Nghiên cứu quy trình thu nhận chế phẩm quercetin từ một số loài cây thuốc và đánh giá hoạt tính sinh học trên thực nghiệm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Lê Huy Hồng

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH THU NHẬN CHẾ PHẨM QUERCETIN TỪ
MỘT SỐ LOÀI CÂY THUỐC VÀ ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH
SINH HỌC TRÊN THỰC NGHIỆM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

Hà Nội-2020


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Lê Huy Hồng

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH THU NHẬN CHẾ PHẨM QUERCETIN TỪ
MỘT SỐ LOÀI CÂY THUỐC VÀ ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH
SINH HỌC TRÊN THỰC NGHIỆM

Chun ngành: Hóa sinh học
Mã số: 9420101.16

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC

1. PGS.TS. Nguyễn Quang Huy

2. PGS.TS. Hồ Bá Do

Hà Nội - 2020


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan:
Cơng trình nghiên cứu này là của riêng tôi. Các kết quả thu đƣợc của luận án là
hoàn toàn trung thực, đƣợc các đồng tác giả cho phép sử dụng và chƣa đƣợc ai công bố
trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Tác giả luận án

Lê Huy Hoàng

i


LỜI CẢM ƠN
Cơng trình nghiên cứu này đƣợc thực hiện và hoàn thành tại Khoa Sinh
học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN; Viện Công nghệ mới, Viện
KH-CN quân sự và Học viện Qn y.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến PGS.TS.
Nguyễn Quang Huy, PGS.TS. Hồ Bá Do những ngƣời Thày đã hƣớng dẫn tận
tình, chu đáo và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong thời gian thực hiện luận án.
Tôi xin trân trọng cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ của Ban Giám hiệu, Phòng
Đào tạo Sau đại học, Quý Thầy Cô trong Khoa Sinh học, Trƣờng Đại học Khoa
học Tự nhiên đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi hồn thành luận án.
Tơi xin trân trọng cảm ơn Thủ trƣởng Viện Công nghệ mới, Viện KH-CN
quân sự; Thủ trƣởng Đồn 871, Bộ Quốc phịng; Ban Chủ nhiệm Bộ mơn và
Quý Thầy Cô trong Học viện Quân y, Bộ Quốc phòng đã giúp đỡ và tạo mọi

điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian làm luận án.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình và đồng nghiệp đã giúp đỡ,
cổ vũ, động viên tơi hồn thành luận án.
Tôi xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày 20 tháng 8 năm 2020
Tác giả luận án

Lê Huy Hoàng

ii


MỤC LỤC

Trang

LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
MỞ ĐẦU

1
4

Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. ĐẶC TÍNH HĨA LÝ VÀ SINH HỌC CỦA QUERCETIN

1.1.1. Đặc tính hóa lý của quercetin

4
4

1.1.2. Đặc tính sinh học của quercetin

6

1.2. ỨNG DỤNG TRỊ LIỆU CỦA QUERCETIN

1.2.1. Yếu tố ảnh hƣởng đến hoạt tính sinh học in vivo của quercetin
1.2.2. Hoạt tính chống oxy hóa (anti-oxidant) của quercetin
1.2.3. Hoạt tính tiền chất oxy hóa (pro-oxidant) của quercetin
1.2.4. Cơ chế tác dụng trên in vivo của quercetin
1.2.5. Định hƣớng ứng dụng trị liệu của quercetin
1.3. CHẾ PHẨM CHIẾT XUẤT THU NHẬN TỪ CÂY THUỐC

1.3.1. Hợp chất có hoạt tính chống oxy hóa từ cây thuốc
1.3.2. Xu hƣớng thu nhận chế phẩm chiết xuất từ cây thuốc
1.3.3. Nguyên tắc thu nhận chế phẩm chiết xuất từ cây thuốc
1.3.4. Chiết xuất quercetin từ cây thuốc

10
10
11
13
14
17
23
24

25
26
29

1.4. XÁC ĐỊNH HỢP CHẤT ĐÍCH VÀ HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HĨA
CỦA CHẾ PHẨM CHIẾT XUẤT

1.4.1. Xác định hợp chất đích trong chế phẩm chiết xuất
1.4.2. Đánh giá đặc tính chống oxy hóa của chế phẩm chiết xuất

40

2.1.1. Cây thuốc
2.1.2. Chủng vi sinh vật và dịng tế bào ung thƣ

41
43
46
46
46
47

2.1.3. Động vật thí nghiệm

47

2.1.4. Hóa chất nghiên cứu
2.1.5. Dụng cụ, thiết bị chính đƣợc sử dụng trong nghiên cứu

47

48
49

Chƣơng 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU

2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1. Nhóm các phƣơng pháp tách chiết thu nhận hoạt chất

49

2.2.2. Nhóm phƣơng pháp định tính, định lƣợng hợp chất thứ cấp

55

iii


2.2.3. Nhóm phƣơng pháp đánh giá hoạt tính in vitro

60

2.2.4. Nhóm phƣơng pháp đánh giá hoạt tính in vivo

63

2.2.5. Sơ đồ và diễn giải cách tiếp cận giải quyết mục tiêu nghiên cứu
2.2.6. Xử lý số liệu
2.2.7. Địa điểm nghiên cứu của luận án

69
72
72

Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG QUERCETIN TRONG 10 LOÀI C Y THUỐC

73
73

3.1.1. Xác định nhóm hợp chất thứ cấp đặc trƣng trong cây thuốc

73

3.1.2. Thiết lập phƣơng pháp phân tích quercetin b ng HPLC

74

3.1.3. Khảo sát, lựa chọn điều kiện chiết xuất phù hợp để thu dịch chiết
từ 10 loài cây thuốc cho phân tích HPLC

79

3.1.4. Hàm lƣợng quercetin trong dịch chiết thủy phân từ 10 loài cây
thuốc xác định b ng phƣơng pháp HPLC

81

3.2. THIẾT LẬP ĐIỀU KIỆN THU NHẬN CAO CHIẾT CHỨA QUERCETIN

TỪ 10 CÂY THUỐC

84

3.2.1. Hiệu quả thu phân rutin và sự ổn định quercetin theo dung môi
và thời gian chiết xuất

85

3.2.2. Hiệu quả thu hồi quercetin từ nụ hoa hịe chuẩn theo thời gian,
dung mơi và kỹ thuật chiết xuất
3.2.3. Đánh giá hiệu suất thu nhận cao chiết quercetin trên 10 lồi cây
thuốc
3.2.4. Đánh giá hoạt tính chống oxy hóa in vitro của cao chiết quercetin
từ 10 lồi cây thuốc
3.3. XÂY DỰNG QUY TRÌNH THU NHẬN CHẾ PHẨM QUERCETIN TỪ
NỤ HOA HỊE VÀ LÁ SEN

3.3.1. Quy trình thu nhận chế phẩm quercetin dạng bán tinh khiết từ nụ
hoa hịe, lá sen
3.3.2. Quy trình thu nhận chế phẩm quercetin tinh khiết từ rutin tách từ
nụ hoa hòe
3.3.3. Áp dụng hai quy trình trên nụ hoa hịe và lá sen để thu nhận chế
phẩm quercetin cho nghiên cứu hoạt tính sinh học

88
90
92
94
95

96
97

3.4. ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CHẾ PHẨM QUERCETIN
THU NHẬN TỪ NỤ HOA HO VÀ LÁ SEN TRÊN THỰC NGHIỆM

103

3.4.1. Đánh giá hoạt tính in vitro của các chế phẩm quercetin từ nụ hoa
ho và lá sen

