Giới thiệu
Dây thìa canh (DTC) có tên khoa học là Gymnema sylvestre (Retz.) R. Br. ex Schult., thuộc họ Thiên lý (Asclepiadaceae). DTC phân bố ở các nước Ấn Độ, Trung Quốc, Việt Nam và Indonesia [1]. Tại Việt Nam, Dây thìa canh mọc quanh lùm bụi, hàng rào, nơi sáng, phân bố rộng ở các tỉnh Đông Bắc Bộ (Quảng Ninh, Lạng Sơn), đồng bằng Bắc Bộ (Hưng Yên, Nam Định, Ninh Bình), ven biển Bắc Trung bộ, duyên hải miền Trung (Quảng Bình, Quảng Trị), duyên hải Nam Trung Bộ (Bình Định, Phú Yên) [1]. Dây thìa canh được dân gian sử dụng trong điều trị sốt, ho, đau họng, lợi tiểu, và đặc biệt là trong điều trị đái tháo đường. Bài báo này tổng hợp các kết quả nghiên cứu về thành phần hóa học và tác dụng sinh học của Dây thìa canh trồng tại Việt Nam để làm rõ giá trị tiềm năng trong phát triển sản phẩm điều trị đái tháo đường.
Hình 1. Đặc điểm thực vật Dây thìa canh G. sylvestre phân bố ở Việt Nam
(a) Dạng sống: Thân leo, có nhựa mủ; (b) Cành mang hoa; (c) Cụm hoa; (d) Lá; (e) Hình dạng 1 hoa; (f) Đài; (g) Tràng; (h) Trụ nhị nhụy; (i) Thể truyền phấn; (j) Bầu;
(k) Quả; (l) Hạt
Thành phần hóa học
Cho đến nay, các nghiên cứu sâu về thành phần hóa học được tập trung vào loài G. sylvestre với các nhóm chất triterpene saponin thuộc 2 nhóm oleanane và dammarane. Saponin khung oleanane có các acid gymnemic và gymnemasaponins [2,3], trong khi đó saponin khung dammarane là các gymnemasides Trong lá còn xác định có resine, albumin, chlorophyll, carbohydrates, acid tartaric, acid formic, acid butyric, anthraquinon, alkaloid inositole, acid hữu cơ (5,5 %), parabin, calci oxalate (7,3 %), lignin (4,8 %), cellulose (22 %) [2,3].
Thành phần tác dụng chính cho đến nay được xác định là các acid gymnemic, là tên chung của các acid hữu cơ thuộc nhóm saponin triterpenoid. Các acid gymmenics là các dẫn chất thế acyl (Tiglolyl, Methyltutylroyl,…) của deacylgymnemic acid (DAGA). DAGA tương ứng là dẫn xuất thế 3-O-beta-glucoronide của gymemagenin [4]. Cấu trúc của Gymnemagenin và 17 loại acid gymnemic được minh họa trong hình 2.
Hình 2. Cấu trúc của các acid gymnemic phân lập được từ G. sylvestre
Thành phần thứ hai được quan tâm nghiên cứu liên quan đến cơ chế hạ đường huyết là Gurmarin, một polypeptid có khả năng làm mất cảm giác ngọt mà không ảnh hưởng tới các vị giác khác, được phân lập từ lá G. Sylvestre [4].
Ngoài ra, Kazutaka và cộng sự đã phân lập được Conduritol A trong lá khô của G. sylvestre [5]. Thử nghiệm tiếp theo về tác dụng sinh học của Conduritol A ex vivo trên chuột cống cho thấy, chúng có thể ức chế mạnh sự hấp thu glucose. Trong đó, ở nồng độ 0,2 mg/ml có thể ức chế hấp thụ hoàn toàn glucose đối với dung dịch glucose 5 %. Tiếp tục nghiên cứu của Kazutaka về Conduritol A cho thấy chất có tác dụng ức chế aldose reductase, một enzym chuyển hóa đường thành đường fructose trong con đường polyol. Độc tính cấp của Conduritol A cũng được đánh giá, ở liều uống 2000 mg/kg, chuột cống vẫn hoạt động bình thường, do đó, ở liều này chất có độ an toàn cao với chuột [5,6].
