Nghiên cứu tác dụng ức chế enzym α glucosidase và enzym PTP1B in vitro của dịch chiết lá cây ổi (psidium guajava l ) trồng tại việt nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA Y – DƢỢC

TRẦN TRỌNG NGHĨA

NGHIÊN CỨU TÁC DỤNG ỨC CHẾ ENZYM αGLUCOSIDASE VÀ ENZYM PTP1B IN VITRO CỦA
DỊCH CHIẾT LÁ CÂY ỔI (Psidium Guajava L.) TRỒ
NG TẠI VIỆT NAM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƢỢC HỌC

HÀ NỘI – 2019


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA Y – DƢỢC

Ngƣời thục hiện: TRẦN TRỌNG NGHĨA

NGHIÊN CỨU TÁC DỤNG Ứ C CHẾ ENZYM αGLUCOSIDASE VÀ ENZYM PTP1B IN VITRO CỦA
DỊCH CHIẾT LÁ CÂY ỔI ( Psidium Guajava L.)
TRỒNG TẠI VIỆT NAM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƢỢC HỌC

KHÓA: QH.2014.Y
NGƯỜI HƯỚNG DẪN: PGS.TS. BÙI THANH TÙNG
ThS. ĐẶNG KIM THU

HÀ NỘI – 2019

LỜI CẢM ƠN
Khi nhận được đề tài này, tôi đã cảm thấy mình vô cùng may mắn, vì
đây là một đề tại rất thiết thực với cuộc sống. Sau khi hoàn thành khóa luận,
tôi lại cảm thấy mình may mắn hơn nữa khi được đóng góp một phần nhỏ bé
vào cuộc chiến chống lại căn bệnh đang ngày một gia tăng trên thế giới. Trong
thời gian thực hiện khóa luận này, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ nhiệt
tình từ thầy cô, người thân và bạn bè.
Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến PGS. TS. Bùi
Thanh Tùng – Phó trưởng phòng Quản lý khoa học và hợp tác phát triển Khoa Y Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội. Thầy đã giúp đỡ tôi kể từ những
ngày đầu tiên bước chân vào nghiên cứu khoa h ọc. Thầy là một giáo viên
hướng dẫn tận tâm luôn sát sao với sinh viên, tận tình chu đáo và luôn sẵn
sàng giải đáp mọi thắc mắc trong suốt quá trình thực hiện khóa luận.
Tiếp theo, tôi xin cảm ơn Ban chủ nhi ệm Khoa Y Dược, các thầy cô bộ
môn Dược lý – Dược lâm sàng, cùng toàn thể thầy cô các bộ môn khác đã
mang đến những kiến thức bổ ích nhất cho sinh viên chúng tôi trong suốt 5
năm học tập và thực hiện khóa luận tại khoa. Không có sự dạy dỗ 5 năm này,
tôi chắc chắn sẽ không có được một khóa luận như ngày hôm nay.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè, những người
đã luôn sát cánh, luôn ủng hộ, động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận
lợi nhất để tôi có thể hoàn thành khóa luận này.
Hà Nội, ngày 27 tháng 4 năm 2019
Sinh viên

Trần Trọng Nghĩa


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
BMI
ĐTĐ

ĐTĐ type 2
ER
EtOAc
EtOH

Chỉ số khối cơ thể
Đái tháo đường
Đái tháo đường type 2
Lưới nội chất
Ethylacetat
Ethanol

FDA
FFA
IDF
IL-6
IR
IRS
n-BuOH
PDK1
PI3K
PTP1B
ROS
TNF alpha
TZD
WHO

Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ

Axit béo tự do

Liên đoàn Đái tháo đường Thế giưới
Interleukin-6
Thụ thể insulin
Cơ chất của thụ thể insulin
n-Buthanol
PI3K-dependent kinase1
Phosphatidylinositol 3-kinase
Protein tyrosine phosphatase 1B
Quá trình oxi hóa
Tumor necrosis factor alpha
Thiazolidindion
Tổ chức Y tế Thế giới


STT
Bảng 1.1 Các hợp chất tự nhiên ức chế enzym α-glucosidase
Bảng 3.1

Tác dụ
phần, c

Bảng 3.2

Tác dụ
các phâ

Bảng 3.3

Tác dụ

STT
Hình 1.1

Cấu t

Hình 1.2

Cấu t

Hình 1.3

Cấu t

Hình 1.4

Cấu t

Hình 1.5

Cấu t

Hình 2.1

Phản
α-glu

Hình 3.1

Sơ đồ

Hình 3.2

Đồ th
PTP1

Hình3.3

Đồ th
PTP1
dịch


MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ.......................................................................................................1
Chƣơng 1. TỔNG QUAN................................................................................... 3
1.1. Bệnh đái tháo đƣờng....................................................................................3
1.1.1.

Tổng quan về bệnh đái tháo đường...................................................3

1.1.2.

Tình hình bệnh đái tháo đường trên thế giới và tại Việt Nam.........4

1.1.3.

Các yếu tố nguy cơ của bệnh đái tháo đường type 2........................5

1.1.4.

Cơ chế bệnh sinh của đái tháo đường type 2....................................7

1.1.5.

Chẩn đoán bệnh đái tháo đường.......................................................8

1.1.6.

Điều trị đái tháo đường....................................................................10

1.2. Tổng quan về enzym α-glucosidase và PTP1B.........................................11
1.2.1.

Tổng quan về enzym.........................................................................11

1.2.2.

Tổng quan về enzym α-glucosidase................................................. 11

1.2.3.

Tổng quan về enzym PTP1B (protein tyrosine phosphatase 1B)...14

1.3. Đặc điểm thực vật, phân bố của cây ổi tại Việt Nam...............................20
1.3.1.

Vị trí phân loại thực vật................................................................... 20

1.3.2.

