đánh giá hoạt tính estrogen của một số dịch chiết trong dung môi ethanol từ một số cây thuốc bằng các phương pháp in vitro và in vivo

MỤC LỤC

Lời cam đoan

ii

Lời cảm ơn

iii

Mục lục

iv

Danh mục chữ viết tắt

vi

Danh mục bảng

vi

Danh mục hình

viii

MỞ ĐẦU

1

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

3

1.1. Hệ nội tiết và chất gây rôi loạn nội tiết

3

1.1.1. Hệ nội tiết

3

1.1.2. Estrogen

3

1.1. 2. Chất gây rối loạn nội tiết (Endocrine disruptor coumpounds – EDCs)

9

1.2. Cơ chế ảnh hưởng đến hệ nội tiết của các EDCs

10

1.3. Ảnh hưởng của các EDCs

11

1.3.1 Ảnh hưởng đến sinh sản

11

1.3.3. Ảnh hưởng đến não

13

1.3.4. Tác động gây ung thư phụ thuộc hóc-môn

13

1.3.5. Bisphenol A và ảnh hưởng đến nội tiết của Bisphenol A

14

1.4. Các hợp chất thiên thiên tác động đến hệ nội tiết

16

1.4.1. Khái niệm phytoestrogen

16

1.4.2. Tác động của phytoestrogen

16

Chương 2: NGUYÊN LIỆU – NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

22

2.1. Đối tượng nghiên cứu

22

2.2. Nội dung nghiên cứu

26

2.3 Vật liệu nghiên cứu

26

2.3.1. Nấm men tái tổ hợp (recombinant yeast) và tế bào dòng (cell line)

26

2.3.2. Các loại môi trường và dung dịch đệm

27

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page iv


2.3.3. Hóa chất, dụng cụ

27

2.4. Phương pháp nghiên cứu

28

2.4.1. Phương pháp dùng nấm tái tổ hợp (recombinant yeast asay):

28

2.4.2. Phương pháp kiểm tra khả năng kích thích sự nhân lên của tế bào ung thư
vú người (MCF-7 cell proliferation asay hay E- screen)

29

2.4.3. Phương pháp nhiễm gen dùng tế bào ung thư gan người (transient
transfection assay in HepG2 human hepatoma cancer cells)

29

2.4.4. Thí nghiệm đánh giá tác động của chất chiết đến tử cung chuột chưa
trưởng thành

30

2.4.5. Làm tiêu bản vi thể theo quy trình tẩm đúc mẫu bằng parafin sau đó nhuộm
HE (Haematoxilin - Eosin).

30

2.4.6. Phương pháp phân tích thống kê

31

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

32

3.1. Khả năng gắn với estrogen receptor của các chất chiết

32

3.2. Khả năng gắn với androgen receptor của các chất chiết

36

3.3. Khả năng kích thích phân bào MCF – 7 của chất chiết từ cát căn

38

3.4. Kết quả kiểm tra trên tế bào ung thư gan người được nhiễm gen

40

3.5. Ảnh hưởng của chất chiết từ cát căn trên chuột thí nghiệm

41

KẾT LUẬN

46

TÀI LIỆU THAM KHẢO

48

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page v


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
CD

: Thạch hộc.

MT

: Thông thảo.

RC

: Hương phụ.

PZ

: Bạch hoa xà.

RP

: Cát căn.

RPG

: Tam thất.

V

: Ethanol.

E

: 17β-estradiol.

T

: Testosteron.

BPA

: Bisphenol A.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page vi


DANH MỤC BẢNG
STT

Tên bảng

Trang

3.1.

Phân nhóm thí nghiệm

30

3.1.

Ảnh hưởng của chất chiết cát căn đến khối lượng tử cung và âm đạo

42

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page vii


DANH MỤC HÌNH
STT
1.1.

Tên hình

Trang

Cấu trúc phân tử của estradiol (trái) và GEN (phải). Estradiol có phân
tử lượng 272,38196 (g/mol); công thức phân tử C18H24 O2. Genistein
có phân tử lượng 270,2369 (g/mol), công thức phân tử C15H10O5.

18

1.2.

Các cơ chế tác động của phytoestrogen

21

2.1.

Hoàng thảo (trái) và vị thuốc Thạch hộc (phải)

22

2.2.

Cây thông thoát và vị thuốc Thông thảo

23

2.3.

Cỏ gấu và vị thuôc Hương phụ

23

2.4.

Cây Bạch tuyết hoa và vị thuốc Bạch hoa xà

24

2.5.

Sắn dây và vị thuốc Cát căn

25

2.6.

Cây Tam thất bắc và vị thuốc Tam thất

25

3. 1.

Ảnh hưởng của các chất chiết ở nồng độ khác nhau đến estrogen
receptor

3. 2.

34

Ảnh hưởng của nồng độ của các chất chiết đến estrogen receptor trên
nấm tái tổ hợp.

35

3.3.

Ảnh hưởng của các chất chiết đến nấm tái tố hợp mang androgen

37

3.4.

Ảnh hưởng của chất chiết từ Cát căn đến sự nhân lên của tế bào ung thư

38

3. 5.

Ảnh hưởng của chất chiết từ Cát căn đến tế bào ung thư gan (HepG2
cells) nhiễm gen

40

3.6.

Tử cung của chuột nhóm đối chứng.

44

3.7.

Tử cung của chuột nhóm được cho uống chất chiết Cát căn (100
mg/kg.ngày).

3.8.

44

Tử cung chuột nhóm đối chứng dương (tiêm BPA) có biểu hiện tăng sinh
biểu mô tuyến, phù tổ chức liên kết (mũi tên trong trái); tăng sinh biểu
mô phủ và biểu mô tuyến (mũi tên xanh, phải), tăng tuần hoàn (mũi tên
đen phải) và thành mạch máu mới (mũi tên đậm phải). Tiêu bản
nhuộm HE.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

45

Page viii


MỞ ĐẦU
ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong hai thập kỷ gần đây, nhiều nghiên cứu về các chất hoá học gây rối
loạn nội tiết tố ở người và động vật được công bố (Kang và cs., 2002). Những
hoá chất này gây rối loạn sinh sản bằng cách bắt chước hoặc ức chế các hormon
sinh dục 17β-estradiol và testosteron bằng cách gắn với cơ quan thụ cảm của các
hormon này (estrogen receptor và androgen receptor) từ đó gây ảnh hưởng đến
sự biểu hiện của các gen phụ thuộc hormon (Vinggaard, 1999).
Ở phụ nữ mãn kinh, hiện tượng giảm hoặc mất estrogen nội sinh dẫn đến
nhiều biểu hiện không mong muốn như chứng bốc hỏa, bệnh loãng xương, tăng
nguy cơ mắc các bệnh tim mạch, rối loạn trương lực bàng quang gây tiểu rắt...
Trong một thời gian dài, liệu pháp thay thế hormone (bổ sung estrogen bù đắp
cho sự thiếu hụt hormone nội sinh) được xem như giải pháp hữu hiệu hạn chế các
biểu hiện không mong muốn của hội chứng mãn kinh. Tuy nhiên, dùng estrogen
có thể dẫn đến những tác dụng không mong muốn như làm tăng nguy cơ ung thư
tử cung, tăng tỷ lệ bệnh tim mạch, tăng nguy cơ ung thư vú... Chính vì vậy,

nhiều nghiên cứu đã tìm kiếm các chất thay thế hormone nhưng không phải là
estrogen hay bất kỳ một hormone thuộc nhóm steroid nào khác. Trong các nguồn
nguyên liệu , các hợp chất thiên nhiên trong đó chủ yếu là các chất từ thực vật
được coi là nguồn nguyên liệu tiềm năng nhất. Đến nay, nhiều sản phẩm dùng
dưới dạng các thực phẩm chức năng, mỹ phẩm và dược phẩm lưu hành trên thị
trường được phát triển từ những nghiên cứu này.
Các hợp chất trong thực vật có hoạt tính hormone sinh dục được gọi là các
phytoestrogen và được sử dụng trong liệu pháp thay thế hormon (Johnson và cs.,
2001). Cũng như các estrogen tự nhiên, phytoestrogen cũng tiềm tàng nguy cơ gây tác
dụng không mong muốn. Tại các nước phát triển, việc chứng nhận một sản phẩm
phytoestrogen được thực hiện chặt chẽ.. Các nhà khoa học vẫn không ngừng tìm kiếm
các sản phẩm lý tưởng hơn với ảnh hưởng phụ hoặc nguy cơ gây “tác động xấu” thấp