Tác dụng sinh học của Dây thìa canh
Trong y học Ayurveda, Dây thìa canh được sử dụng làm thuốc cho điều trị tiểu đường, sốt rét, rắn cắn, đờm và trĩ. Các bộ phận khác của cây như rễ, thân và lá đã được sử dụng làm thuốc tim mạch, tiêu hóa, lợi tiểu, nhuận tràng, kích thích, dạ dày và tử cung thuốc bổ Tác dụng hạ đường huyết được tập trung nghiên cứu trên cây Dây thìa canh (Gymnema sylvestre (Retz.) R. Br. ex Schult) dựa trên kinh nghiệm sử dụng lâu đời của nền Y học Ayuveda của Ấn Độ Các nghiên cứu được thực hiện từ thăm dò dược lý, xác định cơ chế tác dụng của dịch chiết toàn phần, phân đoạn tác dụng GS4 hoặc từ đơn chất có tác dụng chính là acid gymnemic. Một số bằng chứng khoa học cho việc sử dụng trên lâm sàng bước đầu đã được nghiên cứu chứng minh. Một số kết quả nghiên cứu về tác dụng hạ đường huyết của G. sylvestre đã được thực hiện.
Tác dụng chống tiểu đường: Dịch chiết ethanol của G. sylvestre đã được báo cáo có thể giảm 46 % nồng độ đường huyết, trong khi đó dịch chiết nước của nó giảm 26 %. Trong mô hình thí nghiệm in vivo, chuột khi được uống Dây thìa canh cho kết quả giảm nồng độ triglyceride, cholesterol và glucose trong máu. Thí nghiệm với chuột Wistar, dịch chiết methanol của dây thìa canh có thể giảm nhanh nồng độ đường huyết cả cấp tính và mạn tính khi gây tăng đường huyết bằng streptozotocin, đồng thời cũng làm giảm ALT, AST, triglycerid, cholesterol toàn phần, LDL-cholesterol, malondialdehyde và tăng insulin, HDL-cholesterol, erythrocyte superoxide dismutase, và tăng khả năng tiết insulin của tế bào β đảo tụy [4].
Trong phân tích LC/MS cho thấy, sự có mặt của các chất chống tăng đường huyết như gymnemagenin và gymnemic acid trong G. sylvestre và làm giảm hàm lượng lipid peroxide 31,7 % trong huyết tương, 9,9 % trong gan và 9,1 % trong thận khi cho chuột bị gây ĐTĐ2 dùng dịch chiết G. sylvestre ethanol Các tác dụng chống tăng đường huyết của dịch chiết thô methanol và các chất phân lập triterpenoid glycoside (acid gymnema I-IV và gymnemasaponin V) của G. sylvestre cũng được báo cáo. Acid gymnemic IV (3,4 – 13,4 mg/kg) làm giảm nồng độ glucose từ 14 – 60 % trong 6 giờ sau khi uống G. sylvestre. Mặt khác, acid gymnemic IV làm tăng hàm lượng insulin trong huyết tương trên chuột được gây ĐTĐ2 bởi streptozotocin ở liều 13,4 mg/kg, tuy nhiên chúng không có tác dụng ức chế enzyme α-glucosidase [7].
Ở Việt Nam, Trần Văn Ơn và cộng sự thực hiện nghiên cứu về tác dụng hạ đường huyết của Dây thìa canh, chuột nhắt trắng được uống ở các liều khác nhau từ dịch chiết cồn 80o và được gây tăng đường huyết bởi streptozotocin, kết quả cho thấy với liều tương đương 10 g lá khô trên kg thể trọng cho tác dụng hạ đường huyết tốt
Trong nghiên cứu của Nguyễn Thị Xuân Thu cũng cho thấy tác dụng hạ đường huyết trên chuột (57 %) của dịch chiết 70 % ethanol G. sylvestre ở liều 500 mg/kg. Trên mô hình in vitro, tác dụng ức chế enzym α-glucosidase và α-amylase của G. sylvestre thể hiện rất mạnh ở IC50 là 48 và 32 µg/ml, so sánh với đối chiếu dương acarbose là 188 và 203 µg/ml.
Tác dụng giảm cân, chống béo phì: Gurmarin, một polypeptip phân lập được từ dịch chiết G. sylvestre (Retz.) R. Br. ex Schult. có khả năng làm giảm cảm giác ngọt mà không ảnh hưởng đến các vị giác khác do ức chế chọn lọc cảm giác ngọt trên dây thần kinh và tế bào vị giác chuột cống và chuột nhắt. Tác dụng làm mất vị ngọt Dây thìa canh còn gặp ở người, tinh tinh và động vật linh trưởng Preuss trong các nghiên cứu của mình đã chứng minh rằng dịch chiết chuẩn hóa Dây thìa canh kết hợp với acid hydrocitric và niacin gắn chromchrom có tác dụng giảm cân kết hợp với việc duy trì mức lipid an toàn cho cơ thể [8].