103

iv


3.4.2. Đánh giá tác động của chế phẩm quercetin từ nụ hoa ho lên hành
vi, hoá sinh máu và gan của chuột nhắt trắng ở trạng thái bình

106

thƣờng
3.4.3. Đánh giá tác động của chế phẩm quercetin từ nụ hoa ho lên ch
số hoá sinh máu AST, ALT và gan MDA, GSH của chuột nhắt

113

trắng trong điều kiện bị sốc nhiệt
3.4.4. Đánh giá tác động của chế phẩm quercetin từ nụ hoa ho trên ch
số hoá sinh máu AST, ALT và gan MDA, GSH của chuột nhắt

114

trắng trong điều kiện sử dụng paracetamol
3.4.5. Đánh giá tác động của chế phẩm quercetin từ nụ hoa ho trên
trọng lƣợng và hành vi của chuột nhắt trắng ở mức liều lựa chọn

119

Chƣơng 4. BÀN LUẬN

122

4.1. XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG QUERCETIN TRONG 10 LOÀI CÂY THUỐC

122

4.2. XÂY DỰNG QUY TRÌNH THU NHẬN CHẾ PHẨM QUERCETIN TỪ
NỤ HOA HỊE VÀ LÁ SEN
4.3. ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CHẾ PHẨM QUERCETIN
THU NHẬN TỪ NỤ HOA HÒE VÀ LÁ SEN TRÊN THỰC NGHIỆM
KẾT LUẬN
KIẾN NGHỊ
DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

v

126

129
140
141
142
143


DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

ADME

Absorption, Distribution, Metabolism, Excretion

ALT

Alanine transaminase

AST

Aspartate transaminase

APAP

Acetaminophen

ATCC

American Type Culture Collection

Bilirubin TP

Bilirubin toàn phần

Bilirubin TT

Bilirubin trực tiếp

CYP P450

Cytochrom P450- Enzym Cyp P450

DAD

Diode Array Detector

DPPH

2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl

DMSO

Dimethyl sulfoxit

GSH

Glutathione

HCT116

Human Colorectal Cancer cell line

HPLC

High Performance Liquid Chromatography

H1

Chế phẩm chiết xuất chứa quercetin bán tinh khiết từ nụ hoa hòe

H2

Chế phẩm chiết xuất chứa quercetin tinh khiết từ rutin

LOD

Limit of Detection – Giới hạn phát hiện

LOQ

Limit of Quantification – Giới hạn định lƣợng

MDA

Malondialdehyd

ROS

Reactive Oxygen Species

RSD

Relative Standard Deviation

S

Mẫu chiết xuất chứa quercetin, dạng bán tinh khiêt từ lá sen

SKBM

Sắc ký bản mỏng

QC

Mẫu quercetin chuẩn dùng cho nghiên cứu hóa lý

QUE

Mẫu quercetin chuẩn dùng cho nghiên cứu dƣợc lý

WHO

World Health Organization- Tổ chức Y tế thế giới

vi


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Định danh và đặc tính hóa lý của quercetin
Bảng 1.2. Hàm lƣợng quercetin trong một số thực vật phổ biến để làm thuốc
và thực phẩm

5
35

Bảng 2.1. Danh mục dụng cụ, thiết bị chính sử dụng trong nghiên cứu

48

Bảng 3.1. Kết quả định tính nhóm chất thứ cấp trong dịch chiết MeOH 72%

73

Bảng 3.2. Sự phù hợp của điều kiện sắc ký đƣợc đánh giá theo hƣớng dẫn của
ICH
Bảng 3.3. Định tính quercetin (Q) trong dịch chiết thu nhận b ng kĩ thuật đun
hồi lƣu (theo dung mơi và thời gian)
Bảng 3.4. Định tính quercetin (Q) trong dịch chiết thu nhận b ng kĩ thuật siêu
âm (theo dung môi và thời gian)
Bảng 3.5. Các thông số sắc ký của đ nh quercetin xác định b ng HPLC từ dịch
chiết thủy phân nguyên liệu cây thuốc
Bảng 3.6. Hàm lƣợng quercetin trong các mẫu cây thuốc xác định b ng HPLC
từ dịch chiết thủy phân
Bảng 3.7. Hiệu suất thu nhận quercetin từ cây thuốc theo hai hệ dung môi khác
nhau

79

80

80

82

82

90

Bảng 3.8. Mức độ lặp lại (RSD) về hàm lƣợng quercetin

91

Bảng 3.9. Một số đặc điểm vật lý của các chế phẩm quercetin thu nhận đƣợc

98

Bảng 3.10. Giải phổ hồng ngoại (IR) của các mẫu điều chế và quercetin chuẩn

100

Bảng 3.11. Các chế phẩm quercetin đƣợc thu nhận từ nụ hoa hịe và lá sen

102

Bảng 3.12. Hoạt tính kháng khuẩn của các mẫu trong 2 dung môi

103

Bảng 3.13. Hoạt tính chống oxy hóa của các mẫu nghiên cứu

103

Bảng 3.14. Hoạt tính kháng tế bào ung thƣ HCT116

105

Bảng 3.15. Kết quả quan sát một số dấu hiệu bất thƣờng của chuột

107

Bảng 3.16. Ch số huyết học trong máu chuột ở các lô sử dụng chế phẩm
quercetin theo mức liều khác nhau trong 7 ngày
Bảng 3.17. Ch số hóa sinh máu liên quan đến chức năng gan, trong các lô
chuột sau 7 ngày sử dụng chế phẩm quercetin
vii

108

110


Bảng 3.18. Ch số hóa sinh trong máu liên quan đến chức năng thận, trong các
lô chuột sau 7 ngày sử dụng chế phẩm quercetin
Bảng 3.19. Hàm lƣợng MDA và GSH trong gan chuột theo các liều sử dụng
chế phẩm quercetin trong điều kiện bình thƣờng
Bảng 3.20. Xác định quercetin trong gan, máu chuột thí nghiệm và thức ăn
Bảng 3.21. Hoạt độ enzym ALT, AST trong máu chuột bị sốc nhiệt theo hai
mơ hình

110

111
112
113

Bảng 3.22. Hoạt độ enzym ALT, AST trong máu và hàm lƣợng MDA, GSH
trong gan chuột bị sốc nhiệt cấp tính, trƣớc và sau khi sử dụng chế 114
phẩm quercetin
Bảng 3.23. Mức liều paracetamol tối đa sử dụng theo đƣờng uống, 1 lần/24h
(trong 7 ngày)
Bảng 3.24. Hoạt độ enzym AST trong máu chuột sử dụng paracetamol phối
hợp với chế phẩm quercetin
Bảng 3.25. Hoạt độ enzym ALT trong máu chuột sử dụng paracetamol phối
hợp với chế phẩm quercetin
Bảng 3.26. Hàm lƣợng MDA và GSH trong gan chuột sử dụng paracetamol
phối hợp với chế phẩm quercetin
Bảng 3.27. Trọng lƣợng chuột khi sử dụng sản phẩm ở điều kiện bình thƣờng
Bảng 3.28. Trọng lƣợng chuột khi dùng parcetamol phối hợp chế phẩm
quercetin cách thức hỗ trợ dùng sau

viii

115

116

116

118
120
120

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Cấu tạo hóa học của quercetin

4

Hình 1.2. Cấu tạo hóa học của rutin

4

Hình 1.3. Sơ đồ cơ chế chống oxy hóa của quercetin để cải thiện tình trạng
stress oxy hóa gây bởi tác nhân vật lý, hóa học và sinh học
Hình 2.1. Sơ đồ nghiên cứu tách chiết, xác định hàm lƣợng quercetin trực tiếp
từ dịch chiết nguyên liệu cây thuốc b ng HPLC
Hình 2.2. Sơ đồ nghiên cứu quy trình thu nhận chế phẩm quercetin từ cây
thuốc

