Tại sao Curcumin lại có sinh khả dụng thấp? Cách làm tăng sinh khả dụng của Curcumin như thế nào?

Tuy curcumin có nhiều tác dụng tuyệt vời đối với sức khỏe con người nhưng điểm hạn chế của curcumin chính là sinh khả dụng thấp, chuyển hóa và thải trừ nhanh trong cơ thể đã gây những ảnh hưởng không nhỏ tới việc sử dụng hoạt chất này trong điều trị bệnh. Vậy cụ thể vấn đề này là như thế nào? Biện pháp khắc phục vấn đề sinh khả dụng thấp của curcumin là gì? Tất cả sẽ được giải đáp ngay trong bài viết dưới đây.

1. Các vấn đề về sinh khả dụng Curcumin

Tính chất dược động học, dược lực học cũng như sinh khả dụng của curcumin có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả điều trị. Dưới đây là một số mặt hạn chế về sinh khả dụng của Curcumin.

Thải trừ nhanh trong cơ thể

Sự hấp thu và phân phối curcumin trong các mô của cơ thể rõ ràng là rất quan trọng đối với hoạt tính sinh học của nó.

Nghiên cứu của nhà khoa học Ravindranath và các cộng sự cho thấy rằng sau khi sử dụng 400 mg curcumin cho chuột theo đường uống thì chỉ tìm thấy một lượng nhỏ của thuốc không đổi ở gan và thận. Sau 30 phút, 90% lượng curcumin đã được tìm thấy trong dạ dày và ruột non nhưng chỉ có 1% lượng chất này có mặt tại các bộ phận này sau 24 giờ.

Trong một nghiên cứu khác ở phòng thí nghiệm, khi ruột của chuột được ủ với 50 - 750µg curcumin trong 10ml môi trường ủ thì có khoảng 30 – 80% lượng curcumin biến mất khỏi phía niêm mạc và không có chất curcumin nào được tìm thấy trong dịch huyết thanh. Ở các mô có nồng độ curcumin cao nhất thì chỉ có khoảng 3% lượng curcumin được tìm thấy.

Hấp thu kém

Khả năng hấp thu của curcumin kém ở ruột có thể là do độ tan thấp, ngoài ra còn bị phân hủy ở pH trung tính hoặc kiềm và bị ảnh hưởng chuyển hóa của các enzyme.

Nghiên cứu đánh dấu phóng xạ cho thấy hầu hết liều uống curcumin được bài tiết trong phân và một phần ba curcumin vẫn không thay đổi cấu trúc.

Chuyển hóa

Có rất nhiều nghiên cứu khác nhau đã đánh giá mức độ chuyển hóa curcumin ở các loài động vật gặm nhấm và ở người. Sau khi được hấp thụ vào trong cơ thể, sẽ diễn ra quá trình liên hợp của curcumin như sunfation và glucuronidation ở các vị trí mô khác nhau.

Gan là cơ quan chịu trách nhiệm chủ yếu trong quá trình chuyển hóa curcumin trong cơ thể. Holder và các cộng sự đã báo cáo kết quả nghiên cứu của mình rằng các chất chuyển hóa hóa học chính của curcumin là glucuronide của tetrahydrocurcumin (THC) và hexahydrocurcumin (HHC) ở chuột.

Bên cạnh đó, Pan và các cộng sự của mình đã phát hiện ra rằng 99% chất curcumin có mặt trong huyết tương tồn tại dưới dạng liên hợp glucuronide. Nghiên cứu này cũng tiết lộ curcumin–glucuronoside, dihydrocurcumin–glucuronoside, tetrahydrocurcumin (THC)–glucuronoside và THC là những chất chuyển hóa chính của curcumin in vivo.

Nồng độ curcumin trong huyết tương đạt tối đa 1 giờ sau khi dùng, curcumin xuất hiện trong tuần hoàn máu sau khi đã liên hợp với glucuronide/sulfate ở gan, thận hoặc niêm mạc ruột.

Hầu hết các nghiên cứu đã chỉ ra rằng các chất chuyển hóa của curcumin như curcumin glucuronides và THC ít hoạt động hiệu quả như curcumin.

Như vậy, chính quá trình chuyển hóa, hấp thu, thải trừ của curcumin trong cơ thể như vậy đã gây ra ảnh hưởng rất lớn tới sinh khả dụng của hợp chất này, giảm hiệu quả khi sử dụng curcumin trong quá trình điều trị một số bệnh.