Tác dụng giảm lipid: Thí nghiệm được thực hiện trên chuột cống trắng được gây tăng lipid máu, với liều uống 25 – 100 mg/kg dịch chiết G. sylvestre trong hai tuần, hàm lượng triglyceride, cholesterol toàn phần, VLDL, LDL-cholesterol giảm thấp hơn so với đối chứng dương là clofibrate [8].
Tác dụng kháng khuẩn: Dịch chiết cồn của G. sylvestre (Retz.) R. Br. ex Schult. cho tác dụng tốt kháng các chủng Bacillus pumilis, Bacillus subtilis, Pseudomonas aeruginosa và Staphylococcus, tuy nhiên không có tác dụng trên Proteus vulgaris và Escherichia coli [8].
Tác dụng kháng viêm: Dịch chiết nước với liều 300 mg/kg làm giảm có ý nghĩa thống kê thể tích phù so với đối chứng trong mô hình gây phù chân chuột bằng dầu hạt bông.
Tác dụng quét gốc oxy hóa: Dịch chiết nước G. sylvestre (Retz.) R. Br. ex Schult với mức 32,1 nl có tác dụng quét 50 % gốc diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) [8].
Nghiên cứu về độc tính của Dây thìa canh
Trong một thử nghiệm độc tính cấp, LD50 của dịch chiết nước và dịch chiết cồn của Gymnema sylvestre (Retz.) R. Br. ex Schult. thử nghiệm trên chuột nhắt được xác định là 375 mg/kg, không có các biểu hiện tăng cân, bất thường thần kinh và phản ứng phản xạ. Tỷ lệ an toàn (LD50/ED50) là 11 trên chuột bình thường và 16 trên chuột ĐTĐ2 [9].
Nghiên cứu trong 52 tuần cho chuột cống Wistar uống dịch chiết lá G. sylvestre, kết quả cho thấy không có biểu hiện độc tính ở liều 504 mg/kg/ngày cho chuột đực và 563 mg/kg/ngày cho chuột cái [10].
Các nghiên cứu chuẩn hóa thành phần tác dụng
Hai hướng chính nhằm chuẩn hóa thành phần tác dụng của G. sylvestre là:
Chuẩn hóa theo phân đoạn hóa học saponin triterpenoid có hàm lượng acid gymenics;
Chuẩn hóa theo đơn chất tác dụng được phân lập và tinh khiết hóa như acid gymnemic, deacylgymnemic acid, gymnemagenin.
- Chuẩn hóa theo phân đoạn hóa học
Acid gymnemic trong G. sylvestre là hỗn hợp các acid gymnemic từ I-XVIII với độ phân cực gần nhau và nồng độ của mỗi acid gymnemic rất nhỏ (0,05 – 0,12 %) nên gây nhiều khó khăn trong phân lập một acid gymnemic đơn độc. Do đó xu hướng chung để chuẩn hoá G. sylvestre là tạo phân đoạn tủa acid gymemic toàn phần. Phổ biến nhất là phương pháp chuẩn hóa theo phân đoạn GS4, được tạo thành bằng cách tủa dịch chiết G. sylvestre bằng H2SO4 do saponin trong cây không tan trong môi trường acid. Lượng GS4 xác định bằng phương pháp cân. Phương pháp này cho đến nay được áp dụng rộng rãi do đơn giản, dễ thực hiện. Tuy nhiên, thực tế cho thấy việc chuẩn hoá theo phương pháp này là không chính xác do thành phần phân đoạn GS4 không được xác định hoạt chất có tác dụng, thành phần không ổn định và không chuẩn hoá được quy trình thuỷ phân.
- Chuẩn hóa theo đơn chất:
* Chuẩn hóa theo gymnemagenin: Đây là chất chuẩn đánh dấu (marker) được sử dụng phổ biến nhất. Gymnemagenin được tạo ra do quá khi thực hiện thủy phân acid gymnemic toàn phần trong điều kiện kiềm và acid [11,12]..