18
70
71

Hình 2.3. Sơ đồ nghiên cứu đánh giá hoạt tính sinh học in vitro và in vivo

72

Hình 3.1. Hàm lƣợng flavonoid tổng số trong dịch chiết MeOH 72%

74

Hình 3.2. Sắc ký đồ đáp ứng tín hiệu của quercetin chuẩn ở các bƣớc sóng
khảo sát (hệ pha động tƣơng tự nghiên cứu của Zu và cộng sự (2006) )

75

Hình 3.3. Thời gian lƣu của đ nh quercetin theo các hệ pha động

76

Hình 3.4. Mức độ phân tách của đ nh quercetin theo các hệ pha động

76

Hình 3.5. Sắc ký đồ hỗn hợp chất chuẩn (rutin, quercetin) phân tích
theo hệ 1 (trên) và hệ 4 dƣới
Hình 3.6. Thay đổi thời gian lƣu của đ nh quercetin theo tốc độ dòng (A) và
sắc ký đồ thu đƣợc theo tốc độ dòng 1,0 ml/phút (B)
Hình 3.7. Sắc ký đồ HPLC dịch chiết thủy phân từ nụ hoa hịe (A), lá sen (B)
Hình 3.8. Hiệu quả thủy phân rutin, sự ổn định quercetin theo dung mơi và
thời gian
Hình 3.9. Hoạt tính chống oxy hóa các mẫu thu đƣợc theo thời gian thủy phân
rutin
Hình 3.10. Hiệu quả thu hồi quercetin từ nụ hoa hòe chuẩn theo thời gian,
dung mơi và kĩ thuật chiết xuất
Hình 3.11. Hoạt tính quét gốc tự do DPPH của cao chiết theo hệ dung mơi
khơng có axit (MeOH 72%)
Hình 3.12. Năng lực khử và chống oxy hóa tổng cao chiết theo hệ dung mơi
khơng có axit (MeOH 72%)
Hình 3.13. Năng lực khử và chống oxy hóa tổng của cao chiết thủy phân
theo hệ dung mơi có axit MeOH 72% + HCl 37%

ix

77
78
84
85
86
89
92
92
93


Hình 3.14. Hoạt tính qt gốc tự do DPPH của các mẫu cao chiết thủy phân
TP và thủy phân bổ sung quercetin TP-TC , theo hệ dung mơi có

93

axit (MeOH 72% + HCl 37%)
Hình 3.15A. Quy trình thu nhận chế phẩm quercetin bán tinh khiết từ nụ hoa
hòe hoặc lá sen L/L: lỏng/lỏng; SKCK: sắc ký cột chân khơng
Hình 3.15B. Sơ đồ thu nhận chế phẩm quercetin dạng tinh khiết từ rutin tách
từ nụ hoa hòe L/L: lỏng/lỏng; SKCK: sắc ký cột chân khơng)

95
96

Hình 3.16. Phổ đồ IR của vết điều chế từ mẫu chứa quercetin chiết xuất từ nụ
hoa hòe (H1 và H2 ), lá sen (S) và chất chuẩn quercetin (QC và

99

QUE)
Hình 3.17. Sắc ký đồ HPLC của mẫu chứa quercetin từ nụ hoa hòe (H1 và
H2), lá sen (S) và chất chuẩn quercetin (QC và QUE)
Hình 3.18. Hàm lƣợng quercetin trong các chế phẩm phân tích b ng HPLC
Hình 3.19. Giá trị làm giảm 50% DPPH (IC50) (A) và giá trị có độ hấp thụ
quang b ng 1 (Abs1) (B) của các mẫu quercetin
Hình 3.20. Mối liên hệ giữa hoạt tính chống oxy hóa (anti-oxidant) và oxy hóa
(pro-oxidant)
Hình 3.21. Tƣơng quan giữa nồng độ mẫu thử và t lệ tế bào HCT 116 cịn
sống

100
101
104
104
105

Hình 3.22. Ảnh tế bào HCT116 trƣớc và sau khi thử các mẫu tại thời điểm 48h 106
Hình 3.23. So sánh giá trị IC50 gây giảm 50% tế bào sống

106

Hình 3.24. Hình ảnh đại thể gan chuột sau 7 ngày dùng mẫu H1, H2 và QUE

108

Hình 3.25. Hình ảnh đại thể gan đƣợc mổ sau 7 ngày sử dụng paracetamol ở
các mức liều khác nhau

Hình 3.26. Thay đổi thời gian bơi cƣỡng bức và số lần đi vào các nhánh Ymaze của chuột trong các nhóm nghiên cứu

x

115
212


MỞ ĐẦU
Theo Tổ chức Y tế thế giới, với hơn 70% lồi có giá trị làm thuốc, thực vật là
nguồn quan trọng để cung cấp các hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học. Trong dƣợc
học hiện đại, xu hƣớng sử dụng hợp chất tự nhiên đƣợc chuyển dần từ dạng đơn lẻ
sang hỗn hợp nhiều chất với mức độ tinh khiết thấp hơn nh m giảm độc tính và gia
tăng hiệu quả trị liệu. Gần đây, các hợp chất tự nhiên khác nhau, sử dụng phối hợp
trong cùng loại sản phẩm đƣợc chú trọng thu nhận từ cây thuốc cùng lồi, từ nhóm cây
trong bài thuốc y học cổ truyền hoặc các cây có hoạt tính sinh học tƣơng tự nhau.
Trong tình trạng stress oxy hóa, sự gia tăng và tích lũy gốc tự do gây tác động bất
lợi, làm tăng nguy cơ mắc bệnh mạn tính ở ngƣời. Khi đó, chế phẩm chiết xuất từ cây
thuốc, chứa hợp chất tự nhiên có hoạt tính chống oxy hóa ngày càng đƣợc chú trọng
trong nghiên cứu ứng dụng. Hiện nay, flavonoid là nhóm hợp chất tự nhiên có hoạt
tính chống oxy hóa mạnh, đƣợc ứng dụng trong y dƣợc theo mức độ tinh khiết khác
nhau. Trong các flavonoid có phổ biến trong rau quả, quercetin đƣợc chú trọng nghiên
cứu để cải thiện tình trạng stress oxy hóa có liên quan đến tuổi, điều kiện sống, nghề
nghiệp hoặc độc tính của thuốc điều trị. Nghiên cứu thu nhận flavonoid trên cùng loài
cây thuốc đã ghi nhận r ng chế phẩm chứa hợp chất đích ở mức độ tinh khiết nhất
định, có hoạt tính chống oxy hóa cao hơn và khả năng phân tán trong nƣớc tốt hơn
dạng đơn chất tinh khiết của hoạt chất đích đó. Tuy nhiên, nghiên cứu theo cách tiếp
cận này chƣa đƣợc thực hiện trên quercetin.
Trên thế giới, chiết xuất quercetin từ thực vật đã có nhiều nghiên cứu. Điển hình
là điều kiện chiết xuất trong phƣơng pháp OMA Official Methods of Analysis