2. Các phương pháp làm tăng sinh khả dụng của curcumin

Có một số kỹ thuật bào chế có thể làm tăng sinh khả dụng của curcumin như: tạo phức hợp dạng lồng phân tử curcumin – cyclodextrin; bào chế dưới dạng liposome, tạo micell với các chất diện hoạt, bào chế phức hợp phytosome, tạo tiểu phân nano curcumin với các chất mang polymer. Sử dụng kết hợp cùng với các chất tăng sinh khả dụng cũng được ứng dụng (kết hợp với piperine để ức chế glucuronid hóa).

2.1. Tạo dẫn chất PEG hóa

PEG hóa là kỹ thuật gắn đồng hóa trị PEG (poly ethylene glycol) với các tác nhân trị liệu là một trong những kỹ thuật đầy triển vọng để cải thiện hiệu quả điều trị của thuốc.

Kỹ thuật này có thể ứng dụng với cả dược chất có cấu trúc đại phân tử hoặc với các chất có phân tử nhỏ bằng cách tạo các liên kết giữa dược chất với một hoặc nhiều chuỗi PEG có khối lượng phân từ khác nhau với mục tiêu: cải thiện độ tan, giảm độc tính, tăng thời gian bán thải và một số tác dụng không mong muốn của thuốc.

Dược chất được PEG hóa mang lại nhiều ưu điểm như: chậm bị đào thải khỏi cơ thể, làm giảm quá trình chuyển hóa của thuốc bởi enzym.

Curcumin PEG hóa là kỹ thuật gắn các phân tử PEG vào curcumin để cải thiện sự ổn định của curcumin trong cơ thể, tăng độ hòa tan, kéo dài thời gian tồn tại trong huyết tương và bảo vệ khỏi sự phân hủy của enzyme.

Để làm tăng sinh khả dụng của curcumin, một loạt các hoạt chất curcumin – poly ehtylen glycol đã được Li và cộng sự tổng hợp, trong đó curcumin liên kết cộng hóa trị với PEG. Tác giả đã tổng hợp được các dạng curcumin PEG hóa tan trong nước, sử dụng các liên kết thioester của curcumin, với các chuỗi PEG có khối lượng phân tử thấp.

Các loại curcumin PEG hóa đã tổng hợp được đến nay bao gồm curcumin PEG hóa dạng:

• I-a, I-b, I-c, I-d.
• II-a, II-b.
• III.
• IV.
• V-a, V-b, V-c, V-d, V-e, V-f, V-g.
• VI-a, VI-b, VI-c.

Curcumin PEG hóa có độ tan tốt hơn curcumin và có tác dụng ức chế hoàn toàn sự sinh trưởng của các tế bào ung thư tuyến tụy ở nồng độ khoảng 5µM, trong khi curcumin cần nồng độ 20 µM mới có tác dụng tương đương, ngăn chặn giai đoạn phân bào và sự hình thành của các tế bào đa nhân bất thường.

Curcumin PEG hóa có khả năng điều chỉnh làm giảm 17β – hydroxysteroid dehydrogenase (chuyển hóa androstenedione thành testosterone), 5α-reductase (chuyển hóa testosterone thành dihydrotestosterone) và thụ thể androgen trong các cơ quan sinh dục và tuyến sinh dục phụ nam. Cơ chế điều chỉnh chức năng tuyến sinh dục của curcumin PEG hóa là thông qua cơ chế điều hòa âm tính ngược trục dưới đồi – tuyến yên.

2.2. Bào chế dưới dạng phytosome

Phytosome là dạng bào chế rất hiện đại, được áp dụng cho các hợp chất tự nhiên và làm tăng quá trình hấp thu và tăng sinh khả dụng của hợp chất này. Thuật ngữ “phyto” có nghĩa là thực vật, “some” có nghĩa là “giống tế bào”. Vì vậy, phytosome sẽ có cấu trúc giống với màng tế bào sinh học, do đó có khả năng tương hợp sinh học cao, tạo điều kiện thuận lợi để vận chuyển vào nội bào.

Phytosome thường được định nghĩa như sau: “ Phytosome là phức hợp của hoạt chất tự nhiên được chuẩn hóa gắn với phospholipid ở mức độ phân tử, nó có cấu trúc tương tự màng tế bào sinh học, tương hợp sinh học cao và được vận chuyển vào nội bào một cách dễ dàng”. Nhờ đó mà đây là dạng bào chế thích hợp với hoạt chất Curcumin, giúp làm tăng sinh khả dụng của curcumin.

