Mặc dù có nhiều nghiên cứu về đặc tính sinh học của bromelain, cơ chế phân tử hoạt động của enzyme này vẫn chưa được hiểu đầy đủ. Do những kết quả đầy hứa hẹn về việc sử dụng bromelain trong điều trị ung thư, sự chú ý ngày nay tập trung vào việc hiểu rõ hơn về đặc tính chống ung thư của chất tự nhiên này.Mặc dù y học hiện đại đã phát triển đáng kể trong nhiều lĩnh vực như vi sinh, hóa trị hoặc tim mạch, chúng ta vẫn đang phải vật lộn với vấn đề nghiêm trọng về tính chọn lọc của các hợp chất được sử dụng. Vấn đề chính là độc tính cao của các dược phẩm mới đối với các tế bào bình thường. Do đó, một trong những mục tiêu cơ bản nhất của dược lý học hiện đại là tìm kiếm các hợp chất hoạt tính sinh học mới có thể hoạt động trên nhiều loại tác động với tác dụng phụ tối thiểu. Gần đây, người ta đã quan sát thấy sự gia tăng đáng kể về mối quan tâm đến thực vật và khả năng sử dụng các hợp chất tự nhiên có nguồn gốc thực vật trong y học. Người ta đã quan sát thấy rằng thực vật là một thành phần thiết yếu trong chế độ ăn uống hàng ngày của chúng ta và là nguồn thiết yếu của các hợp chất có nguồn gốc tự nhiên với các đặc tính sinh học tuyệt vời. . Chủ yếu, trong nhiều năm, dứa được đánh giá cao vì hương vị ngọt ngào dễ chịu, bên cạnh đó là vô số chất dinh dưỡng như chất xơ, nhiều loại vitamin, mangan và đồng. Do giá trị calo thấp và đồng thời, vô số chất dinh dưỡng, nó đã trở thành một thành phần thường xuyên trong chế độ ăn uống của những người quan tâm đến cân nặng. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng dứa và các hợp chất của nó trước đây đã được sử dụng thành công trong y học dân gian để điều trị nhiều vấn đề sức khỏe khác nhau.

Giới thiệu

Bromelain là một loại enzyme phân giải sulfhydryl chính có trong quả dứa, có nhiều hoạt tính trong nhiều lĩnh vực y học. Chỉ khoảng 25% quả dứa có thể được sử dụng làm sản phẩm thương mại trong ngành công nghiệp thực phẩm, trong khi 75% (lá, ngọn, thân và vỏ) được xử lý như chất thải nông nghiệp. Các thành phần thực vật như lá, thân và da thường được sử dụng làm thức ăn chăn nuôi. Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu về hóa thực vật được thực hiện trên chiết xuất lá của thân dứa đã chỉ ra rằng chúng cũng chứa nhiều ancaloit, flavonoid, saponin và tannin hấp dẫn về mặt sinh học. Hiện nay, người ta tin rằng các đặc tính chữa bệnh hấp dẫn của loại cây này có thể là do tác dụng của bromelain có trong dứa. Thành phần hóa học này của dứa có phổ hoạt động sinh học rộng và phức tạp nhất trong số tất cả các chất hóa học đã biết và phân lập được của loại cây này. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng enzyme này có đặc tính chống viêm, bảo vệ tim, điều hòa miễn dịch, chống oxy hóa và chống ung thư. Ngoài phương pháp tiếp cận lâm sàng, bromelain còn được ứng dụng trong nhiều ngành của ngành công nghiệp thực phẩm, chẳng hạn như công nghiệp thực phẩm, nhà máy bia, chế biến thịt, dệt may và mỹ phẩm. Một số lượng lớn các ứng dụng tiềm năng của bromelain cho thấy giá trị điều trị xuất phát từ các đặc tính sinh hóa và dược lý của nó, điều này đã tạo ra sự gia tăng đáng kể sự quan tâm đến hợp chất này trong số các nhà khoa học và ngành công nghiệp dược phẩm và thực phẩm. Trong những năm gần đây, sản xuất thương mại các chiết xuất bromelain đã tăng lên đáng kể, điều này đã góp phần vào sự phát triển của các kỹ thuật sản xuất và tinh chế enzyme quy mô lớn nhanh hơn và hiệu quả hơn. Hiện nay, các chất bổ sung chế độ ăn uống có chứa bromelain được sử dụng trong nhiều dòng sức khỏe.

