Tác dụng tăng lực của các cao chiết từ thân rễ cây ngải đen (Kaempferia Parviflorawall. Ex Baker) trên chuột nhắt trắng

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 22 * Số 5 * 2018 Nghiên cứu Y học 97 TÁC DỤNG TĂNG LỰC CỦA CÁC CAO CHIẾT TỪ THÂN RỄ CÂY NGẢI ĐEN (KAEMPFERIA PARVIFLORA WALL. EX BAKER) TRÊN CHUỘT NHẮT TRẮNG Nguyễn Thị Ngọc Đan*, Trịnh Minh Thiên*, Nguyễn Lĩnh Nhân*, Nguyễn Thị Thu Hương* TÓM TẮT Mục tiêu nghiên cứu: Ngải đen (Nghệ đen, Gừng đen, Sâm Thái) được sử dụng từ lâu trong y học cổ truyền của các nước Đông Nam Á như một loại dược liệu bổ, giúp tăng cường sinh lực và điều trị những rối loạn chức năng sinh dục, tiêu hóa, loét dạ dày. Kế thừa kết quả của đề tài “Bảo tồn cây thuốc cổ truyền trong cộng đồng dân tộc Khmer ở huyện Tri Tôn, tỉnh An Giang năm 2010”, đề tài hướng đến mục đích phát triển Ngải đen như một loại dược liệu điển hình có tác dụng bồi dưỡng sức khỏe, chống nhược sức. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu: Phương pháp bơi kiệt sức của Brekhman có cải tiến trên chuột nhắt trắng được áp dụng để khảo sát tác dụng tăng lực - chống nhược sức của cao chiết nước và cao chiết cồn từ thân rễ cây Ngải đen. Liều thử nghiệm của cả hai loại cao chiết được sử dụng tương đương với 0,625 g và 1,25 g dược liệu khô/kg trọng lượng chuột. Kết quả: Cao chiết cồn từ thân rễ Ngải đen (0,083 g/kg và 0,166 g/kg) và cao chiết nước từ thân rễ Ngải đen (0,198 g/kg và 0,396 g/kg) đều thể hiện tác dụng tăng lực ở cả hai thời điểm sau 7 ngày và 14 ngày uống. Không có sự khác biệt đạt ý nghĩa thống kê về tác dụng tăng lực của hai dạng cao chiết. Ở thời điểm sau 60 phút cho uống (liều đơn) thì cả hai loại cao chiết đều chưa thể hiện tác dụng tăng lực. Kết luận: Cả hai loại cao chiết cồn và cao chiết nước từ Ngải đen ở các liều thử nghiệm tương đương với 0,625 g và 1,25 g dược liệu khô khô/kg trọng lượng chuột đều thể hiện tác dụng tăng lực sau 7 ngày và 14 ngày dùng thuốc. Từ khóa: Ngải đen, Kaempferia parviflora Wall. Ex Baker, tác dụng tăng lực. ABSTRACT STUDY ON ANTI-FATIGUE EFFECT OF KAEMPFERIA PARVIFLORA RHIZOME EXTRACTS IN MICE Nguyen Thi Ngoc Đan, Trinh Minh Thien, Nguyen Linh Nhan, Nguyen Thi Thu Huong * Ho Chi Minh City Journal of Medicine * Vol. 22 - No 5- 2018: 97- 101 Objectives: The rhizome of Kaempferia parviflora Wall. Ex Baker (Black turmeric, black ginger or Thai ginseng, Zingiberaceae) have been used for centuries in the traditional medicine of Southeast Asia as an energy enhancer with excellent tonic effect and for the treatment of sexual disorders, digestive disorders, gastric ulcer, etc. Inheriting the results of project named as "Conservation of traditional medicinal plants in the Khmer ethnic minority community in Tri Ton district, An Giang province in 2010", the aim of this study is to develop K. parviflora as a characteristic medicinal plant for health promotion and increasing endurance capacity. Methods: The Brekhman’s mouse swimming test was used to study on antifatigue effect of