Sàng lọc một số chất từ dịch chiết cây nhọ nồi (eclipta prostrata l) có khả năng hỗ trợ điều trị bệnh động kinh trên mô hình chuột thông qua thụ thể GABA (gamma amino butyric acid)

F

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------------------------

Dương Đức Thiện

SÀNG LỌC MỘT SỐ CHẤT TỪ DỊCH CHIẾT CÂY
NHỌ NỒI (Eclipta prostrata L.) CÓ KHẢ NĂNG HỖ
TRỢ ĐIỀU TRỊ BỆNH ĐỘNG KINH TRÊN MƠ
HÌNH CHUỘT THƠNG QUA THỤ THỂ GABA
(GAMMA – AMINO BUTYRIC ACID)

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2020


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------------------------

Dương Đức Thiện

Sàng lọc một số chất từ dịch chiết cây Nhọ nồi
(Eclipta prostrata L.) có khả năng hỗ trợ điều trị bệnh
động kinh trên mơ hình chuột thơng qua thụ thể
GABA (gamma – amino butyric acid)

Chuyên ngành: Công nghệ sinh học

Mã số: 8460201.22

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2020


Luận văn tốt nghiệp

Dương Đức Thiện – K27 Công nghệ sinh học
LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp thạc sĩ của mình, tơi xin được bày tỏ lịng
biết ơn các thầy, cơ giáo cũng như tồn thể cán bộ, nhân viên phịng thí nghiệm trọng
điểm cơng nghệ enzyme và protein, Khoa Sinh học – Trường Đại học Khoa học tự
nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội đã truyền đạt những kiến thức quý báu, bổ ích, đồng
thời tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tơi hồn thành luận văn của mình.
Tơi xin được dành lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới thầy giáo, TS. Trịnh
Tất Cường – Phịng thí nghiệm trọng điểm cơng nghệ enzym và protein, Trường Đại
học Khoa học Tự nhiên, đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, dìu dắt tơi trong suốt q
trình thực hiện luận văn.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã ln sát cánh, chia sẻ
và động viên trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.

Hà Nội, ngày 20 tháng 12 năm 2020
Học viên
Dương Đức Thiện

Luận văn tốt nghiệp

Dương Đức Thiện – K27 Công nghệ sinh học
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

GABA

γ – aminobutyric acid

ILAE

Liên đoàn quốc tế chống động kinh

AED

Thuốc chống động kinh

PIC

Picrotoxin

BDZ

Benzodiazepine

IL

Interleukin

HPLC

High Performance Liquid
Chromatography

DMEM

Dulbecco's Modified Eagle Medium

ELISA

Enzyme – linked Immunosorbent assay

FBS

Fetal bovine serum

LPS

Lipopolysaccharides

PEG

Polyethylen glycol

BMDM

Bone marrow derived – macrophages


Luận văn tốt nghiệp

Dương Đức Thiện – K27 Công nghệ sinh học
DANH MỤC HÌNH

Hình 1. Tỷ lệ mắc bệnh động kinh theo độ tuổi trên 100.000 trường hợp năm 2016
[6] ................................................................................................................................6
Hình 2. Tỷ lệ mắc bệnh động kinh tồn cầu theo độ tuổi và giới tính năm 2016 [6]
.....................................................................................................................................7
Hình 3. Viêm não – một cơ chế gây bệnh quan trọng của bệnh động kinh [5] .......13
Hình 4. Cấu trúc của GABA và thụ thể GABAA ......................................................17
Hình 5. Hình ảnh cây nhọ nồi (Eclipta prostrata) .....................................................21
Hình 6. Sơ đồ quy trình tách chiết Wedelolactone từ cây nhọ nồi ...........................29
Hình 7. Sắc kí bản mỏng Wedelolactone ..................................................................31
Hình 8. Sắc ký lỏng cao áp của Wedelolactone ........................................................32
Hình 9. Sắc ký bản mỏng Luteolin ...........................................................................33
Hình 10. Sắc ký lỏng cao áp của Luteolin ................................................................34
Hình 11. Đại thực bào phân lập từ tủy xương chuột .................................................35
Hình 12. Khả năng sống sót của đại thực bào xử lý với Wedelolactone ..................36
Hình 13. Khả năng sống sót của đại thực bào xử lý với Luteolin .............................37
Hình 14. Nồng độ cytokine gây viêm sản xuất bởi đại thực bào xử lý với
Wedelolactone ...........................................................................................................38
Hình 15. Nồng độ cytokine gây viêm sản xuất bởi đại thực bào xử lý với Luteolin 39
Hình 16. Sắc ký bản mỏng GABA trong não các nhóm chuột xử lý với
Wedelolactone ...........................................................................................................44
Hình 17. Sắc ký bản mỏng GABA trong não các nhóm chuột xử lý với Luteolin ...46
Hình 18. Nồng độ cytokine gây viêm trong não chuột sử dụng Wedelolactone ......48
Hình 19. Nồng độ cytokine gây viêm trong não chuột sử dụng Luteolin .................49


Luận văn tốt nghiệp

Dương Đức Thiện – K27 Công nghệ sinh học
DANH MỤC BẢNG

Bảng 1. Một số thuốc chống động kinh phổ biến [14]..............................................11
Bảng 2. Hóa chất sử dụng trong đề tài ......................................................................23
Bảng 3. Thiết bị sử dụng trong đề tài ........................................................................24
Bảng 4. Hoạt tính chống co giật của Wedelolactone ................................................40
Bảng 5. Hoạt tính chống co giật của Luteolin...........................................................42


Luận văn tốt nghiệp

Dương Đức Thiện – K27 Công nghệ sinh học
MỤC LỤC

MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .......................................................................................3
1.1. Bệnh động kinh .................................................................................................3
1.1.1. Bệnh động kinh là gì? .................................................................................3
1.1.2. Phân loại và chẩn đoán bệnh động kinh .....................................................4
1.1.3. Thực trạng bệnh động kinh hiện nay ..........................................................6
1.1.4. Nguyên nhân của bệnh động kinh ..............................................................8
1.1.5. Điều trị bệnh động kinh ............................................................................10
1.1.6. Bệnh động kinh và quá trình viêm ...........................................................12
1.2. GABA và thụ thể GABA ................................................................................16
1.2.1. GABA và thụ thể GABA trong bệnh động kinh ......................................16
1.2.2. Thụ thể GABA và quá trình viêm ............................................................19
1.3. Cây nhọ nồi và vai trò của cây nhọ nồi trong bệnh động kinh .......................20
CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP ......................................................23

2.1.