2006.07, đƣợc công nhận bởi Hiệp hội các nhà hóa học phân tích quốc tế. Phƣơng
pháp OMA 2006.07 đƣợc Gray và cộng sự (2005) thiết lập từ kết quả nghiên cứu thủy
phân các flavonol glycosid thành dạng aglycon, trực tiếp từ lá bạch quả cho phân tích
HPLC. Điều kiện chiết xuất này đƣợc Watanabe và cộng sự (2012) áp dụng để định
lƣợng quercetin trong vỏ củ hành, sau đó Nishimuro và cộng sự (2015) phát triển để
xác định quercetin trong rau, quả cũng nhƣ đồ uống từ lá chè. Các nghiên cứu này cho
thấy điều kiện chiết xuất trong phƣơng pháp OMA 2006.07 là phù hợp cho thu nhận
quercetin từ các thực vật để định lƣợng b ng HPLC, nhƣng chƣa đƣợc phát triển để
thu nhận chế phẩm quercetin từ cây thuốc cho nghiên cứu hoạt tính sinh học.
1


Hiện nay, nguyên liệu quercetin tinh khiết đƣợc dùng để sản xuất sản phẩm thực
phẩm, thực phẩm chức năng và mỹ phẩm. Trên thế giới và ở Việt Nam, quercetin tinh
khiết chủ yếu đƣợc tách chiết từ thủy phân rutin. Ở một số nƣớc nhƣ Nhật Bản, Hàn
Quốc, Trung Quốc và Việt Nam, nụ hoa của cây hòe đƣợc sử dụng chủ yếu để thu
nhận rutin, chƣa đƣợc phát triển để thu nhận chế phẩm quercetin có mức độ tinh khiết
khác nhau cho nghiên cứu hoạt tính sinh học. Đồng thời, quercetin đƣợc ghi nhận có
hoạt tính tăng sinh thích nghi adaptogen . Tuy nhiên, nghiên cứu thu nhận chế phẩm
quercetin trực tiếp từ cây thuốc có hoạt tính adaptogen phổ biến ở Việt Nam nhƣ sen,
cam thảo, chùm ngây, đinh lăng, rau đắng biển, rau má, bụp giấm và dƣợc liệu ngũ vị
tử để nghiên cứu hoạt tính sinh học chƣa đƣợc thực hiện.
Dựa trên các giá trị về khoa học và khả năng ứng dụng của quercetin, trên cơ sở
phƣơng pháp OMA 2006.07, với mục đích tạo chế phẩm chứa quercetin ở mức độ tinh
khiết khác nhau, từ cùng lồi cây thuốc hoặc nhóm cây thuốc có hoạt tính adaptogen,
để cải thiện tình trạng stress oxy hóa liên quan đến tuổi, điều kiện sống, nghề nghiệp
hoặc độc tính của thuốc trong điều trị, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu quy
trình thu nhận chế phẩm quercetin từ một số lồi cây thuốc và đánh giá hoạt tính sinh
học trên thực nghiệm” với các mục tiêu:
1. Xác định đƣợc hàm lƣợng quercetin trong một số loài cây thuốc.

2. Xây dựng đƣợc quy trình thu nhận quercetin từ 1-2 lồi cây thuốc lựa chọn.
3. Đánh giá đƣợc hoạt tính sinh học của một số chế phẩm quercetin trên thực
nghiệm.
Nội dung nghiên cứu của luận án:
- Nghiên cứu phát triển điều kiện thu dịch chiết thủy phân trong phƣơng pháp
OMA 2006.07; điều kiện sắc ký HPLC để xác định hàm lƣợng quercetin trong dịch
chiết từ nguyên liệu của 10 loài cây thuốc gồm hòe, hành tây và cây thuốc thuộc danh
mục có hoạt tính adaptogen (sen, cam thảo, chùm ngây, đinh lăng, rau đắng biển, rau
má, bụp giấm và ngũ vị tử ).
- Nghiên cứu, đánh giá về hiệu suất thu nhận quercetin cũng nhƣ hoạt tính chống
oxy hóa in vitro theo các thông số chiết xuất thực hiện trên chất chuẩn (quercetin,
rutin) và cây thuốc; thu nhận cao chiết chứa quercetin theo điều kiện chiết xuất đã cải
tiến và đánh giá về hàm lƣợng cũng nhƣ hoạt tính chống oxy hóa in vitro để lựa chọn
2


cây thuốc cho xây dựng quy trình thu nhận chế phẩm; thu nhận chế phẩm chứa
quercetin ở các mức độ tinh khiết khác nhau từ cây thuốc đƣợc lựa chọn để nghiên cứu
hoạt tính sinh học.
- Đánh giá hoạt tính in vitro (chống oxy hóa, kháng vi sinh vật kiểm định, kháng
tế bào ung thƣ đại trực tràng ; đánh giá độ an toàn theo mức liều lựa chọn, đánh giá
hành vi và hoạt tính chống oxy hóa in vivo trên chuột bị stress oxy hóa do độc tính của
paracetamol hoặc sốc nhiệt của một số chế phẩm quercetin thu nhận từ cây thuốc đƣợc
lựa chọn.
Những đóng góp mới của luận án:
- Đã thiết lập đƣợc điều kiện chiết xuất mẫu thực vật; điều kiện sắc ký HPLC để
định lƣợng quercetin trực tiếp từ dịch chiết cây thuốc thu hái tại Việt Nam. Trong 10
loài cây thuốc, đã xác định nụ hoa ho , lá sen và lá chùm ngây có hàm lƣợng quercetin
cao nhất, tƣơng ứng đạt 15423 mg, 5190,8 mg và 2840 mg trong 100g nguyên liệu.
Các cây thuốc khác có hàm lƣợng quercetin từ 33,21 đến 130,24 mg trong 100g

nguyên liệu.
- Đã xây dựng đƣợc quy trình thu nhận chế phẩm chứa quercetin với mức độ tinh
khiết khác nhau từ nụ hoa hòe và lá sen, gồm chế phẩm bán tinh khiết từ dịch chiết
toàn phần từ nụ hoa hòe (H1) hoặc từ lá sen (S); chế phẩm tinh khiết (H2) từ rutin tách
từ nụ hoa hòe. Các chế phẩm H1, H2, S có phần trăm về hàm lƣợng quercetin tƣơng
ứng đạt 59,19 %, 90,02 % và 10,85 %.
- Đã cung cấp dữ liệu mới về mức độ an tồn cũng nhƣ hoạt tính ức chế tế bào
ung thƣ, chống oxy hoá trên in vitro và in vivo của chế phẩm quercetin từ nụ hoa hòe
và lá sen. Trong đó, chế phẩm H1 và H2 từ nụ hoa hịe có giá trị IC50 đối với tế bào
ung thƣ trực tràng lần lƣợt là 18,79 µg/ml và 19,53 µg/ml và IC50 trong phản ứng quét
gốc tự do với DPPH 0,1mM lần lƣợt là 13,62 µg/ml và 16,35 µg/ml; chế phẩm S có
giá trị IC50 trong phản ứng quét gốc tự do với DPPH 0,1mM là 23,09 µg/ml. Chế phẩm
H1 và H2 từ nụ hoè an toàn cho chuột ở mức liều 20 mg/kg thể trọng và có tác dụng
cải thiện tình trạng tổn thƣơng do stress oxy hóa dƣới ảnh hƣởng của paracetamol hoặc
nhiệt độ cao.

3


Chƣơng 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. ĐẶC TÍNH HĨA LÝ VÀ SINH HỌC CỦA QUERCETIN

1.1.1. Đặc tính hóa lý của quercetin
Quercetin (tên gọi khác là quercetin aglycon) là flavonoid ở dạng tự do, đƣợc tạo
ra khi thủy phân để tách phân tử đƣờng từ dạng kết hợp (quercetin glycosid). Quá trình
thủy phân đƣợc thực hiện thông qua sự xúc tác của axit lỗng hoặc enzym trong đƣờng
tiêu hóa [48]. Quercetin với cấu trúc gồm 3 vịng thơm và 5 nhóm hydroxyl, có cấu tạo
phân tử là C15H10O7, đƣợc xác định là khung xây dựng cho một số flavonoid khác. Cấu
tạo hóa học của quercetin thể hiện trên hình 1.1.