the aqueous and ethanol extracts from K. parviflora rhizomes. The test doses of both extracts were equivalent to 0.625 g and 1.25 g dry herb/kg mouse body weight. Results: Either K. parviflora ethanol extract (0.083 g/kg và 0.166 g/kg) or aqueous extract (0.198 g/kg và Trung Tâm Sâm và Dược liệu TP. Hồ Chí Minh - Viện Dược liệu Tác giả liên lạc: PGS.TS. Nguyễn Thị Thu Hương ĐT: 02838274377 Email: huongsam@hotmail.com Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 22 * Số 5 * 2018 98 0.396 g/kg) showed antifatigue effect after 7 days and 14 days administration. No significant difference in antifatigue effect of two extracts was revealed. Neither K. parviflora ethanol extract nor aqueous extract had antifatigue effect after single dose. Conclusions: Both K. parviflora ethanol extract or aqueous extract at the doses equivalent to 0.625 g and 1.25 g of dry raw materials/kg showed antifatigue effect after 7 days and 14 days of administration. Keywords: Kaempferia parviflora Wall. Ex Baker, antifatigue effect. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong thời đại công nghiệp hóa – hiện đại hóa ngày nay, khi mà nền kinh tế ngày càng phát triển mạnh mẽ thì một trong số những vấn đề đáng báo động hiện nay là tình trạng suy nhược cả về thể chất lẫn tinh thần của con người do rất nhiều nguyên nhân như ô nhiễm môi trường, dinh dưỡng không hợp lý, sức ép từ công việc hoặc từ chính sự thờ ơ với sức khỏe của bản thân. Chính vì thế, một trong những xu hướng chăm sóc sức khỏe cộng đồng ngày nay là hướng đến việc sử dụng các loại dược liệu có tác dụng bồi bổ cơ thể, chống nhược sức nhưng vẫn an toàn khi sử dụng trong thời gian dài. Ngải đen (Kaempferia parviflora, tên gọi khác Black turmeric, Black ginger, Thai ginseng, Krachaidum), được sử dụng như một loại thuốc dân gian ở Lào và Thái Lan để tăng cường sinh lực, chữa hen, trị liệt dương, chữa viêm loét dạ dày, hạ đường huyết, chống béo phì, cải thiện lưu thông máu, trị viêm khớp và tăng cường sức khỏe (1). Một số các nghiên cứu gần đây đã chứng minh các hoạt tính sinh học của cao chiết Ngải đen và các polymethoxyflavon như hoạt tính chống oxy hóa, cải thiện thể chất trong các nghiên cứu lâm sàng(5,9). Polymethoxyflavon trong dịch chiết Ngải đen làm tăng sản xuất năng lượng bằng cách kích hoạt protein kinase (AMPK) của sự trao đổi chất trong tế bào cơ(7). Trong nước, hiện đã có đề tài bước đầu nghiên cứu về các điều kiện nuôi trồng ảnh hưởng đến chất lượng sinh trưởng và phát triển của Ngải đen tại tỉnh An Giang. Kế thừa kết quả của đề tài “Bảo tồn cây thuốc cổ truyền trong cộng đồng dân tộc Khmer ở huyện Tri Tôn, tỉnh An Giang năm 2010”, đề tài này hướng đến mục đích phát triển Ngải đen như một loại dược liệu điển hình có tác dụng bồi dưỡng sức khỏe, tăng sức bền vận động, chống nhược sức. ĐỐI TƯỢNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu Cao chiết cồn 45% từ thân rễ Ngải đen được chiết xuất bằng phương pháp chiết hồi lưu và cao chiết nước được chiết xuất bằng phương