Bảng 14. Độc học sinh thái của α-pinene và β-pinene [7]
Chất
|
Độc sinh thái
|
α-pinene
|
LC50 = 0,28 mg/l trong 96 h, với loài Pimephales promelas;
LC50 = 1 mg/l trong 96 h với loài Chaetogammarus marinus;
EC50 = 41 mg/l trong 48 h với loài Daphnia magna;
|
β- pinene
|
EC50 = 1,25 mg/l trong 48 h với Daphnia;
EC50 = 1,44 mg/l trong 48 h với Green algae
|
3.2.4. Hoạt tính sinh học của Eucalyptol
Eucalyptol (còn gọi là 1-8 cineole) là hợp chất chính của tinh dầu loài Bạch đàn trắng (E. camaldulelsis), chiếm 32%.
- Danh pháp quốc tế (IUPAC): 1,3,3-trimethyl- 2-oxabicyclo[2,2,2]octane;
- Nhiệt độ sôi: 176-1770C ở 760 mm Hg;
- Tỉ khối: 0,9225 g/cm3;
- Công thức phân tử: C10H18O
- Công thức cấu tạo:
|
|
- Eucalyptol có khả năng hoà tan tốt trong dung môi hữu cơ và hầu như không tan trong nước.
Theo kết quả tính toán dự đoán hoạt tính sinh học của chất Eucalyptol dựa trên chương trình tính toán PASS, Eucalyptol có các hoạt tính sinh học được nêu trong Bảng 15. Các hoạt tính này là tổ hợp các hoạt tính có được từ 5 cấu trúc phân tử ở hình 12.
Bảng 15. Hoạt tính sinh học của của Eucalyptol tính toán trên PASS
TT
|
Hoạt tính
|
Xác suất
|
Số chất có hoạt tính
|
Có
|
Không
|
| -
|
Kháng khuẩn
|
1,000
|
0,000
|
321
| -
|
Diệt sán
|
1,000
|
0,000
|
437
| -
|
Diệt ký sinh trùng
|
1,000
|
0,000
|
349
| -
|
Long đờm
|
1,000
|
0,000
|
291
| -
|
Kháng sinh
|
1,000
|
0,000
|
390
| -
|
Kháng Salmonella
|
1,000
|
0,000
|
82
| -
|
Cơ chất CYP3A
|
1,000
|
0,000
|
21
| -
|
Cơ chất CYP3A4
|
1,000
|
0,000
|
19
| -
|
Cơ chất CYP3A5
|
1,000
|
0,000
|
23
| -
|
Trị rối loạn gan
|
0,744
|
0,004
|
415
| -
|
Cơ chất CYP3A1
|
0,721
|
0,010
|
52
| -
|
Cơ chất Alcohol dehydrogenase
|
0,982
|
0,000
|
42
| -
|
Cơ chất Aldehyde dehydrogenase
|
0,886
|
0,000
|
30
| -
|
Antidyskinetic
|
0,766
|
0,008
|
22
| -
|
Kháng vi rút
|
0,701
|
0,023
|
19
| -
|
Cơ chất CYP2C12
|
0,907
|
0,014
|
11
| -
|
Kháng tăng tiết bã nhờn dầu
|
0,753
|
0,041
|
11
| -
|
Kháng di căn
|
0,731
|
0,043
|
11
| -
|
Ức chế men khử Ubiquinol-cytochrome-c
|
0,742
|
0,064
|
10
| -
|
Lợi nước bọt
|
0,706
|
0,028
|
10
| -
|
Kích thích Transferase
|
0,869
|
0,057
|
9
| -
|
Cơ chất CYP2A2
|
0,716
|
0,007
|
8
| -
|
Trị viên đốt sống và cứng khớp
|
0,745
|
0,039
|
7
| -
|
Cơ chất CYP2C9-Cys144
|
0,801
|
0,014
|
6
| -
|
Ức chế Steroid 21-monooxygenase
|
0,755
|
0,027
|
6
| -
|
Ức chế Alkenylglycerophosphocholine hydrolase
|
0752
|
0,032
|
5
| -
|
Ức chế Alkylacetylglycerophosphatase
|
0,759
|
0,018
|
4
| -
|
Cơ chất CYP2J
|
0,752
|
0,030
|
4
| -
|
Cơ chất CYP2J2
|
0,752
|
0,030
|
4
| -
|
Ức chế TERT
|
0,944
|
0,001
|
3
| -
|
Ức chế Testosterone 17beta-dehydrogenase
|
0,860
|
0,017
|
3
| -
|
Ức chế Acylcarnitine hydrolase
|
0,820
|
0,017
|
3
| -
|
Cơ chất CYP2B5
|
0,712
|
0,010
|
3
| -
|
Ức chế Acrocylindropepsin
|
0,730
|
0,051
|
3
| -
|
Ức chế Chymosin
|
0,730
|
0,051
|
3
| -
|
Ức chế Saccharopepsin
|
0,730
|
0,051
|
3
|
-
(1) (2) (3) (4) (5) Eucalyptol
Hình 12. Các cấu trúc phân tử chính đóng góp vào hoạt tính
sinh học của Eucalyptol
Các cấu trúc (2), (3), (5) trong Hình 12 là những cấu trúc đóng góp nhiều nhất vào các hoạt tính sinh học của Eucalyptol bởi do nhóm -CH3 liên kết với C trong vòng 6 cạnh có một nguyên tử oxi.
