Bồ công anh cung cấp một hồ sơ hấp dẫn về các thành phần hoạt tính sinh học có đặc tính chống tiểu đường tiềm năng. Chi Taraxacum thuộc họ Cúc được tìm thấy ở vùng ôn đới của Bắc bán cầu. Nó có sẵn ở một số khu vực trên khắp thế giới. Ở nhiều quốc gia, nó được sử dụng làm thực phẩm và ở một số quốc gia như là liệu pháp để kiểm soát và điều trị bệnh tiểu đường loại 2. Các đặc tính chống tiểu đường của bồ công anh là do các thành phần hóa học hoạt tính sinh học; bao gồm axit chicoric, taraxasterol axit chlorogenic và sesquiterpene lactone. Các nghiên cứu đã phác thảo hồ sơ dược lý hữu ích của bồ công anh trong việc điều trị một loạt các bệnh, mặc dù cho đến nay, người ta vẫn chưa chú ý nhiều đến tác dụng của các thành phần hoạt tính sinh học của nó đối với bệnh tiểu đường loại 2. 

Giới thiệu

Theo thống kê của Liên đoàn Đái tháo đường Quốc tế, 80% người mắc bệnh tiểu đường loại 2 sống ở các quốc gia có thu nhập thấp và trung bình. Đáng báo động hơn nữa, ước tính vẫn còn 175 triệu người mắc bệnh tiểu đường chưa được chẩn đoán. Ở những vùng nghèo hơn, việc điều trị bệnh tiểu đường rất tốn kém, khiến việc điều trị y tế trở nên không khả thi, dẫn đến chăm sóc sức khỏe kém và phải sử dụng thuốc thay thế. Y học cổ truyền liên quan đến việc sử dụng thực vật có hoạt tính sinh học đã chứng minh được tiềm năng làm giảm các triệu chứng tiểu đường, giúp phục hồi và cải thiện sức khỏe. 

Hội chứng chuyển hóa, đặc trưng bởi béo phì, tăng huyết áp, bất thường tim mạch, bệnh động mạch vành và rối loạn lipid máu, là một đặc điểm cốt lõi của bệnh tiểu đường loại 2. Bệnh không lây nhiễm này là một rối loạn chuyển hóa liên quan đến những thay đổi trong quá trình chuyển hóa carbohydrate, lipid và protein, cũng như chức năng tuyến tụy. bệnh tiểu đường loại 2 là một bệnh đa yếu tố mãn tính, do khiếm khuyết trong tiết và hoạt động của insulin và glucagon, có thể gây ra sự gia tăng dần dần nồng độ glucose trong huyết tương và phá vỡ các cơ chế sinh học ở gan, tuyến tụy nội tiết, cơ xương, mô mỡ, hệ thần kinh trung ương và ruột, gây ra tình trạng rối loạn cân bằng glucose, đóng vai trò chính trong sự phát triển của bệnh. Là một rối loạn nội tiết phổ biến dẫn đến tăng tiêu thụ nước và thức ăn, hình thành lipid, tăng đường huyết và tăng sản xuất insulin, làm trầm trọng thêm tình trạng kháng insulin hiện có và góp phần gây suy tụy. Sự mất nhạy cảm với insulin dẫn đến rối loạn điều hòa cơ, mỡ và tế bào gan do vận chuyển glucose không đủ và lưu trữ lipid bất thường. Cuối cùng, bệnh tiểu đường mãn tính có thể gây mù lòa và suy thận, và là yếu tố nguy cơ chính gây bệnh tim mạch và đột quỵ. Trong những trường hợp nghiêm trọng, nó có thể dẫn đến cắt cụt chi dưới.

Tính chất chống tiểu đường của bồ công anh và các thành phần

Các thành phần hoạt tính sinh học trong bồ công anh đã chứng minh một loạt các tác dụng chống tiểu đường, là do các tác dụng dược lý của các thành phần như sesquiterpene lactones, triterpene/phytosterol (taraxasterol), phenol, flavonoid và axit phenolic. Metformin hiện là lựa chọn đầu tiên và là phương pháp điều trị bằng thuốc chống tiểu đường được sử dụng nhiều nhất, và ban đầu có nguồn gốc từ galegine được phát hiện trong Galega officinalis. Tương tự như vậy, acarbose, được sử dụng làm thuốc chống tiểu đường để ức chế alpha glucosidase, được phát hiện từ một loại vi khuẩn. 