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 1


nhất. Việc nghiên các loài thực vật nhất là các thảo được cho phytoestrogen sẽ cung
cấp nguồn nguyên liệu cho quá trình nghiên cứu lựa chọn này.
Ở nước ta, lĩnh vực y học nhân dân rất rộng lớn. Những kinh nghiệm trị bệnh
nằm rải rác trong nhân dân. Nhiều thuốc có tác dụng chữa bệnh rất rõ rệt, nhưng
ta chưa thể giải thích và chứng minh được bằng khoa học hiện đại (Đỗ Tất Lợi,
2000). Căn cứ vào những kiến thức về những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam
trong cuốn sách cùng tên của GS. Đỗ Tất Lợi, chúng tôi thấy nhiều cây thuốc, vị
thuốc đã được dùng để chữa các bệnh liên quan đến sinh sản đặc biệt là các
chứng bệnh ở nữ giới. Với giả thuyết một số trong những vị thuốc đó có tác dụng
điều trị do chứa hợp chất có hoạt tính hormone estrogen, nghiên cứu này đã lựa
chọn các vị thuốc nguyên liệu cho nghiên cứu bao gồm (1) Thạch hộc (Caulis
deiìdrobii, chế từ các loại thạch hộc hay hoàng thảo, Dendrobium sp.), (2) Thông thảo

(Medulla tetrapanơcis, chế từ cây thông thoát - Tetrapanax papyrifera), (3) Hương phụ
(Rhizoma cyperi, chế từ củ gấu - Cyperus rotundus L.), (4) Bạch hoa xà (Plumbago
zeylanica, chế từ bạch tuyết hoa -Plumbago zeylanica), (5) Cát căn (Radix Puerahae,
chế từ sắn dây - Pueraria thomponi) và (6) Tam thất (Radix pseudo-ginseng,từ nhân
sâm tam thất - Paiìax ìioto-ginseng). Các phương pháp in-vitro và in-vivo được ứng
dụng trong nghiên cứu này.
MỤC ĐÍCH
Xác định hoạt tính tương tự hormone của các chất chiết trong dung môi
ethanol từ một số vị thuốc này làm cơ sở cho nghiên cứu phát triển sản phẩm dược
phẩm hoặc thực phẩm chức năng phòng và điều trị các hội chứng liên quan đến
thiếu hụt hormon sinh dục ở người và hỗ trợ nâng cao năng suất sinh sản ở động vật.
Thiết lập mô hình động vật thí nghiệm dùng chuột nhắt trắng cho các
nghiên cứu hoạt tính hormon của các hợp chất thiên nhiên sau khi đã được kiểm
tra sàng lọc bằng các phương pháp in vitro.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 2


Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Hệ nội tiết và chất gây rôi loạn nội tiết
1.1.1. Hệ nội tiết
Hệ nội tiết bao gồm các tuyến nội tiết và hormon có tác động điều hòa quá
trình sinh trưởng, phát triển, thành thục và hoạt động của nhiều cơ quan trong cơ
thể từ giai đoạn phôi (Adlercreutz và cs, 1994). Các tuyến nội tiết bao gồm tuyến
tùng, tuyên yên, tuyến giáp, tuyến ức, tuyến thượng thận, tuyến tụy, buống trứng,
tổ chức kẽ của dịch hoàn. Các hormon của tuyến nội tiết vào máu và hoạt động
như những chất dẫn truyền tín hiệu hóa học, điều khiển và điều chỉnh hoạt động
chức năng của các cơ quan đích.

1.1.2. Estrogen
1.1.2.1. Tổng hợp các estrogen
Các estrogen tự nhiên trong cơ thể bao gồm 17 beta-estradiol (E2), estrone
(E1) và estriol (E3), tất cả đều là dẫn chất của cholesterol. Sau khi kết hợp với
các lipoprotein receptor, cholesterol được các tế bào tổng hợp steriod thu nhận,
dự trữ và tổng hợp steroid. Quá trình vận chuyển nội bào được thực hiện bởi các
protein vận chyển. Các steroid khác nhau được tạo thành do quá trình biến đổi
làm giảm số nguyên tử Carbon của cholesterol từ 27 xuống 18. Hạn chế tốc độ
tổng hợp steroid được thực hiện trong giai đoạn vận chuyển cholesterol từ tế bào
chất vào màng trong ty thể (nơi các enzyme P450 sẽ xúc tác cho quá trình cắt
chuỗi bên của cholesterol). Protein điều hòa quá trình vận chuyển steroid là một
protein không thể thiếu. Sự thay đổi protein này do đột biến làm thay đổi nghiêm
trọng quá trình tổng hợp steroid và có khả năng gây chết (Bylund và cs, 2000)
Biến đổi các androgen thành estrogen (aromatization) là bước biến đổi cuối
cùng và được xúc tác bởi phức hợp enzyme P450 aromatase monooxygenase (có mặt
trong hệ thống lưới nội nguyên sinh và thực hiện chức năng "cắt" nhóm methyl
(demethylase). Estrone (E1) được tạo thành từ androstenedion và estradiol (E2) được
tạo thành từ testosterone sau phản ứng tạo nhóm OH (hydroxylation) từ các tiền chất
tương ứng. Bước cuối cùng của phản ứng này không cần enzyme(Li và cs. 2009)

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 3


1.1.2.2. Estrogen trong cơ thể ( estrogen nội sinh)
Estradiol được các tế bào thuộc lớp màng (theca cells) và các tế bào hạt
(granulosa cells) của của nang trứng và thể vàng tiết ra. Theo "thuyết hai tế bào",
các theca cells tiết androgen sau đó androgen được các granulosa cell biến đổi
tạo estrogen. Tuy nhiên, có nhiều bằng chứng cho thấy cả hai loại tế bào trên đều