Tại Việt Nam, năm 2015, Phạm Thị Minh Huệ và các cộng sự đã tiến hành nghiên cứu bào chế phytosome curcumin bằng phương pháp bốc hơi dung môi, với dung môi hòa tan là ethanol, phospholipid là phosphatidylcholin đậu nành được hydrogen hóa (HSPC). Phức hợp curcumin – phospholipid sau bào chế được đánh giá một số đặc tính vật lý như kích thước tiểu phân, phân bố kích thước tiểu phân, thế zeta, độ tan…

Kết quả nghiên cứu cho thấy dạng bào chế phytosome làm tăng độ tan của curcumin trong cả pha nước và pha dầu, đây là một đặc điểm nỏi bật của phytosome nhằm tăng sinh khả dụng của dược chất, đặc biệt là những dược chất được chiết xuất từ dược liệu.

Kích thước của phytosome dưới 500nm cũng là một trong những lợi thế về sinh khả dụng khi dùng đường uống và ngoài da.

Bạn có tham khảo quy trình bào chế phytosome curcuminoid như sau:

• Phytosome được tạo thành bằng phương pháp bốc hơi dung môi. Một lượng curcuminoid và phosphatidylcholin nguyên liệu với một tỷ lệ mol tối ưu đã được khảo sát được hòa tan riêng rẽ trong ethanol.
• Hai phần dung dịch này được chuyển vào bình cầu tiến hành phản ứng với điều kiện về thời gian và nhiệt độ tối ưu.
• Sau thời gian phản ứng tiến hành cô bốc hơi dung môi ở điều kiện áp suất giảm để thu hỗn hợp cắn. Hỗn hợp cắn được đem sấy khô và bảo quản ở điều kiện tránh ánh sáng.

Cấu trúc của Curcumin phytosome

2.3. Bào chế dưới dạng Nano curcumin

Gần đây, công nghệ bào chế dưới dạng nano được hầu hết các nhà sản xuất dược phẩm rất quan tâm và được coi là giải pháp nổi bật để điều chỉnh sinh khả dụng của hoạt chất.

Phương pháp này có lẽ sẽ rất thích hợp cho các tác nhân kỵ nước cao như curcumin, giúp khắc phục nhược điểm hòa tan trong nước kém của dược chất này.

Một nghiên cứu gần đây của Bisht và các cộng sự đã báo cáo một số đặc tính hóa lý và ứng dụng liên quan đến việc điều trị ung thư của nanocurcumin với kích thước nhỏ hơn 100nm. Cụ thể là các hạt nanocurcumin này có cơ chế hoạt động tương tự với curcumin trên tế bào ung thư tuyến tụy trên in vitro.

Các hạt nano lipid rắn (SLN) được kết hợp cùng với curcuminoids trong cốt lipid đã được nghiên cứu in vitro hiệu quả bởi nhà khoa học Tiyaboonchai và các cộng sự của mình. Kết quả cho thấy rằng, các SLN được nạp cùng với Curcuminoid có kích thước 450nm có ổn định trong 6 tháng ở nhiệt độ phòng và kéo dài trong việc giải phóng của curcuminoids lên đến 12 giờ.

Hơn nữa, độ nhạy với ánh sáng và với tác nhân oxy của curcuminoids đã giảm mạnh khi kết hợp curcuminoids vào trong loại công thức độc đáo này.

Một nghiên cứu in vivo được thực hiện trên các tình nguyện viên khỏe mạnh đã cho thấy hiệu quả cải thiện rõ rệt của một loại kem bôi ngoài da có công thức bao gồm SLN kết hợp với curcuminoid so với loại kem bôi chỉ chứa chất curcuminoids.

Nano curcumin

2.4. Kết hợp với các chất ức chế chuyển hóa: Piperin

Khi curcumin kết hợp với piperin có thể làm tăng sinh khả dụng của curcumin lên 2000% do piperin là một chất ức chế quá trình glucoronide hóa ở gan và ruột và nhờ đó có thể ức chế quá trình chuyển hóa curcumin.

2.5. Đồng kết tinh

Đồng kết tinh là phương pháp kết hợp hoạt chất với các chất làm tăng độ tan để tạo thành sản phẩm có độ tan và độ ổn định cao hơn.

Phương pháp này có thể ứng dụng sản xuất các sản phẩm có hoạt chất curcumin, chẳng hạn như có thể kết hợp Curcumin với Resorcinol và Pyrogallol tạo ra sản phẩm Curcumin – resorcinol có tốc độ tan gấp gấp 5 lần dạng thường và Curcumin pyrogallol có độ tan gấp 12 lần.

Mong rằng qua những thông tin mà bài viết đã cung cấp đã giúp bạn lý giải được tại sao curcumin lại có sinh khả dụng thấp và một số biện pháp nhằm cải thiện sinh khả dụng của hợp chất này.