Phân bố.............................................................................................20

1.3.3.

Đặc điểm thực vật.............................................................................21

1.3.4.

Thành phần hóa học........................................................................21

1.3.5.

Tác dụng và công dụng....................................................................22

Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................24
2.1. Nguyên vật liệu và thiết bị..........................................................................24
2.1.1.

Đối tượng nghiên cứu......................................................................24

2.1.2.

Chuẩn bị mẫu...................................................................................24

2.1.3.

Hóa chất và thiết bị.......................................................................... 24

2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu...........................................................................25

2.2.1.

Đánh giá tác dụng ức chế enzym α-glucosidase in vitro................25

2.2.2.

Đánh giá khả năng ức chế enzym PTP1B in vitro..........................26

Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU............................................................ 28
3.1. Kết quả chiết xuất và phân đoạn dịch chiết lá ổi..................................... 28
3.2. Tác dụng ức chế enzym α-glucosidase in vitro..........................................29
3.3. Tác dụng ức chế enzym PTP1B in vitro.................................................... 30
Chƣơng 4: BÀN LUẬN.....................................................................................33
Chƣơng 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................36
TÀI LIỆU THAM KHẢO


ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong vòng 3 thập kỷ gần đây, số người mắc đái tháo đường trên thế
giới đã tăng gấp đôi. Theo thống kê của Tổ chức Y tế thế giới, năm 2012 trên
thế giới có 346 triệu người mắc đái tháo đường, trong đó có hơn nửa sống ở
vùng Tây Thái Bình Dương, Nam Á và Đông Địa Trung Hải [37]. Sự bùng
phát của bệnh đái tháo đường type 2 hiện nay xảy ra ở những nước đang phát
triển nhiều hơn những nước phát triển. Trong 10 nước được dự đoán có số
người mắc đái tháo đường nhiều nhất trên thế giới vào năm 2030 thì có 5
nước ở châu Á (Trung Quốc, Ấn Độ, Pa-kít-xtan, In-đô-nê-sia và Băng-la-đét)
[3, 38].
Bệnh đái tháo đường là bệnh đặc trưng bằng mức đường trong máu cao,

nguyên nhân là do thiếu insulin có kèm hoặc không kèm theo kháng insulin
với các mức độ khác nhau [37]. Bên cạnh đó, bệnh đái tháo đường còn gây ra
các biến chứng nguy hiểm về tim mạch, tai biến mạch máu não, suy thận, …
Bệnh đái tháo đường gồm có hai loại, trong đó loại 2 chiếm khoảng 90 %
trong tổng số trường hợp bị bệnh [1].
Đái tháo đường type 2 đặc trưng bởi sự đề kháng insulin, dẫn đến tế
bào không nhận được lượng glucose nên sẽ làm tăng glucose trong máu. Hiện
nay, nhiều nghiên cứu đã cho thấy vai trò của hai enzym α-glucosidase và
protein tyrosine phosphatase 1B (PTP1B) trong điều trị đái tháo đường type 2
Enzym α-glucosidase được biết đến như tác nhân thủy phân
oligosaccharid thành glucose; PTP1B lại là tác nhân làm tăng quá trình khử
phospho hóa Irβ, dẫn đến giảm tín hiệu insulin và kháng insulin [7, 19, 31]. Vì
vậy, ức ch ế sự hoạt động của hai enzym này sẽ là phương pháp điều trị đái
tháo đườ ng type 2.
[4].

Hiện nay, trên thị trường đã có nhiều loại thuốc được dùng để điều trị
đái tháo đường type 2, nhưng vẫn còn nhiều tác dụng không mong muốn.
Theo đó, sử dụng dược liệu hay các sản phẩm đến từ tự nhiên trong chẩn đoán
và điều trị bệnh đang trở thành một xu hướng được nhiều người ưa chuộng,
bởi tính an toàn và ít tác dụng phụ. Trên thế giới và ngay tại Việt Nam cũng
đã có rất nhiều nghiên cứu chứng minh được tác dụng làm giảm glucose máu
1


từ các loại thảo dược hay thực vật nói chung. Trong đó, nghiên cứu tác d ụng
ức chế hai enzym α-glucosidase và PTP1B từ các loại lá, vỏ cây hay các lo ại
quả đang được quan tâm rất lớn.
Ổi hay còn gọi là ủi, phan thạch lựu. Tên khoa học là Psidium guajava
L., thuộc họ Sim Myrtaceae. Cây ổi nguồn gốc miền nhiệt đới châu Mỹ, sau

được phổ biến và trồng khắp ở vùng nhiệt đới châu Á, châu Phi [2]. Các hợp
chất trong lá ổi gồm có: morin flavonoid, morin-3-O-lyxosyde, morin-3-Oarabinoside, quercetin, quercetin-3-O-arabinoside, glycosides, alkaloids,
saponins và tritecpenoid [33]. Theo y học cổ truyền, lá ổi có vị đắng sáp, tính
ấm, có công dụng tiêu thũng giải độc, thu sáp ch ỉ huyết. Quả ổi vị hơi chua
sáp, tính ấm, có công dụng thu liễm, kiện vị cố tràng [2]. Các nghiên cứu cho
thấy, dịch chiết từ các bộ phận của cây ổi đều có tác dụng kháng khuẩn, làm
săn se niêm mạc và cầm đi lỏng [28]. Ngoài ra, hiện nay một số quốc gia như
Nhật Bản đã sử dụng lá ổi để làm trà, trà lá ổi được biết đến như một loại đồ
uống giúp kiểm soát lượng đường trong máu, giảm cholesteron, hỗ trợ giảm
béo và một số tác dụng khác…
Để tìm hiểu rõ hơn, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu tác dụng
ức chế enzym α-glucosidae và enzym PTP1B in vitro của dịch chiết lá cây
ổi (Psidium Guajava L.) trồ ng tại Việt Nam” với mục tiêu:
1.
Đánh giá tác dụng ức chế enzym α-glucosidae in vitro của các
phân đoạn dịch chiết lá cây ổi (Psidium Guajava L.).
2.
Đánh giá tác dụng ức chế enzym PTP1B in vitro của các phân
đoạn dịch chiết lá cây ổi (Psidium Guajava L.).