có khả năng tổng hợp cả androgen và estrogen. Estrone và estriol được tạo từ
estradiol (quá trình này xảy ra ở gan).
Quá trình biến đổi androgen thành estrogen còn được thấy ở cơ, mô mỡ,
mô thần kinh và các tế bào kẽ (Leydig cells) của dịch hoàn. Trong thời gian
mang thai, estriol được hình thành từ hydroxyandrostenedion trong các tế bào đa
nhân của lá phôi. Hydroxyandrostenedion được hình thành từ 16alphahydroxyepiandrosterone sulfate do gan của bào thai sản xuất sau đó làm mất
nhóm sulfua tại nhau thai. 16alpha-hydroxyepiandrosterone sulfate hình thành từ
dehydroepiandrosterone sulfate do tuyến thượng thận của bào thai sản sinh ra. Sự
kết hợp của tuyến thượng thận, gan bào thai với nhau thai được coi là đơn vị
"nhau - thai" trong quá trình tổng hợp steroid.
Dậy thì được khởi đầu bằng sự tăng ở nhịp độ tiết gonadotropin về đêm
dẫn đến nồng độ estradiol tăng trong máu tới 15-35 picogram/ml. Trong chu kỳ
kinh nguyệt, quá trình tiết estradiol cũng biến đổi, tốc độ tiết và nồng độ trong
máu cao nhất trước giai đoạn rụng trứng và thấp nhất trong thời điểm trước khi
có kinh. Sự vắng mặt các nang trứng ở thời điểm trước và sau khi mãn kinh làm
giảm quá trình sản xuất estradiol của buồng trứng và làm thay đổi nồng độ của
hormon trong máu. Ở thời kỳ hậu mãn kinh, nồng độ estradiol trong máu thường
ở mức thấp hơn 20pg/ml và hầu hết lượng estradiol này được tạo ra từ quá trình
biến đổi testosterone ở bên ngoài tuyến sinh dục. Estrone là estrogen chủ đạo
trong giai đoạn này. Quá trình tạo estrogen ở giai đoạn sau mãn kinh phụ thuộc
vào tuổi, cân nặng của cơ thể.
Hiện nay những hiểu biết về các yếu tố ảnh hưởng đến tổng hợp estrogen
trong giai đoạn hậu mãn kinh chưa nhiều (trong độ tuổi sinh đẻ, quá trình này
chịu tác dụng của gonadotropin). Các gene đáp ứng kích thích của hormon kích

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 4

thích noãn bao (follicle-stimulating hormone; FSH) ảnh hưởng đến hoạt động của
các enzyme tác động vào quá trình tổng hợp steroid. Cơ chế điều khiển này chịu
tác động của các yếu tố cận hormone (paracrine factors). Yếu tố sinh trưởng
tương tự insulin (IGF) là một ví dụ điển hình cho sự tác động này vì IGF-1 "tạo
thuận lợi" cho FSH phát huy tác dụng kích thích nang trứng phát triển hay các
yếu tố phát triển có nguồn gốc tế bào hạt cũng ảnh hường đến tác dụng của FSH.
mRNA của androgen receptor trong các tế bào hạt của nang trứng bị ảnh hưởng
ức chế (down-regulated) bởi FSH. Đây là một khâu trong cơ chế xác định nang
trứng nào sẽ đóng vai trò chủ đạo tiết estrogen trong một chu kỳ kinh nguyệt. Ở
các mô ngoài buồng trứng, sự sản xuất các estrogen và quá trình biến đổi chúng
phụ thuộc vào hoạt động của các enzyme tại cơ quan đó. Tính đa hình của những
gene mã hóa cho các enzyme tham gia tổng hợp và biến đổi steroid ảnh hưởng
đến sản xuất những hormon này. Việc nghiên cứu tính đa hình của những gene
này có ý nghĩa lớn trong nghiên cứu ung thư phụ thuộc estrogen hay trong liệu
pháp thay thế estrogen (nhằm xác định tính thích hợp của các phương pháp điều
trị cho từng bệnh nhân) (Li và cs., 2009)
1.1.2.3. Vận chuyển và trao đổi estrogen
Trong máu, estradiol kết hợp (thuận nghịch) với beta-globulin và có ái lực thấp
hơn với albumin. Khoảng 2-3% estrogen ở dạng tự do trong máu. Các estrogen được
kết hợp với gốc sulfua thông qua 3'-phosphoadenine-5'phosphosulfate hay ở dạng liên
kết với glucuronic acid. Các chất liên kết này được thải qua nước tiểu, dịch mật hay
được biến đổi bởi các vi khuẩn đường ruột. Sản phẩm biến đổi được tái hấp thu qua
hệ thống tuần hoàn ruột-gan (Ayub và cs., 1990).
Estrogen cũng có thể được gắn thêm các nhóm -OH(hydroxylation) và
methyl hóa (thêm gốc -CH3) để tạo thành catechol và methoxylated estrogen, 4hydroxyestrogens và 16alpha-hydroxyestrogen (catechol estrogen). Trong số
những chất này, 16alpha-hydroxyestradiol được cho là có tính gây ung thư. 2- và
4-hydroxyestrogens có thể được methyl hóa bởi catechol O-methyltransferase.
Catechol estrogen kết hợp với các estrogen receptor và thể hiện hoạt tính yếu của
estrogen ở động vật và có thể ức chế catechol O-methyltransferase tại các synap

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 5


thần kinh. Thêm vào đó, catechol estrogen có thể tiếp tục tham gia vào chu trình
oxy hóa (redox cycling). Các gốc tự do sinh ra trong quá trình biến đổi các
estrogen có thể can thiệp vào DNA, chính vì vậy estrogen có thể được cho là có
khả năng gây hại cho DNA (Briggs và cs., 2009).
Dạng ester của estrogen có thể được tổng hợp tại các mô khác nhau (đặc
biệt là mô mỡ), trong máu. Khoảng dưới 10% estradiol trong máu kết hợp với
lipoprotein (chủ yếu là các lipoprotein mật độ cao) nhưng cũng có thể chuyến
sang dạng kết hợp với lipoprotein mật độ thấp qua cơ chế vận chuyển chưa được
biết rõ. Các ester của estrogen có tính bền vững cao hơn các estrogen tự do và
được thải trừ chậm hơn.
1.1.2.4.Cơ chế tác động của estrogen
Tác động của estrogen được xác định bởi các yếu tố cấu trúc phân tử
estrogen, cấu hình receptor, đặc tính của các promoter cho các gene đích, sự cân
bằng giữa các yếu tốc kích thích hay yếu tố hợp đồng (coactivators) va các yếu tố
ức chế (coepressors).
-

Kết hợp estrogen-estrogen receptor

Estrogen receptor kết hợp lỏng lẻo với protein liên kết receptor nằm trong tế bào
chất. Các protein này đóng vai trò như những chaperon (giữ ổn định receptor và
tạo điều kiện để protein receptor định hình cấu trúc xoắn nhưng không ảnh
hưởng đến cấu trúc của receptor) đồng thời có tác dụng "che" vị trí kết hợp với
DNA (DNA binding domain) của receptor. Những protein liên kết receptor khác
có khả năng tác dụng đến các cơ chế truyền tín hiệu. Vị trí cụ thể của các

estrogen receptor cũng như của các steroid hormone receptor vẫn chưa được biết
rõ hoàn toàn. Các receptor có thể được phân bố đều trong tế bào chất
(Benassayag và cs., 2002).
Estrogen xâm nhập vào tế bào sẽ kết hợp với vị trí gắn cơ chất trên
receptor làm cho receptor tách khỏi chaperone protein. Phức hợp estrogenreceptor di chuyển vào nhân tế bào. Tại nhân, phức hợp này kết hợp với chuỗi
DNA đặc hiệu được gọi là yếu tố đáp ứng estrogen (estrogen-respond elements)
đồng thời kết hợp với các yếu tố hoạt hóa (coactivator) hoặc yếu tố ức chế

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 6


(repressor). Cơ chế giúp cho phức hợp estrogen-receptor đến và kết hợp được với
DNA trong nhân vẫn chưa được biết rõ. Tuy nhiên, người ta đã biết rằng protein
trong tế bào chất có tên caveolin-1 có tác dụng kích thích quá trình di chuyển
thông qua tác động trực tiếp đến receptor (Blair và cs., 2000).
Estrogen cũng có thể ảnh hưởng đến các quá trình dịch mã của các gene
không mang yếu tố đáp ứng estrogen bằng cách tác động thông qua các yếu tố
dịch mã khác. Estrogen receptor còn có khả năng tương tác với yếu tố nhân
kappaB.
-