pháp sắc. Các cao chiết đạt tiêu chuẩn cơ sở (được xây dựng bởi Trung tâm Sâm và Dược liệu TP. HCM). Liều thử nghiệm dược lý của các cao chiết được lựa chọn dựa theo kinh nghiệm dân gian, được quy đổi tương đương với 0,625 g và 1,25 g dược liệu/kg trọng lượng chuột(8). Động vật nghiên cứu Các thử nghiệm được thực hiện trên chuột nhắt trắng đực chủng Swiss albino, trọng lượng trung bình 25 ± 2 g, được cung cấp bởi Viện Vắc xin và Sinh phẩm Y tế Nha Trang. Chuột được nuôi bằng thực phẩm viên được cung cấp bởi Viện Vắc xin và Sinh phẩm Y tế Nha Trang, với nước uống đầy đủ. Thể tích cho uống là 0,1 ml/10 g cân nặng. Phương pháp nghiên cứu Nghiệm pháp chuột bơi kiệt sức của Brekhman (Swimming test, cải tiến để áp dụng trên chuột nhắt trắng) thường được chọn lựa để khảo sát tác dụng tăng lực của các chế phẩm từ dược liệu(2,8). Phương pháp chuột bơi thuận tiện, đơn giản giúp đánh giá tình trạng chống mệt mỏi, phục hồi sức lực của động vật thử nghiệm sau liều uống duy nhất của mẫu thử hay đánh giá tác dụng tăng lực sau 7 - 14 liều uống liên tục của mẫu thử. Thiết kế thực nghiệm, đo lường độc lập, đánh giá thời gian bơi của chuột thử nghiệm Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 22 * Số 5 * 2018 Nghiên cứu Y học 99 trước và sau khi uống các cao chiết và so sánh thống kê tác dụng của cao chiết với lô chứng (không điều trị). Chuột được mang vào đuôi gia trọng bằng 5% thể trọng, cho chuột bơi trong thùng nước có dung tích 20 lít, đường kính 30 cm, chiều cao cột nước 25 cm, nhiệt độ 29 1oC. Chuột được cho bơi lần 1, thời gian bơi tính từ khi chuột được thả vào thùng nước, bơi đến khi chìm khỏi mặt nước 20 giây và không trồi lên được nữa, lúc đó vớt chuột ra lau khô. Ghi nhận thời gian bơi lần 1 (T0). Chọn những chuột có thời gian bơi 15 phút < x < 60 phút. Cho chuột nghỉ 5 phút, chia ngẫu nhiên các lô thí nghiệm (n = 10) như sau: Lô chứng: cho uống nước cất. Lô thử 1: cho uống cao nước Ngải đen liều 0,198 g/kg. Lô thử 2: cho uống cao nước Ngải đen liều 0,396 g/kg. Lô thử 3: cho uống cao cồn Ngải đen liều 0,083 g/kg. Lô thử 4: cho uống cao cồn Ngải đen liều 0,166 g/kg. Một giờ sau khi cho chuột uống mẫu thử nghiệm, ghi nhận thời gian bơi lần 2 (T60phút). Chuột được tiếp tục cho uống nước cất, các cao chiết thử nghiệm liên tục (mỗi ngày vào một giờ nhất định) đến ngày thứ 7 và ngày thứ 14 tiến hành cho chuột bơi lần 3 (T7ngày) và lần 4 (T14 ngày). Đánh giá kết quả Đánh giá tác dụng tăng lực bằng so sánh thống kê giữa các lô thử và lô chứng các chỉ tiêu: Thời gian bơi Tỉ lệ phần trăm của thời gian bơi sau khi uống cao thử nghiệm (T60phút, T7ngày, T14 ngày) so với thời gian bơi lần 1 (T0), được tính theo công thức: X% = (Tt/T0) × 100 Nếu T60 phút / T0 (%) của lô thử lớn hơn T60 phút / T0 (%) của lô chứng: cao thử nghiệm có tác dụng hồi phục sức. Nếu T7 ngày /T0 (%) của lô thử lớn hơn T7 ngày /T0 (%) của lô chứng: cao thử nghiệm có tác động tăng lực sau 7 ngày. Nếu T14 ngày /T0 (%) của lô thử lớn hơn T14 ngày /T0 (%) của lô chứng: cao thử nghiệm có tác động tăng lực sau 14 ngày. Các số liệu được biểu thị bằng trị số trung bình: M ± SEM (Standard Error of the Mean – sai số chuẩn của giá trị trung bình) và xử lý thống kê dựa vào phép kiểm One –Way ANOVA và hậu kiểm bằng Student-Newman-Keuls test (phần mềm SigmaStat-3.5). Kết quả thử nghiệm đạt ý nghĩa thống kê với độ tin cậy 95% khi p < 0,05 so với lô chứng. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Thời gian bơi Từ kết quả thực nghiệm thu được về thời gian bơi của các lô chứng và lô uống cao thử nghiệm ở các thời điểm khảo sát, nhận thấy thời gian bơi sau 60 phút cho uống các cao chiết từ Ngải đen đều không khác biệt về thống kê so với lô chứng và so với thời gian bơi lần 1 (T0, trước khi cho uống cao thử nghiệm). Kết quả này cho thấy các cao chiết từ Ngải đen chưa thể hiện tác dụng tăng lực sau liều uống duy nhất. Tuy nhiên, sau 7 ngày và 14 ngày cho uống các cao chiết từ Ngải đen đều làm tăng thời gian bơi của chuột đạt ý nghĩa thống kê so với lô chứng và so với thời gian bơi lần 1 (T0, trước khi cho uống cao thử nghiệm); như vậy, cả hai loại cao chiết nước và cao chiết cồn từ Ngải đen đều thể hiện tác dụng tăng lực sau 7 - 14 ngày uống (Bảng 1). Kết quả đánh giá thống kê cho thấy không có sự khác biệt trong tác dụng tăng lực giữa các loại cao chiết cũng như giữa các liều cho uống tương đương với 0,625 g và 0,125 g dược liệu khô tuyệt đối. Tỉ lệ % thời gian bơi Tương tự như kết quả trên thời gian bơi, ở thời điểm sau 60 phút cho uống cao thử nghiệm, cả hai loại cao chiết cồn và nước từ Ngải đen ở các liều thử nghiệm đều có tỷ lệ thời gian bơi (T60phút/T0) không khác biệt đạt ý nghĩa thống kê so với lô chứng. Ở thời điểm Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 22 * Số 5 * 2018 100 sau 7 ngày hay sau 14 ngày uống, cao chiết cồn và nước từ Ngải đen ở các liều thử nghiệm đều có tỷ lệ thời gian bơi T7 ngày/T0 tăng đạt ý nghĩa thống kê so với lô chứng; đồng thời, không có sự khác biệt đạt ý nghĩa thống kê so với nhau. Như vậy, cả hai loại cao chiết đều thể hiện tác dụng tăng lực sau 7 - 14 ngày uống và tác dụng này tương đương nhau (Bảng 2). Bảng 1. Thời gian bơi (phút) của chuột tại các thời điểm ở các lô thử nghiệm Lô (n = 10) Liều (g/kg) T0 T60 phút T7 ngày T14 ngày Chứng - 31,20 ± 2,68 22,30 ± 3,02 25,10 ± 1,40 29,80 ± 1,97 Cao nước 0,23 34,14 ± 3,15 25,86 ± 6,24 107,29 ± 22,67 *# 151,43 ± 17,38 *# 0,46 34,00 ± 1,20 29,43 ± 3,34 112,29 ± 18,65 *# 148,57 ± 12,04 *# Cao cồn 0,083 30,63 ± 3,05 23,63 ± 4,59 90,25 ± 13,77 *# 148,25 ± 16,14 *# 0,166 31,00 ± 3,31 22,88 ± 1,26 98,25 ± 9,39 *# 142,38 ± 13,98 *# * p < 0,05 so với lô chứng trong cùng thời điểm # p <0,05 so với thời điểm bơi lần 1 (T0) trong cùng lô thử nghiệm Bảng 2. Tỉ lệ % thời gian bơi ở các thời điểm T60 phút, T7 ngày so với T0 ở các lô thử nghiệm Lô (n = 10) Liều (g/kg) T60 phút/T0 T7 ngày/T0 T 14 ngày/T0 Chứng - 74,08 ± 9,08 87,20 ± 10,08 100,18 ± 8,06 Cao nước 0,23 85,99 ± 26,83 313,27 ± 61,98 * 452,53 ± 56,51 * 0,46 88,27 ± 11,88 337,68 ± 60,95 * 442,03 ± 41,95 * Cao cồn 0,083 79,58 ± 17,00 300,93 ± 44,80 * 500,97 ± 9,72 * 0,166 78,14 ± 6,78 321,42 ± 15,80 * 485,16 ± 63,56 * * p < 0,05 so với lô chứng BÀN LUẬN Sự vận động làm tăng chức năng của ty thể (mitochondrial biogenesis) để đáp ứng với nhu cầu tăng sản sinh năng lượng cho hoạt động cơ xương. Kim và cộng sự đã chứng minh cao chiết từ Ngải đen làm tăng chức năng của ty thể qua việc hoạt hóa PGC-1α (peroxisome proliferator- activated receptor-γ coactivator-1α) dẫn đến hoạt hóa các yếu tố cần cho sự sản sinh ATP [như: estrogen-related receptor-α (ERRα), nuclear respiratory factor-1 (NRF-1), mitochondrial transcription factor A (Tfam)] và làm tăng mật độ ty thể trong tế bào ống cơ (L6 myotubes) in vitro(3). Nghiên cứu in vivo trên chủng chuột C57BL/6J được nuôi bằng chế độ dinh dưỡng bình thường và trên chuột bị gây béo phì do dinh dưỡng giàu lipid, cũng đã chứng minh cao chiết từ Ngải đen làm tăng sức bền trong vận động chạy của chuột, tăng biểu hiện các gen điều hòa chức năng ty thể và điều hòa sự chuyển hóa tạo năng lượng cho tế bào trong vận động cơ xương [sirtuin 1 (SIRT1), adenosine monophosphate (AMP)-activated protein kinase (AMPK), peroxisome proliferator- activated receptor-γ coactivator (PGC)-1α (PGC- 1α), peroxisome proliferator-activated receptor-δ (PPARδ)](3). Ngoài ra, hoạt hóa AMPK (AMP-activated protein kinase, là yếu tố quan trọng trong sự điều hòa sự hằng định năng lượng trong vận động cơ xương) dẫn đến tăng chuyển hóa của glucose và lipid. Toda và cộng sự đã chứng minh các polymethoxyflavone phân lập từ cao chiết Ngải đen hoạt hóa AMPK trong tế bào C2C12 myoblast(7). Một nghiên cứu khác của Toda và cộng sự cũng đã chứng minh cao chiết từ Ngải đen sau 4 tuần uống làm tăng số lượng ty thể, tăng chuyển hóa năng lượng, tăng sức bền của chuột thí nghiệm trong các thử nghiệm vận động bơi (swimming test), khám phá môi trường mở (open-field test), leo dốc (inclined plane test) và bám trục (wire hanging test)(6). Ngoài ra, sự nhược sức và mệt mỏi cơ bắp là do sự tích lũy của acid lactic làm giảm pH nội bào. Kết quả nghiên cứu của Toda và cộng sự (2016) còn cho thấy cao chiết từ Ngải đen làm giảm nồng độ acid lactic trong huyết tương(6). Yoshino và cộng sự (2014) đã chứng minh cao chiết Ngải đen (nồng độ 0,5% và 1%) sau 7 tuần cho chuột uống làm tăng sử dụng năng lượng qua việc hoạt hóa Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 22 * Số 5 * 2018 Nghiên cứu Y học 101 mô mỡ nâu (brown adipose tissue)(10). Pripdeevech và cộng sự (2012) đã chứng minh phân đoạn giàu terpenoid từ cao n-hexan chiết từ Ngải đen thể hiện tác dụng adaptogen qua việc làm tăng thời gian bơi, giảm sự nhược sức của chuột, tác dụng này được đánh giá tương tự với cao chiết toàn phần từ ginseng (cao đối chiếu). Các hợp chất chính hiện diện trong phân đoạn này được xác định qua phổ NMR và GC- MS là germacene D, β-elemene, α-copaene, và E- caryophyllene(4). Kết quả nghiên cứu của đề tài cho thấy không có sự khác biệt đạt ý nghĩa