Luận án nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học ba loài cây ngập mặn ven biển Việt Nam: Cỏ chông, Hếp, Cóc đỏ

MỞ ĐẦU Cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, chất lượng cuộc sống của con người được nâng lên. Tuy nhiên, hoạt động sản xuất và sinh hoạt của con người đã làm cho môi trường ô nhiễm, con người đang phải đối mặt với nhiều căn bệnh hiểm nghèo. Theo thống kê của tổ chức Y tế Thế giới (2015), Việt Nam đứng ở top 2 trên bản đồ ung thư thế giới, bình quân mỗi năm có khoảng 70.000 người chết và 200.000 người mắc bệnh mới, con số này đang tiếp tục gia tăng. Trước tình hình đó các nhà khoa học không ngừng tìm kiếm các hợp chất mới có thể tiêu diệt căn bệnh thời đại này, nhất là khi các phương pháp hỗ trợ điều trị như xạ trị, hóa trị và phẫu thuật để lại nhiều tác dụng xấu cho người bệnh.

Trong hành trình tìm kiếm các chất mới có hoạt tính sinh học cao, các nhà khoa học đã phát hiện nhiều điều kỳ thú từ thiên nhiên. Trong những năm gần đây một số quốc gia như Ấn Độ, Thái Lan, Indonesia, Brazin, Trung Quốc, Úc.đã tập trung nghiên cứu khai thác và sàng lọc các hợp chất có hoạt tính sinh học cao từ các loài cây ngập mặn. Việt Nam có khoảng 3260 km bờ biển với nhiều loài thực vật ở các vùng sinh thái ven biển khác nhau. Trong điều kiện địa lý khắc nghiệt như môi trường đất cát, yếm khí, nhiều côn trùng, thường xuyên ngập triều vv.các loài cây ngập mặn ven biển đã trải qua quá trình sinh tổng hợp đặc biệt tạo ra nhiều hợp chất có cấu trúc phong phú và có hoạt tính sinh học cao.

Các loài cây vùng ngập mặn ven biển từ lâu đã là nguồn thuốc tự nhiên rất phong phú và gần gũi đối với người dân vùng biển. Tuy nhiên ở Việt Nam hiện nay các công trình nghiên cứu thăm dò về hoạt tính sinh học và thành phần hóa học của các loài cây ngập mặn đã được ứng dụng trong dân gian để làm thuốc còn rất ít. Chính vì vậy, với mong muốn phát hiện các chất có cấu trúc hóa học và hoạt tính sinh học lý thú từ các loài ngập mặn ven biển đã được người dân sử dụng làm thuốc nhưng chưa được nghiên cứu nhiều về mặt hóa học cũng như hoạt tính sinh học, chúng tôi đã lựa chọn 3 loài cây vùng ngập mặn là loài Cỏ chông (S.) làm đối tượng để nghiên cứu. Luận án đặt ra mục tiêu cụ thể như sau: 1.

Chiết xuất phân lập các chất từ 3 loài cây ngập mặn Cỏ chông (Spinifex littoreus), Hếp (Scaevola taccada) và Cóc đỏ (Lumnitzera littorea). Xác định cấu trúc của các hợp chất đã phân lập. Đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật, gây độc tế bào, chống oxy hóa của các dịch chiết và một số chất phân lập được từ 3 loài cây kể trên. Đề tài: “Nghiên cứu thành phần hoá học và thăm dò hoạt tính sinh học của ba loài thực vật ngập mặn vùng ven biển Việt Nam: Cỏ chông (Spinifex littoreus), Hếp (Scaevola taccada) và Cóc đỏ (Lumnitzera littorea)” là cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao, có nhiều đóng góp mới vào việc nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các loài ngập mặn ven biển, một lĩnh vực chưa có nhiều công trình nghiên cứu ở Việt Nam.

Các kết quả của đề tài sẽ góp phần giải thích về bản chất hóa học của các vị thuốc dân gian, nâng cao giá trị sử dụng của các loài cây ngập mặn. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tổng quan về thực vật ngập mặn 1. Đặc điểm sinh thái của thực vật ngập mặn Thuật ngữ “rừng ngập mặn” dùng để chỉ vùng đất ngập nuớc chịu tác động của thủy triều, bao gồm các rừng ngập mặn, bãi triều, vùng nước mặn và các sinh cảnh khác thuộc vùng ngập triều khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới.