Hình 1.1. Cấu tạo hóa học của quercetin [85]
Các flavonoid là dẫn xuất quercetin, đƣợc hình thành b ng cách gắn nhóm
glycosyl là đƣờng đơn nhƣ glucose, rhamnose hoặc rutinose) thay thế cho một trong
các nhóm –OH. Trong đó, dẫn xuất của quercetin tại hai nhóm –OH ở vị trí số 3 hoặc
số 7 thƣờng có trong chế độ ăn giàu flavonoid [86]. Trong số 180 flavonoid đƣợc phát
hiện từ thực vật, rutin (quercetin-3-O-rutinoside đƣợc hình thành khi gốc đƣờng thay
thế nhóm OH ở vị trí số 3, là dạng kết hợp phổ biến nhất của quercetin [51]. Công thức
cấu tạo của rutin là C27H30O16, đƣợc thể hiện trên hình 1.2.

Hình 1.2. Cấu tạo hóa học của rutin [2]
4


Các tính đặc trƣng của quercetin ứng dụng trong chiết xuất và xác định b ng các
phƣơng pháp hóa lý, đƣợc tóm tắt trên bảng 1.1.
Bảng 1.1. Định danh và đặc tính hóa lý của quercetin
Tên IUPAC
Định danh
PubChem
Định danh quốc tế

Tên đồng nghĩa
Tên thƣờng
Khối lƣợng phân tử
Cơng thức phân tử
Tính chất vật lý

Trọng lƣợng
Màu sắc

Nhiệt độ sơi
Nhiệt độ nóng chảy
Độ hòa tan

Áp suất bay hơi
Sự phân hủy
Hệ số phân ly
Phổ UV-vis
Phổ 13C-NMR của
quercetin chuẩn từ
thực nghiệm
Phổ IR của
quercetin chuẩn từ
thực nghiệm

2-(3,4-dihydroxyphenyl)-3,5,7-trihydroxychromen-4one
5280343
1S/C15H10O7/c16-7-4-10(19)12-11(5-7)2215(14(21)13(12)20)6-1-2-8(17)9(18)3-6/h1-5,1619,21H
3,3‟,4‟,5,7-pentahydroxyflavone; dikvertin
Sophoretin; Xanthaurine; Meletin
302,2357 g/mol
C15H10O7
Tinh thể màu vàng, bột vàng. Chuyển hóa thành dạng
anhydrous tại 203-207độ F. Dung dịch có cồn vị hơi
đắng.
1,779 g/cm3
Tinh thể màu vàng
Cao
316,5 oC
Trong nƣớc: 60 mg/mL tại 16 oC; < 1 mg/mL tại 70

o
F. Tan nhiều trong ete, metanol; tan đƣợc trong
ethanol, aceton, pyridin, axit axetic.
2,81x10-14 mmHg tại 25 oC
Khi đun sơi, bốc ra khói hăng và kích ứng.
pKa1=7,17; pKa2=8,26; pKa3=10,13; pKa4=12,30;
pKa5=13,11
Hấp thụ tối đa: 256 nm log E=4,32 ; 301 nm log
E=3,89); 373 nm (log E=4,32).
C2 (160), C3(136,6), C4 (178,3), C4a (105,5), C5
(163,9), C6 (98,3), C7 (166,4), C8 (98,0), C8a
160,1 , C1‟ 124,4 , C2‟ 116,5 , C3‟ 147,2 , C4‟
148 , C5‟ 117,2 , C6‟ 122 .
OH tự do (3218,09-3411 cm-1), OH phenol (1663 cm1
), C=O (1608 cm-1), C=C (1523 cm-1), C-H (1496 cm1
), mặt phẳng uốn (1383 cm-1), C-O aryl (1318 cm-1),
C-O phenol (1203 cm-1).

[17]
[17]
[17]
[17]
[17]
[17,128]
[17,128]
[17]
[17]
[2, [17]
[17]
[17]

[17]
[17]
[17]
[2, 17,
128, 136]
[17, 128,
136]

[17, 128,
136]

Quercetin có màu vàng, tinh thể hình kim, nhiệt độ nóng chảy khoảng 316,5 °C.
Với tính chất phân cực kém, quercetin khơng tan trong nƣớc lạnh, tan kém trong nƣớc
5


nóng nhƣng tan tốt trong dung mơi hữu cơ nhƣ ethanol, methanol và lipid. Nghiên cứu
tính chất quang phổ hấp thụ của flavonoid cho thấy hầu hết các flavon và flavonol có
hai dải hấp thụ chính, trong đó dải I từ 320 đến 380nm đại diện cho sự hấp thụ vòng B,
trong khi dải II từ 250 đến 285nm tƣơng ứng với độ hấp thụ của vịng A. Các nhóm
chức năng gắn vào bộ khung flavonoid có thể gây ra sự thay đổi trong quá trình hấp
thụ, điển hình nhƣ từ 367 nm trong kaempferol đến 371 nm trong quercetin và 374 nm
trong myricetin [86]. Các phổ nhƣ NMR, IR đƣợc sử dụng để xác định cấu trúc của
quercetin. Trong lĩnh vực sản xuất, phổ IR, UV đƣợc sử dụng phổ biến để đối chiếu
giữa quercetin nguyên liệu so với chất chuẩn. Đặc tính hấp thụ quang phổ đƣợc ứng
dụng phổ biến để định tính, định lƣợng quercetin theo phƣơng pháp quang phổ UVVis hoặc HPLC với đầu dò là UV hoặc DAD [51].
Đối với các flavonoid là dẫn xuất từ quercetin, nhóm glycosyl đính k m làm thay
đổi độ hịa tan, hấp thụ, hoạt tính sinh học cũng nhƣ độ ổn định. Trong đó, sự liên kết
với nhóm glycosyl làm tăng khả năng hòa tan trong nƣớc của dạng kết hợp so với
quercetin [86, 91]. Hoạt tính chống oxy hóa in vitro của quercetin phụ thuộc vào vị trí

các nhóm chức năng trên cấu trúc lõi. Các yếu tố trong cấu tạo góp phần quyết định
đến hoạt tính chống oxy hóa của tồn bộ phân từ quercetin bao gồm một liên kết đơi
C2 = C3, một nhóm C4-keto, một C3-nhóm hydroxyl và cấu trúc ortho-diphenolic (cịn
đƣợc gọi là nhóm catechol, vịng B . Khi đó, sự liên kết với nhóm glycosyl tạo dạng
kết hợp, làm giảm tính chống oxy hóa so với quercetin [86].
Hiện nay, quercetin và các hợp chất dẫn xuất (chủ yếu là quercetin glycosid)
đƣợc ghi nhận có trong nhiều lồi cây thuốc và rau quả, trong đó dạng kết hợp tồn tại
với mức độ nhiều hơn dạng tự do [51]. Tuy nhiên, các nghiên cứu về hoạt tính sinh
học gần đây tập trung vào quercetin tự do vì sự ổn định về hóa học trong bảo quản và
trong hệ thống đƣờng tiêu hóa cũng nhƣ hiệu quả hấp thu qua màng lipid cao hơn dạng
kết hợp [17, 166].
1.1.2. Đặc tính sinh học của quercetin
Quercetin ở dạng tự do với mức độ tinh khiết cao, đƣợc đánh giá có hoạt tính
sinh học đa dạng với nhiều đích tác dụng [19]. Một số hoạt tính sinh học điển hình của
quercetin đƣợc tóm tắt nhƣ sau:

6


1.1.2.1. Tác dụng chống lão hóa
Q trình sinh học liên quan đến lão hóa có thể đƣợc cải thiện chủ động bởi chất
chống oxy hóa tự nhiên. Chondrogianni và cộng sự đã phát hiện vai trị của quercetin
ảnh hƣởng tích cực lên khả năng tồn tại, phát triển độc lập và vòng đời của các nguyên
bào sợi nguyên thủy của ngƣời (HFL-1 . Đồng thời, khi các tế bào lão hóa đƣợc ni
trong mơi trƣờng có bổ sung quercetin đã quan sát đƣợc sự trẻ hóa trở lại [42].
1.1.2.2. Chống dị ứng
Quercetin là hợp chất tự nhiên có khả năng tác động tới các chất trung gian liên
quan đến các loại dị ứng và hoạt động nhƣ một chất ức chế tiết dƣỡng bào, dẫn đến sự
giảm tiết ra tryptase, các protein tín hiệu do đại thực bào gây ra: MCP-1 và IL-6 và
điều ch nh giảm histidin decarboxilase mRNA từ một số ít dịng tế bào dƣỡng bào

[139]. Vì vậy, quercetin cũng thể hiện nhƣ một loại thuốc chống dị ứng tiềm năng.
Hiện tại, tổ chức nghiên cứu dị ứng thực phẩm Food Allergy Herbal Formula (FAHF)
đang đánh giá quercetin có tiềm năng tƣơng tự chất chống dị ứng an tồn nhƣng nó
cũng cần có nhiều những nghiên cứu tác dụng phụ hơn để trở thành thuốc chống dị
ứng thực sự [134].
1.1.2.3. Đặc tính bảo vệ hệ tuần hồn
Quercetin cũng đƣợc đặc biệt chú ý nhƣ một hợp chất có tác dụng giúp điều trị
cũng nhƣ phịng ngừa các bệnh về tim. Trong thực tế, việc sử dụng quercetin có liên
quan sự giảm t lệ chết do bệnh tim và giảm t lệ đột quỵ. Pashevin và cộng sự (2011)
báo cáo về đặc tính bảo vệ tim mạch của quercetin khi thử nghiệm trên thỏ với một
khẩu phần ăn giàu cholesterol và uống Corvitn (chế phẩm dẫn xuất quercetin ở dạng
hòa tan trong nƣớc) trong 1 tháng, cho thấy giảm đáng kể các hoạt động thủy phân
protein của phức hệ proteasome trong các mô và bạch cầu [118]. Quercetin cũng đƣợc
ghi nhận có tác dụng giảm xơ vữa động mạch [87].
1.1.2.4. Chống ung thư
Giống nhƣ rất nhiều flavonoid khác, một số bài báo đã đánh giá hoạt động khởi
phát sự tan rã tế bào (pro-apoptosis) của quercetin lên một số dòng tế bào ung thƣ.
Thực tế, quercetin là chất ức chế trực tiếp PIK3, NF-B và các kinase khác liên quan
đến truyền tín hiệu nội bào [87]. Các nghiên cứu về khả năng chống ung thƣ của

7


quercetin đã khẳng định cơ chế quercetin ức chế các tế bào tăng sinh là khả năng
chống oxy hóa, ức chế kinase, chu trình tế bào cũng nhƣ gây ra apoptosis [47].
1.1.2.5. Chống viêm
Từ trƣớc đến nay, quercetin luôn đƣợc biết đến với khả năng ức chế in vitro sự
sản xuất các enzymes đáp ứng phản ứng viêm (ví dụ nhƣ: cyclooxigenase COX hay
lipoxigenasse), khả năng này cũng đƣợc thực hiện b ng các phản ứng in vivo [88]. Đặc
biệt, trong nghiên cứu của Yoon và cộng sự đã nêu ra quercetin có khả năng ức chế

mạnh các yếu tố tăng sinh nguyên bào [168].
1.1.2.6. Ngăn ngừa bệnh béo phì
Quercetin là loại flavonoid phổ biến trong cây thuốc, chúng có khả năng chống
lại nhiều loại bệnh liên quan đến stress oxy hóa. Để xác định các cơ chế phân tử ảnh
hƣởng bởi quercetin vào tác động sinh lý tăng lipid máu, một số tác giả nhận thấy r ng
quercetin tác động đến biểu hiện gen ở gan liên quan đến q trình chuyển hóa lipid.
Nghiên cứu bổ sung quercetin ở chuột đã giảm đáng kể bệnh béo phì đƣợc cảm ứng
bởi chế độ ăn uống nhiều chất béo, giảm trọng lƣợng cơ thể, gan và mô mỡ trắng hơn
so với những con chuột đƣợc cho ăn ch với thực đơn giàu chất béo. Quercetin cũng
giảm đáng kể sự tăng cholesterol, triglycerid trong máu. Bổ sung quercetin trong khẩu
phần ăn cũng giúp là giảm trọng lƣợng gan, các mô mỡ trắng, các giọt lipid tích tụ
trong gan [17]. Để tìm ra cơ chế để quercetin giúp giảm béo phì, các nghiên cứu tập
trung vào các gen liên quan đến quá trình chuyển hóa lipid trong gan. So với nhóm
chuột đối chứng bị béo phì thì nhóm chuột có thực đơn bổ sung quercetin sửa đổi biểu
hiện của một số gen chuyển hóa liên quan đến lipid gồm Fnta, Pon1, Pparg, Aldh1b1,
Apoa4, Abcg5, Gpam, Acaca, Cd36, Fdfft1 và Fasn. Các mơ hình biểu hiện của các
gen này đƣợc quan sát b ng phản ứng chuỗi polymeras-transriptas và đƣợc xác định
b ng hệ thống lai hóa miễn dịch. Các kết quả này ch ra r ng quercetin ngăn chặn béo
phì gây ra bởi chế độ ăn nhiều chất béo trong chuột C57b1/6, và tác dụng chống béo
phì của quercetin có liên quan đến các quy định của lipogenesis ở mức độ phiên mã
[75].
1.1.2.7. Điều trị bệnh viêm khớp
Quercetin có thể kết hợp với các chất khác để điều trị làm giảm các triệu chứng
của viêm khớp. Nghiên cứu với 20 bệnh nhân viêm khớp dạng thấp có bổ sung hàng
8


ngày cùng lúc 3 loại thuốc khác nhau gồm quercetin (166 mg/viên), vitamin C (133
mg/viên) và axit lipoic (300 mg/viên) trong vòng 4 tuần liên tiếp cho thấy r ng nồng
độ cytokin gây viêm hoặc protein C-reactive (CRP) trong huyết thanh khơng có sự