Vật liệu và thiết bị .......................................................................................23

2.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................25
2.2.1. Tách chiết Wedelolactone, Luteolin từ cây nhọ nồi.................................25
2.2.2. Tách chiết đại thực bào từ tủy xương chuột .............................................26
2.2.3. Đánh giá độc tính của Wedelolactone và Luteolin đối với sự sống sót của
đại thực bào phân lập từ chuột ...........................................................................27
2.2.4. Đánh giá khả năng kháng viêm của Wedelolactone hoặc Luteolin trên đại
thực bào phân lập từ chuột .................................................................................27
2.2.5. Đánh giá khả năng chống co giật của Wedelolactone hoặc Luteolin trên
mơ hình chuột động kinh cấp tính ......................................................................27
2.2.6. Phân tích GABA trong não chuột ............................................................28


Luận văn tốt nghiệp

Dương Đức Thiện – K27 Công nghệ sinh học

2.2.7. Đánh giá mối liên quan giữa viêm và động kinh trên não chuột .............28
2.2.8. Phân tích thống kê ....................................................................................28
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................29
3.1.

Tách chiết Wedelolactone từ cây nhọ nồi ...................................................29

3.1.1. Quy trình tách chiết Wedelolactone .........................................................29
3.1.2. Sắc ký bản mỏng Wedelolactone .............................................................30
3.1.3. Đánh giá độ tinh sạch của Wedelolactone bằng sắc ký lỏng cao áp ........31

3.2. Tách chiết Luteolin từ cây nhọ nồi .................................................................33
3.2.1. Sắc ký bản mỏng Luteolin ........................................................................33
3.2.2. Đánh giá độ tinh sạch của Luteolin bằng sắc ký lỏng cao áp ..................34
3.3. Độc tính của Wedelolactone đối với sự sống sót của đại thực bào ................35
3.4. Độc tính của Luteolin đối với sự sống sót của đại thực bào ...........................37
3.5. Khả năng kháng viêm của Wedelolactone trên đại thực bào .........................37
3.6. Khả năng kháng viêm của Luteolin trên đại thực bào ....................................39
3.7. Khả năng chống co giật của Wedelolactone trên mơ hình chuột động kinh cấp
tính .........................................................................................................................40
3.8. Khả năng chống co giật của Luteolin trên mơ hình chuột động kinh cấp tính
...............................................................................................................................42
3.9. Kết quả phân tích GABA trong não chuột điều trị với Wedelolactone ..........44
3.10. Kết quả phân tích GABA trong não chuột điều trị với Luteolin ..................46
3.11. Mối liên quan giữa viêm và động kinh trên não chuột điều trị với
Wedelolactone .......................................................................................................48
3.12. Mối liên quan giữa viêm và động kinh trên não chuột điều trị với Luteolin 49
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................51
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................52


Luận văn tốt nghiệp

Dương Đức Thiện – K27 Công nghệ sinh học

MỞ ĐẦU
Động kinh là một rối loạn não đặc trưng bởi sự bất bình thường về cảm xúc và
nhận thức. Rối loạn này ảnh hưởng đến 50 triệu người trên toàn thế giới. Mặc dù, một
loạt các loại thuốc chống động kinh đã được thương mại. Tuy nhiên, khoảng một
phần ba số người bị động kinh vẫn trải qua các cơn động kinh không đáp ứng với
thuốc. Nguyên nhân chính xác của bệnh động kinh vẫn chưa được biết. Do đó, hiểu

được các cơ chế liên quan đến việc gây ra bệnh động kinh sẽ hỗ trợ sự phát triển của
các loại thuốc mới. Hiện nay, nhiều bằng chứng cho thấy rằng bệnh động kinh có thể
được liên kết với một loạt các yếu tố như: di truyền, rối loạn phát triển và các chấn
thương thần kinh…. Cùng với đó, trong hơn 10 năm qua, các bằng chứng lâm sàng
và thực nghiệm đã hỗ trợ mạnh mẽ cho giả thuyết rằng các q trình viêm trong não
có thể tạo thành một cơ chế phổ biến và quan trọng trong sinh lý bệnh động kinh.
Viêm não mạn tính, bao gồm kích hoạt microglia, tế bào hình sao, tế bào nội mô của
hàng rào máu não và các tế bào miễn dịch ngoại biên, và sự sản xuất đồng thời của
các chất trung gian gây viêm đã được quan sát lần đầu tiên ở bệnh nhân viêm não
Rasmussen. Việc kích hoạt các chất trung gian gây viêm như interleukin (IL),
interferon (IFN), cyclooxygenase (COX)– 2, yếu tố hạt nhân kappa B (NF – κB) và
sự dư thừa của các chất trung gian gây viêm bao gồm IL– 1β, IL– 6, yếu tố hoại tử
khối u (TNF)– α và prostaglandin E2 (PGE2) góp phần vào sự phát triển co giật.
Gamma – Aminobutyric acid, hoặc axit γ– aminobutyric (GABA), là chất ức chế dẫn
truyền thần kinh chính trong hệ thống thần kinh trung ương động vật có vú trưởng
thành. Vai trị chính của nó là làm giảm sự kích thích thần kinh trong tồn bộ hệ thống
thần kinh. Khi sự cân bằng này bị xáo trộn, co giật có thể xảy ra. Hiện có nhiều nghiên
cứu chỉ ra rằng q trình ức chế thơng qua trung gian thụ thể GABA là nguyên nhân
dẫn đến co giật trên mơ hình in vivo.
Cây nhọ nồi hay cỏ mực, hàn liên thảo (Eclipta prostrata L.) là một loài thực
vật phân bố rộng rãi trên toàn thế giới ở các vùng ơn đới, nhiệt đới. Chúng thích nghi
với điều kiện môi trường thay đổi, thường là trên các khu vực thoát nước kém, ẩm
ướt dọc theo suối và mương, trong đầm lầy, trên những nơi đầy nắng, từ bờ biển đến
cả những nơi có độ cao 2000m. Nhọ nồi được sử dụng rộng rãi trong hệ thống y học
1


Luận văn tốt nghiệp

Dương Đức Thiện – K27 Công nghệ sinh học

cổ truyền và cả những người chữa bệnh truyền thống, đặc biệt là ở khu vực phía Nam
Ấn Độ để điều trị bệnh động kinh từ thời cổ đại.
Tuy nhiên, hiện chưa có cơng trình nghiên cứu nào chỉ ra được chất nào trong
cây nhọ nồi có khả năng hỗ trợ điều trị bệnh động kinh thông qua thụ thể GABA. Dựa
trên cơ sở đã biết về sự tác động qua lại giữa bệnh động kinh và thụ thể GABA cũng
như q trình viêm, chúng tơi thực hiện đề tài: “Sàng lọc một số chất từ dịch chiết
cây Nhọ nồi (Eclipta prostrata L.) có khả năng hỗ trợ điều trị bệnh động kinh
trên mơ hình chuột thơng qua thụ thể GABA (gamma – amino butyric acid).