2


Chƣơng 1. TỔNG QUAN
1.1.

Bệnh đái tháo đƣờng

1.1.1. Tổng quan về bệnh đái tháo đường
Theo Tổ chức Y tế Thế giới ( WHO), đái tháo đường là một rối loạn

chuyển hóa do rất nhiều nguyên nhân, được mô tả là sự tăng đường huyết mạn
tính cùng với rối loạn chuyển hóa carbohydrat, chất béo và protein, nó là hậu
quả của sự suy giảm tiết insulin và giảm hoạt tính insulin [37].
Bệnh đái tháo đường đã được biết đến từ lâu trong lịch sử y học. Từ
những năm 1.500 trước công nguyên trong các tài liệu của người Ai Cập cổ
đại đã mô tả bệnh có triệu chứng liên quan đến b ệnh đái tháo đường ngày nay
[41]. Các tài liệu cổ của người Ấn Độ cổ cũng ghi lại những nệnh nhân có
triệu chứng uống nước nhiều, hiện tượng “ruồi bâu, kiến bậu” vào nước tiểu.
Y học cổ xưa cũng đã có một số phương pháp điều trị như: dùng thuốc lợi
tiểu, tắm bồn nước nóng, rạch tĩnh mạch, t ẩ y giun và dùng các loại thảo mộc
[37].
Năm 1674 sau công nguyên, Thomas Willis là người đầu tiên so sánh vị
ngọt của đường trong nước tiểu giống như mật, từ đó thuật ngữ “diabetes
mellitus” bắt đầu xuất hiện và được sử dụng cho tới nay [3].
Năm 1869, Paul Langerhans đã phát hiện ra tụy có hại loại tế bào.
Năm 1872, Bouchardart nhận thấy đường trong nước tiểu giảm khi các
bệnh nhân nhịn đói lâu ngày hoặc ăn chế độ ăn khắc khổ [41]. Từ đó, chế độ
ăn được quan tâm trong việc điều trị bệnh đái tháo đường.
Từ nh ững năm 1875 – 1901, các nghiên cứu về các tế bào đảo tụy tiếp
tục đượ c thực hiện. Năm 1901, Eugen Opie phát hiện người bệnh đái tháo
đường có tổn thương đảo tụy Langerhans. Ông cho rằng các tế bào của đảo
tụy đã tiết ra chất mà khi thiếu các chất này thì gây ra bệnh đái tháo đường
[38].
Năm 1906, Geoge Zuelezer đã thử nghiệm điều trị cho người mắc đái
tháo đường bằng cách tiêm chất chiết xuất của tụy, tuy nhiên thử nghiêm này
thất bại do người bệnh co giật.

3

Năm 1920, Frederick Banting và các đồng nghiệp đã thành công khi
dùng chất chiết xuất của tụy để nuôi sống những con chó đã bị cắt tuyến t ụ y.
Họ đã đặt tên cho chất này là “isletin”.
Tiếp sau đó năm 1921 , người ta đã thử nghiệm lần đàu tiên chất isletin
cho một bệnh nhân 14 tuổi và tháy mức glucose máu của người bệnh đã hạ
xuống nhanh chóng từ 440 mg/dL xuống 320 mg/dL. Cùng thời gian này, giáo
sư Macleod tại trường đại học Toronto đã sử dụng huyết thanh này để điều trị
cho người bệnh và ông đổi tên “isletin” thành “insulin” [37].
Từ những năm 1922 cho tới nay insulin đã được nghiên cứu, sản xuất
và bán trên thị trường. Việc sử dụng insulin trở nên dễ dàng thuận tiện hơn
nhiều, tuy nhiên giá thành vẫn còn rất đắt đỏ. Năm 1979, người ta đã tạo ra
được insulin bằng công nghệ AND tái tổ h ợp và tới năm 1982, insulin tái tổ
hợp đã được sản xuất thành công làm gi ả m giá thành của insulin giúp cho
hàng triệu bệnh nhân đái tháo đường trên th ế giới.
Năm 1998, nước Anh công bố nghiên cứu chúng minh vai trò của liệu
pháp điều trị tích cực đối với người mắc bệnh đái tháo đường type 2 và làm
giảm mức độ các biến chứng mạn tính của bệnh [3].
1.1.2. Tình hình bệnh đái tháo đường trên thế giới và tại Việt Nam
Theo Liên đoàn Đái tháo đường Thế giới (IDF), năm 2015 trên toàn thế
giới có 415 triệu người lớn (độ tuổi 20-79) đang sống với bệnh đái tháo đường
và dự đoán đến năm 2040, con số này sẽ tăng đến khoảng 642 triệu người.
Bên cạnh đó, cùng với việc tăng sử dụng thực phẩm không thích hợp, ít hoặc
không hoạt động thể lực ở trẻ em, bệnh đái tháo đường type 2 đang có xu
hướng tăng ở cả trẻ em, trở thành vấn đề sức khỏe cộng đồng nghiêm trọng
[38].
Bệnh đái tháo đường gây nên nhiều biến chứng nguy hiểm, là nguyên
nhân hàng đầu gây bệnh tim mạch, mù lòa, suy thận, và cắt cụt chi. Nhưng
một điều đáng khả quan, có tới 70% trường hợp đái tháo đường type 2 có thể
dự phòng hoặc làm chậm xuất hiện bệnh bằng tuân thủ lối sống lành mạnh,
dinh dưỡng hợp lý và tăng cường luyện tập thể lực [38].