Hệ sinh thái này được đặc thù bởi thực vật trên cạn chịu được muối (cây chịu mặn), có đặc điểm thích nghi cần thiết để sống trên nền đất mềm, thường bị yếm khí, phải chịu ngập triều ở nhiều mức độ khác nhau và có độ mặn ngang bằng với nước biển [1]. Cây ngập mặn thuộc nhóm thực vật có mạch, có các đặc điểm thích nghi đặc biệt về mặt hình thái, sinh lý và các yếu tố thích nghi vô hình khác để sống được trong môi trường mặn, ngập triều, bị chi phối bởi nền đất trầm tích mịn có lượng oxy hòa tan thấp hoặc đôi khi thiếu oxy. Thực vật này cùng với hệ sinh vật và động vật đi kèm hình thành nên hệ sinh thái rừng ngập mặn. Thuật ngữ “ rừng ngập mặn” vừa chỉ bản thân thực vật, vừa nói đến hệ sinh thái.

Một số thực vật ở nơi không phải hệ sinh thái rừng ngập mặn (như thảm thực vật gò cát hay bãi biển), không có hoặc chỉ có một vài đặc điểm thích nghi hình thái nêu trên cũng thấy trong rừng ngập mặn. Vì vậy, đôi khi người ta phân loại cây rừng ngập mặn thành cây ngập mặn thực thụ và cây tham gia rừng ngập mặn. Cây ngập mặn thực thụ là cây có nhiều đặc điểm thích nghi hình thái và hầu như chỉ thấy trong hệ sinh thái rừng ngập mặn. Thí dụ: Loài Giá (Excoecaria agallocha) chỉ có một đặc điểm thích nghi hình thái (bì khổng) nhưng vì nó hiếm khi được thấy ở các hệ sinh thái ven biển khác nên nó được xem là cây ngập mặn thực thụ.

Lại có một số nhà chuyên môn không xem Dừa nước (Nypa fruticans) là loài cây ngập mặn thực thụ vì nó xuất hiện đại trà ở vùng nước ngọt, một hệ sinh thái khác biệt hẳn [1]. Mức ngập triều chi phối sự hiện diện hay vắng mặt của một loài ngập mặn cụ thể nào đó. Các kiểu ngập triều được phân thành 5 cấp [1] (bảng 1. Các cấp ngập triều và loài cây thường gặp ở rừng ngập mặn [1] Cấp ngập triều Loài cây phổ biến 1.

Ngập bởi tất cả các con Không có cây, ngoại trừ loài Đưng (Rhizophora nước lớn. mucronata) mọc ven bờ lạch. Mắm trắng (Avicennia alba), Mắm biển (Avicennia 2. Ngập bởi con nước lớn marina), Bần trắng (Sonneratia alba).

Loài Đưng chiếm ưu cao trung bình. thế ở ven sông rạch. Ngập bởi nước lớn bình Hầu hết các cây rừng ngập mặn sinh trưởng ở đây. Loài thường (thường chiếm Đước đôi (Rhizophora apiculata) đạt ngưỡng tối ưu và phần lớn nhất của diện tích thường hình thành quần thụ thuần loại.

parviflora) và Dà (Ceriops) cũng sinh trưởng tốt và hỗn giao với Đước đôi. Vùng này thường quá khô với các loài trong chi Đước (Rhizophora) nhưng các loài Vẹt (Bruguiera) nhất là Vẹt dù 4. Ngập bởi các con nước (Bruguiera gymnorhiza), Vẹt trụ (Bruguiera cylindrica) và rong. Vẹt tách (Bruguiera parviflora) thì phát triển tốt ở đây cùng với Dương xỉ như Ráng đại (Acrostichum aureum) và Ráng đại thanh (A.

speciosum), các loài Cóc (Lumnitzera) và Gừa (Ficusmicrocarpa) cũng phổ biến ở đây. Đây là vùng hậu rừng ngập mặn và đa dạng nhất về loài. Nhiều loài ngập mặn Cấp 4 cũng hiện diện ở khu vực này. Hầu hết các quần thụ thuần loài (có điểm một số loài Su- 5.