2


Luận văn tốt nghiệp

Dương Đức Thiện – K27 Công nghệ sinh học
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Bệnh động kinh
1.1.1. Bệnh động kinh là gì?
Theo tổ chức y tế thế giới (WHO), động kinh là một bệnh mạn tính khơng lây
nhiễm của não, nó được đặc trưng bởi các cơn co giật tái phát, là những đợt cử động
không tự chủ ngắn có thể liên quan đến một phần cơ thể hoặc tồn bộ cơ thể. Thuật
ngữ động kinh có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp “epilam-banein”, có nghĩa là tấn cơng
hoặc giành giật. "Co giật do động kinh" được sử dụng để phân biệt cơn động kinh do
kích hoạt tế bào thần kinh bất thường với một sự kiện không gây động kinh, chẳng
hạn như động kinh do tâm thần [64]. Một cơn co giật gây ra bởi một chấn thương
thuận nghịch (ví dụ, sốt, hạ đường huyết) khơng thuộc định nghĩa của bệnh động kinh
vì nó là một tình trạng thứ phát tồn tại trong thời gian ngắn, không phải là một trạng
thái mạn tính. Các cơn co giật là kết quả của sự phóng điện quá mức trong một nhóm

tế bào não. Các phần khác nhau của não có thể là nơi phóng điện như vậy. Co giật có
thể thay đổi từ những lần không được chú ý tới như giật cơ thoáng qua đến co giật
nghiêm trọng và kéo dài. Các cơn co giật cũng có thể khác nhau về tần suất, từ ít hơn
1 cơn mỗi năm đến vài cơn mỗi ngày. Mọi người đều có xu hướng bị co giật. Khái
niệm về ngưỡng co giật có nghĩa là mỗi cá nhân tồn tại một mức độ nhạy cảm với
động kinh và có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tính nhạy cảm đó [29]. Những người bị
động kinh thường sẽ gặp nhiều vấn đề về thể chất (chẳng hạn như gãy xương và bầm
tím do các chấn thương liên quan đến động kinh), cũng như các vấn đề về tình trạng
tâm lý, bao gồm lo lắng và trầm cảm. Tương tự, nguy cơ tử vong sớm ở những người
mắc bệnh động kinh cao gấp ba lần so với dân số chung, trong đó tỷ lệ này cao nhất
ở các nước có thu nhập thấp và trung bình, đặc biệt là ở các vùng nông thôn.
Động kinh là một trong những bệnh lâu đời nhất được công nhận trên thế
giới, với các ghi chép có niên đại từ 4000 năm trước Công nguyên. Nhiều tài liệu
tham khảo về chứng động kinh có thể được tìm thấy trong các văn bản cổ của tất cả
các nền văn minh, quan trọng nhất là trong các văn bản y học Hy Lạp cổ đại của bộ
sưu tập Hippocrate [35]. Hippocrates trong cuốn sách “Về căn bệnh thiêng liêng”
đã mô tả quy trình phẫu thuật thần kinh đầu tiên đề cập rằng phẫu thuật sọ não nên
3


Luận văn tốt nghiệp

Dương Đức Thiện – K27 Công nghệ sinh học

được thực hiện ở phía đối diện của não bị động kinh, để cứu bệnh nhân khỏi
“phlegma” (đờm) gây ra bệnh. Tuy nhiên, phải đến thế kỷ 18 và 19, khi y học có
những bước tiến quan trọng, nghiên cứu về bệnh động kinh mới được giải thích rõ
khỏi những mê tín tơn giáo cho rằng động kinh là một hình phạt hoặc sở hữu của
thần thánh [19, 61]. Vào đầu thế kỷ 18, động kinh được xem là một căn bệnh vô căn
xuất phát từ não và các cơ quan nội tạng khác. Trong nửa sau của thế kỷ 19, y học

tập trung vào việc xác định sinh lý bệnh và xác định vị trí bắt nguồn của các cơn
động kinh. Bằng chứng cho thấy chứng động kinh xuất phát từ não là cơng trình của
nhà sinh lý học Fritsch (1838–1927) và bác sĩ tâm thần Hitzig (1838–1907). Cơng
trình này đã trình bày các thí nghiệm trong đó các nhà khoa học gây ra cơn động kinh
bằng cách kích thích điện trong vỏ não của chó [23]. Trong những năm 1940, những
khám phá quan trọng đã được thực hiện trong lĩnh vực động kinh tâm thần vận động.
Trong suốt hai thập kỷ qua, những thay đổi khác nhau liên quan đến tổn thương não
do động kinh cũng đã được nghiên cứu, chẳng hạn như sự nảy mầm của sợi rêu và tái
tổ chức khớp thần kinh [28, 67, 68, 70]. Nỗi sợ hãi, hiểu lầm, phân biệt đối xử và kỳ
thị xã hội đã bao vây bệnh động kinh trong nhiều thế kỷ. Sự kỳ thị này vẫn tiếp diễn
ở nhiều quốc gia ngày nay và có thể ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống của những
người mắc bệnh và gia đình của họ.
1.1.2. Phân loại và chẩn đoán bệnh động kinh
Hội chứng động kinh trước đây được phân loại theo vị trí khởi phát của
chúng (tổng quát hoặc liên quan đến khu trú cụ thể trong vỏ não) và căn nguyên,
nghĩa là nguyên nhân đã được biết (có triệu chứng) hay khơng được biết (vơ căn).
Phân loại gần đây nhất của Liên đoàn quốc tế chống động kinh (ILAE) về động
kinh và chứng động kinh được xuất bản vào năm 2010, sửa đổi các phân loại trước
đây bằng cách sử dụng thuật ngữ và khái niệm phù hợp với kỷ nguyên hiện đại [7, 8,
38], co giật được chia thành ba loại: toàn thể, khu trú (trước đây gọi là một phần)
và co thắt động kinh. Các cơn động kinh tổng quát bắt nguồn trong mạng lưới tế bào
thần kinh phân bố hai bên. Co giật có thể bắt nguồn từ vỏ não hoặc trong các cấu trúc
dưới vỏ. Các dạng phụ chính của co giật tồn thân là vắng mặt (vắng ý thức –
absence), cơn co cứng, co giật toàn thể (GTC), động kinh rung giật cơ (Myoclonic) và