thống kê về tác dụng tăng lực giữa cao chiết nước và cao chiết cồn. Do đó, những nghiên cứu về hóa thực vật cần tiếp tục để xác định sự hiện diện các hợp chất chính có tác dụng tăng lực trong nguyên liệu và các cao chiết từ Ngải đen. KẾT LUẬN Cả hai loại cao chiết cồn (0,083 g/kg và 0,166 g/kg) và cao chiết nước từ Ngải đen (0,198 g/kg và 0,396 g/kg) đều thể hiện tác dụng tăng lực sau 7 ngày và 14 ngày dùng thuốc. LỜI CÁM ƠN: Bài báo này là một phần kết quả của đề tài Nghiên cứu khoa học mã số 373.2017.12 thuộc Sở Khoa học và Công nghệ Tỉnh An Giang, được cấp kinh phí từ Ủy Ban Nhân dân tỉnh An Giang theo Quyết định số 305/QĐ ngày 23/01/2017. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Akase T, Shimada T, Terabayashi S, Ikeya Y, Sanada H, Aburada M (2011). “Antiobesity effects of Kaempferia parviflora in spontaneously obese type II diabetic mice”. Journal of National Medicines; 65: 73–80. 2. Brekhman II, Dardymov IV (1969). “Pharmacological investigation of glycoside from Ginseng and Eleutherococcus”. Lloydia; 32(1):46 – 51. 3. Kim MB, Kim T, Kim C, Hwang JK (2018). “Standardized Kaempferia parviflora Extract Enhances Exercise Performance Through Activation of Mitochondrial Biogenesis”. Journal of Medicinal Food; 21(1): 30-38. 4. Pripdeevech P, Pitija K, Rujjanawate C, Pojanagaroon S, Kittakoop P, Wongpornchai S (2012). “Adaptogenic-active components from Kaempferia parviflora rhizomes”. Food Chemistry; 132(3): 1150-1155. 5. Promthep K, Eungpinichpong W, Sripanidkulchai B, Chatchawan U (2015). “Effect of Kaempferia parviflora extract on physical fitness of soccer players: A randomized double-blind placebo-controlled trial”. Medical Science Monitor Basic Research; 21: 100–108. 6. Toda K, Hitoe S, Takeda S, Shimoda H (2016), “Black ginger extract increases physical fitness performance and muscular endurance by improving inflammation and energy metabolism”. Heliyon; 2(5): e00115. 7. Toda K, Takeda S, Hitoe S, Nakamura S, Matsuda H, Shimoda H (2016). “Enhancement of energy production by black ginger extract containing polymethoxy flavonoids in myocytes through improving glucose, lactic acid and lipid metabolism”. Journal of National Medicines; 70: 163–172. 8. Viện Dược liệu (2006). Phương pháp nghiên cứu tác dụng dược lý của thuốc từ dược thảo. NXB Khoa học và Kỹ thuật, tr. 295-296, 385-386. 9. Wattanathorn J, Muchimapura S, Tong-Un T, Saenghong N, ThukhumMee W, Sripanidkulchai B (2012). “Positive modulation effect of 8-week consumption of Kaempferia parviflora on health-related physical fitness and oxidative status in healthy elderly volunteers”. Journal of Evidence - Based Complementary & Alternative Medicine; 2012: 732816. 10. Yoshino S, Kim M, Awa R, Kuwahara H, Kano Y, Kawada T (2014). “Kaempferia parviflora extract increases energy consumption through activation of BAT in mice”. Food Science & Nutrition; 2(6): 634-637. Ngày nhận bài báo: 25/04/2018 Ngày phản biện nhận xét bài báo: 20/06/2018 Ngày bài báo được đăng: 20/09/2018