4


Tại Việt Nam, năm 1990 của thế kỷ trước, tỷ lệ bệnh ĐTĐ chỉ là 1,1 %
(ở thành phố Hà Nội), 2,25% (ở thành phố Hồ Chí Minh), 0,96% (thành phố
Huế), nghiên cứu năm 2012 của Bệnh viện Nội tiết trung ương cho thấy: tỷ lệ
hiện mắc đái tháo đường trên toàn quốc ở người trưởng thành là 5.42%, tỷ lệ
đái tháo đường chưa được chẩn đoán trong cộng đồng là 63.6%. Tỷ lệ rối loạn
dung nạp glucose toàn quốc 7,3%, rối loạn glucose máu lúc đói toàn quốc
1,9% (năm 2003). Theo kết quả điều tra STEPwise về các yếu tố nguy cơ của
bệnh không lây nhiễm do Bộ Y tế thực hiện năm 2015, ở nhóm tuổi từ 18-69,
cho thấy tỷ lệ đái tháo đường toàn quốc là 4,1%, tiền đái tháo đường là 3,6%
[3].
1.1.3. Các yếu tố nguy cơ của bệnh đái tháo đườ ng type 2
Bệnh đái tháo đường type 2 hay còn gọi là đái tháo đường không phụ
thuộc insulin thường thấy ở người sau tuổ i 40 và có thể trạng béo. Bệnh đái
tháo đường type 2 là một rối loạn mạn tính mà nguyên nhân được cho là do có
sự tương tác giữa yếu tố gen và yếu tố môi trường [4].
1.1.3.1. Thừa cân và béo phì
Tỷ lệ người trưởng thành bị thừa cân (BMI từ 25 – 30 kg/m 2) và béo
phì (BMI > 30 kg/m2) trên th ế giới được dự đoán sẽ tăng lên 57,8% vào năm
2030. Thừa cân và béo phì dẫn tới viêm, tăng tiết từ mô mỡ các hoạt chất
nhóm adipocytokine. T ấ t cả nững hiện tượng này đều có vai trò gây kháng
insulin ở gan, mô cơ và tăng nguy cơ dẫn tới mắc bệnh đái tháo đường [41].
Theo khuyến cáo của Tổ chức Y tế Thế giới, đối với người châu Á, BMI từ
23-25 kg/m2 là thừa cân và trên 25 kg/m2 là béo phì [4].
Đặc điể m của đa số bệnh nhân đái tháo đường ở Việt Nam thường có
BMI bình thường nhưng mỡ bụng, phần trăm mỡ cơ thể và mỡ bụng cao, đặc
biệt là ở phụ nữ [23]. Nghiên cứu ở Việt Nam cho thấy những người có BMI

> 23 kg/m2 thì có nguy cơ mắc đái tháo đường type 2 cao gấp 2,89 lần so với
người bình thường [3].
1.1.3.2. Tuồi
Nguy cơ đái tháo đường tăng cùng với tuổi do tăng tính kháng insulin
liên quan tới béo phì và tinhg trạng ít vận động. Cùng với thời gian, các tế bào
5


beta suy yếu do phải tăng tiết insulin để bù đắp cho sự tăng mức độ kháng
insulin của cơ thể. Ở Châu Á, tỷ này cao ở người trẻ tuổi và trung niên, đây
chính là độ tuổi lao động sản xuất chính của xã hội. Điều này gây nên gánh
nặng lớn cho các nước Châu Á mà trong đó chủ yếu là những nước đang phát
triển và kém phát triển [38].
Tại Việt Nam, nghiên cứu dịch tễ bệnh đái tháo đường tại 4 thành phố
lớn năm 2003 cho kết quả tỉ lệ mắc đái tháo đường ở nhóm người dưới 35 tuổi
là 0,9% còn ở nhóm 45-54 tuổi là 6,5% và ở nhóm 55-64 tuổi là 10,3%.
Nghiên cứu này cũng chứng minh tuổi cao là một yếu tố nguy cơ đặc biệt, có
liên quan chặt chẽ đến bệnh đái tháo đường [3].
1.1.3.3. Tiền sử gia đình
Tiền sử gia đình là một yếu tố quan trọng liên quan tới bệnh đái tháo
đường, điều này một phần thể hiện cho vai trò của yếu tố di truyền đối với
nguy cơ mắc bệnh. Những đối tượng có nguy cơ mắc bệnh cao nếu có ít nhất
1
người trong gia đình bị bệnh. Theo Tạ Văn Bình và cộng sự, tiền sử
gia
đình có bố mẹ hoặc con ruột, anh, chị, em ruột bị mắc đái tháo đường thì có
nguy cơ mắc bệnh cao gấp 3,28 lần so với nhóm bình thường không có người
thân trong gia đình mắc đái tháo đường [23].
1.1.3.4. Yếu tố gen
Nghiên cứu ở các cặp sinh đôi đã cung cấp những bằng chứng thuyết

phục về ảnh hưởng của yếu tố di truyền đối với bệnh đái tháo đường. Các cặp
sinh đôi cùng trứng có tỷ lệ tương đồng cao hơn so với các cặp sinh đôi khác
trứng. Sự tương đồng về nguy cơ mắc đái tháo đường type 2 ở người sinh đôi
cùng trứng t ừ 34-83% và ở người sinh đôi khác trứng là 16-40% [37].
1.1.3.5. Chế độ dinh dưỡng và hoạt động thể lực
Chế độ dinh dưỡng phù hợp và luyện tập là chìa khóa để chống lại béo
phì và cao huyết áp, tăng hoạt động của insulin và giảm sự tạo glucose ở gan.
Hoạt động thể lực có vai trò đặc biệt quan trọng đối với bệnh đái tháo đường
type 2. Nhóm đối tượng ít vận động (< 30 phút/ngày) có nguy cơ mắc đái tháo
đường cao gấp 2,4 lần so với nhóm hoạt động nhiều. Nhiều nghiên cứu đã cho
thấy việc hoạt động thể lực thường xuyên có tác dụng làm giảm nồng độ
6