4


Luận văn tốt nghiệp

Dương Đức Thiện – K27 Công nghệ sinh học

động kinh nhược cơ (Atonic). Động kinh do vắng mặt liên quan đến việc nhìn chằm
chằm và khơng phản ứng với các kích thích bằng lời nói bên ngồi, đôi khi kèm theo
nháy mắt hoặc gật đầu. Co giật GTC bao gồm các cử động co giật đối xứng hai bên
(cứng lại sau đó là giật) của tất cả các chi kèm theo suy giảm ý thức. Co giật
myoclonic bao gồm các chuyển động đột ngột, ngắn (“nhanh như chớp”) không liên
quan đến bất kỳ rối loạn ý thức rõ ràng nào. Co giật nhược cơ liên quan đến việc mất
trương lực cơ thể, thường dẫn đến ngã hoặc các chấn thương đầu. Động kinh khu trú
bắt nguồn từ mạng lưới tế bào thần kinh giới hạn ở một phần bán cầu đại não. Các
biểu hiện lâm sàng của cơn động kinh khu trú phụ thuộc vào vùng vỏ não liên quan. Ví
dụ, một cơn động kinh khu trú phát sinh từ thùy chẩm có thể biểu hiện bằng các hiện
tượng thị giác. Khi ý thức bị suy giảm trong cơn động kinh khu trú, tức là bệnh nhân
không thể đáp ứng bình thường với các kích thích bằng lời nói hoặc xúc giác, cơn
động kinh được phân loại là rối loạn nhận thức, ví dụ co giật phát sinh từ thùy thái
dương thường là rối loạn nhận thức. Nguồn gốc của loại co giật thứ ba, co thắt động
kinh, là không chắc chắn. Co thắt động kinh được biểu hiện bằng cách đột ngột duỗi
ra hoặc uốn cong các chi, giữ trong vài giây, sau đó tái phát. Co thắt động kinh có thể
xảy ra ở mọi lứa tuổi, từ khi bắt đầu bước vào năm đầu đời, bao gồm một hội chứng
gọi là chứng co thắt ở trẻ sơ sinh (IS) (West syndrome [WS]).
Tiên lượng của bệnh nhân bị co giật hầu hết phụ thuộc vào bất kỳ nguyên
nhân cơ bản nào. Ở những bệnh nhân có triệu chứng co giật cấp tính khác,
tiên lượng liên quan đến q trình bệnh. Nếu một bệnh nhân có một cơn động kinh
vô cớ duy nhất đã được xác định rõ ràng, việc điều tra địi hỏi các cơng việc bao gồm
các xét nghiệm cần thiết, điện não đồ. Trong trường hợp tất cả các kết quả khơng có
gì bất thường thì ước tính tỷ lệ tái phát của một cơn động kinh vơ cớ khác trong vịng
năm năm là từ một phần ba đến một phần hai. Tuy nhiên, nếu có cơn co giật vơ cớ
thứ hai hoặc thứ ba, nguy cơ co giật thêm nữa sẽ tăng lên khoảng ba phần tư [27, 39].
Một người được chẩn đoán mắc chứng động kinh nếu họ có hai cơn co giật vô cớ
hoặc một cơn co giật vô cớ với khả năng nhiều hơn mà không phải do một số tình

trạng y tế đã biết và có thể hồi phục được. Chẩn đốn bệnh động kinh là một cơng
việc phức tạp, đòi hỏi kết hợp giữa nhiều yếu tố, từ bác sĩ giàu kinh nghiệm, đến các

5


Luận văn tốt nghiệp

Dương Đức Thiện – K27 Công nghệ sinh học

yếu tố lâm sàng cũng như xét nghiệm. Thông thường, bác sĩ thường dựa vào một số
yếu tố để chẩn đoán bệnh động kinh như: tiền sử bệnh, các triệu chứng lâm sàng thông
qua thăm hỏi bệnh nhân, tiến hành các xét nghiệm để phát hiện các bất thường như
điện não đồ, điện não đồ mật độ cao, chụp cắt lớp vi tính, chụp cộng hưởng từ, chụp
cắt lớp phát xạ Positron, cũng có thể các xét nghiệm máu hoặc các xét nghiệm di
truyền được chỉ định để tăng khả năng chẩn đốn và độ chính xác của chẩn đoán.
1.1.3. Thực trạng bệnh động kinh hiện nay
Bệnh động kinh chiếm một tỷ lệ đáng kể trong gánh nặng bệnh tật của thế
giới. Trên toàn cầu, khoảng 65 triệu người mắc chứng động kinh và gần 80% những
người mắc chứng động kinh sống ở các nước đang phát triển [42].

430

<430

TTO

Hình 1. Tỷ lệ mắc bệnh động kinh theo độ tuổi trên 100.000 trường hợp năm
2016 [6]
Tỷ lệ ước tính của dân số chung mắc bệnh động kinh tại một thời điểm nhất

định là từ 4 đến 10 trên 1000 người. Ở các nước thu nhập cao, ước tính có 49 trên
100.000 người được chẩn đoán mắc bệnh động kinh mỗi năm trong khi con số này ở
các quốc gia có thu nhập thấp và trung bình có thể cao tới 139 trên 100.000. Tỷ lệ
mắc bệnh động kinh được điều chỉnh theo độ tuổi ở Bắc Mỹ dao động từ 16 trên
100.000 đến 51 trên 100.000 người trên năm [29]. Tỷ lệ mắc động kinh ở Châu Mỹ

6


Luận văn tốt nghiệp

Dương Đức Thiện – K27 Công nghệ sinh học

La Tinh (10/1.000) cao hơn gấp hai lấn so với Bắc Mỹ và Châu Âu. Ở Hoa Kỳ, các
nghiên cứu báo cáo có khoảng 2 triệu người mắc động kinh, 3% dân số Hoa Kỳ có
triệu chứng động kinh trong cuộc đời của họ. Ở Châu Á tỷ lệ hiện dao động giữa 4 –
10/1.000 người. Tỷ lệ mắc bệnh động kinh cao nhất ở nhóm tuổi trẻ và lớn hơn và
tăng đều sau 50 tuổi (Hình 2). Nguyên nhân phổ biến nhất của co giật và động kinh
ở người lớn tuổi là bệnh mạch máu não [56]. Gánh nặng bệnh tật đối với bệnh động
kinh đã được đánh giá về mặt kinh tế bởi Hội đồng não Châu Âu cho các nước Châu
Âu, với dữ liệu từ năm 2004 [2, 66] và 2010 [25] và dựa trên dữ liệu kinh tế dịch tễ
học và sức khỏe, con số tương ứng là 161 và 212 triệu €. Theo WHO, ở các nước có
thu nhập thấp, khoảng ba phần tư số người mắc bệnh động kinh có thể khơng nhận
được sự điều trị mà họ cần. Ở nhiều quốc gia có thu nhập thấp và trung bình, lượng
thuốc chống động kinh rất ít. Một nghiên cứu gần đây cho thấy mức độ sẵn có trung
bình của các loại thuốc chống động kinh chung trong khu vực công của các nước có
thu nhập thấp và trung bình là dưới 50%.
Ở Việt Nam tỷ lệ mắc bệnh động kinh là 4,9 hoặc 7,5/1.000 người tùy từng
vùng. Theo một nghiên cứu năm 2008 tiến hành trên 50.000 dân tại Ba Vì, Hà Nội,
tỷ lệ mắc động kinh ở Việt Nam khoảng 4,4/1.000 người.