Hình 3. Sơ đồ phản ứng thủy phân acid gymnemic tạo Gymnemagenin
* Nghiên cứu về chuẩn hóa thành phần tác dụng trong dược liệu Dây thìa canh trồng tại Việt Nam
Nhiều nghiên cứu đã cho thấy có sự khác biệt rõ rệt giữa Dây thìa canh trồng tại Việt Nam so với Ấn Độ. Về đặc điểm hình thái, cây Dây thìa canh bản địa ở Việt Nam và mẫu Dây thìa canh Ấn Độ có nhiều đặc điểm hình thái khác biệt có thể giúp phân biệt dễ dàng hai loại này ở các đặc điểm chính sau: cây Dây thìa canh Ấn Độ có nhiều lông dài, ở nhiều bộ phận, bao gồm: Thân non, thân già, cuống lá, cuống cụm hoa,... Lá thường có gốc hình tim, chỉ có 3 cặp gân bên và nổi rất rõ ở mặt dưới. Hoa màu vàng sẫm. Quả hình mác hẹp và có kích thước nhỏ hơn nhiều so với Dây thìa canh Việt Nam (bảng 1 và bảng 2)
Bảng 1. So sánh đặc điểm hình thái cơ quan dinh dưỡng của Dây thìa canh
Việt Nam và Dây thìa canh Ấn Độ
Bảng 2. So sánh đặc điểm hình thái cơ quan sinh sản của Dây thìa canh
Việt Nam và Dây thìa canh Ấn Độ
Trong Luận án Tiến sĩ của Hoàng Minh Châu về thành phần hóa học và động thái tích lũy hoạt chất của Dây thìa canh G. Sylvestre Việt Nam, khi thủy phân dịch chiết mẫu Dây thìa canh Việt Nam không thu được gymnemagenin, một aglycon đặc trưng được xem là chất đánh dấu định lượng khi thủy phân các mẫu Dây thìa canh Ấn Độ. Cũng trong luận án này, tác giả đã xác định cấu trúc 13 saponin trong lá Dây thìa canh Việt Nam (hình 5), trong đó có 6 saponin lần đầu tìm thấy trong Dây thìa canh. Gymnemoside ND7 và Gymnemoside ND9 có tác dụng tốt 2-NBDG trên tế bào 3T3-L1, như là chất tiềm năng cho điều trị tiểu đường. Trong nghiên cứu đó, gymnemagenol là aglycon của nhóm saponin được lựa chọn như thành phần hoạt tính (có tác dụng hạ đường huyết trên in vitro mạnh nhất trong các chất phân lập được), là đại diện để định lượng và theo dõi động thái tích lũy hoạt chất trong dược liệu. Tuy nhiên, kết quả khảo sát hàm lượng gymnemagenol trong dược liệu theo các tháng trong năm cũng chỉ đạt từ 0,0009 % đến 0,0096 %
Hình 4. Các triterpen cấu trúc oleanane phân lập từ G. sylvestre Việt Nam
Triển vọng phát triển dược liệu Dây thìa canh tại Việt Nam
Dây thìa canh là dược liệu có triển vọng lớn trong phát triển thực phẩm chức năng/thuốc tại Việt Nam. Với các nghiên cứu đã chỉ ra rằng dây thìa canh có khả năng hỗ trợ kiểm soát đường huyết và giảm cảm giác thèm ăn, loại thảo dược này được xem là một giải pháp tiềm năng cho bệnh tiểu đường và các vấn đề liên quan đến béo phì. Tại Việt Nam, với điều kiện khí hậu thuận lợi, có thể phát triển dây thìa canh thành một nguồn nguyên liệu quý giá cho ngành công nghiệp dược phẩm và thực phẩm chức năng.
Việc đầu tư vào nghiên cứu và phát triển sản phẩm từ dây thìa canh, từ viên uống đến trà thảo dược, không chỉ giúp nâng cao sức khỏe cộng đồng mà còn mở ra cơ hội xuất khẩu, tạo ra giá trị kinh tế cho nông dân và doanh nghiệp. Hơn nữa, sự kết hợp giữa truyền thống và công nghệ hiện đại trong sản xuất sẽ giúp tối ưu hóa lợi ích của dây thìa canh, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường trong và ngoài nước. Do đó, dây thìa canh không chỉ là một loại dược liệu quý mà còn là một hướng đi tiềm năng cho sự phát triển bền vững của ngành dược liệu Việt Nam.