khác biệt đáng kể và cũng chƣa có tác dụng điều trị [22]. Tuy nhiên sử dụng dạng hỗn
hợp gồm glucosamine, chondroitin và quercetin glucoside trong thời gian điều trị 3
tháng cho 46 bệnh nhân viêm khớp và 22 ngƣời có viêm khớp dạng thấp có kết hợp
với hoạt động hàng ngày đã phát hiện thấy dịch lỏng đƣợc tiết ra trong các mô viêm
khớp [101].
1.1.2.8. Điều trị bệnh tiểu đường
Nghiên cứu những con chuột mắc bệnh tiểu đƣờng cho thấy sự gia tăng đáng chú
ý ch số t trọng thận/trọng lƣợng cơ thể, lƣợng đƣờng trong máu, lƣợng albumin bài
tiết trong nƣớc tiểu (UAE), creatinin trong huyết thanh SCR , lƣợng urê trong máu
BUN và độ thanh thải creatinin (CCR). Các biểu hiện của TGF - β1 và CTGF là
trong nhóm bệnh tiểu đƣờng cao hơn so với nhóm có điều trị b ng quercetin. Tuy
nhiên, những biểu hiện quá mức của cả hai TGF - β1 và CTGF trong các mô thận của
chuột bị tiểu đƣờng đã giảm sau khi tiêm quercetin. Kết quả cho thấy quercetin cải
thiện chức năng thận ở chuột tiểu đƣờng b ng cách ức chế các biểu hiện quá mức của
yếu tố TGF-β1 và CTGF trong thận [73].
1.1.2.9. Tăng cường thể lực
Nghiên cứu trên 254 đối tƣợng, thấy r ng lƣợng O2 tiêu thụ cao nhất dao động
41-64 ml/kg/phút (trung bình 46 ml/kg/phút), trong thời gian sử dụng trung bình là 11
ngày (mức liều 1000 mg/ngày . Nhƣ vậy, quercetin với hoạt tính adaptogen đã cung
cấp một lợi ích đáng kể về khả năng hoạt động thể lực, làm gia tăng thể tích O2 max và
hiệu suất luyện tập với ch số tin cậy ES = 0,15 [163].
1.1.2.10. Hoạt tính kháng vi sinh vật
Quercetin đƣợc ghi nhận có tác dụng kháng lại hầu hết các chủng vi khuẩn gram
âm và gram dƣơng [48]. Đặc biệt, hoạt động kháng khuẩn chọn lọc đã đƣợc ghi nhận
với chủng S. epidermidis, S. aureus và chủng S. aureus (chủng đề kháng methicillin).
Theo báo cáo của Arasoglu và cộng sự 2017 , cơ chế kháng khuẩn của quercetin có
liên quan đến tác dụng ức chế tổng hợp acid nucleic, ức chế chức năng màng tế bào
chất, ức chế tổng hợp vách tế bào hoặc tác động lên quá trình chuyển năng lƣợng.
9

Trong các nghiên cứu, hoạt tính kháng khuẩn của quercetin tự do đƣợc tăng cƣờng khi

sử dụng các dung môi khác nhau nhƣ methanol, DMSO, hoặc ethanol [19]. Quercetin
đƣợc báo cáo lcó hiệu quả chống lại một số loại virus nhƣ herpes simplex (HSV I),
parainfluenza ( PIV 3) và pseudorabies (PRV). Quercetin có hoạt tính kháng virus là
nhờ khả năng bám vào protein áo của virus và polymerase, gây tổn thƣơng AND [85].
1.2. ỨNG DỤNG TRỊ LIỆU CỦA QUERCETIN

Hoạt tính sinh học của quercetin chủ yếu đƣợc ghi nhận ở các mức độ nghiên cứu
thực nghiệm từ in vitro, ex vivo đến in vivo bao gồm chống oxy hóa, chống viêm,
chống dị ứng, chống loét, kháng khuẩn, kháng vi rút, hỗ trợ tiêu hóa, bảo vệ dạ dày,
bảo vệ hệ tim mạch và các hoạt động điều hòa miễn dịch [48, 80]. Quercetin có nhiều
đích tác dụng, có thể trực tiếp (khi tồn tại ở dạng aglycon) hoặc gián tiếp (khi tồn tại ở
dạng liên hợp [17, 166]. Điều này khiến cho tác dụng của quercetin trong nghiên cứu
in vivo cịn phụ thuộc vào các chất chuyển hóa liên hợp từ quercetin. Trong khi đó, hầu
hết các nghiên cứu dƣợc lý in vitro hiện nay đƣợc thực hiện đối với quercetin aglycon
[17]. Thực tế hiện nay đòi hỏi việc nghiên cứu ứng dụng quercetin cần phải đánh giá
có hệ thống từ in vitro đến in vivo với các đích tác động ở mức liều và đƣờng dùng phù
hợp. Khi đƣợc sử dụng qua đƣờng uống trong nghiên cứu in vivo, với đặc tính khơng
tan trong nƣớc quercetin bị biến đổi để đào thải ra khỏi cơ thể. Khi đó, các q trình
biến đổi quercetin trong cơ thể động vật có ảnh hƣởng trực tiếp đến hiệu quả trị liệu
của quercetin.
1.2.1. Yếu tố ảnh hƣởng đến hoạt tính sinh học in vivo của quercetin
Quercetin đƣợc phát hiện trong thực vật, không sẵn có ở động vật. Khi đƣợc sử
dụng theo đƣờng uống trên động vật thực nghiệm hoặc con ngƣời, quercetin cũng nhƣ
các hợp chất thứ cấp từ cây thuốc bị biến đổi theo chuyển hóa xenobiotic (chất lạ sinh
học) [48]. Sự biến đổi này đƣợc bắt đầu từ quá trình giải phóng quercetin khỏi dạng sử
dụng. Tiếp theo, quercetin có thể bị chuyển hóa bởi các vi sinh vật đƣờng ruột và tập
trung tại vị trí hấp thu. Sau đó, các quá trình dƣợc động học ADME đƣợc thực hiện

bao gồm hấp thu, phân bố, chuyển hóa và thải trừ quercetin [17].
Quercetin ở dạng kết tinh tự nhiên có độ phân cực thấp và khả năng phân tán
trong nƣớc kém. Theo nhiều dữ liệu thực nghiệm in vivo, sau khi hấp thu quercetin
đƣợc gắn kết chủ yếu với protein máu (phần lớn là albumin). Phức hợp với albumin

10


đƣợc tạo thành để vận chuyển quercetin theo hệ tuần hoàn và phân bố đến các cơ quan,
tổ chức của cơ thể. Trong quá trình phân bố, tại một số mơ có ái lực cao, quercetin
đƣợc giải phóng khỏi phức hợp và tích tụ, thẩm thấu qua hàng rào lipit vào mơ đích.
Sau khi đƣợc tích tụ đến các mức độ nhất định, hoạt tính sinh học của quercetin tại mơ
đích đƣợc bộc lộ, hình thành tác dụng có lợi hoặc bất lợi. Quá trình thải trừ quercetin
xảy ra khi sự hấp thu đạt đ nh cùng với quá trình tích tụ tại mơ đích của quercetin đạt
trạng thái cân b ng. Khi đó, thơng qua giai đoạn chuyển hóa của cơ thể nh m tăng độ
phân cực để liên hợp với các chất khử độc nội sinh, quercetin đƣợc đào thải. Sản phẩm
chuyển hóa và liên hợp từ quercetin có khả năng dễ phân tán vào pha nƣớc và đƣợc
máu vận chuyển đến các cơ quan thải trừ mà chủ yếu là thận, để đào thải ra khỏi cơ thể
theo đƣờng nƣớc tiểu [19]. Trong các cơ quan có khả năng chuyển hóa quercetin, gan
có vai trị quan trọng nhất. Quercetin đã đƣợc xác định là chất thải trừ qua gan nhờ hệ
thống oxy hóa bởi enzym CYP P450 và các chất khử độc nội sinh, điển hình là
glutathion dạng khử (GSH), các chất enzym superoxide dismustase (SOD). Các chất
này chịu sự chi phối của nhiều con đƣờng tín hiệu đan xen trong cơ thể [17, 18].
Phần lớn các nghiên cứu đến nay đều ghi nhận, quercetin có đặc tính sinh học đa
dạng và nhiều tiềm năng trong ứng dụng để trị liệu, cải thiện sức khỏe của con ngƣời
[17, 80]. Tác dụng của quercetin đƣợc bộc lộ phụ thuộc vào tác nhân gây bất lợi, cách
thức sử dụng (dạng dùng, đƣờng dùng, liều dùng, thời điểm dùng so với thời điểm tác
động của tác nhân bất lợi). Cho đến nay, quercetin đƣợc ghi nhận có hoạt tính tăng
sinh tính thích nghi (adaptogen) với hiệu quả cải thiện tốt tình trạng stress oxy hóa liên
quan đến tuổi, điều kiện sống, nghề nghiệp hoặc độc tính của thuốc trong điều trị