glucose máu đồng thời duy trì sự ổn định của lipid máu, huyết áp và giúp c ải
thiện tâm lý. Sự phối hợp hoạt động thể lực thường xuyên và điều chỉnh chế
độ ăn có thể giúp giảm 58% tỷ lệ mắc mới đái tháo đường type 2 [41].
1.1.4. Cơ chế bệnh sinh của đái tháo đường type 2
1.1.4.1. Cơ chế liên quan đến rối loạn tiết insulin
Khi mới bị đái tháo đường type 2, insulin có thể bình thường hoặc tăng
lên nhưng tốc độ tăng chậm không tương ứng với mức tăng của glucose máu.
Khi glucose máu > 13,8mmol/l thì các rối loạn chức năng tế bào beta về bài
tiết insulin sẽ rõ rệt. Khi nghiên cứu nồng độ insulin lúc đói sau nghiệm pháp
dung nạp đường huyết giờ thứ hai của người mắc đái tháo đường type 2,
Defronzo và cộng sự thấy mỗi tương quan giữa nồng độ glucose máu lúc đói
và nồng độ insulin lúc đói có sự thay đổi đặ c biệt [23]:
- Khi glucose máu tăng đến 120mg/dL lượng insulin sẽ tăng gấp đôi.
- Khi glucose máu từ 150-160 mg/dL lượng insulin tiết giống như
người bình thường.
- Khi glucose máu trên 160 mg/dL xuất hiện hiện tượng giảm đáp ứng.

- Khi glucosse máu 200-220 mg/dL thì đáp ứng giảm rõ rệt.
1.1.4.2. Cơ chế bệnh liên quan đến kháng insulin
Kháng insulin là tình trạng giảm hoặc mất tính nhạy cảm của cơ quan
đích với insulin. Kháng insulin do nhiều nguyên nhân: tế bào beta tiết insulin
bất thường, có chất đối kháng insulin lưu thông trong máu như: glucagon,
catecholamine, cortisol, hormon GH, axit béo tự do (FFA), kháng thể kháng
insulin, kháng thể kháng thụ thể insulin, resistin, TNF alpha (Tumor Necrosis
factor alpha), IL-6 (Interleukin-6) [4].
Insulin kiểm soát cân bằng đường huyết qua 3 cơ chế, mỗi cơ chế rối
loạn có th ể dẫn đến kháng insulin [1]:
- Insulin ức chế sản xuất glucose từ gan.
- Insulin kích thích dự trữ glucose ở tổ chức cơ.
- Insulin kích thích dự trữ glucose ở các cơ quan.

7


1.1.4.3. Triệu chứng của đái tháo đường
Bệnh đái tháo đường thường không có triệu chứng rõ rệt ở giai đoạn
sớm, nhưng gây ra cảm giác như ốm: cảm sốt, đau bụng, đau đầu, ho. Sau một
thời gian dài, các triệu chứng lâm sàng gồm [4]:
- Háo nước, uống nhiều nước, luôn thấy khát.
- Đi tiểu nhiều lần trong ngày, kể cả đêm.
- Thường xuyên cảm thấy đói và ăn nhiều.
- Cơ thể mệt mỏi, khó tập trung vào học hành, công việc, dễ nổi cáu.
- Nhìn sự vật mờ đi.
- Giảm cân nhiều trong một thời gian ngắn.
1.1.4.4. Biến chứng của đái tháo đường
Biến chứng là vấn đề đe dọa sức khỏ lớn nhất đối với người mắc đái
tháo đường. Các biến chứng thường thấy như: biến chứng thận, tim mạch,

mắt, chân, tổn thương ở da, miệng, loãng xương,… Khi xuất hiện biến chứng
ở các cơ quan, người bệnh sẽ thấy nhiều triệu chứng như suy thận, đục thủy
tinh thể, cao huyết áp, nhiễm trùng dai dẳng. Hậu quả để lại nặng nề, gây ra
gánh nặng cho bệnh nhân và gia đình [3].
1.1.5. Chẩn đoán bệnh đái tháo đường
Theo khuyến cáo của Hiệp hội Đái tháo đường Hoa Kỳ và Tổ chức Y tế
Thế giới, đái tháo đường được chẩn đoán dựa vào 1 trong 4 tiêu chuẩn sau
[37]:
Đường huyết lúc đói ≥ 126mg/dL hoặc ≥ 7,0 mmol/l (đo ở thời
điểm nhịn đói ít nhất 8h)
Đườ ng huyết 2 giờ ≥ 200 mg/dL hoặc ≥ 11,1 mmol/l khi làm
xét nghi ệ m dung nạp glucose
HbA1c ≥ 6,5%
Bệnh nhân có triệu chứng của tăng đường huyết hay tăng
đường huyết trầm trọng (gồm: uống nhiều nước, tiểu nhiều, sụt cân
không giải thích được) kèm theo xét nghiệm đường huyết ngẫu nhiên
≥ 200 mg/dL hoặc ≥ 11,1 mmol/l.

8


Việc phát hiện rối loạn glucose máu lúc đói bằng xét nghiệm dung nạp
glucose máu tĩnh mạch có độ nhạy cao hơn so với phương phá xét nghiệ m
dung nạp glucose bằng máu mao mạch [38].