Hình 2. Tỷ lệ mắc bệnh động kinh toàn cầu theo độ tuổi và giới tính năm
2016 [6]
7


Luận văn tốt nghiệp

Dương Đức Thiện – K27 Công nghệ sinh học

1.1.4. Nguyên nhân của bệnh động kinh
Bộ não được tạo thành từ hàng tỷ tế bào thần kinh (neuron). Các khu vực khác
nhau của não sẽ có vai trị khác nhau, bao gồm chuyển động, lời nói, nhận thức và
cảm giác. Các tế bào thần kinh giao tiếp với nhau bằng các tín hiệu điện và hóa
học. Trong cơn động kinh, sự tương tác giữa các tế bào thần kinh tạm thời không hoạt
động. Kết quả là, một số khu vực của não hoặc tất cả các khu vực của não trở nên
hoạt động quá mức và phát ra quá nhiều tín hiệu dẫn đến hiệu ứng "cơn bão trong
não" gây ra những tác động đáng chú ý, chẳng hạn như co giật.
Những suy đoán về nguyên nhân của bệnh động kinh đã có từ thời tiền sử. Tư
duy ma thuật và niềm tin siêu nhiên là nguyên nhân của chứng động kinh trước thời
đại Hippocrate. Ngoài mặt trăng, chiêm tinh học Hy Lạp ám chỉ các hành tinh như
Sao Thổ, Sao Hỏa và Sao Thủy là nguyên nhân gây ra trạng thái động kinh để tạo ra
những kẻ điên loạn [45]. Cuộc tranh luận xung quanh nguyên nhân của chứng động
kinh vẫn tiếp tục diễn ra trong suốt các thời kỳ sau đó. Nguyên nhân cấu trúc của
chứng động kinh đã được nêu rõ bởi Hughlings Jackson, người đã hợp tác với bác sĩ
phẫu thuật Victor Horsley (1857-1916), đánh dấu sự ra đời của phẫu thuật động kinh.
Nguyên nhân di truyền của bệnh động kinh lần đầu tiên được phát hiện ra vào năm
1903 bởi Herman Bernhard Lundborg (1868-1943), người đã cơng bố nghiên cứu của
mình về sự di truyền của bệnh động kinh myoclonic. Bệnh động kinh qua trung gian
tự miễn dịch như một căn nguyên chỉ trở nên đáng chú ý trong nửa sau của thế kỷ

20. Vào những năm 1960, Brierley, Corsellis và các đồng nghiệp đã mơ tả bệnh nhân
bị mất trí nhớ bán cấp khởi phát, mất phương hướng và co giật, với bằng chứng mô
học về viêm hệ limbic [13, 16]. Năm 2017, ILAE phân loại các nhóm căn nguyên của
bệnh động kinh bao gồm cấu trúc, di truyền, lây nhiễm, chuyển hóa, miễn dịch và
chưa biết. Trong đó, theo WHO, khoảng một nửa số người mắc chứng động kinh
khơng có ngun nhân xác định được. Đối với các trường hợp còn lại, các nhà nghiên
cứu đã chỉ ra một số loại động kinh với các gen cụ thể, nhưng đối với hầu hết mọi
người, gen chỉ là một phần nguyên nhân gây ra chứng động kinh. Một số gen nhất
định có thể khiến một người nhạy cảm hơn với các điều kiện mơi trường gây ra cơn
động kinh. Ví dụ: chấn thương đầu do tai nạn xe hơi hoặc các chấn thương khác,

8


Luận văn tốt nghiệp

Dương Đức Thiện – K27 Công nghệ sinh học

chẳng hạn như khối u não hoặc đột quỵ, viêm màng não, AIDS và viêm não do vi
rút,… có thể gây ra chứng động kinh. Ngoài ra, bệnh động kinh đơi khi có thể liên
quan đến các rối loạn phát triển, chẳng hạn như chứng tự kỷ và bệnh u xơ thần kinh.
Về cơ chế phân tử, các cơn co giật trong bệnh động kinh chủ yếu bắt nguồn từ
một số nguyên nhân, như sự mất cân bằng trạng thái ổn định giữa kích thích và ức
chế ở các tế bào thần kinh mà cụ thể là ở các synap trước và sau trên các khớp thần
kinh. Chịu trách nhiệm cho sự cân bằng và ổn định này là các tế bào thần kinh sản
xuất GABA (GABAergic) và các tế bào thần kinh sản xuất glutamate (glutamatergic),
nằm tại các synap. Cơ chế phát sinh tiềm năng được cho là sự giảm quá mức
GABAergic tại các khớp thần kinh trên các tế bào thần kinh kích thích [12] và sự
giảm quá mức glutamatergic trên các tế bào thần kinh ức chế [34], cũng như tăng
glutamatergic quá nhiều ở các tế bào thần kinh kích thích [30] và tăng quá nhiều

GABAergic ở các tế bào thần kinh ức chế [37]. Quá trình này liên quan chặt chẽ đến
điều hịa nồng độ ion trong không gian nội và ngoại bào. Các ion liên quan đến quá
trình hình thành phụ thuộc vào hoạt động bao gồm kali, canxi, proton và clorua.
Một nguyên nhân khác là sự mất cân bằng nội môi thần kinh. Cân bằng nội
mơi thần kinh là q trình các tế bào thần kinh điều chỉnh khả năng hưng phấn của
chúng. Do đó, trong các điều kiện tạo ra hoạt động quá mức, các tế bào thần kinh điều
chỉnh giảm các dây dẫn kích thích và điều chỉnh các dây dẫn ức chế. Tuy nhiên, hiện
mới có các bằng chứng thực nghiệm hỗ trợ cho giả thuyết này, các cơ chế phân tử
của cân bằng nội môi vẫn chưa được hiểu rõ [43]. Gần đây, một cách tiếp cận khác
để giải mã các cơ chế phân tử của cân bằng nội môi tế bào thần kinh là xem xét các
gen mã hóa cho các kênh vận chuyển. Các đột biến mất chức năng trong các gen mã
hóa kênh natri được cho là nguyên nhân dẫn đến các rối loạn về cảm giác, vận động
và nhận thức hơn là chứng động kinh. Tuy nhiên, một loạt các đột biến mất chức năng
trong kênh natri dẫn đến chứng động kinh. Trước khi việc giải trình tự gen trở nên
nhanh chóng, rẻ tiền, số lượng gen được biết đến có liên quan đến bệnh động kinh là
13 và tất cả các gen này đều mã hóa cho các kênh ion [36]. Hiện nay, các nghiên cứu
giải trình tự đã phát hiện ra hơn 400 gen liên quan đến bệnh động kinh [49]. Tuy

9


Luận văn tốt nghiệp

Dương Đức Thiện – K27 Công nghệ sinh học

nhiên, mọi gen được phát hiện đều có tương tác sinh học phức tạp và sẽ mất một thời
gian để khám phá [65].
Trong những năm trở lại đây, nhiều dữ liệu mới nổi từ các mơ hình động kinh
thực nghiệm và mô não người khẳng định sự tham gia của hệ thống miễn dịch bẩm
sinh và hậu quả là viêm trong bệnh động kinh [75].