Estrogen receptor alpha và beta

Estrogen receptor là thành viên của liên nhóm cơ quan thụ cảm nhân và có
một số cấu trúc chức năng. Vị trí gắn DNA (DNA-binding domain) mang hai
ngón tay kẽm (zinc finger) tham gia vào quá trình kết hợp của receptor. Vị trí kết
hợp cơ chất (ligand-binding domain) chứa nhiều bộ amino acid khác nhau có tác
dụng kết hợp với các cơ chất khác nhau và có khả năng tương tác với các protein

điều hòa. N-tereminal domain thay đổi ở mức độ cao tương tác trực tiếp với các
yếu tố trong bộ máy dịch mã. C-terminal domain có tác dụng trong quá trình biến
đổi của receptor.
Hai estrogen receptor và một số dạng biến đổi của chúng đã được xác định.
Estrogen receptor alpha (hay receptor cổ điển) được nghiên cứu từ năm 1986 còn
receptor beta mới được phát hiện gần đây. Hai receptor này khác nhau về cấu trúc và
vị trí các gene mã hóa cho chúng. Ở người, gene mã hóa của receptor alpha nằm trên
NST số 6 còn gene mã hóa receptor beta nằm trên NST 14.
Hai receptor có DNA-binding domain tương tự nhau nhưng có tính tương
đồng thấp. Sự khác nhau được thể hiện rõ ở vị trí kết hợp cơ chất (ligand-binding
domain), chỉ có 57% số amino acid trong phần cấu trúc này giống nhau. Từ đặc
điểm khác nhau này ta có thể dễ dàng nhận thấy mỗi loại receptor có ái lực khác
nhau đối với cơ chất. Ví dụ, 17 alpha estradiol và estrone có ái lực cao với
receptor alpha trong khi hai phytoestrogen là genistein và coumestrol lại có ái lực
cao hơn với receptor beta.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 7


Hai receptor còn khác nhau ở sự phân bố. Các tế bào hạt trong noãn bao và
các tế bào sinh dục đang phát triển mang chủ yếu receptor beta. Ở các cơ quan
thận, niêm mạc ruột, phổi, tủy xương, tế bào nội mạc huyết quản, tuyến tiền liệt,
receptor beta cũng chiếm da số. Ngược lại, tế bào biểu mô tử cung, tế bào ung
thư vú... lại mang chủ yếu receptor alpha.
Đàn ông thiếu hụt estrogen receptor giảm khả năng sinh sản và bị loãng
xương trầm trọng. Chuột nhắt đực và cái bất hoạt gene mã hóa receptor alpha đều
không có khả năng sinh sản, mật độ xương đùi giảm. Chuột nhắt cái bất hoạt
gene mã hóa receptor beta cũng không có khả năng sinh sản. Chuột đực bất hoạt

gene này bị phì đại tuyến tiền liệt, không tích mỡ bụng. Nếu hai gene mã hóa cho
hai receptor trên đều bất hoạt, cơ thể sẽ có biểu hiện giống trường hợp gene của
receptor alpha bất hoạt (vô sinh, buồng trứng có cấu trúc ống tương tự ống sinh
tinh) ( Cocco, 2002)
-

Các cơ chất tác động chọn lọc

Các cơ chất tác dụng chọn lọc (selective receptor modulators) là thuật ngữ
dùng để chỉ các cơ chất không phải là steroid. Chúng có thể là các chế phẩm trị
liệu, các hợp chất trong thực phẩm... Đối với phụ nữ mãn kinh sử dụng với các
bệnh phụ thuộc estrogen, sự thay thế (bổ sung estrogen) có thể làm phát sinh
hoặc gây trầm trọng thêm một số bệnh như ung thư vú, ung thư tử cung, bệnh tim
mạch nhưng lại hạn chế được loãng xương, đảm bảo một số cơ chế trong hoạt
động của não bộ...
Tamoxifen (dùng trong điều trị ung thư vú) có hoạt tính kháng estrogen tại mô vú
nhưng có khả năng bắt chước estrogen ở tử cung nên lại là chất nguy cơ cho ung
thư tử cung. Raloxifen có tác dụng giống estrogen làm tăng mật độ xương, ảnh
hưởng đến mỡ huyết nhưng không phát huy tác dụng với tuyến vú và tử
cung...Chính vì thế, việc chọn các loại dược phẩm/chế phẩm có tác động chọn
lọc theo cơ quan, theo tỷ lệ tác động đến các cơ quan, theo thời kỳ tác động, theo
thời gian tác động rất có ý nghĩa trong điều trị các bệnh phụ thuộc estrogen. Một
trong những tiêu chuẩn để "duyệt" các chế phẩm tác động chọn lọc là receptor
đích của nó (estrogen receptor alpha hay beta hay cả hai...). (Davis., 2001)

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 8

-

Các yếu tố tác dụng hiệp đồng

Các receptor tương tác với nhiều protein điều hòa trong khoảng trung gian
giữa receptor đã được hoạt hóa và bộ máy sao mã. Sự lắp ráp của các yếu tố khác
nhau như protein kết hợp với hộp TATA (TATA-box-binding protein) và các yếu
tố liên quan khác là bước cần thiết cho hoạt động của RNA polymerase II. Ngược
lại, các protein điều hòa receptor tương tác với phân tử receptor để tạo khả năng
sao mã. Tóm lại, để estrogen phát huy tác dụng cần các thành phần: Receptor,
yếu tố hiệp đồng tác động, yếu tố ức chế, yếu tố sao mã. Trong các yếu tố trên,
potein tác dụng hiệp đồng với receptor có kích thước 160 kD (160-kD steroidreceptor coactivator protein) và protein kết hợp với yếu tố đáp ứng AMP vòng
(p300-cyclic AMP response-element-binding protein) đóng vai trò quan trọng.
Các protein kết hợp / tác động đến các chất khác (có cấu trúc / tác dụng) của
estrogen hay ngược với estrogen sẽ quyết định hay ít nhất là có ảnh hưởng đến
tác động chọn lọc (đã nói ở mục trên) của các chất này (Lew và cs., 1995).
1.1. 2. Chất gây rối loạn nội tiết (Endocrine disruptor coumpounds – EDCs)
EDCs là các chất sau khi xâm nhập vào cơ thể có thể có thể can thiệp vào
quá trình sản sinh, giải phóng hormon cũng như ảnh hưởng đến quá trình vận
chuyển, trao đổi, kết hợp các hormon từ đó làm tăng cường hay hạn chế tác dụng
của hormon (Kavlock và cs, 1996). Các EDC's được quan tâm nghiên cứu nhiều
nhất là những chất ảnh hưởng đến các hormon sinh dục nữ (estrogen), hormon sinh
dục nam (androgen), hormon thể vàng (progesteron), hormon tuyến giáp (thyroid
hormone)
Các thụ quan tiếp nhận hóc-môn estrogen, androgen, hormone tuyến giáp
là các protein thành viên của liên nhóm cơ quan thụ cảm nhân. Chúng thực hiện
được chức năng khi kết hợp được với hormon. Phức hợp của hormon và receptor
thông qua các yếu tố đáp ứng trên DNA (hormone response element) để tác động
đến quá trình sao mã, giải mã của các gen đích và biểu hiện ở sự duy trì, phát
triển và thực hiện chức năng của các cơ quan. Thật không may, những thụ quan

này lại có thể chịu tác động của những chât hóa học không phải hóc-môn. Chính
vì vậy, các chất ngoại lai (hay chất ngoại sinh) tác động đến chức năng cơ quan