Nghiệm pháp dung nạp đƣờng huyết

Phương pháp xét nghiệm bằng dung nạp đường uống (OGTT) đánh giá

hiệu quả chuyển hóa glucose của cơ thể được dùng làm “tiêu chuẩn vàng” để
chẩn đoán đái tháo đường trong nhiều năm nay. Tăng nồng độ glucose máu
sau bữa ăn thường xảy ra trước khi tăng glucose lúc đói. Do đó glucose máu
sau bữa ăn là một chỉ báo nhạy của nguy cơ phát hiện bệnh tiểu đường. Tuy
nhiên để thực hiện OGTT, bệnh nhân cần các điề u kiện quan trọng gồm có:
khẩu phần ăn ít nhất phải có 150g carbohydrat/ngày trong 3 ngày trước khi
làm nghiệm pháp, nhịn đói từ 10 đến 16 giờ và bắt đầu làm nghiệm pháp
trong khoảng 7 đến 9 giờ sáng [23].
Theo khuyến cáo của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) nên sử dụng tiêu
chuẩn OGTT bởi nếu chỉ xét nghiệm glucose máu lúc đói thì sẽ có 30%
trường hợp không phát hiện ra đái tháo đường. Ngoài ra các trường hợp rối
loạn đường huyết chỉ được phát hiện bằng xét nghiệm OGTT [41].



Tiêu chuẩn HbA1c trong chẩn đoán đái tháo đƣờng type 2

HbA1c là nồng độ glucose máu hoặc huyết tương trung bình trong 8 –
12 tuần. Chỉ số HbA1c đã được sử dụng để chẩn đoán đái tháo đường type 2
và để dùng đánh giá ca mới mắc và hiện mắc đái tháo đường type 2. Chỉ số
HbA1c có nhiều thuận lợi cho người bệnh: máu được lấy ở bất kỳ chỗ nào,
không cần nhịn ăn hoặc ngay cả khi bệnh nhân có dung nạp glucose trước đó.
Khác với tiêu chuẩn xét nghiệm đường huyết lúc đói hoặc dung nạp glucose
thì HbA1c không bị ảnh hưởng bởi stress, lượng carbohydrat trong chế độ ăn
uống ho ặ c hoạt động thể lực và rất ổn định trong mẫu máu bảo quản ở 37°C
[38].
Tuy nhiên tiêu chuẩn này vẫn còn những hạn chế như yêu cầu phải thực
hiện trong phòng thí nghiệm đạt chuẩn, tin cậy, chi phí xét nghiệm cai hơn so
với phương pháp xét nghiệm đường huyết lúc đói và dung nạp glucose. Khi
bệnh nhân có những vấn đề về máu: thiếu máu, mang thái, suy thận, bệnh lý

9


làm giảm thời gian sống hồng cầu, tăng ure máu, các bệnh lý có liên quan th
ới hemoglobin thì không thể đánh giá bằng HbA1c [38].
1.1.6. Điều trị đái tháo đường
1.1.6.1. Điều trị sử dụng thuốc
Hiện nay, cách điều trị đái tháo đường chủ yếu vẫn là sử dụng kết hợp
các loại thuốc cùng với đó là lối sống lành mạnh nhằm duy trì sự ổn định và
hạn chế các biến chứng nặng nề . Thuốc sử dụng để điều trị bệnh tiểu đường
type 2 chủ yếu chia 3 nhóm [3]:
Nhóm thuốc kích thích tụy tiết insulin như nhóm
sufonylurea:
Tolbutamide, Chlorpropamide, Glibenclamid, Gliclazid, Glimepirid,
Glipizide, Glinide; nhóm meglitinide: Prandin, Starlix; nhóm
sitagliptin: Januvia, Onglyza.
Nhóm thuốc giúp tăng độ nhạy c ủa insulin như nhóm
biguanide: metformin (Glucophage, Glucophge XR, Metformin XR);
nhóm thiazolidinedione (TZD) hay glitazone, (Rosiglitazone,
pioglitazone ).
Thuốc ức chế men α-glucosidase (làm chậm hấp thu đường
glucose từ ruột vào máu): Acarbose (Precose, Glucobay), miglitol
(Glyset).
1.1.6.2. Điều trị không sử d ụng thuốc
Bên cạnh việc sử dụng thuốc, xây dựng một lối sống lành mạnh là điều
không thể thiếu để giúp người bệnh đái tháo đường type 2 có một cuộc sống
ổn định hơn. Chế độ lành mạnh là một yếu tố ảnh hưởng trực tiếp tới bệnh đái
tháo đường. Lựa chọn thực phẩm có nhiều chất xơ, ăn nhiều đạm có nguồn
gốc thực vật, ít chất béo, đặc biệt chất béo bão hoà. Chế biến thực phẩm chú
trọng luộc, hấp, áp chảo, hạn chế đồ rán, xào, sử dụng các loại gia vị và nước

sốt ít béo, ít muối và đường. Ăn trái cây nguyên quả, không ép nước. Tập
luyện thường xuyên sẽ cải thiện sức khoẻ nói chung và giúp chống lại bệnh
tật, nhất là bệnh tim mạch, xương khớp. Tập luyện làm tăng cường sinh lực,
giảm cân và giảm đường huyết nên được coi là một biện pháp quan trọng
trong điều trị bệnh nhân đái tháo đường [41].