Chương trình PASS đã chỉ ra 36 loại hoạt tính sinh học, trong đó có tới 24 hoạt tính sinh học đảm bảo các yêu cầu đặt ra (Pa > 0,7 và số các hợp chất có tính chất đó > 5 chất). Điểm nổi bật của hợp chất tự nhiên này là có rất nhiều các hoạt tính có tác dụng làm sạch môi trường như diệt khuẩn (antibacterial), diệt ký sinh trùng (antiparasitic), diệt sán (antihelmintic), kháng sinh (antibiotic),... Trong trị bệnh, hợp chất này có rất nhiều các tính chất quý như long đờm (expectorant), kháng vi rút (antiviral), kháng tăng tiết bã nhờn. Đặc biệt PASS dự đoán 5 hoạt tính đầu tiên với sác xuất có mặt tính chất đó là 100% (Pa = 1). Bên cạnh các hoạt tính trên, Eucalyptol (1-8 cineole) còn có nhiều hoạt tính có tác dụng gây ức chế một số men trong cơ thể sinh vật. Chính những hoạt tính sinh học đã nêu là cơ sở khoa học góp phần làm sáng tỏ các hiện tượng trong tự nhiên như khả năng xua đuổi côn trùng, đặc biệt là muỗi dưới tán rừng Bạch đàn, làm khô đất. Một trong những nguyên nhân có thể đóng góp vào việc giải thích sự ức chế kìm hãm các loài thực vật khác dưới tán rừng Bạch đàn đó là do các hợp chất hóa học trong tinh dầu từ lá của loài này khi rơi xuống đất, khi đó các hoạt tính sinh học của nó sẽ được phát huy đối với hệ sinh vật đất, làm tiêu diệt cả các vi sinh vật có ích mà chúng vốn có tác dụng làm tơi xốp đất đai, phân giải các chất hữu cơ phục hồi đất, góp phần làm gia tăng sự nghèo kiệt đất đai dưới tán rừng Bạch đàn.
Với các hoạt tính sinh học dự đoán ở trên, trong thực tế hiện nay Eucalyptol đã được sử dụng là thuốc trị bệnh với chỉ định sát trùng đường hô hấp, trị ho, hạ sốt.
Vấn đề độc học sinh thái liên quan đến hợp chất này đã được một số tác giả chứng minh bằng thực nghiệm. Kết quả chỉ ra rằng Eucalyptol có tính độc đối với loài M. domestica. Giá trị LD50, LD95 và LD99 được cho ở Bảng 16.
Bảng 16. Độc tính của Eucalyptol kháng lại loài Musca domestica
và Chrysomya megacephala [17]
Giới tính
|
M.domestica
|
C. megacephala
|
LD50
(95% CI)
|
LD95
(95% CI)
|
LD99
(95% CI)
|
LD50
(95% CI)
|
LD95
(95% CI)
|
LD99
(95% CI)
|
Đực
|
118
|
460
|
987
|
197
|
380
|
549
|
Cái
|
177
|
500
|
895
|
221
|
422
|
608
|
2.3.5. Hoạt tính sinh học của Limonene
Limonene là một chất chiếm tới 9,634 % trong tinh dầu loài E. camaldullensis và 1,86 % trong tinh dầu loài E. globulus. Theo các nghiên cứu đã được công bố của Cục bảo vệ môi trường Mỹ (US. EPA) thì đây là một chất nguy hại khi tiếp xúc với mắt và có thể gây kích ứng da mãn tính, cần đặc biệt tránh hít phải dạng hơi của nó. Limonene đã được sử dụng để làm chất gây nôn và gây mê, đồng thời đây cũng là một chất gây gạt thở, mất cân bằng vận động, gây tím tái. Như vậy chất này khi thoát ra khỏi tinh dầu Bạch đàn tồn tại ở dạng hơi trong môi trường không khí hay trong đất chúng sẽ ức chế sự phát triển và có khả năng tiêu diệt nhiều loài vi sinh vật có ích khác ở trong môi trường đất và hệ sinh thái rừng Bạch đàn, đặc biệt là rừng trồng Bạch đàn trắng.