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 9


thông qua những thụ quan hormon được gọi là hormon ngoại sinh (xenohormones)
và là những chất gây rối loạn nội tiết (endocrine disriptors). Ảnh hưởng của chúng
bao gồm (i) bắt chước tác dụng của hormon, (ii) cạnh tranh với hormon, (iii) ức chế
tác dụng của hormon. Trong bất cứ trường hợp nào các chất đó cũng đều ảnh hưởng
đến tác dụng của các hormon do chính cơ thể sản sinh ra.
Những chất có khả năng gây rối loạn nội tiết này có thể là dược phẩm
(như diethylstillbesterol), các chất thuộc nhóm dioxin, các Polychlorinated
biphenyls (PCBs) và nhiều chất hóa học tổng hợp khác trong đó có hóa chất bảo
vệ thực vật (HCBVTV). Cho đến nay khoảng 105 hợp chất trong thuốc trừ dịch
hại được cho là có khả năng gây rối loạn nội tiết, 46% trong số đó là chất diệt
côn trùng, 21% là thuốc diệt cỏ và 31% là thuốc diệt nấm. Nhiều chất trong số đó
đã bị cấm sử dụng nhưng hiện vẫn có mặt trên thị trường thuốc bảo vệ thực vật
tại nhiều quốc gia (Vinggaard và cs., 2000; Andersen và cs, 2002; Kojima và cs,
2004; Lemaire và cs., 2006)
1.2. Cơ chế ảnh hưởng đến hệ nội tiết của các EDCs
Cũng như những nhóm hợp chất có khả năng gây rối loạn nội tiết khác,
HCBVTV có khả năng kết hợp với thụ quan của hormon sinh dục nữ estrogen (ER),
thụ quan của hormon sinh dục nam androgen (AR). Bên cạnh đó, những chất này
cũng có thể kết hợp và hoạt hóa các thụ quan khác như thụ quan đáp ứng với
dioxin (AhR), thụ quan tiếp nhận các steroid nội sinh và ngoại sinh (PXR), phân
nhóm thụ quan nhân tế bào (CAR) …dẫn đến những tác động tương tự hay đối
nghịch với tác động của hormon trong cơ thể. Những HCBVTV cũng có khả

năng làm thay đổi hoạt động tiết hormon của tuyến nội tiết, làm thay đổi nồng độ
sinh lý của hormon. Trong cơ thể động vật, hormon là các chất không đặc trưng
cho loài, hormon của loài này có thể ảnh hưởng trong cơ thể của loài khác. Cũng
như vậy, HCBVTV gây rối loạn nội tiết có ảnh hưởng đến các loài động vật từ
bậc thấp đến bậc cao như các động vật không xương sống, các loài bò sát, cá,
chim, động vật có vú.
Nhóm hóa chất chống dịch hại gây rối loạn nội tiết được quan tâm nhất là
các chất hòa tan trong lipid (lipophilic pesticides - POPs) và/hoặc có tính bền

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 10


vững, không bị phá hủy hoặc không bị mất hoạt tính dưới tác động của các quá
trình trao đổi chất. Đặc biệt, các chất có chu kỳ bán phân giải kéo dài sẽ dẫn đến
hiện tượng tồn dư trong mô bào thực vật, động vật để gây hại cho một hay nhiều
mắt xích trong chuỗi thức ăn. Những HCBVTV tích tụ trong mô mỡ sẽ có khả
năng xâm nhập vào cơ thể thế hệ sau qua nhau thai hay qua trứng. Đối với các
chất nhóm này, những động vật ở mắt xích cuối trong chuỗi thức ăn như con
người sẽ có nguy cơ chịu ảnh hưởng rất cao.
1.3. Ảnh hưởng của các EDCs
1.3.1 Ảnh hưởng đến sinh sản
Cho đến nay, ảnh hưởng rõ nhất của những HCBVTV gây rối loạn nội tiết
là những ảnh hưởng đến sinh sản. Những thông tin đầu tiên về tác động của hócmôn ngoại sinh trong đó có HCBVTV về những ảnh hưởng đến quá trình mang
thai, đến giới tính, phát triển sai lệch của các cơ quan thuộc hệ sinh sản biểu hiện ở
trạng thái không rõ ràng về giới tính, dịch hoàn ẩn (dịch hoàn không di chuyển xuống
bao dịch hoàn ở giai đoạn cuối của thời kỳ mang thai), giảm nồng độ và tăng tỷ lệ tinh
trùng kỳ hình. Các nghiên cứu sau này đã từng bước định danh từng hợp chất gây hại
ở những mức độ khác nhau. Các HCBVTV có hoạt tính tương tự hay đối kháng

hormon sinh dục đã được chứng minh như orthophenylphenol, DDT và các dẫn chất
của DDT, methoxychlor, chlordecone, dieldrin, endosulfan, 1-hydroxychlordene (một
dẫn chất của chlordance), toxaphene (Hu và Kupfer, 2002). Những thử nghiệm được
tiến hành trên chuột và chuột nhắt cho thấy một số HCBVTV như methoxychlor,
DDT có ảnh hưởng đến quá trình phát dục và tỷ lệ sinh sản với liều rất thấp vì ái lực
của cao của những chất này đối với thụ quan tiếp nhận hormon sinh dục cái.
Nhiều HCBVTV ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp và biến đổi các
hormon thuộc nhóm steroid (như hormon sinh dục, hormon tuyến thượng thận).
Những thuốc BVTV có tác động này là các thuốc imidazole (propiconazole,
epoziconazole, ketoconazole); fenarimol và một số thuốc BVTV nhóm Clo hữu
cơ. Trong số này, ketoconazole có khả năng ức chế quá trình tổng hợp steroid.
Nếu bào thai bị nhiễm ketoconazole sẽ tăng nguy cơ chết thai. Cơ chế tác động
của ketoconazole đến quá trình tổng hợp này có thể do ức chế hoạt động của

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 11


aromatase, enzyme có tác dụng trong quá trình tổng hợp hormon sinh dục
estrogen (Ayub và Levell, 1990). Palma và cs.(2009a;2009b) chứng minh rằng
endosulfan sulphate ảnh hưởng đến phát triển và biệt hóa giới tính của phôi trong
khi linuron làm giảm khả năng tiết hormon của dịch hoàn (Wilson và cs., 2009).
Phôi, hệ nội tiết của thai nhi, trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ là các đối tượng mẫn cảm hơn
với HCBVTV. Phôi và bào thai chịu những tác động này thông qua tiếp nhận
dinh dưỡng từ cơ thể mẹ qua nhau thai (Waliszewski và cs., 2000). Trẻ sau khi
sinh tiếp nhận HCBVTV từ mẹ qua sữa (Przyrembel và cs., 2000). Thí nghiệm
trên động vật cho thấy nếu chuột mẹ tiếp nhận cypermethrin trong thời kỳ bú sữa,
thế hệ chuột đực con sẽ có những sai lệch trong phát triển dịch hoàn và sản xuất
tinh trùng. Nếu chuột đực tiếp xúc với cadmium, quá trình sản xuất hóc-môn

sinh dục đực bị ảnh hưởng. Ảnh hưởng làm giảm cơ hội thụ thai do HCBVTV ở
những đối tượng lao động có nguy cơ cao (tiếp xúc trực tiếp với HCBVTV) cũng
đã được đề cập đến (Weidner và cs., 1998)
Nhiều dẫn chất cũng như sản phẩm biến đổi của HCBVTV cũng có thể
gây rối loạn nội tiết, thậm chí tác động còn mạnh hơn những chất „bố mẹ“. Oxon
của methyl-parathion, chlorpyrifos và diazinon tác động đến hệ gen của tinh
trùng mạnh hơn từ 10 đến 15 lần so với hợp chất ban đầu (Salazar-Arredondo và
cs., 2008). Một số dẫn chất thủy phân có tác dụng của vinclozolin như 2,4D vừa
có tác động đến các tế bào đích của hormon sinh dục nam vừa có khả năng kết
hợp với thụ quan của hormon sinh dục nữ (Blair và cs., 2000).
Các dữ liệu dịch tễ từ năm 2000 đến nay cũng cho thấy HCBVTV làm
giảm chất lượng tinh dịch và giảm khả năng thụ thai. Những yếu tố chính quyết
định mức độ ảnh hưởng do HCBVTV bao gồm tuổi, nghề nghiệp, chế độ dinh
dưỡng 2.3.2. Ảnh hưởng đến tuyến giáp, tổng hợp steroid và trao đổi chất cơ thể
Tuyến giáp tiết hai hormon thyroxine và triiodothyronine của ảnh hưởng
đến quá trình trao đổi chất của cơ thể. Ngoài ra, tuyến giáp còn tiết calcitonin là
hormon đóng vai trò quan trọng trong trao đổi canxi. Thiểu năng tuyến giáp dẫn
đến giảm nhịp độ các phản ứng của quá trình trao đổi chất tới 40%. Ngược lại,
nếu tuyến giáp hoạt động tiết quá mức (cường tuyến giáp hay ưu năng tuyến

