Củ nghệ là một loại gia vị cà ri có nguồn gốc từ Ấn Độ, đã thu hút được sự quan tâm lớn trong những thập kỷ gần đây vì có chứa curcuminoids hoạt tính sinh học (curcumin, demethoxycurcumin và bisdemethoxycurcumin).
Các ứng dụng y học của nghệ đã được biết đến từ hàng ngàn năm trước, đặc biệt là trong liệu pháp Ayurvedic, sử dụng nghệ để điều trị rối loạn dạ dày, như một loại thuốc bổ, thải độc máu, cũng như phòng ngừa hoặc điều trị các bệnh về da. Những ứng dụng tiềm năng của curcumin đang ngày càng được nghiên cứu sâu hơn và mở rộng.
1. THÀNH PHẦN HÓA HỌC
Thành phần hóa học của củ nghệ (tên khoa học là Curcuma longa) bao gồm khoảng 70% carbohydrate, 13% nước, 6% protein, 6% tinh dầu (phellandrene, sabinene, cineol, borneol, zingiberene và sesquiterpenes), 5% chất béo, 3% chất khoáng (kali, canxi, phosphor, sắt và natri), 3–5% curcuminoids và một lượng nhỏ vitamin (B1, B2, C và niacin).
Curcumin (CUR), demethoxycurcumin (DMC) và bisdemethoxycurcumin (BMC) là các hợp chất polyphenolic hoạt tính sinh học được xác định trong củ nghệ, được gọi chung là curcuminoids (CCM). Trong số các curcuminoids, CUR chiếm xấp xỉ 77%, DMC chiếm 17% và BMC chiếm 3–6%. Theo Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA), curcuminoids thường được công nhận là an toàn (GRAS).
A. Cấu trúc hóa học của curcuminoids
B. Đồng phân keto-enol của CUR
C. Vị trí phản ứng hóa học trong CUR góp phần vào hoạt động và khả dụng sinh học của nó
Curcumin (1,7-bis-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-hepta-1,6-diene-3,5-dione), một polyphenol ưa dầu, là thành phần sinh học màu vàng chính của củ nghệ. Curcumin có hai dạng tautomeric, keto- và enol. Curcumin thực tế không hòa tan ở nhiệt độ phòng trong dung dịch nước ở pH trung tính và axit mà hòa tan trong dung môi hữu cơ như metanol, etanol, axeton và dimethyl sulfoxide.
CUR chủ yếu có ba vị trí phản ứng, như được minh họa trong hình 1, chất cho nguyên tử hydro, chất nhận Michael và chelator kim loại. Phần α, β-không bão hòa β-diketone của CUR là một tác nhân tạo chelate kim loại mạnh và tạo phức với một số ion kim loại đã biết. Khả năng tạo chelate kim loại của CUR đã cho thấy nhiều tiềm năng như một tác nhân trị liệu chống lại các bệnh như Alzheimer, ung thư, trầm cảm và viêm khớp.
2. HOẠT TÍNH SINH HỌC
CUR có khả năng tương tác trực tiếp với nhiều phân tử tín hiệu và đã được chứng minh là có hoạt tính chống lại các bệnh khác nhau, bao gồm ung thư, bệnh tim mạch, bệnh thần kinh và bệnh tự miễn dịch. CUR thể hiện hoạt tính chống viêm, chống oxy hóa, chống ung thư, kháng vi-rút và dinh dưỡng thần kinh và do đó hứa hẹn là một tác nhân trị liệu để ngăn ngừa và điều trị một số rối loạn.
CUR có thể điều chỉnh một số phân tử sinh học (bao gồm các yếu tố phiên mã, yếu tố tăng trưởng, chất trung gian gây viêm, cytokine, protein chu kỳ tế bào, enzyme, protein kinase và protein gây chết tế bào) và con đường sinh học tế bào.
CUR điều chỉnh sự phát triển của khối u thông qua việc điều chỉnh nhiều con đường truyền tín hiệu, bao gồm sự sống sót của tế bào, chất ức chế khối u, con đường caspase, protein kinase và con đường thụ thể đáp ứng chết theo chương trình.