1.1.5. Điều trị bệnh động kinh
Rối loạn động kinh đã được điều trị hàng nghìn năm với nhiều loại thực vật và
thảo mộc [3, 55]. Kali bromua là hợp chất đơn lẻ đầu tiên được sử dụng để điều trị
chứng động kinh sau khi Sir Charles Locock tình cờ phát hiện về tác dụng của nó vào
năm 1857 [33, 60]. Vì muối bromua là loại thuốc duy nhất có sẵn để điều trị bệnh
động kinh vào thời điểm đó, chúng được sử dụng thường xuyên trong 50 năm sau đó,
mặc dù hiệu quả hạn chế và tác dụng phụ nghiêm trọng của chúng. Phenobarbital là
hợp chất đơn thứ hai được phát hiện điều trị chứng động kinh vào năm 1912 bởi
Alfred Hauptmann, người ban đầu sử dụng nó như một loại thuốc an thần cho các
bệnh nhân động kinh của mình và nhận thấy rằng phenobarbital làm giảm các cơn
động kinh của những bệnh nhân này [26]. Diazepam, được sử dụng rộng rãi để điều
trị tình trạng động kinh, được giới thiệu vào cuối những năm 1960 [48]. Trong hai
thập kỷ qua, một số loại thuốc mới đã được cấp phép để điều trị động kinh bao gồm
felbamate,

gabapentin,

lamotrigine,

topiramate,

tiagabine,

levetiracetam,

oxcarbazepine, zonisamide, pregabalin, rufinamide, stiripentol, clobazam, vigabatrin,
và lacosamide.
Điều trị bằng thuốc chống động kinh là phương pháp chính trong quản lý bệnh
động kinh. Liệu pháp điều trị bằng thuốc chống động kinh (AED), có bốn mục tiêu:
loại bỏ các cơn co giật hoặc giảm tần suất đến mức tối đa có thể, tránh các tác dụng

phụ liên quan đến việc điều trị lâu dài, giúp bệnh nhân duy trì hoặc khơi phục các
hoạt động tâm lý xã hội và nghề nghiệp thơng thường của họ, và duy trì lối sống bình
thường [46]. Việc điều trị bệnh động kinh bằng thuốc địi hỏi phải có kiến thức kỹ
lưỡng về AED về cơ chế, dược động học, liều lượng, chỉ định, tương tác thuốc và các
tác dụng phụ cấp tính và mạn tính. Đồng thời, quyết định bắt đầu liệu pháp AED phải
dựa trên phân tích thơng tin về khả năng tái phát cơn co giật, hậu quả của việc tiếp
10


Luận văn tốt nghiệp

Dương Đức Thiện – K27 Công nghệ sinh học

tục co giật đối với bệnh nhân, và tác dụng có lợi và bất lợi của tác nhân dược lý đã
chọn [20]. Ngoài ra, quan điểm của bệnh nhân và gia đình cũng nên được xem xét
khi bắt đầu điều trị AED. Với một AED thích hợp được lựa chọn, hiệu quả có thể đạt
được ở khoảng 50 – 70% bệnh nhân. Tuy nhiên, khoảng 30 – 50% bệnh nhân khơng
đáp ứng với liệu pháp đơn thuốc. Vì vậy, bác sĩ hoặc bác sĩ điều trị phải chọn AED
thích hợp hoặc kết hợp các loại thuốc giúp kiểm soát tốt nhất các cơn co giật. Liệu
pháp này thành công cao hơn ở những bệnh nhân mắc chứng động kinh mới được
chẩn đốn và tỷ lệ thành cơng phụ thuộc vào loại động kinh, tiền sử gia đình và mức
độ của các bất thường thần kinh liên quan [21]. Ở hầu hết các bệnh nhân, thuốc chống
động kinh được kê đơn để điều trị suốt đời vì những bệnh nhân hết co giật khi sử
dụng thuốc chống động kinh có khả năng tái phát cao sau khi ngừng thuốc [9, 62].
Phẫu thuật điều trị động kinh có thể là một giải pháp thay thế, nhưng hiện nay, phẫu
thuật chỉ có thể thực hiện được ở một tỷ lệ nhỏ bệnh nhân dùng thuốc và sau khi phẫu
thuật hầu hết bệnh nhân vẫn được kê đơn thuốc chống động kinh để kiểm sốt cơn co
giật hồn tồn, do đó nhóm bệnh nhân này vẫn còn nguy cơ đối với các tác dụng phụ
có hại và tương tác thuốc [74]. Trong thời điểm hiện tại, nghiên cứu không chỉ tập
trung vào các hợp chất hóa học mà cịn cả các thiết bị chống động kinh cấy ghép đang

được nghiên cứu [63].
Bảng 1. Một số thuốc chống động kinh phổ biến [14]
Thuốc cho các hội chứng và động

Thuốc có tiềm năng rộng (động kinh

kinh khởi phát cục bộ (khu trú)

khởi phát cục bộ và toàn thể)

Carbamazepine

Benzodiazepines

Gabapentin

Levetiracetam

Phenytoin

Phenobarbitone

Lamotrigine

Topiramate

Pregabalin

Valproate

11


Luận văn tốt nghiệp

Dương Đức Thiện – K27 Công nghệ sinh học

Oxcarbazepine

Zonisamide

Tiagabine
Vigabatrin
Các thuốc chống động kinh hiện nay có hiệu lực hạn chế, chúng chỉ có thể làm
giảm triệu chứng vì những loại thuốc này ức chế cơn co giật và khơng có tác dụng
lên q trình phát sinh động kinh. Mặc dù một lượng kinh phí lớn và thử nghiệm đã
được thực hiện trước khi đưa ra thị trường, chúng vẫn có thể cho thấy các tác dụng
phụ nghiêm trọng. Điều trị bằng hai hoặc nhiều loại thuốc (đa liệu pháp) có thể dẫn
đến các tương tác thuốc, có thể làm tăng khả năng ngộ độc thuốc chống động
kinh. Đối với liệu pháp đa trị liệu, nên ưu tiên dùng thuốc chống động kinh khơng
chuyển hóa qua gan và những thuốc khơng có hoặc ít gắn kết với protein. Sự không
tuân thủ ở bệnh nhân động kinh là một rào cản nghiêm trọng đối với việc điều trị
thành công cơn động kinh. Mặc dù các thuốc chống động kinh mới khơng mang lại
lợi ích đáng kể về mặt hiệu quả so với các thuốc cũ, nhưng chúng mang lại một số lợi
ích về khả năng dung nạp, ít tương tác thuốc hơn và dược động học đơn giản hơn.
1.1.6. Bệnh động kinh và quá trình viêm
Những hiểu biết đầu tiên về vai trò tiềm ẩn của viêm trong bệnh động kinh ở
người phát hiện từ bằng chứng lâm sàng chỉ ra rằng steroid và các phương pháp điều
trị chống viêm khác cho thấy hoạt động chống co giật ở một số bệnh động kinh kháng
thuốc [52, 76, 77]. Các bằng chứng hỗ trợ đến từ các cơn co giật do sốt, thường là sự

gia tăng nồng độ của các tác nhân gây viêm. Có bằng chứng cho thấy việc kích hoạt
hệ thống miễn dịch bẩm sinh, miễn dịch đáp ứng và động kinh được liên kết với nhau
trong một số bệnh động kinh ở người. Trong một nghiên cứu năm 2014, nguy cơ mắc
bệnh động kinh tăng lên ở những bệnh nhân mắc các bệnh tự miễn, ở trẻ em tăng gấp
năm lần và ở người lớn ≤ 65 tuổi gấp bốn lần so với bệnh nhân không mắc các bệnh
tự miễn [44]. Mặc dù các cơ chế tế bào và phân tử của quá trình phát sinh động kinh
không rõ ràng, nhưng người ta cho rằng các quá trình viêm khơng được kiểm sốt
dẫn đến kết nối thần kinh không ổn định và mạng lưới tế bào thần kinh bị tăng kích