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 12


giáp) sẽ có thể làm tăng nhịp độ các phản ứng của quá trình trao đổi chất tế bào
tới 60-100%. Nhiều nghiên cứu (Cocco và cs., 2002; Akhtar và cs, 1996, Leghait
và cs., 2009; Sugiyama và cs., 2005) cho thấy các HCBVTV như amitrole
(aminotriazole),

cyhalothrin,

fipronil,

ioxylin,

pentachloronitrobenzene,

prodiamine, pyrimethanil, ziram có ảnh hưởng ức chế hoạt động tiết hormon của
tuyến giáp và thông qua đó ảnh hưởng đến trao đổi chất trong các mô của cơ thể
và ảnh hưởng đến quá trình phát triển của não bộ. Cũng chính vì vậy, một số hội
chứng thuộc hệ thần kinh liên quan đến tuyến giáp có thể do tác động của các
chất gây rối loạn nội tiết trong đó có các HCBVTV từ giai đoạn phôi, thai.
Amitrole có khả năng ảnh hưởng đến khả năng tiếp nhận I-ốt của các tế bào
tuyến giáp (Pan và cs. 2011.).
1.3.3. Ảnh hưởng đến não
Một số HCBVTV nhóm phốt pho hữu cơ và nhóm carbamate làm giảm
hoạt tính của acetylcholinesterase dẫn đến chặn quá trình dẫn truyền xung động
thần kinh. Ảnh hưởng này có thể liên quan đến tác động ức chế quá trình tiết
gonadotrophic releasing hormone (GnRH) của vùng dưới đồi thị dẫn đến ảnh
hưởng đến hoạt động tiết các hormon kích thích nang trứng và tổ chức kẽ của
dịch hoàn từ đó ảnh hưởng đến sinh sản. Các bằng chứng thực nghiệm cũng cho
thấy một số HCBVTV như vinclozolin có thể gây những biến đổi hành vi sinh
dục trên động vật thí nghiệm thông qua tác động đến trục dưới đồi thị - tuyến yên
– dịch hoàn (Loutchanwoot, 2007)
1.3.4. Tác động gây ung thư phụ thuộc hóc-môn
Tương tụ như các dữ liệu về ảnh hưởng của HCBVTV đến sinh sản, nhiều
nghiên cứu dịch tễ về ảnh hưởng của HCBVTV đến một số loại bệnh ung thư,
đặc biệt là các bệnh ung thư liên quan đến hóc-môn đã được công bố. Ở phụ nữ,
ung thư vú là bệnh ung thư liên quan đến hoạt tính của hormon sinh dục. Sau thời

kỳ mãn kinh, những chất có kích thích tương tự hormon sinh dục nữ estrogen là
một trong những nguyên nhân gây nên hay kích thích sự phát triển của các tế bào
ung thư vú. Hàm lượng các chất PCBs, DDE và DDT trong mô mỡ của phụ nữ
mắc ung thư vú cao hơn so với ở phụ nữ không mắc bệnh này (Falck và cs.,

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 13


1992) trong khi đó hàm lượng DDE trong máu được cho là có mối liên hệ với
ung thư vú. Mặc dù còn có nhiều tranh cãi về nguy cơ mắc ung thư vú cao ở
nhóm người làm việc trong các ngành liên quan đến sản xuất và phân phôi thuốc
phòng chống dịch hại nhưng đã có nhiều nghiên cứu dịch tễ được công bố về mối
nguy cơ này (Meeker, 2010).
Là một tuyến sinh dục phụ, tuyến tiền liệt ở con đực và ở nam giới chịu
ảnh hưởng của hormon sinh dục. Mối liên hệ giữa nhiễm HCBVTV với ung thư
tuyến tiền liệt ở nam giới cũng đã được đề cập đến. Những nghiên cứu dịch tễ
học đã khẳng định tỷ lệ ung thư tuyến tiền liệt cao với nhóm tham gia sản xuất
nông nghiệp có sử dụng HCBVTV đặc biệt là DDT (Diamanti-Kandarakis và cs.,
2009). Các nghiên cứu tại Châu Âu và Mỹ đã khẳng định nguy cơ ung thư tuyến
tiền liệt ở nam giới tiếp xúc với HCBVTV (Alavanja và cs., 2005; Ndong và cs.,
2009). Tuy nhiên, theo nhiều nhà khoa học, cần tiến hành những nghiên cứu tiếp
theo để loại trừ ảnh hưởng của các yếu tố khác như tập quán ăn uống, thuốc lá,
nguy cơ tiếp xúc với hóa chất không phải là thuốc BVTV đến tỷ lệ mắc ung thư
tuyến tiền liệt ở nhóm này.
Đối với tuyến giáp, ngoài ảnh hưởng đến khả năng tiết hormon, HCBVTV
như amitrol còn gây ung thư tuyến giáp (Stevens và cs, 1991). Tương tự như vậy,
alachlor, một chất diệt cỏ dạng aniline cũng có kích thích quá trình hình thành
khối u tuyến giáp (Lee và cs., 2004).

1.3.5. Bisphenol A và ảnh hưởng đến nội tiết của Bisphenol A
Năm 1905, Thomas Zincke trường đại học Marburg (Đức) đã tổng hợp
được bisphenol A từ phenol và axêtôn (acetone) nhưng không đưa ra những gợi ý
về việc sử dụng chất này. Tên gọi khác của bisphenol A là 4,4'dihydroxydiphenyldimethylmeth, công thức hóa học C15H16O2, khối lượng phân tử
M=228,29, mã số hiện tại (CASNo: 80-05-7), tên viết tắt BPA. Trong cấu trúc
phân tử có hai nhóm (-OH), hai vòng phenyl và hai nhóm (-CH3). BPA là chất
bột hoặc tinh thể màu trắng, nhiệt độ nóng chảy 158-158 độ C, áp suất bốc hơi
0.2mmHg (ở 170 độ C), không bền vữngvới aceton, amoniac, benzen,
chloroform, methanol, toluel, xylen, axit sunfuric đậm đặc... và bền vững đối với

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 14


axit axetic, NH4Cl , CO2, O2, Ure, , C2H5OH, Formaldehyde và một số chất khác.
Năm 1953, Hermann Schnell (hãng Bayer, Đức và Dan Fox, General Electric
Mỹ) đã độc lập tổng hợp polycarbonate với vật liệu khởi đầu là BPA. Chất dẻo
polycarbonate có những đặc tính ưu việt như sức chịu nhiệt, chịu lực và đặc biệt
là tính quang học nên nhanh chóng được thương mại hóa, đưa vào sản xuất năm
1957 (tại Mỹ) và 1958 (tại châu Âu) rồi có mặt trong hàng loạt sản phẩm công
nghiệp như các thiết bị quang học, thiết bị y tế, các dụng cụ thí nghiệm, các loại
hộp và chai dùng cho chế biến thực phẩm, các phương tiện số hóa như CD,
DVD, điện thoại di động, các hàng điện tử, vật liệu xây dựng, hàng loạt các đồ
dùng trong gia đình... Cho đến nay, nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng của BPA đến
sức khỏe đã chứng minh (Andriana và cs., 200).
BPA (theo đường tiêu hóa hay tiêm dưới da) làm biến đổi kích thước, khối
lượng của một số cơ quan như gan, thận, manh tràng, tử cung, bóng đái. Khi
BPA xâm nhập vào cơ thể theo đường hô hấp (cho động vật thở không khí chứa
BPA) làm xung huyết và viêm đường hô hấp trên.