Yếu tố chính trong bệnh tiểu đường loại 2 là sự rối loạn tiết insulin và độ nhạy insulin dẫn đến tăng lượng đường trong máu (tăng đường huyết) và bệnh tiểu đường loại 2, sau này có thể gây ra sự phát triển của các bệnh mạch máu. Vì bệnh tiểu đường loại 2 vừa là một hiện tượng dịch bệnh vừa là gánh nặng kinh tế và xã hội rất lớn, nhiều quốc gia đang ngày càng phụ thuộc vào thuốc chống tiểu đường. Rễ cây bồ công anh chứa inulin bao gồm fructo-oligosaccharides, là một carbohydrate phức hợp; việc hấp thụ nó có lợi cho vi khuẩn bifido, loại bỏ các mầm bệnh trong đường tiêu hóa. Do hấp thụ khoáng chất, fructo-oligosaccharides kích thích hệ thống miễn dịch và do đó ngăn chặn sự phát triển bất thường của tế bào. Carbohydrate phức hợp này có thể giúp bình thường hóa lượng đường trong máu. 

Tác dụng chống tăng đường huyết

Kháng insulin, xảy ra ở một số mô chính như gan, cơ và mô mỡ, là nguyên nhân chính gây tăng đường huyết và là dấu hiệu đặc trưng trong quá trình sinh bệnh bệnh tiểu đường loại 2. Một cơ chế nổi tiếng khác ảnh hưởng đến cân bằng glucose là stress oxy hóa, do quá trình tự oxy hóa và glycation protein thúc đẩy. Quá trình này có thể làm tăng sản xuất lipid peroxide, từ đó làm giảm khả năng chống oxy hóa, do đó hỗ trợ sự phát triển của rối loạn chức năng tế bào β. Rối loạn chức năng tế bào β làm suy yếu quá trình tiết insulin do độc tính với glucose và độc tính với lipid, ảnh hưởng tiêu cực đến quá trình chuyển đổi proinsulin thành insulin. Các nghiên cứu về chiết xuất bồ công anh cho thấy nó có thể kích thích giải phóng insulin trong các tế bào β của tuyến tụy, do đó chống lại tác dụng của tăng đường huyết.

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng Axit chlorogenic và chicoric cũng làm tăng hấp thu glucose ở các tế bào cơ do kích thích tiết insulin ở tuyến tụy. Bồ công anh, được dùng dưới dạng chế phẩm thảo dược chiết xuất ethanol 9,7%, có tác dụng chống tăng đường huyết ở chuột tiểu đường không béo phì. Hơn nữa, Axit chlorogenic và chicoric và taraxasterol ức chế α-glucosidase và α-amylase, ngăn cản quá trình tiêu hóa carbohydrate phức hợp như tinh bột, do đó góp phần hơn nữa vào tác dụng chống tăng đường huyết. Các nghiên cứu trên chuột tiểu đường đã chứng minh rằng bồ công anh làm giảm nồng độ glucose trong huyết tương, giúp cải thiện hoạt động tiết insulin của tế bào β.

Cơ chế hoạt động của bồ công anh trong bệnh tiểu đường loại 2

Bệnh tiểu đường loại 2 tác động đến nhiều hệ thống sinh học ảnh hưởng đến chức năng thích hợp của quá trình chuyển hóa lipid, chuyển hóa glucose và điều hòa insulin. Glucose là nguồn năng lượng chính cho hầu hết các cơ quan trong cơ thể và việc giải phóng insulin không đủ từ các tế bào β để kiểm soát mức glucose dẫn đến các rối loạn chuyển hóa. Do đó, một lời giải thích có thể có cho các tác động và cơ chế của bồ công anh đối với bệnh tiểu đường loại 2 có thể là sự tương tác của nó với các yếu tố liên quan đến hội chứng chuyển hóa (chuyển hóa lipid, chuyển hóa glucose, chuyển hóa protein, rối loạn chức năng tế bào α và β).