Hiếm khi ngập nước, chỉ Xylocarpus, Cui - Heritiera, Gõ biển - Intsia bijuga) của ngập bởi thủy triều lên cao Dừa nước (Nypa fruticans) và Nhum (Oncosperma bất thường. tigillarium) là phổ biến. Vẹt dù và Vẹt đen (Bruguiera sexangula) cũng thích hợp với vùng này. Nhiều loài cây gia nhập rừng ngập mặn và thực vật biểu sinh cũng xuất hiện ở đây.

Thực vật ngập mặn toàn cầu gồm có 84 loài thuộc 24 chi và 16 họ, trong số đó có 70 loài cây ngập mặn thực thụ thuộc 16 chi và 11 họ; 14 loài cây bán ngập mặn thuộc 8 chi và 5 họ [2][3]. Phân bố rừng ngập mặn ở Việt Nam Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, tính đến tháng 12 năm 2015 cả nuớc chỉ còn khoảng 57.211 ha rừng ngập mặn trong đó diện tích rừng tự nhiên là 19,559 ha và rừng trồng là 37,652 ha [4]. Rừng ngập mặn nuớc ta được phân thành 4 khu vực [5], bao gồm: Khu vực I: Ven biển Ðông Bắc, từ mũi Ngọc (Móng Cái) đến mũi Ðồ Sơn. Khu vực có đảo che chắn, các sông có độ dốc cao, dòng chảy mạnh, đem phù sa ra tận biển.

Dọc các triền sông rất ít bãi lầy (như sông Bắc Giang, sông Bắc Khê, sông Đồng Đăng). Độ mặn ổn định 26 – 27,5‰; mùa đông lạnh 15 - 19o C, vì thế cây rừng ngập mặn ở đây kém phát triển, cây cao 8 - 10 m. Khu vực II: Ven biển đồng bằng Bắc Bộ, từ mũi Đồ Sơn đến mũi Lạch Trường (Thanh Hóa). Vùng bồi tụ của hệ thống sông Hồng có nhiều phù sa, bãi bồi rộng; có nhiều sóng gió, không có đảo che chắn.

Độ mặn thay đổi nhiều, vào mùa mưa: 5 – 0,5‰, vào mùa khô: 23 - 24‰. Hiện nay khu vực này có hơn 8000 ha rừng ngập mặn, chủ yếu là rừng trồng để bảo vệ đê biển. Khu vực III: Ven biển Trung Bộ, từ mũi Lạch Trường Đồ Sơn đến mũi Vũng Tàu. Vùng bồi tụ của hệ thống sông ngắn, dốc; bờ biển dốc, ít phù sa; vùng nhiều gió bão; có số lượng ít, cây ngập mặn ở các cửa sông, trong các đầm phá và chỉ có những cây gỗ, cây bụi nhỏ.

Khu vực IV: Ven biển Nam Bộ, từ mũi Vũng Tàu đến mũi Nải (Hà Tiên), được bồi tụ của hệ thống sông Ðồng Nai, sông Cửu Long, giàu phù sa, bãi bồi rộng, ít gió bão; cây ngập mặn phát triển tốt, cao 20 - 30 m. Vùng này được phân thành ba tiểu vùng chính là ven biển đồng bằng sông Cửu Long, phía Tây Nam bán đảo Cà Mau và bờ biển phía Tây bán đảo Cà Mau. Tình hình nghiên cứu thực vật ngập mặn trên thế giới Nghiên cứu đầu tiên về đối tượng ngập mặn được thực hiện năm 1913, khi Bournot nhận dạng hợp chất lapachol từ cây Avicennia tomentosa của Ấn Độ và Tây Phi. Sau đó, vào năm 1959, Rao Bose đã phân lập được một triterpene với tên gọi là genin-A từ vỏ cây Aegiceras corniculatum của Ấn Độ.

Năm 1965, Taylor phân lập được một hợp chất limonoid có tên gọi là gedunin từ gỗ của cây 5 Xylocarpus granatum châu Phi. Từ năm 1970 đến năm 2000 có rất nhiều công trình nghiên cứu của các nhà khoa học Ấn Độ, Nhật Bản, Australia về các loài thực vật ngập mặn như Bruguiera gymnorrhiza, Heritiera littoralis, Acanthus ilicifolius, Excoecaria agallocha vv. Trong thập niên cuối cùng của thế kỷ XX, điểm nổi bậc nhất là nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các hợp chất diterpenoid từ cây Giá (E. agallocha) của các nhà khoa học Ấn Độ và Nhật Bản.