3.4. Một số mối liên hệ của các chất trong tinh dầu Bạch đàn với các vấn đề môi trường
Từ kết quả dự đoán hoạt tính sinh học của các hợp chất có trong tinh dầu ba loài Bạch đàn ở trên đã cho thấy chúng có rất nhiều tính chất khác nhau. Trong các tính chất đó có những tính chất được coi là một trong những lý do để giải thích khả năng ức chế sự phát triển của các loài cây dưới tán rừng Bạch đàn, gây chết các loài cây cỏ dại xung quanh, xua đuổi chim muông, làm khô cằn đất đai; có những chất có hoạt tính rất đáng quý hoàn có thể sử dụng để tạo ra các sản phẩm thuốc trừ sâu hại sinh học ít độc hại với môi trường sinh thái, có thể thay thế cho các loại thuốc hóa học tổng hợp vốn rất độc hại với môi trường.
3.4.1. Tác động đối với hệ sinh thái đất
Tinh dầu Bạch đàn chủ yếu có ở lá. Khi lá được rụng xuống đồng nghĩa với việc mang theo một lượng tinh dầu vào đất. Ngoài ra rễ của loài cây này cũng có thể tiết ra các chất gây độc hại cho hệ sinh thái đất. Do vậy mẫu rễ của loài Bạch đàn trắng (E. camaldulelsis) cũng được lấy để chưng cất tinh dầu bằng phương pháp cất dòng ngưng liên tục, sau đó phân tích thành phần tinh dầu bằng kỹ thuật sắc ký khí (GC/FID) và sắc ký khí khối phổ (GC/MS). Sắc đồ phân tích được nêu trong Hình 13.
Hình 13. Sắc đồ tinh dầu rễ loài E. camaldulensis bằng GC/FID
So sánh với kết quả phân tích mẫu tinh dầu từ lá của cùng một loài cây. Dựa trên phổ MS đã xác định được một số số chất có trong mẫu tinh dầu rễ của loài cây Bạch đàn trắng này được nêu trong Bảng 17.
Bảng 17. Một số chất trong tinh dầu rễ loài E. camaldulensis
-
TT
|
Tên chất
|
Thời gian
lưu trên GC (phút)
|
Thời gian lưu
trên GC/MS
(phút)
| -
|
α -pinene
|
1,447
|
11,740
| -
|
camphene
|
1,647
|
12,563
| -
|
β-pinene
|
1,923
|
13,963
| -
|
β-myrcene
|
2,020
|
14,549
| -
|
eucalyptol
(1-8 cineole)
|
2,637
|
16,779
| -
|
Fenchyl alcohol
(fenchol)
|
3,950
|
20,24
| -
|
α -terpineol
|
5,007
|
22,358
| -
|
methyl eugenol
|
5,827
|
27,488
| -
|
aromadendrene
|
5,573
|
28,648
| -
|
β-patchoulene
|
7,797
|
31,622
| -
|
β -selinene
|
8,130
|
32,183
| -
|
γ - eudesmol
|
8,660
|
33,191
| -
|
β -eudesmol
|
8,880
|
33,761
|
Từ Bảng 17 cho thấy trong mẫu tinh dầu rễ có rất nhiều các hợp chất hoá học đã được tìm thấy trong mẫu tinh dầu của lá, tuy nhiên hàm lượng các chất này tính trên mẫu rễ nghiên cứu là rất nhỏ. Lượng tinh dầu trong mẫu rễ chỉ chiếm khoảng 1/40 đến 1/50 lượng tinh dầu trong mẫu lá. Các chất như α –terpineol, aromadendrene, β–selinene, γ– eudesmol, β–eudesmol có hàm lượng lớn hơn so với các chất có mặt trong tinh dầu rễ loài E. camaldulelsis. Như đã nêu ở trên, các chất này đều có hoạt tính sinh học, có tác động đến hệ vi sinh vật, đặc biệt là hệ vi sinh vật đất. Ngoài ra, trong mẫu tinh dầu của rễ còn phát hiện được rất nhiều chất là các đồng phân của decane. Tuy nhiên các chất này không đóng vai trò quan trọng gây ảnh hưởng xấu đối với hệ sinh vật đất và môi trường.
Như vậy trong đất trồng rừng Bạch đàn các hợp chất hóa học có nguồn gốc từ rễ, lá của cây, khi lá khi rụng xuống và từ rễ tiết ra sẽ gây hại đến hệ sinh thái đất và môi trường. Các hợp chất hóa học này, theo kết quả tính toán dự đoán hoạt tính sinh học ở trên cho thấy chúng có các hoạt tính như hoạt tính kháng khuẩn, kháng vi sinh vật - đặc biệt có cả các vi sinh vật chuyển hóa nitơ và các vi sinh vật khác có tác dụng phân giải các hợp chất hữu cơ [16]. Như vậy đây là một trong những nguyên nhân dẫn đến các rừng trồng Bạch đàn làm nghèo nàn các chất dinh dưỡng dưới tán Bạch đàn. Việc tiêu diệt các vi sinh vật đất của tinh dầu Bạch đàn sẽ làm giảm tính đa dạng sinh học của hệ sinh thái đất.
Chia sẻ với bạn bè của bạn: |