12


Luận văn tốt nghiệp

Dương Đức Thiện – K27 Công nghệ sinh học

thích, là trung gian khởi phát bệnh động kinh [40, 41]. Bộ não được coi là một vị trí
đặc quyền miễn dịch vì sự hiện diện của hàng rào máu não, thiếu hệ thống bạch huyết
thông thường và sự tập trung hạn chế của các tế bào miễn dịch ngoại vi. Tuy nhiên,
cả phản ứng miễn dịch bẩm sinh và đáp ứng đều dễ dàng được kích hoạt trong hệ thần
kinh trung ương để phản ứng lại các mầm bệnh, kháng nguyên tự thân hoặc tổn
thương mô do một số nguyên nhân [73]. Tế bào thần kinh đệm, tế bào hình sao, tế
bào nội mơ hàng rào máu não và các tế bào miễn dịch ngoại vi xâm nhập vào nhu mơ
não đều có thể tạo ra các phân tử tiền viêm và chống viêm [5, 50]. Sự kích hoạt miễn
dịch bẩm sinh và quá trình chuyển đổi sang miễn dịch đáp ứng thực hiện bởi nhiều
chất trung gian gây viêm, trong đó cytokine có vai trị then chốt. Các phân tử này bao
gồm interleukin (ILs), interferon (IFNs), yếu tố hoại tử khối u (TNFs) và yếu tố tăng
trưởng (ví dụ, yếu tố tăng trưởng biến đổi TGF– β) (Hình 3). Trong hệ thần kinh trung
ương, các cytokine có thể tham gia vào q trình sửa chữa các mơ bị hỏng, tuy nhiên,
việc sản xuất quá nhiều cytokine có thể dẫn đến chết tế bào [32]. Các cytokine được

nghiên cứu rộng rãi nhất trong thần kinh trung ương cũng như bệnh động kinh là
IL– 1β, TNF– α và IL– 6.

Hình 3. Viêm não – một cơ chế gây bệnh quan trọng của bệnh động kinh [5]

13


Luận văn tốt nghiệp

Dương Đức Thiện – K27 Công nghệ sinh học

Họ Interleukin (IL) – 1 là họ lớn nhất của interleukin, và đã được nghiên cứu
rộng rãi nhất. Cytokine tiền viêm IL– 1β, được biểu hiện trong các tế bào thần kinh
đệm và tế bào hình sao, giúp tăng cường giải phóng glutamate từ tế bào hình sao và
giảm tái hấp thu glutamate, do đó làm tăng khả năng cung cấp glutamate trong các
khớp thần kinh và thúc đẩy sự hưng phấn của tế bào thần kinh [1]. Ngoài ra, cũng có
ý kiến cho rằng IL– 1β gây ra cơn động kinh thơng qua việc điều hịa các thụ thể
NMDA trên các tế bào sau synap thông qua sự kích hoạt tiểu đơn vị GluN2B của thụ
thể NMDA. Bên cạnh đó, cytokine IL– 1β cũng được phát hiện là tăng đáng kể trong
dịch não tủy ở nhóm bệnh nhi bị động kinh, trái ngược với nhóm đối chứng, cho thấy
vai trò quan trọng của cytokine này trong việc khởi phát và tiến triển bệnh động
kinh [59]. Đối với các phản ứng viêm ngoại vi điển hình, việc sản xuất IL– 1β đi kèm
với sự tổng hợp đồng thời của chất đối kháng IL– 1R nội sinh (IL– 1Ra) tăng lên 100
đến 1000 lần, chất này nhanh chóng ngăn chặn sự hoạt hóa của thụ thể này. Ngược
lại, khi các tổn thương trong não giải phóng IL– 1β từ các tế bào đệm và tế bào hình
sao, IL– 1RA vẫn ở mức độ thấp hơn nhiều và thậm chí vẫn duy trì trạng thái này rất
lâu sau đó. Phát hiện này cho thấy rằng não bộ kém hiệu quả hơn nhiều so với vùng
ngoại vi trong việc điều chỉnh mức độ IL– 1β nội sinh.
Interleukin – 6 (IL– 6) được coi là cytokine gây khuyng hướng co giật [31].

IL– 6 cytokine hiện diện ở nồng độ thấp trong não khỏe mạnh. Đại thực bào là nơi
sản xuất chính của IL– 6, nhưng IL– 6 cũng được sản xuất bởi các tế bào khác như tế
bào nội mô, tế bào lympho T. Đồng thời, sự kích thích tế bào hình sao và tế bào thần
kinh đệm có thể dẫn đến tăng sản xuất IL– 6. Một nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc biểu
hiện IL– 6 chuyển gen và sử dụng IL– 6 qua đường mũi khiến chuột nhạy cảm hơn
và dễ bị co giật hơn [22]. Trong một nghiên cứu khác, sử dụng IL– 6 (400 ng/kg) qua
đường mũi ở chuột trưởng thành làm tăng mức độ nghiêm trọng của cơn co giật do
pentylenetetrazole gây ra , được chứng minh bằng thời gian khởi phát động kinh ngắn
hơn, thời gian co giật dài hơn và tỷ lệ tử vong cao hơn. Ngồi ra, các mơ hình động
vật gặm nhấm có tình trạng động kinh thể limbic (SE) được gây ra bởi axit kainic,
bicuculline methiodide, hoặc kích thích điện, mRNA IL– 6 và protein IL– 6 gia tăng
đáng kể trong tế bào thần kinh đệm. Bên cạnh đó, một nghiên cứu khác trên chuột

14


Luận văn tốt nghiệp

Dương Đức Thiện – K27 Công nghệ sinh học

chuyển gen biểu hiện quá mức IL– 6 trong tế bào hình sao đã cho thấy sự gia tăng
nhạy cảm với các cơn co giật do các chất chủ vận glutamatergic gây ra (tức là axit
kainic và NMDA) và sự mất đi cấu trúc miễn dịch GABA và parvalbumin ở hồi hải
mã [54]. Đối với các nghiên cứu trên con người, sự gia tăng nồng độ IL– 6 trong dịch
não tủy sau cơn co giật tăng trương lực toàn thân được nhận thấy rõ ràng hơn sự gia
tăng trong huyết tương. Không chỉ vậy, các nghiên cứu khác cũng cho thấy mối quan
hệ giữa nồng độ IL– 6 trong huyết tương và các chứng động kinh khu trú. Ví dụ,
IL– 6 đã được phát hiện là tăng đáng kể trong động kinh thùy thái dương tại thời điểm
6 giờ sau cơn co giật. Tóm lại, các thí nghiệm trên động vật cũng như các nghiên cứu
trên người cho thấy nồng độ IL– 6 cao trong não là một yếu tố gây độc và co giật rõ