Đặc điểm sinh hóa

Protease (proteinase, peptidases hoặc enzyme phân giải protein) là một nhóm enzyme phức tạp được tìm thấy trong nhiều loại sinh vật, bao gồm thực vật, động vật và vi sinh vật. Chúng thực hiện nhiều chức năng thiết yếu trong nhiều quá trình khác nhau, ví dụ như tiêu hóa, kiểm soát sự tăng sinh, tăng trưởng và chết của tế bào, điều hòa tổng hợp protein và phân hủy. Chúng cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình sao chép và lây lan của vi-rút, vi khuẩn và ký sinh trùng. Enzyme phân giải protein thuộc nhóm hydrolase (EC 3.4.). Chúng thủy phân liên kết peptide ở giữa chuỗi axit amin (endopeptidases) hoặc ở đầu của nó (exopeptidases). Người ta cho rằng các enzyme này có thể được chia thành ba loại chính. Sự phân chia đầu tiên là do chất nền và vị trí của liên kết, bị thủy phân. Sự phân chia thứ hai liên quan đến cơ chế xúc tác. Ở loại thứ ba, protease được chia theo độ pH mà chúng thể hiện hoạt động tối đa. Cho đến nay, trong cơ thể con người, người ta đã tìm thấy hơn 500 hợp chất thuộc loại này được mã hóa bởi khoảng 2% tổng số gen.

Bromelain trong bệnh tim mạch

Các bệnh tim mạch (CVD), bao gồm bệnh tim mạch vành (nhồi máu cơ tim), rối loạn mạch máu, bệnh mạch máu não (đột quỵ), tăng huyết áp, đau thắt ngực, đông máu và rối loạn tiêu sợi huyết, từ lâu đã là một vấn đề toàn cầu nghiêm trọng đối với y học hiện đại. Y học hiện đại không ngừng tìm kiếm các chiến lược điều trị mới để giảm chi phí và các biến chứng tim mạch, và quan trọng hơn là làm chậm sự tiến triển của bệnh tim mạch. Người ta rất hy vọng vào các hợp chất tự nhiên có nguồn gốc thực vật, thường được đặc trưng bởi các tác dụng sinh học hiệu quả với rất ít tác dụng phụ toàn thân, thường nhỏ hơn so với các loại thuốc tổng hợp. Các nghiên cứu có hệ thống cho thấy rằng bromelain, do các đặc tính sinh học của nó, là một hợp chất hấp dẫn trong điều trị một số bệnh tim mạch.

Thiếu máu cục bộ/Tái tưới máu

Một trong những bệnh tim mạch được chẩn đoán phổ biến nhất là bệnh động mạch vành (thiếu máu cục bộ cơ tim-tái tưới máu I/R), phát triển do tình trạng thiếu oxy cơ tim. Nguyên nhân chính gây ra bệnh tim mạch vành là những thay đổi ở động mạch vành cản trở lưu lượng máu. Mặc dù có những tiến bộ đáng kể trong việc điều trị bệnh tim, nhưng các chiến lược điều trị mới và hiệu quả vẫn liên tục được tìm kiếm. Người ta hy vọng nhiều vào các hợp chất có nguồn gốc tự nhiên, bao gồm bromelain.

Một số nghiên cứu trong ống nghiệm và trên cơ thể sống chỉ ra rằng bromelain ở liều lượng thích hợp có thể làm giảm hoặc giảm thiểu các triệu chứng liên quan đến một số bệnh tim mạch. Do đặc tính chống đông máu và tiêu sợi huyết, bromelain được sử dụng để phòng ngừa và điều trị viêm tắc tĩnh mạch. Bromelain gây ra sự phá vỡ huyết khối, làm giảm tiểu cầu vón cục và độ nhớt của máu. Do đặc tính chống đông máu và tiêu sợi huyết, bromelain được sử dụng để phòng ngừa và điều trị viêm tắc tĩnh mạch. Bromelain gây ra sự phá vỡ huyết khối, làm giảm tiểu cầu vón cục và độ nhớt của máu. Nó cũng ngăn ngừa hoặc giảm thiểu mức độ nghiêm trọng của đau thắt ngực và cơn thiếu máu cục bộ thoáng qua. Các nghiên cứu trên cơ thể sống cho thấy rằng bromelain, do đặc tính tiêu sợi huyết tuyệt vời của nó, đã gây ra sự hòa tan mảng xơ vữa động mạch với hiệu quả cao, do đó làm giảm nguy cơ mắc bệnh xơ vữa động mạch. Ngoài ra, 73 bệnh nhân bị viêm tắc tĩnh mạch cấp tính được dùng bromelain kết hợp với thuốc giảm đau đã giảm đáng kể các triệu chứng viêm như đau, sưng và sốt cao.