Hợp chất có nguồn gốc từ thực vật thể hiện đặc tính chống tiểu đường của chúng: Ức chế sự tái hấp thu glucose ở thận; Giảm hoạt động của các enzyme carbohydrate (α-amylase với β-galactosidase và α-glucosidase); Giảm lượng đường trong máu do chế độ ăn uống (kích thích quá trình phân giải glucose và gluconeogenesis ở gan); Ức chế dòng chảy kênh kali.

Cơ chế của các thành phần polyphenol thực vật chống lại bệnh tiểu đường loại 2 liên quan đến việc kích thích cAMP làm tăng quá trình xuất bào ở tế bào β, ức chế quá trình phân hủy insulin, ngăn ngừa stress oxy hóa, tái tạo tế bào β, phục hồi và phì đại tế bào, và tăng sinh tế bào ở các đảo Langerhans. Các thành phần hoạt tính khác có trong các loại cây thuốc như bồ công anh bao gồm ancaloit, glycoside, axit amin, terpenoid, ion vô cơ, steroid, carbohydrate và kẹo cao su galactomannan. Các thành phần này đã được chứng minh là ảnh hưởng đến quá trình hấp thụ và chuyển hóa glucose theo cả trực tiếp hoặc gián tiếp. 

Tác dụng của bồ công anh đối với quá trình tiêu hóa, đường phân và chu trình Krebs

Carbohydrate bao gồm các thành phần tinh bột và sucrose, cung cấp hơn 80% năng lượng nhanh cần thiết cho cơ thể. Trong quá trình tiêu hóa, hầu hết các enzyme trong miệng và ruột non của con người, bao gồm α-amylase và α-glucosidase, tạo điều kiện cho quá trình phân cắt carbohydrate để tạo ra glucose được hấp thụ qua thành ruột non vào máu. Để điều chỉnh mức glucose, các thành phần như taraxasterol và axit chlorogenic có thể ức chế α-carbohydrate. Tác dụng ức chế này góp phần vào cân bằng glucose, đặc biệt là ở bệnh nhân tiểu đường. Tác dụng của axit chlorogenic và taraxasterol nhằm giảm hấp thu glucose có thể là một phương pháp điều trị giúp giảm mức glucose trong máu sau ăn ở bệnh nhân bệnh tiểu đường loại 2. Các thành phần hoạt tính sinh học trong bồ công anh được biết là có tác dụng tại các vị trí mục tiêu của các con đường sinh hóa, đặc biệt là tại các vị trí liên quan đến quá trình chuyển hóa glucose.
Có nhiều enzyme tham gia vào quá trình đường phân và chu trình axit citric. Một số thành phần trong thực vật có thể ảnh hưởng đến các enzyme này. Các thành phần này cũng có trong bồ công anh. Đặc biệt, bồ công anh có nồng độ axit chlorogenic cao, ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình đường phân và gián tiếp đến chu trình Krebs. Có thể suy đoán rằng các thành phần thực vật mạnh khác như taraxasterol và axit chicory cũng có thể chịu trách nhiệm cho các tác động liên quan đến việc điều trị bệnh tiểu đường loại 2. Cần có thêm nhiều nghiên cứu về TS và axit chicory trong lĩnh vực này.

Tác dụng của bồ công anh trong cơ chế giải phóng insulin

Cơ chế giải phóng insulin ở tế bào β là một quá trình phức tạp, phải đối phó với sự biến động thường xuyên của glucose trong máu. Didier và cộng sự (2008) đã chỉ ra rằng là chất ức chế glucose-6-phosphatase (G6P) trong gan chuột và có thể làm tăng vận chuyển glucose, do đó làm tăng sản xuất ATP và kích thích tiết insulin. Trước khi insulin được giải phóng khỏi các hạt được lắp ráp trong mạng lưới trans-Golgi trong tế bào chất của tế bào β, hai quá trình diễn ra: 1) đóng kênh kali có cổng ATP và 2) hoạt hóa kênh canxi có cổng điện thế diễn ra. Jensen và cộng sự (2008) đề xuất rằng quá trình xuất bào insulin được kiểm soát bởi tỷ lệ ATP/ADP nội bào của tế bào β, sau đó là sự gia tăng quá trình chuyển hóa glucose. Tỷ lệ ATP/ADP tăng cường gây ra sự khử cực màng huyết tương bằng cách đóng các kênh nhạy cảm với K ATP của tế bào β . Dòng Ca 2+ kết quả gây ra sự xuất insulin thông qua sự hợp nhất của một nhóm dễ giải phóng chứa các túi bên trong màng huyết tương.