ràng cho thần kinh, đồng thời, sự gia tăng biểu hiện của IL– 6 cả trong não và máu
đều có liên quan chặt chẽ với co giật và động kinh.
TNF– α cũng là một cytokine được nghiên cứu trong sinh lý bệnh động kinh.
Trong hệ thần kinh trung ương, TNF– α kích hoạt hai thụ thể của nó (p55 và p75) qua
đó, điều chỉnh các con đường tín hiệu tế bào. Thụ thể p55 liên quan đến việc kích
hoạt q trình chết tế bào theo chu trình, trong khi thụ thể p75 có liên quan đến việc
kích hoạt hệ thống yếu tố nhân Kappa B (NF – kB). TNF– α đóng một vai trị hai mặt
trong bệnh động kinh, bắt nguồn từ việc kích hoạt các thụ thể khác nhau của nó trong
não, p55 và p75. Trên mơ hình nghiên cứu động vật, những con chuột biến đổi gen
biểu hiện TNF– α trong các tế bào thần kinh trên toàn bộ não dễ bị co giật và chết
sớm. Balosso và cộng sự phát hiện hoạt động chống co giật của TNF–α ở chuột được
trung gian bởi thụ thể p75, trong khi những con chuột loại bỏ thụ thể p55 đã giảm độ
nhạy cảm với động kinh [4]. Tuy nhiên, các cơ chế gây ra ưu thế của con đường p55
so với con đường p75 hoặc ngược lại vẫn chưa rõ ràng. Bên cạnh đó, có rất ít dữ liệu
về TNF– α ở bệnh nhân động kinh. TNF– α trong huyết tương hoặc dịch não tủy ở
một số bệnh nhân co giật do sốt, hoặc sau 24 giờ ở một số bệnh nhân bị động kinh
được ghi nhận là khơng có thay đổi đáng kể. Vai trò về mức độ biểu hiện cũng như
cơ chế của TNF– α vẫn cần được nghiên cứu thêm.

15


Luận văn tốt nghiệp

Dương Đức Thiện – K27 Công nghệ sinh học

1.2. GABA và thụ thể GABA
1.2.1. GABA và thụ thể GABA trong bệnh động kinh
Động kinh có thể được coi là sự phóng điện thống qua kịch phát trong não do
bị kích thích quá nhiều hoặc ức chế quá ít ở khu vực bắt đầu phóng điện bất thường.

Kích thích và ức chế tế bào thần kinh có thể được trung gian bởi nhiều chất dẫn truyền
thần kinh khác nhau, và luôn ở trạng thái cân bằng. Khi sự cân bằng này bị xáo trộn,
co giật có thể xảy ra. GABA (γ– aminobutyric acid) được phát hiện trong não vào
năm 1950 và kể từ đó, nó được coi là chất dẫn truyền thần kinh ức chế chính trong
não. Cấu trúc hóa học của GABA được thể hiện dưới hình 4. GABA được hình thành
tại các đầu tận cùng của sợi trục bởi các tế bào sản xuất GABA (GABAergic) bằng
cách chuyển hóa α– ketoglutarate thành axit glutamic, sau đó khử cacboxyl bởi axit
glutamic decarboxylase (GAD) thành GABA [71]. Tại các synap, GABA hoạt động
liên kết với một trong hai thụ thể: GABAA hoặc GABAB. Các thụ thể GABAA là các
kênh ion phối tử (còn được gọi là các thụ thể ionotropic) có chức năng siêu phân cực
tế bào thần kinh bằng cách tăng độ dẫn clorua vào trong tế bào và có tác dụng ức chế
nhanh chóng. Phức hợp thụ thể GABAA là một dị đồng phân pentameric có chứa các
vị trí liên kết với GABA, barbiturat, benzodiazepin, picrotoxin, và neurosteroid, với
16 tiểu đơn vị được biết đến (α1 – α6, β1 – β3, γ1 – γ3, δ, ε, θ, và π) ở động vật có
vú. Các thụ thể GABAB, có tác dụng ức chế chậm, là các thụ thể liên kết với protein
G (còn được gọi là các thụ thể metabotropic) làm siêu phân cực tế bào thần kinh bằng
cách tăng độ dẫn kali, giảm sự xâm nhập của canxi, đồng thời ức chế tiền synap giải
phóng các chất dẫn truyền khác. GABAA là thụ thể có chức năng thích ứng với độ
tuổi trong não. Cụ thể, trong suốt giai đoạn phát triển đầu, chúng làm trung gian các
tác động kích thích dẫn đến kích hoạt các quá trình truyền tín hiệu nhạy cảm với
canxi, rất quan trọng đối với sự biệt hóa của não. Trong các giai đoạn phát triển trưởng
thành hơn và ở người lớn, các thụ thể GABAA truyền tín hiệu ức chế [24]. Với khả
năng ức chế nhanh chóng, tác dụng này được ứng dụng rộng rãi trong điều trị các tình
trạng cần thiết phải làm giảm hoạt động tế bào thần kinh, điển hình như trong bệnh
động kinh, các loại thuốc nhắm vào các thụ thể GABAA là phương pháp chính trong
điều trị co giật.

16

Luận văn tốt nghiệp

Dương Đức Thiện – K27 Công nghệ sinh học

Hình 4. Cấu trúc của GABA và thụ thể GABAA
Về cơ chế hoạt động, thụ thể GABAA có 2 vị trí liên kết với GABA nằm giữa
2 tiểu đơn vị α và β, 1 vị trí nằm giữa 2 tiểu đơn vị α và γ là vị trí liên kết với các chất
thuốc nhóm Benzodiazepines (Diazepam, Lorazepam, Temazepam,…). Một nhóm
thuốc khác là nhóm Barbituates cũng có khả năng liên kết với thụ thể GABAA tại vị
trí tiểu đơn vị α hoặc β. Khi các thuốc thuộc nhóm Benzodiazepines gắn vào thụ thể
GABAA, làm cho lỗ trung tâm mở ra với tần số nhiều hơn. Không giống như vậy,
GABA và các thuốc nhóm Barbiturates khi gắn vào thụ thể GABAA sẽ giữ cho lỗ
trung tâm mở ra trong thời gian lâu hơn, gây ra dòng chảy ion Cl¯ vào trong tế bào
thần kinh, dẫn đến trạng thái siêu phân cực của tế bào bằng cách thúc đẩy điện thế
màng tiến tới điện thế đảo ngược của ion Cl¯ là khoảng – 65 mV trong tế bào thần
kinh, qua đó ức chế việc kích hoạt điện thế hoạt động mới, cũng như giảm hoạt động
hưng phấn của các chất dẫn truyền thần kinh như Acetylcholine hay Glutamate, dẫn
đến giảm trạng thái kích thích của tế bào.
Các thụ thể GABAB lần đầu tiên được xác định bởi Tiến sĩ Norman Bowery
vào năm 1979. Các thụ thể GABAB là thành viên của họ thụ thể kết hợp với protein
lớp CG (GPCR). GPCR thường được chia thành bốn lớp (A, B, C và F) dựa trên mức
độ tương đồng trình tự của các miền xuyên màng của chúng. Các thụ thể GABAB là

17