thƣờng gặp là paracetamol). Các đánh giá gần đây về cơ chế tác dụng đã cho thấy
r ng mặc dù có các quy luật tác động khơng hồn tồn giống nhau nhƣng hiệu quả trị
liệu trên in vivo của quercetin đƣợc khởi nguồn chủ yếu từ hoạt tính chống oxy hóa
cũng nhƣ đặc tính tiền chất oxy hóa [166].
1.2.2. Hoạt tính chống oxy hóa (anti-oxidant) của quercetin
1.2.2.1 Hoạt tính chống oxy hóa in vitro của quercetin
Quercetin là chất chống oxy hóa mạnh dựa vào khả năng tách các gốc tự do và
liên kết với các ion kim loại chuyển tiếp. Khả năng chống oxy hóa in vitro liên quan
đến sự tồn tại của 2 loại nhóm liên kết chống oxy hóa bên trong phân tử có hình dạng
11


thích hợp cho việc tách các gốc tự do: nhóm catechol trong vịng B và nhóm OH trong
vịng A [86]. Hiện nay, có 3 cơ chế phản ứng để giải thích q trình chống oxy hóa của
các hợp chất polyphenol cũng đƣợc sử dụng để giải thích cho cơ chế chống oxy hóa in
vitro của quercetin [54, 89]. Ba cơ chế bao gồm:
1 Cơ chế 1. Chuyển trực tiếp nguyên tử hydro từ chất chống oxi hóa (ArOH)
sang gốc tự do (R.) (Hydrogen Atom Transfer – HAT).

2 Cơ chế 2. Chuyển một electron từ chất chống oxy hóa (ArOH) sang gốc tự do
(R.) (Single Electron Transfer – SET).

3 Cơ chế 3. Tạo phức càng cua (chelation) với kim loại chuyển tiếp (Transition
Metals Chelation-TMC).

1.2.2.2. Khả năng chống oxy hóa in vivo của quercetin
Trong lớp flavonoid, quercetin là chất tách ROS hữu hiệu nhất, kể cả với việc
tách O2 và gốc peroxynitrit (ONOO-). Với khả năng này, quercetin là chất ức chế sự
peoxy hóa lipid (làm giảm nồng độ MDA), b ng cách quercetin phản ứng với các gốc
tự do MDA đƣợc tạo ra do sự peoxy hóa lipid. Sự oxy hóa lipid có thể gây ra những

tác động có hại cho cơ thể nhƣ gây ra bệnh tim mạch, thối hóa thần kinh và quercetin
đƣợc ứng dụng trong trị liệu [17]. Do có khả năng phản ứng với các gốc tự do,
quercetin làm giảm các bệnh mãn tính. Bên cạnh đó, b ng việc ngăn ngừa ion Ca+ (từ
các tế bào chết), quercetin có khả năng bảo vệ tế bào sống khỏi sự oxy hóa, vì các gốc
tự do dẫn đến lão hóa tế bào. Nghiên cứu của Begum và Terao cho thấy quercetin và
phức hợp các chất chuyển hóa (quercetin-3-O-D-glucuronide và quercetin-3-O-Dglucoside) có thể bảo vệ hồng cầu khỏi sự phá hủy ở những ngƣời hút thuốc [48].
Nghiên cứu của McAnulty và cộng sự trên 40 vận động viên chạy điền kinh cho thấy
12


quercetin có khả năng giúp giảm thiểu căng thẳng cho các vận động viên. Khả năng
oxy hóa của quercetin đƣợc tăng lên nhiều lần khi cùng tác dụng với vitamin C, axit
uric và tƣơng đƣơng với trolox (6-hydroxi-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-carboxilic
axit, một chất chống oxy hóa mạnh) [25].
1.2.3. Hoạt tính tiền chất oxy hóa (pro-oxidant) của quercetin
Giảm khả năng phục hồi đối với các tình trạng căng thẳng (stress) nội sinh và
ngoại sinh đƣợc coi là một nguyên nhân quan trọng liên quan đến sự lão hóa, phát triển
bệnh. Q trình này hạn chế sự tái lập cân b ng nội môi sau khi tiếp xúc yếu tố gây
stress cấp tính nhƣ bệnh tật, chấn thƣơng hoặc gắng sức. Sự tăng các gốc ROS là một
trong những yếu tố chính quyết định khả năng phục hồi và bệnh lý con ngƣời. Hàm
lƣợng cao của ROS đƣợc biết đến với tác dụng có hại của q trình chuyển hóa hiếu
khí, là một ngun nhân quan trọng của rối loạn chức năng ty thể. Tuy nhiên, gần đây
các nghiên cứu đã cho thấy r ng các phân tử pro-oxidant (tiền chất oxy hóa) ở liều
lƣợng thấp đã đƣợc phát hiện là có lợi cho sức khỏe b ng cách điều ch nh yếu tố phiên
mã kích hoạt. Q trình này đƣợc gọi là hiệu ứng kích thích liều nhỏ (hormesis), tạo
một phản ứng thích nghi của các tế bào và các sinh vật đến một căng thẳng vừa phải
thƣờng là không liên tục) [130].
Nhiều nghiên cứu đã ch ra r ng, các hợp chất thứ cấp trong đó có quercetin, có
đặc tính chống oxy hóa thƣờng đi k m với đặc tính tiền chất oxy hóa. Trong cơ thể,
ROS đƣợc chuyển hóa bởi một một loạt các cơ chế bảo vệ theo hiệu ứng chống oxy

hóa của các chất có nguồn gốc từ chế độ ăn thƣờng gặp là quercetin) hoặc tổng hợp
nội sinh điển hình nhƣ GSH . Mục đích của các cơ chế này không phải là loại bỏ tất
cả ROS, mà là kiểm soát mức độ của ROS và giảm thiểu thiệt hại oxy hóa [166]. Hai
con đƣờng truyền tín hiệu chính của tế bào và cơ chế phân tử làm trung gian cho các
phản ứng kích thích có liên quan đến các yếu tố phiên mã Nrf-2 và yếu tố sốc nhiệt
(HSF) [130]. Các nghiên cứu gần đây, cho thấy r ng việc tiếp xúc với các phân tử có
hoạt tính tiền chất oxy hóa (prooxidant) từ chế độ ăn uống điển hình nhƣ quercetin , ở
mức liều phù hợp và thƣờng xuyên, có thể tạo ra sự gia tăng bền vững của các enzym
bảo vệ tế bào hoặc các sản phẩm tăng cƣờng khả năng phục hồi [130]. Tăng mức độ
của các sản phẩm chống oxy hóa (anti-oxidant) thơng qua các sản phẩm bổ sung có thể
bảo vệ chống lại thiệt hại do các thách thức căng thẳng oxy hóa và tăng sức khỏe. Tuy
13