Nghiên cứu đã chứng minh rằng một số thành phần thực vật có hoạt tính sinh học, đặc biệt là axit chicory  và axit chlorogenic, có thể tác động lên vị trí liên kết sulfonylurea 1, góp phần đóng kênh kali nhạy cảm với ATP và cuối cùng dẫn đến khử cực màng thúc đẩy dòng ion canxi. 

Ngoài ra, các thành phần thực vật có thể kích thích và tăng cường quá trình tổng hợp sinh học của adenosine monophosphate vòng, hoạt động như một chất truyền tin thứ hai trong tế bào β bằng cách gây ra sự giải phóng insulin được kích thích bởi cholecystokinin và glucose. Do đó, có khả năng các hợp chất có nguồn gốc từ bồ công anh được chế biến, axit chlorogenic, các thành phần khác của cây thuốc có thể điều chỉnh biểu hiện gen insulin, thúc đẩy tiết insulin từ các hạt và ức chế sự thoái hóa của tế bào β.

Cuối cùng, bồ công anh rất giàu các ion như canxi, có thể ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa và huy động canxi, làm tăng nồng độ Ca2 + trong huyết tương và sản xuất triacylglycerol và kích hoạt các dạng đồng phân của protein kinase. Tác dụng của các hợp chất có nguồn gốc từ bồ công anh đối với cũng giúp cung cấp mức Ca2 + cao hơn . Quan trọng nhất, con đường này tăng cường tác dụng giải phóng insulin.

Cơ chế của các thành phần bồ công anh trong việc điều hòa biểu hiện gen tế bào β

Tương tự như cà phê, rễ và hoa bồ công anh chứa các thành phần chống oxy hóa hoạt tính sinh học như axit chlorogenic điều chỉnh chức năng của tế bào β. Hormone incretin glucagon-like peptide-1 được tiết ra bởi các tế bào L của ruột do axit chlorogenic ức chế quá trình hấp thụ glucose. Các đảo tụy bao gồm bốn tế bào: tế bào β tiết insulin, tế bào α tiết glucagon, tế bào δ tiết somatostatin và tế bào F tiết polypeptide. Sản xuất incretin glucagon-like peptide-1, do tác động của axit chlorogenic, giúp điều chỉnh quá trình tiết insulin phụ thuộc glucose từ tế bào β. Cuối cùng, có sự kích thích các thụ thể màng kích hoạt adenosine monophosphate vòng. incretin glucagon-like peptide-1 cũng làm tăng biểu hiện gen, chủ yếu bằng cách tăng cường hoạt động của homeodomain islet/duodenum homeobox-1, kết quả từ hoạt động tăng lên của con đường. Homeodomain islet/duodenum homeobox-1 là chất điều hòa chính chịu trách nhiệm cho sự biệt hóa và chức năng của tế bào β, điều hòa somatostatin và sự phát triển của tuyến tụy. 

Cơ chế tác dụng của bồ công anh trong chuyển hóa lipid

Bệnh tiểu đường loại 2 là kết quả của rối loạn chức năng tế bào β và các rối loạn chuyển hóa thượng nguồn khác như béo phì và bệnh gan nhiễm mỡ không do rượu. Trong khi tiêu thụ quá nhiều hoặc chuyển hóa rượu không đầy đủ dẫn đến bệnh gan nhiễm mỡ do rượu, thì tiêu thụ quá nhiều carbohydrate hoặc đường dẫn đến bệnh gan nhiễm mỡ không do rượu , đây là sự hình thành lipid bất thường trong gan. Quá trình này có thể dẫn đến sinh lipid từ các axit béo tự do tích tụ thông qua lượng đường dư thừa (fructose) thành chất béo hoặc triglyceride trong gan và có thể gây ra tình trạng kháng insulin, rối loạn chuyển hóa glucose và phản ứng viêm.