Kết luận
Dây thìa canh (Gymnema sylvestre) đã được xác định là một dược liệu có giá trị trong điều trị đái tháo đường nhờ vào các thành phần hóa học đặc trưng và tác dụng sinh học nổi bật. Nghiên cứu cho thấy rằng các acid gymnemic và Gurmarin có khả năng hạ đường huyết hiệu quả, đồng thời hỗ trợ giảm lipid và kiểm soát cân nặng. Sự khác biệt giữa DTC trồng tại Việt Nam và Ấn Độ không chỉ ở đặc điểm hình thái mà còn ở thành phần hóa học, mở ra cơ hội cho việc phát triển các sản phẩm điều trị đặc thù. Hơn nữa, việc chuẩn hóa các thành phần hoạt chất trong Dây thìa canh là cần thiết để nâng cao hiệu quả sử dụng và đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng. Những nghiên cứu sâu hơn về cơ chế tác dụng và quy trình chiết xuất sẽ góp phần khẳng định vai trò của Dây thìa canh trong y học hiện đại, đồng thời thúc đẩy việc ứng dụng rộng rãi hơn trong điều trị đái tháo đường.
Tài liệu tham khảo
1. Stegemann H, Stalder K. Determination of hydroxyproline. Clin Chim Acta. 1967;18(2):267–73.
2. Ye WC, Zhang QW, Liu X, Che CT, Zhao SX. Oleanane saponins from Gymnema sylvestre. Phytochemistry. 2000;53(8):893–9.
3. Pham HTT, Kim HW, Han S, Ryu B, Doan TP, An JP, et al. Development of a Building Block Strategy to Target the Classification, Identification, and Metabolite Profiling of Oleanane Triterpenoids in Gymnema sylvestre Using UHPLC-qTOF/MS. J Nat Prod. 2019;82(12):3249–66.
4. Rao GS, Sinsheimer JE. Constituents from Gymnema sylvestre Leaves VIII: Isolation, Chemistry, and Derivatives of Gymnemagenin and Gymnestrogenin. J Pharm Sci. 1971;60(2):190–3.
5. Miyatake K, Noguchi E, Shinohara M, Takenaka S, Taira T, Upadhaya SP, et al. Effect of Conduritol A, a Polyol from Gymnema sylvestre, on the Development of Diabetic Cataracts in Streptozotocin-treated Rats and on Aldose Reductase. Biosci Biotechnol Biochem. 1994;58(4):756–7.
6. Miyatake K, Takenaka S, Fujimoto T, Kensho G, Upadhaya SP, Kirihata M, et al. Isolation of Conduritol A from Gymnema sylvestre and Its Effects against Intestinal Glucose Absorption in Rats. Biosci Biotechnol Biochem. 1993;57(12):2184–5.
7. Tiwari P, Mishra BN, Sangwan NS. Phytochemical and Pharmacological Properties of Gymnema sylvestre: An Important Medicinal Plant. Biomed Res Int. 2014;2014(1):830285.
8. Preuss HG, Jarrell ST, Scheckenbach R, Lieberman S, Anderson RA. Comparative effects of chromium, vanadium and gymnema sylvestre on sugar-induced blood pressure elevations in SHR. J Am Coll Nutr. 1998;17(2):116–23.
9. Di Fabio G, Romanucci V, Zarrelli M, Giordano M, Zarrelli A. C-4 Gem-Dimethylated Oleanes of Gymnema sylvestre and Their Pharmacological Activities. Molecules. 2013;18(12):14892.
10. Ogawa Y, Sekita K, Umemura T, Saito M, Ono A, Kawasaki Y, et al. [Gymnema sylvestre leaf extract: a 52-week dietary toxicity study in Wistar rats]. Shokuhin Eiseigaku Zasshi. 2004;45(1):8–18.
11. Kamble B, Gupta A, Patil D, Janrao S, Khatal L, Duraiswamy B. Quantitative estimation of gymnemagenin in Gymnema sylvestre extract and its marketed formulations using the HPLC-ESI-MS/MS method. Phytochem Anal. 2013;24(2):135–40.
12. Ahamad J, Amin S, Mir SR. Simultaneous Quantification of Gymnemic Acid as Gymnemagenin and Charantin as β-Sitosterol Using Validated HPTLC Densitometric Method. J Chromatogr Sci. 2015;53(7):1203–9.