Các biến đổi vi thể: tạo các tế bào gan phì đại và đa nhân, tạo các khối
thoái hóa kính trong bàng quang, biến đổi các biểu mô kép lát của tử cung và âm
đạo, thay đổi cấu trúc của các ống sinh tinh, giảm số lượng tinh trùng ở con đực...
Đối với khả năng sinh sản: BPA làm giảm khả năng sinh sản, giảm số
lượng con đẻ ra, khối lượng sơ sinh của con non
Thay đổi đến biểu hiện thành thục về tính của động vật thông qua ảnh
hưởng đến não và trục dưới đồi thị - tuyến yên - tuyến sinh dục.
Thay đổi biểu hiện các gene mã hóa receptor của estrogen.
Các nghiên cứu in vitro cho thấy: BPA kích thích sự nhân lên của tế bào ung thư
vú (MCF-7 cells), một loại tế bào mẫn cảm với hormon sinh dục nữ estrogen;
cạnh tranh và khóa cơ quan thụ cảm hormone sinh dục nam (testosteron) tái tổ
hợp trên nấm men. Đặc biệt, BPA ảnh hưởng đến quá sự phân ly của cặp nhiễm
sắp thể trong giảm phân của các tế bào trứng trong buồng trứng.
Rõ ràng BPA không những biểu hiện độc tính với cơ thể nói chung mà
còn thuộc chất gây ảnh hưởng đến sinh sản. Các nhà khoa học và nhiều tổ chức

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 15


đã xếp BPA vào nhóm các chất gây biến đổi nội tiết (các endocrine disruptors).Một
khi có ảnh hưởng đến chức năng của các hormone, BPA sẽ có ảnh hưởng đến sự phát
triển một số loại ung thư phụ thuộc hormon.Một số quan sát cho thấy trẻ em dùng
núm vú giả và bình sữa bị ảnh hưởng đến quá trình thành thục giới tính.
Với các ảnh hưởng đã được chứng minh, BPA được dùng làm chất đối
chứng dương trong nhiều nghiên cứu về hợp chất có hoạt tính estrogen.
1.4. Các hợp chất thiên thiên tác động đến hệ nội tiết
1.4.1. Khái niệm phytoestrogen
Trong số các nhóm hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học được nghiên

cứu và ứng dụng trong phòng trị bệnh, các chất có hoạt tính hormon, đặc biệt là
hoạt tính hormon estrogen được quan tâm rộng rãi. Phytoestrogen được dùng để
chỉ các hợp chất có nguồn gốc thực vật với những hoạt tính tương tự hay đối
kháng với estrogen trong cơ thể người và động vật.
Các phytoestrogen có trong nhiều loại thực vật dùng làm thực phẩm như
đậu tương, cải bắp, ngũ cốc (Bradbury và White, 1954), trong cây rễ rắn đen
(black cohosh hay Cimicifuga racemosa) (Rachon và cs., 2007; Seidlova-Wuttke
và cs., 2013) hay các loại cây và vị với hàm lượng khác nhau. Nhiều loại
phytoestrogen là các hợp chất phenol và có cấu trúc phân tự tương tự như cấu
trúc phân tử của estrogen nhưng cũng có thể có sự khác nhau rất lớn về cấu trúc
phân tử giữa các chất này. Các nhóm chính của phytoestrogen bao gồm (1) các
isoflavone, (2) prenylated flavonoid (một phân nhóm của flavonoid) và (3) các
coumestan. Những chất này tác động qua cơ chế phụ thuộc hay không phụ thuộc
thụ thể hormon estrogen (estrogen receptor) dẫn đến khả năng cạnh tranh hoặc ức
chế estrogen của chính cơ thể (Adlercreutz và Mazur, 1997). Cho đến nay, nhiều
nghiên cứu cho thấy tiềm năng ứng dụng các chất chiết từ thực vật cùng thay thế
cho estrogen trong liệu pháp thay thế hormone (Chatuphonprasert và cs., 2013)
Tác dụng cũng như ảnh hưởng của chúng đối với cơ thể đã và đang được làm
sáng tỏ.
1.4.2. Tác động của phytoestrogen

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 16


Các phytoestrogen là nhóm chất nguồn gốc thực vật, không thuộc nhóm
steroid nhưng có hai vòng phenol trong cấu tạo phân tử và có khả năng kết hợp
với thụ thể hormon estrogen (estrogen receptor) (Adlercreutz và cs. 1994;
Setchell và Cassidy, 1999). Những tác động tương tự estrogen đã được chứng

minh trên động vật thí nghiệm và một số nghiên cứu lâm sàng trong đó những
biểu hiện được quan tâm nhất bao gồm (1) giảm nguy cơ hay ức chế ung thư phụ
thuộc hormon như ung thư vú và ung thư tiền liệt tuyến, (2) giảm nguy cơ mắc
bệnh tim mạch và (3) chống loãng xương (Setchell và Adlercreutz, 1988;
Setchell và Cassidy, 1999). Tác dụng chống ung thư của phytoestrogen có thể
liên quan đến các cơ chế như ức chế tyrosine kinase, ức chế các yếu tố sinh
trưởng, ức chế các enzyme chuyển hóa steroid hay hoạt động như các yếu tố
chống oxy hóa và chống tạo mạch máu mới trong khối u (Adlercreutz và Mazur,
1997; Setchell và Cassidy, 1999). Một số nghiên cứu cũng cho thấy phytoestrgen
làm giảm phì đại tuyển tiền liệt ở nam giới và ức chế tế bào ung thư của tuyến
này (Bylund và cs., 2000; Choi và cs., 2000). Tổng hợp cơ chế cơ chế tác động
và ảnh hưởng của phytoestrogen từ những tài liệu đã công bố được trình bày ở
hình 1.1.
Nghiên cứu dịch tễ một số bệnh ung thư phụ thuộc estrogen như ung thư
vú, ung thư tử cung, ung thư tuyến tiền liệt cho thấy tỷ lệ mắc bệnh thấp hơn ở
nhóm người châu Á ăn khẩu phần chứa nhiều phytoestrogen (chủ yếu ở đậu
nành).
trong khi nhóm người châu Âu và Mỹ mắc bệnh với tỷ lệ cao hơn. Nhóm người
châu Á di cư sang Mỹ với khẩu phần thay đổi có tỷ lệ bệnh cao hơn nhóm người
sống tại chính nước họ (Wuttke và cs, 2002). Chính vì vậy hai phytoestrogen
trong đậu nành là GEN và daidzein được đặc biệt quan tâm. Một điều chú ý là
dưới tác dụng của vi khuẩn đường ruột người và động vật có vú, GEN và
daidzein có thể biến đổi thành equol, một chất cũng đã được chứng minh là có
hoạt tính hormon (Rachon và cs., 2007).
GEN là một thành viên trong nhóm isoflavone đồng thời được xác định là
một phytoestrgen có khả năng kết hợp với thụ thể hormon estrogen và gây tác