Gan chịu trách nhiệm duy trì nồng độ glucose trong máu trong trạng thái nhịn ăn và sau bữa ăn. Khi tác dụng của insulin bị mất, gan bắt đầu quá trình phân giải glycogen và tăng sản xuất glucose ở gan. Một biểu hiện sớm của tình trạng kháng insulin là kết quả của những bất thường trong quá trình lưu trữ triglyceride và phân giải lipid ở các mô nhạy cảm với insulin. Có mối liên hệ giữa béo phì, bệnh tiểu đường loại 2 và tình trạng viêm. Các nghiên cứu về điều hòa TNF-α trong mô mỡ của chuột đã tìm thấy mối tương quan giữa béo phì và nồng độ TNF-α, cả hai đều đã được chứng minh là làm tăng nguy cơ kháng insulin. Axit béo tự do dư thừa đã được chứng minh là độc hại đối với tế bào gan và góp phần gây ra tình trạng kháng insulin. Cùng với tác động đến quá trình tiêu hóa, chuyển hóa carbohydrate, giải phóng insulin và chức năng tế bào β, tác dụng của chiết xuất bồ công anh đối với quá trình chuyển hóa lipid, đặc biệt là ở gan và mô mỡ, có thể ảnh hưởng tích cực đến việc điều chỉnh bệnh tiểu đường loại 2.

Cơ chế hoạt động của bồ công anh trong thụ thể liên kết với protein G và chức năng insulin

Các thụ thể liên kết với protein ) thường là mục tiêu chính của một số dược phẩm tổng hợp và có nguồn gốc từ thực vật được thiết kế để cải thiện quá trình điều hòa insulin và glucagon. axit chicory , axit chlorogenic và taraxasterol có thể kích thích các thụ thể màng và làm trung gian tạo ra ATP. Hầu hết các protein G đều tham gia vào quá trình điều hòa chức năng của đảo tụy và chứa nhiều loại ion, axit béo và axit amin. 

Cơ chế hoạt động của bồ công anh trong việc hấp thụ glucose của tế bào cơ

Công trình của Touch (2008) đã chứng minh rằng axit chicory và axit chlorogenic làm tăng đáng kể sự hấp thu glucose do insulin gây ra ở các tế bào L6 (tế bào cơ nuôi cấy) do sự kích hoạt của con đường v  chuyển GLUT4 để vận chuyển glucose vào các tế bào cơ. Màng tế bào cơ có các thụ thể insulin bao gồm hai tiểu đơn vị α và β. Các tiểu đơn vị α nằm bên ngoài màng tế bào và chứa các vị trí liên kết insulin, trong khi các tiểu đơn vị β nằm bên trong và bao gồm các miền tyrosine. Khi các tiểu đơn vị α liên kết với insulin, các tiểu đơn vị β sẽ được phosphoryl hóa, kích hoạt enzyme tyrosine kinase khởi tạo chất nền thụ thể insulin (IRS-1) và các con đường hạ lưu như phosphatidylinositol 3-kinase kênh kali nhạy cảm với ATP  và protein kinase hoạt hóa mitogen. Quá trình này làm tăng sự chuyển vị của GLUT4 đến màng tế bào, giúp vận chuyển glucose vào màng tế bào cơ.

Thuốc có nguồn gốc từ thực vật rất hữu ích trong việc kiểm soát bệnh tiểu đường loại 2. Các liệu pháp có nguồn gốc từ y học phương Tây rất tốn kém và ít được phần lớn dân số toàn cầu tiếp cận, đặc biệt là những người ở các nước kém phát triển. Bồ công anh được coi là một loại cây chống tiểu đường quan trọng vì đặc tính chống tăng đường huyết, chống oxy hóa và chống viêm. Điều này là do các thành phần hoạt tính sinh học khác nhau có trong bồ công anh, bao gồm polyphenolic, sesquiterpene, triterpene và phytosterol. Các thành phần hoạt tính sinh học quan trọng nhất và được nghiên cứu toàn diện nhất của bồ công anh là axit chlorogeni, axit chicory, taraxasterol và sesquiterpene lactone. Các thành phần này có tiềm năng lớn như dược phẩm chống tiểu đường và dược phẩm chức năng để điều chỉnh bệnh tiểu đường. Chúng cũng có tiềm năng sử dụng trong thực phẩm chức năng chống tiểu đường. Dữ liệu mới, chưa công bố thu được trong khoa của chúng tôi chỉ ra rằng có thể là chất điều hòa mạnh nhất của bệnh tiểu đường loại 2.

BS. Phạm Thị Hồng Vân (Thọ Xuân Đường)