10


1.2. Tổng quan về enzym α-glucosidase và PTP1B
1.2.1. Tổng quan về enzym
1.2.1.1. Khái niệm
Enzym là chất xúc tác sinh học được hình thành trong tế bào dưới dạng
hợp chất protein có cấu trúc hóa học đặc thù. Trong tế bào sinh v ật luôn xảy
ra quá trình trao đổi chất, enzym đã góp phần thúc đấy các phản ứng hóa học
này ở điều kiện bình thường với tốc độ cực nhanh mà không cần sự hỗ trợ đặc
biệt của các yếu tố nhiệt độ, áp suất… Enzym có thể được thu nhận từ các cơ
thể sống khác nhau của động vật, thực vật, vi sinh vật [32].
Enzym trong cơ thể sinh vật với chức năng là xúc tác chọn lọc, đóng
vai trò định hướng tất cả mọi phản ứng xảy ra trong tế bào. Khi ở ngoài tế bào
nhiều enzym vẫn có khả năng hoạt động tương tự [34].
1.2.1.2. Chất ức chế enzym
Chất ức chế enzym là chất có khả năng làm yếu hoặc làm chấm dứt
hoàn toàn tác dụng của enzym. Các chất ức chế có bản chất hóa học rất khác
nhau, có thể là các ion hóa kim loại, các anion, các hợp chất hữu cơ phân tử
nhỏ hoặc là protein. Chất ức chế có thể có phản ứng thuận nghịch hoặc không
thuận nghịch với enzym. Thường phân biệt hai loại ức chế thuận nghịch, ức
chế cạnh tranh và ức ch ế không cạnh tranh [35].
1.2.2. Tổng quan về enzym α-glucosidase

1.2.2.1. Danh pháp và phân loại
Enzym α-glucosidase (EC 3.2.1.20) còn có những tên gọi khác như
maltase, glucoinvertase, glucosidosucrase, maltase glucoamylase, αglucopyranosidase, glucosidoinvertase, α-D-glucosidase, α-glucoside
hydrolase, α-1,4-glucosidase, α-D-glucoside glucohydrolase [7].
Enzym α-glucosidase là một enzym một thành phần, có hoạt tính
exohydrolysis, xúc tác phản ứng thủy phân liên kết α-1,4-glycoside ở đầu tận
cùng không khử của carbohydrate giải phóng các phân tử α-D-glucose. Chất
nền đặc trưng của enzym α-glucosidase là các disaccharide, oligosaccharide,
các aryl- và akyl-α-glucopyranoside khác [30].

11


Enzym α-glucosidase là một trong những enzym thuộc lớp glycoside
hydrolase. Glycoside hydrolase là một lớp các enzym thường tách liên k ết
glycoside giữa 2 phân tử carbohydrate, một trong những liên kết mạnh nhất
được tìm thấy ở các polymer tự nhiên. Các enzym này có khả năng bẻ gãy các
liên kết glycoside nhanh hơn 1017 lần so với phản ứng không có enzym xúc
tác [12].
1.2.2.2. Cơ chế xúc tác
Chúng ta biết rằng carbohydrat chứa trong thức ăn là nguồn cung cấp
chất đường cho cơ thể. Sau khi vào cơ thể, những carbohydrat được thủy phân
thành những phân tử đường đơn bởi những enzym trong ruột non và các phân
tử đường này được tỏa ra nuôi các tế bào cơ thể [21].
Tiến trình phân hóa này đòi hỏi tụy phải tiết ra α-amylase dùng để phá
vỡ các phân tử carbohydrat lớn thành oligosaccharid, màng tế bào ruột non lại
tiết ra α-glucosidase để tiếp tục phân hóa các oligosaccharide thành các phân
tử đường đơn rồi mới thẩm thấu vào máu. Chức năng chính của enzym này là
xúc tác cho việc cắt đứt liên kết 1,4-α-D-glucosid của cơ chất để giải phóng ra
α-D-glucose [21].

Bằng cách kiềm chế s ự hoạt động của enzym α-glucosidase, có thể làm
giảm sự thủy phân của carbohydrat và làm chậm sự thẩm thấu glucose vào
máu [12].
1.2.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính enzym αglucosidase a. Các chất tổng hợp
Acarbose và miglitol đang được sử dụng rộng rãi như thuốc điều trị đái
tháo đường type 2. Cơ chế hoạt động của các thuốc này là ức chế enzym αglucosidase ở ruột. Cụ thể chất ức chế α-glucosidase là các saccharide hoạt
động như chất ức chế sự cạnh tranh của các enzym cần thiết để tiêu hóa
carbohydrate, đặc biệt là enzym α-glucosidase.

12


Hình 1.1. Cấu trúc phân tử Acarbose
b. Các chất tự nhiên
Hiện nay, người ta đã tìm ra một s ố các hợp chất ức chế enzym αglucosidase như: flavonoid, anthocyanidin, isoflavone, phenolic,
curcuminoids, terpinoid… Việc tìm kiếm các hợp chất có nguồn gốc tự nhiên
đang rất được quan tâm trên toàn thế giới, khi mà các hợp chất hóa học đang
có một nhược điểm là để lại nhiều tác dụng phụ [21].
Bảng 1.1. Các hợp chấ t tự nhiên ức chế enzym α-glucosidase [22]
STT

Nhóm hợp chất

1 Flavonoid

13


2 Alcaloid

3 Saponin-triterpenoid

4 Curcuminoid

5 Miscellaneous

6 Phenolic

1.2.3. Tổng quan về enzym PTP1B (protein tyrosine phosphatase 1B)
1.2.3.1. Danh pháp và phân loại
PTP1B (EC 3.1.3.48) là tên viết tắt của protein tyrosin phosphatase 1B.
Đây là một enzym thuộc phân họ pTyr PTP cổ điển - một trong bốn phân họ
của siêu họ enzym Protein Tyrosin Phosphatase [18].
1.2.3.2. Cấu trúc
PTP1B là protein chứa 435 axit amin, trong đó vùng xúc tác từ axit
amin 30 đến axit amin 278. Đầu tận C kị nước chính là vị trí để enzym gắn
vào bề mặt lưới nội chất. Đặc điểm cấu trúc đặc trưng của PTP1B là vòng xúc
tác gồm đơn phân xúc tác Cys215, vòng WPD (tryptophan, prolin, axit
aspartic) và vị trí liên kết aryl-phosphat thứ cấp [24].