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 17

động tương tự estrogen (Davis và cs., 1999). GEN được tìm thấy trong nhiều sản
phẩm chế biến từ đậu nành (Mazur, 1998; Liggins và cs., 2000). GEN có khối
lượng phân tử tương đương với estradiol (hormon chính trong nhóm các
estrogen). Vòng phenol của GEN có khả năng bắt chước vòng phenol của
estradiol nên có khả năng gắn với thụ thể estrogen. Nghiên cứu về cấu trúc hóa
học cũng cho rằng khoảng cánh giữa hai nhóm OH trong cấu trúc nhân của GEN
và estradiol tương đương nhau (hình 2)

Hình 1.1. Cấu trúc phân tử của estradiol (trái) và GEN (phải). Estradiol có
phân tử lượng 272,38196 (g/mol); công thức phân tử C18H24 O2. Genistein có
phân tử lượng 270,2369 (g/mol), công thức phân tử C15H10O5.
GEN có khả năng ức chế ức chế tyrosine kinase, một enzyme liên quan
đến hầu hết các tín hiệu của quá trình phát triển và phân chia tế bào (Van der
Geer và cs., 1994) thông qua xúc tác cho quá trình chuyển nhóm phốt phát từ
ATP đến tyrosin) đồng thời là enzyme điều hòa kích thích màng tế bào và chức
năng của các kênh ion màng (Lev và cs., 1995), liên quan đến điện thế và hệ
thống tín hiệu màng (Wang và Salter, 1994). GEN được sử dụng như hợp chất
thay thế trong liệu pháp thay thế hormon ở phụ nữ mãn kinh và được cho rằng có
tác dụng tích cực thông qua ảnh hưởng cải thiện trạng thái mỡ huyết (Anderson
và cs., 1995; Anthony và cs., 1998) dẫn đến giảm nguy cơ xơ vữa thành mạch;
cải thiện trạng thái hoạt động của lưới nội nguyên sinh. Ở động vật thí nghiệm đã
loại bỏ buồng trứng, GEN có khả năng chống loãng xương do khả năng kích
thích quá trình tạo xương và hạn chế tôc độ hủy xương và thông qua tác động
đến quá trình biệt hóa của các tế bào tạo xương sơ cấp (Heim và cs., 2004). GEN
còn có khả năng hạn chế tạo khối u và quá trình hình thành các mạch máu mới

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 18


trong khối u (Lamartiniere, 2000; Farina và cs., 2006) ức chế phân chia của tế
bào ung thư vú (Shon và cs., 2006).
Ngoài tác động đến tuyến vú, cơ quan sinh dục và xương, GEN còn có
ảnh hưởng đến tim. Nghiên cứu của Li và cs. (2008) cho thấy GEN kích thích co
bóp của cơ tim (tác động này không phụ thuộc thụ thể estrogen); làm giảm rối
loạn chức năng cơ tim do tác động của glucose mở ra một hướng dinh dưỡng mới
cho các bệnh nhận đái tháo đường (Hintz và Ren, 2004). GEN tác động vào các
điểm khác nhau trong chu trình của ion Ca2+ trong tế bào cơ tim và ảnh hưởng
đến điện thế Ca2+ (Liew và cs., 2004); ảnh hưởng đến kênh ion kali tế bào cơ tâm
thất (Gao và cs., 2004), ảnh hưởng đến kỳ tâm trương phụ thuộc oxit nitơ với
hướng tác động tương tự hormon tự nhiên của cơ thể (Walker và cs., 2001).
Nghiên cứu mới đây cho thấy GEN làm thay đổi kích thước tế bào cơ tâm thất
cùng với ảnh hưởng làm tăng biểu hiện gen liên quan đến tăng trưởng cơ tim
(Nguyen và cs., 2012). GEN tác động tích cực đến trao đổi chất và hạn chế béo
phì trên động vật thí nghiệm (Cederroth và cs., 2008). Ảnh hưởng của GEN ở
mức độ tế bào phụ thuộc vào từng cơ quan, sự phân bố hai loại thụ thể alpha và
beta của hormon estrogen tại cơ quan đích và nồng độ estrogen của bản thân cơ
thể (Song và cs., 2007).
Nhiều tranh luận cho rằng GEN và các phytoestrogen khác có ảnh hưởng
tiêu cực đến sinh sản ở nam giới vì đặc điểm tác động tương tự hóc môn sinh dục
nữ của chất này. Nghiên cứu của Weber và cs. (2001) cho thấy phytoestrogen
trong đậu nành làm giảm nồng độ hormon sinh dục nam (testosterone) trong
huyết thanh cùng với giảm khối lượng tuyến tiền liệt nhưng không làm thay đổi
nồng độ lutein hormone (LH) và prostate 5α-reductase ở chuột nhắt đực. Các tác
giả cho rằng phytoestrogen đậu nành có ảnh hưởng tích cực đến quá trình bệnh lý
của phì đại hay ung thư tiền liệt tuyến.
Nghiên cứu của Cederroth và cs. (2010) cho thấy GEN làm giảm nhẹ số

lượng tinh trùng và khả năng thụ tinh của tinh trùng ở chuột đực được nuôi bằng
khẩu phần có chứa đậu nành. Cho đến nay các thí nghiệm cấp diễn và trường
diễn về tác động của GEN đến tử cung, tuyến vú, xương và những bằng chứng về
ảnh hưởng tiêu cực chủ yếu được tiến hành trên động vật thí nghiệm. Các nghiên
cứu lâm sàng trên người rất cần thiết để có kết luận chính xác về ảnh hưởng (có

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 19


thể có) của phytoestrogen nói chung và của phytoestrogen trong đậu nành nói
riêng đến sức khỏe con người. Tuy nhiên cần chú ý rằng cả ở nam và nữ giới, đa
số tác động của phytoestrogen trong đó có GEN đều thông qua các chế phụ thuộc
hay không phụ thuộc estrogen receptor vì thụ thể này có mặt ở các cơ quan của
cả hai giới. Chính vì vậy những nghiên cứu xác định phytoestrogen có tác dụng
tích cực và chọn lọc đối với những cơ quan khác nhau hay chức năng khác nhau
(phytoestrogens as modulators of estrogen actions) (hình 1.2) là chủ đề được
quan tâm nhiều nhất trong nghiên cứu phytoestrogen hiện nay.
Việc lựa chọn phytoestrogen hạn chế loãng xương ở phụ nữ mãn kinh
nhưng không kích thích tăng sinh tuyến vú và tử cung; hạn chế loãng xương ở
nam giới có lượng hormon testosterone thấp nhưng nhưng không kích thích tiền
liệt tuyến được cộng đồng nội tiết học và y học giới quan tâm. Yếu tố liều lượng,
thời điểm tác động và thời gian tác động đóng vai trò quan trọng quyết định tác
dụng hay ảnh hưởng của mỗi phytoestrogen. Tuy nhiên, hiện còn thiếu những dữ
liệu về liều tác dụng thích hợp trong các thí nghiệm trường diễn, làm cơ sở cho
các nghiên cứu lâm sàng trên người. Nghiên cứu mới đây trên chuột nhắt
(Nguyen và cs., 2012) cho thấy đối với con cái, hàm lượng GEN thấp trong khẩu
phần không kích thích tăng sinh tử cung nhưng có khả năng tác động đến cơ tim.
Hai thí nghiệm được trình bày dưới đây với mục đích xác định tác dụng đến mật độ

xương của GEN ở hàm lượng thấp.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 20