Đông máu và tiêu fibrin

Các nghiên cứu trong ống nghiệm và trên cơ thể sống đã chỉ ra rằng bromelain cũng là một tác nhân tiêu sợi huyết mạnh. Nó kích thích sự chuyển đổi tăng lên của plasminogen thành plasmin, dẫn đến sự phân hủy fibrin tăng lên. Cơ chế hoạt động tiêu sợi huyết và chống đông máu của bromelain vẫn chưa được hiểu đầy đủ, nhưng người ta tin rằng nó có liên quan đến hoạt động phân giải protein của nó. Nghiên cứu mới nhất chỉ ra rằng hoạt động tiêu sợi huyết và hoạt động chống đông máu của bromelain cũng bị ảnh hưởng bởi các quá trình vật lý thích hợp được sử dụng trong quá trình chiết xuất và tinh chế. Việc sử dụng chiết xuất ethanol hoặc xử lý áp suất cao dẫn đến tăng hoạt động của bromelain.

Các nghiên cứu cho thấy thuốc chống viêm, phân giải protein ức chế kết tập tiểu cầu và tổng hợp prostaglandin cũng được đặc trưng bởi hoạt động chống khối u tốt. Một ví dụ tuyệt vời về loại thuốc như vậy là aspirin, theo nghiên cứu gần đây, ngoài hoạt động chống tiểu cầu, nó còn được sử dụng như một tác nhân hóa trị liệu mạnh. Người ta tin rằng các đặc tính phân giải fibrin và hoạt động chống tiểu cầu có thể liên quan đến hoạt động chống khối u của bromelain. Chobotova và cộng sự đưa ra giả thuyết rằng tác dụng ức chế của bromelain đối với sự phát triển của ung thư là do ngăn ngừa các tập hợp tiểu cầu-khối u.

Hoạt động kháng khuẩn

Các vi sinh vật hoạt động trong đời sống thực vật và động vật ở hầu hết mọi khía cạnh, ngoài các chức năng tích cực không thể phủ nhận của chúng, thường tạo thành nguồn gây nhiễm trùng nghiêm trọng và các bệnh dẫn đến tử vong. Ngoài ra, người ta còn quan sát thấy sự gia tăng nhanh chóng của các vi sinh vật kháng thuốc kháng sinh được sử dụng trong thương mại. Do đó, điều quan trọng là phải phát triển các phương pháp điều trị mới bằng các hợp chất tự nhiên.

Tiêu chảy

Tiêu chảy là một bệnh đường tiêu hóa phổ biến, cực kỳ nguy hiểm đối với động vật non, ngoài trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ. Enterotoxin do Vibrio cholerae và Escherichia coli sinh độc tố ruột giải phóng là nguyên nhân gây ra bệnh tiêu chảy. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng ở những động vật được bổ sung bromelain, hợp chất này thể hiện hoạt tính kháng khuẩn. Đã quan sát thấy sự ức chế đáng kể quá trình tiết độc tố của vi khuẩn (giảm 35–62% tùy thuộc vào loài vi sinh vật). Hai cơ chế phân tử được cho là chịu trách nhiệm cho các đặc tính chống tiết của bromelain—ức chế các con đường truyền tín hiệu cAMP và cGMP được kích hoạt bởi độc tố của vi khuẩn và sửa đổi enzym của các vị trí liên kết thụ thể glycoprotein với E. coli nằm trên niêm mạc ruột, do đó ngăn ngừa vi khuẩn bám dính vào các tế bào ruột. 

Bromelain trong liệu pháp kháng sinh

Do đặc tính phân giải protein tốt và độc tính toàn thân rất thấp, bromelain đã được ứng dụng rộng rãi trong điều trị bằng kháng sinh như một chất làm tăng hoạt động của chúng. Người ta đã chứng minh rằng liệu pháp kháng sinh kết hợp với bromelain cho thấy hiệu quả tăng lên (ngược lại với kháng sinh được sử dụng riêng lẻ) trong nhiều trạng thái bệnh, ví dụ như viêm xoang, viêm phế quản, viêm phổi, viêm bể thận, viêm tắc tĩnh mạch, ám ảnh trực tràng và trực tràng, hoặc nhiễm trùng da do tụ cầu khuẩn gây ra. Trong các thí nghiệm trên chuột, người ta đã quan sát thấy nồng độ penicillin và gentamicin tăng lên. Những kết quả tương tự cũng thu được ở người, khi dùng bromelain trong quá trình điều trị bằng kháng sinh làm tăng nồng độ kháng sinh trong máu và nước tiểu và dẫn đến nồng độ tetracycline và amoxicillin trong máu và mô cao hơn. Shahid et al.cho thấy sự kết hợp của bromelain, rutin và trypsin, khi được sử dụng như liệu pháp bổ trợ trong điều trị nhiễm trùng huyết ở trẻ em, đã gây ra sự gia tăng hoạt động của kháng sinh. Kết quả thu được chỉ ra rằng việc sử dụng bromelain, rutin và trypsin kết hợp với kháng sinh là một liệu pháp bổ trợ hiệu quả để cải thiện sớm ở trẻ em và thanh thiếu niên bị nhiễm trùng huyết.

