa vào máu bằng đường phổi. Qua nhiều năm nghiên cứu, người ta
phát hiện được dạng thuốc bột này có hiệu quả rất cao.

Phƣơng pháp điều trị đái tháo đƣờng loại 2: phụ thuộc vào tình trạng của
bệnh nhân, phương pháp chữa trị gắn liền với việc ăn uống thích hợp, tăng cường
hoạt động. Chỉ bệnh nhân đái tháo đường loại 2 mới dùng thuốc uống kết hợp với
những chất đặc hiệu nhằm làm giảm lượng đường huyết. Bệnh nhân có thể dùng
riêng thuốc viên hoặc kết hợp với phương pháp tiêm insulin.

Thuốc sử dụng để điều trị bệnh đái tháo đường loại 2 chủ yếu chia 3 nhóm:


Nhóm thuốc thúc tụy tạng tiết thêm insulin như
nhóm

sulfonylurea:
glyburide (Micronase, DiaBeta, Glynase), glipizide (Glucotrol, Glucotrol XL),
glimepiride (Amaryl); và nhóm meglitinide: repaglinide (Pradin).
Nhóm thuốc giúp insulin hoạt động hữu hiệu hơn
như

nhóm
biguanide: metformin (Glucophage, Glucophage XR, Metformin XR); nhóm
thiazolidinedione: glitazone, rosiglitazone (Avandia), pioglitazone (Actos).

Nhóm ngăn ruột bớt hấp thu chất đường khi ăn bằng chất
ức

chế
enzym α-glucosidase: acarbose (Precose, Glucobay), miglitol (Glyset).

Phương pháp ức chế enzym α-glucosidase trong điều trị đái tháo đường loại

2 được ưu tiên sử dụng vì cơ chế đơn giản, an toàn, chỉ xảy ra trong bộ phận tiêu
- 6 -






hóa chứ không tham gia vào quá trình chuyển hóa đường hay cải thiện chức năng
của insulin cũng như kích thích sự sản sinh insulin … như các phương pháp khác.

2. ENZYM α-GLUCOSIDASE


2.1 Sơ lƣợc về enzym
[2]



Enzym là chất xúc tác sinh học có thành phần cơ bản là protein và có trong
mọi tế bào sinh vật. Trong cuộc sống, nhờ có enzym mà xảy ra rất nhiều phản ứng
hóa học với một hiệu suất rất cao mặc dù ở điều kiện bình thường về nhiệt độ, áp

suất, pH.

Như vậy, enzym là một loại protein xúc tác các phản ứng hóa học. Trong các
phản ứng này, các phân tử lúc bắt đầu của quá trình được gọi là chất nền, enzym sẽ
biến đổi chúng thành các phân tử khác nhau. Tất cả các quá trình trong tế bào đều
cần enzym. Enzym có tính chọn lọc rất cao đối với chất nền của nó. Hầu hết phản
ứng được xúc tác bởi enzym đều có tốc độ cao hơn nhiều so với khi không được
xúc tác. Có trên 4000 phản ứng sinh hóa được xúc tác bởi enzym.

Hoạt tính của enzym chịu tác động bởi nhiều yếu tố. Tác nhân ức chế là các
phân tử làm giảm hoạt tính của enzym, trong khi yếu tố hoạt hóa là những phân tử
làm tăng hoạt tính của enzym.

2.2. Chất ức chế enzym
[2]



Chất ức chế enzym là những chất làm giảm tốc độ phản ứng do enzym xúc
tác. Hoạt động của một enzym có thể giết chết một mầm bệnh hoặc điều chỉnh lại
sự không cân bằng trong chuyển hóa. Có nhiều loại thuốc ức chế enzym, chúng
cũng được sử dụng như là chất diệt cỏ và thuốc trừ sâu. Không phải tất cả các phân
tử liên kết với enzym đều là chất ức chế enzym, những chất hoạt hóa liên kết với
các enzym và làm tăng hoạt tính enzym mà chúng liên kết.
- 7 -

Sự liên kết của một chất ức chế có thể ngăn chặn một chất nền đi vào tâm
hoạt động của enzym và gây trở ngại cho các phản ứng xúc tác của enzym đó. Chất
ức chế có thể liên kết với enzym thuận nghịch hoặc không thuận nghịch. Chất ức
chế không thuận nghịch thường phản ứng với enzym và thay đổi nó về mặt hóa học.
Những chất ức chế đó làm thay đổi dư lượng các acid amin quan trọng cần thiết cho
hoạt động của enzym. Ngược lại, chất ức chế thuận nghịch liên kết không đồng hóa
trị và theo những kiểu khác nhau tùy thuộc vào liên kết chất ức chế-enzym, phức
enzym-chất nền, hoặc cả hai.

Chất ức chế thuận nghịch liên kết với enzym bằng các tương tác không đồng
hóa trị chẳng hạn như liên kết hydrogen, tương tác kị nước và liên kết ion. Nhiều
liên kết yếu giữa các chất ức chế và tâm hoạt tính mạnh mẽ và đặc biệt. Ngược lại,
đối với các chất nền và chất ức chế không thuận nghịch, các chất ức chế thuận
nghịch thường không trải qua phản ứng hóa học khi liên kết với enzym và có thể dễ
dàng loại bỏ bằng cách pha loãng hoặc thẩm tách.


Có 4 kiểu của ức chế enzym thuận nghịch, chúng được phân chia dựa theo
tác động của sự thay đổi nồng độ chất nền của enzym trên chất ức chế:

Ức chế cạnh tranh (competitive inhibition): chất nền và chất
ức

chế
không liên kết với enzym cùng một lúc. Điều này có thể là do chất
ức

chế
có

ái lực với tâm hoạt động của một loại enzym nên xảy ra sự cạnh tranh giữa
chất nền và chất ức chế cạnh tranh vào tâm hoạt động của enzym. Đây là loại
ức chế có thể được khắc phục bằng nồng độ đủ cao của chất nền bởi vì những
chất ức chế cạnh tranh thường có cấu trúc tương tự như cấu trúc của chất nền
thật.
Ức chế kháng cạnh tranh (uncompetitive inhibition): chất ức
chế

chỉ
chỉ kết hợp với phức enzym-chất nền mà không kết hợp với enzym tự do.
Đây là một dạng ức chế mà các liên kết của chất ức chế với enzym làm giảm