14


Trung tâm hoạt động của PTP1B có cấu trúc phổ biến như của các PTP
nói chung. Vị trí xúc tác cơ bản được xác định từ axit amin 214-221 (HisCysSer-Ala-Gly-Ile-Gly-Arg) - đây là vòng của 8 axit amin có cấu trúc bền
vững, giúp phối hợp với gốc aryl-phosphat của cơ chất. Vòng này cũng chứa
vị trí ái nhân Cys215. Bốn vòng khác tạo thành các cạnh của khe xúc tác góp
phần vào quá trình xúc tác và nhận diện cơ chất (Asp181, Phe182, Tyr46,
Val49, Lys120 và Gln262). Chiều sâu của khe xúc tác là 8-9Å cho cơ chất đặc
hiệu [29].

Vòng WPD, sự thay đổi hình dạng của PTP1B liên quan đến hoạt động
xúc tác của enzym khi liên kết với cơ chất. Vòng WPD (axit amin 79-187) di
chuyển tới 12Å để đóng vòng phenyl của cơ chất, làm tăng tương tác kị nước.
Asp181 di chuyển tới vị trí mà nó có thể hoạt động giống một axit phổ biến để
chuyển proton cho nhóm tyrosyl rời đi. Arg221 cũng thay đổi vị trí để tối ưu
hóa tương tác “cầu muối” với cơ chất phosphat. Trong quá trình chuyển dạng
này, Cys215 là vị trí liên kết ái nhân vào nguyên từ phospho của cơ chất. Vì
vậy tác nhân ức chế PTP1B có thể tác động vào cả quá trình chuyển dạng
“mở” và “đóng” của PTP1B [29].
Vị trí liên kết aryl-phosphat thứ cấp: đây là vị trí xúc tác không hoạt
động, tạo ra liên kết yếu hơn so với vị trí hoạt động cơ bản do tiếp xúc với
môi trường nhiều hơn. Tuy nhiên vị trí này quan trọng trong thiết kế tác nhân
ức chế PTP1B [29].
1.2.3.3. Cơ chế xúc tác
Vùng xúc tác có chứa 3 tiểu phân (cystein, aspatat và glycin) – là 3 axit
amin cần thiế t cho quá trình xúc tác.
Giai đoạn 1: Đoạn peptid có chứa phosphotyrosin đi vào vị trí. Tiểu
phân aspatat có vai trò cho proton (gốc phenolat là nơi nhận và nó cũng là
nhóm rời khỏi cấu trúc cơ chất).
Giai đoạn 2: Khi gốc phosphat đã được chuyển đến gốc cystein, cơ chất
rời khỏi enzym và bước cuối cùng là sự thủy phân gốc phosphat. Sự liên hợp
của một phân tử nước và glycin giúp sự thủy phân gốc phosphat xảy ra dễ
dàng hơn. Khi gốc phosphat rời khỏi, vị trí hoạt động sẵn sàng để tiếp tục xúc

15


tác cho phản ứng tiếp theo. Trong quá trình đó, gốc phosphat ở cơ chất đầu
tiên được chuyển đến tiểu phân cystein ở vị trí xúc tác trước khi bị thủy phân
bởi nước để giải phóng anion phosphat [31].

1.2.3.4. Vai trò của enzym PTP1B trong điều trị đái tháo đường
Insulin là hormon do tế bào beta đảo tụy tiết ra, có vai trò quan trọng
trong việc duy trì nồng độ glucose máu và điều hòa quá trình chuyển hóa
carbohydrat, lipid và protein. Insulin tạo ra được tác dụng sinh học khi gắn
vào thụ thể của nó ở các mô đích (mô cơ, mô gan, mô mỡ) và dẫn đến một
loạt các tín hiệu tế bào [36].
Thụ thể insulin (IR) (KLPT 340.000), đượ c cấu tạo bởi hai tiểu đơn vị
(α và β) có bản chất glycoprotein. Tiểu đơn vị β có hoạt tính tyrosin kinase.
Khi insulin liên kết với IR làm thay đổi hình dạng của IR, hoạt hóa hoạt tính
kinase, gây ra sự tự phosphoryl hóa tiểu đơn vị β. Sự hoạt hóa IR làm
phosphoryl hóa một số cơ chất protein phía dưới bao gồm cơ chất của insulin
receptor (IRS) và một số protein khác, gây ra tác dụng sinh học của insulin
[39].
Một trong những chìa khóa của tín hiệu insulin là phosphatidylinositol
3-kinase (PI3K). Hoạt hóa PI3K giúp hoạt hóa PI3K-dependent kinase 1
(PDK1), tiếp theo là ho ạ t hóa protein kinase (Akt). Akt rất cần thiết cho vận
chuyển glucose vào tế bào và tổng hợp glycogen.
Nồng độ glucose máu ổn định là kết quả của sự cân bằng giữa quá trình
phosphoryl hóa tyrosin bởi protein tyrosin kinase và quá trình khử phosphoryl
tyrosin bởi các protein tyrosin phosphatase (PTP) [40]. Một trong những cơ
chế của đái tháo đường type 2 là tình trạng kháng insulin, ảnh hưởng đến sự
vận chuyể n và chuyển hóa glucose ở gan, cơ và mô mỡ [43]. Ở cấp độ tế bào,
kháng insulin biểu hiện ở sự giảm đáp ứng với một số lượng cực đại của
insulin hoặc giảm tính nhạy cảm với sự kích thích vận chuyển glucose và
chuyển hóa. Mặc dù khiếm khuyết ở phân tử gây nên sự kháng insulin chưa
được biết rõ tuy nhiên hầu hết các bằng chứng cho thấy có thể nó liên quan
đến sự truyền tín hiệu ở IR.

16