CUR có thể ức chế sự kích hoạt của yếu tố nhân kappa B (NF- K B) của yếu tố phiên mã, yếu tố này chịu trách nhiệm cho sự sống của tế bào, sản xuất cytokine và các chức năng khác của tế bào. CUR điều chỉnh quá mức các protein chuyển đổi tín hiệu và kích hoạt phiên mã (STAT), những protein cần thiết cho sự phát triển, biệt hóa và sống sót của tế bào.
Các protein STAT cũng tham gia vào quá trình phát triển, chức năng và thanh thải hệ thống miễn dịch. Curcumin điều chỉnh tăng cường protein khóa kéo leucine NrF2, điều chỉnh biểu hiện của các đặc tính chống oxy hóa giúp bảo vệ tế bào khỏi stress oxy hóa.
CUR tạo phức với tất cả các kim loại như Al3+, có liên quan đến bệnh Alzheimer, hoặc liên kết trực tiếp với các loại β-amyloid nhỏ để ngăn chặn sự kết tụ và hình thành sợi. CUR làm giảm độc tính do kim loại nặng gây ra (stress oxy hóa) bằng cách tạo phức ổn định với các kim loại nặng như đồng (Cu), crom (Cr), asen (As), thủy ngân (Hg), chì (Pb) và cadmium (Cd).
3. KHẢ DỤNG SINH HỌC
Mặc dù curcumin đã cho thấy hiệu quả đối với nhiều bệnh ở người, nhưng khả dụng sinh học kém do hấp thu kém, chuyển hóa nhanh và thời gian bán hủy ngắn trong hệ tiêu hóa đã được chứng minh là hạn chế hiệu quả điều trị của nó. Một khó khăn khác đối với CUR là tính ổn định kém của nó trong các điều kiện sinh lý. Ví dụ, ở 37°C và pH trung tính (7,2), curcumin t1/2 được báo cáo dưới 10 phút.
Do đó, nhiều nỗ lực đã được thực hiện để cải thiện khả dụng sinh học của curcumin bằng cách thay đổi các tính năng này. Nhiều loại biến đổi hóa học của CUR (bao gồm việc sử dụng liposome, hạt nano, mixen, phức hợp phospholipid, polyme, tá dược) đã được phát triển để cải thiện khả năng hòa tan, sinh khả dụng của curcumin, thời gian tuần hoàn lâu hơn và di chuyển đến vị trí cần.
Việc sử dụng các chất bổ trợ có thể ngăn chặn quá trình chuyển hóa của curcumin là chiến lược phổ biến nhất để tăng khả dụng sinh học của curcumin. Hiệu quả của việc kết hợp piperine, một chất ức chế glucuronid hóa ở gan và ruột đã được biết đến, đã được đánh giá về khả dụng sinh học của curcumin ở những người tình nguyện khỏe mạnh.
Ở người chỉ nhận được một liều 2g curcumin, nồng độ curcumin trong huyết thanh không thể phát hiện được hoặc rất thấp. Tuy nhiên, sử dụng đồng thời 20 mg piperine với curcumin đã tạo ra nồng độ cao hơn nhiều trong vòng 30 phút đến 1 giờ sau khi điều trị bằng thuốc, piperine làm tăng sinh khả dụng của curcumin lên 2000%.
Các công thức nano, vi mô đã thu hút được sự chú ý lớn vì những ưu điểm liên quan đến chúng, bao gồm tăng khả năng hòa tan, cải thiện sự hấp thu của tế bào, tính đặc hiệu của mục tiêu), giảm thoái hóa, tăng khả dụng sinh học, thời gian lưu thông và cấu hình ADME (Absorption, Distribution, Metabolism, Elimination- hấp thu, phân bố, chuyển hóa và thải trừ).
Tìm hiểu bài viết liên quan: https://inrd.vn/
Fanpage: https://www.facebook.com/inrd2022