Cơ chế hoạt động của bromelain để tăng khả năng hấp thụ và hoạt động của kháng sinh vẫn chưa được hiểu đầy đủ. Grabovac et al. đã chỉ ra rằng bromelain, kết hợp với heparin như một phức hợp ổn định, đã gây ra sự gia tăng đáng kể trong việc hấp thụ heparin trong các tế bào Caco-2. Các tác giả cho rằng sự hiệp đồng tác động giữa bromelain và các hợp chất khác (bao gồm cả kháng sinh) có liên quan đến đặc tính phân giải protein của nó. Bromelain có thể thay đổi tính thấm của các cơ quan và mô đối với nhiều loại thuốc khác nhau thông qua những thay đổi trong cấu trúc của các tế bào nội mô được kết nối bởi các chất kết dính và các mối nối chặt và khe hở. Do thay đổi tính thấm của các cơ quan và mô đối với nhiều loại thuốc khác nhau, bromelain gây ra sự gia tăng khả năng hấp thụ của chúng tại vị trí nhiễm trùng, do đó tăng cường hiệu quả.

Hiệu quả diệt giun sán

Trong một số nghiên cứu in vitro và in vivo, bromelain đã được chứng minh có tác dụng diệt giun sán đối với giun tròn đường tiêu hóa. Các kết quả thu được chỉ ra rằng đặc tính phân giải protein chịu trách nhiệm cho hoạt động chống ký sinh trùng của bromelain. Bromelain thông qua quá trình tiêu hóa bằng enzym các protein cấu trúc có trong lớp biểu bì của giun tròn dẫn đến tổn thương và cuối cùng là mất khả năng vận động của ký sinh trùng. Một cách tiếp cận mới để sử dụng bromelain trong điều trị giun tròn ký sinh đã được Wasso et al. đề xuất, những người đã đánh giá hiệu quả diệt giun sán của bromelain được bao bọc trong chitosan đối với Haemonchus contortus trong ống nghiệm và trên cơ thể sống.

Tính chất kháng nấm

Hoạt động vi khuẩn của bromelain cũng được thể hiện trong đặc tính chống nấm của nó. Brakebusch et al.chỉ ra rằng bromelain được dùng với trypsin có tác dụng diệt nấm đối với Candida albicans . Người ta đã chứng minh rằng bromelain và trypsin làm tăng đáng kể quá trình thực bào và tiêu diệt nấm Candida albicans bằng cách bùng phát hô hấp.

Tính chất kháng khuẩn

Một số nhóm đã cung cấp bằng chứng đáng kể về hiệu quả kháng khuẩn của bromelain trong nhiều thí nghiệm cổ điển sử dụng các loài vi khuẩn khác nhau . Dữ liệu do Zharfan cung cấp rất hấp dẫn vì nó cung cấp thông tin cần thiết về đặc tính kháng khuẩn của chiết xuất dứa (Ananas comosus L. Merr) có chứa saponin và bromelain. Sử dụng Pseudomonas aeruginosa kháng nhiều loại thuốc , các tác giả đã chứng minh rằng chiết xuất dứa ức chế sự phát triển của vi khuẩn. Zharfan et al. chấp nhận giả thuyết rằng bromelain, là một enzyme phân giải protein, gây ra sự phân hủy protein bằng enzyme ở màng bề mặt, cuối cùng làm suy yếu thành tế bào, dẫn đến rò rỉ tế bào, sưng lên, phân hủy trong màng vi khuẩn và làm hỏng tế bào. Tuy nhiên, các tác giả nhấn mạnh rằng cơ chế hoạt động chính xác của bromelain đối với vi khuẩn Gram âm vẫn chưa được hiểu đầy đủ. 

BS. Nguyễn Yến (Thọ Xuân Đường)