Coumarin là gì? Vì sao Coumarin có thể chống lại các bệnh do huyết khối?

Coumarin là gì?

Coumarin là một hợp chất hóa học hữu cơ có công thức C₉H₆O₂. Phân tử của nó có thể được miêu tả như một phân tử benzen với hai nguyên tử hydro liền kề được thay thế bằng một vòng lacton không bão hòa tạo thành một vòng sáu nguyên tử chứa hai nguyên tử cacbon chung với vòng benzen. 

Coumarin thuộc lớp hóa chất benzopyrone và được coi là một loại lactone. Nó là một chất kết tinh màu trắng đục có mùi ngọt giống hương vani và vị đắng. Coumarin được tìm thấy trong nhiều loại thực vật với vai trò phòng vệ hóa học chống lại kẻ thù.

Điều chế sản xuất Coumarin

Coumarin được tìm thấy tự nhiên trong đậu tonka. Tuy nhiên, Coumarin có thể được điều chế thông qua một số phản ứng hóa học:

• Phản ứng Perkin: Sử dụng salicylaldehyde và anhydrid acetic để tạo ra một vòng lacton không bão hòa hình thành cấu trúc của Coumarin.
• Phản ứng Pechmann: Tạo ra Coumarin và các dẫn xuất của nó cũng là một phương pháp điều chế hiệu quả.

Cơ chế hoạt động

Coumarin có nhiều hoạt động sinh học giúp phòng bệnh, điều tiết sự tăng trưởng và đặc tính chống oxy hóa, kích thích bài tiết insulin,... tạo nên các tác dụng của Coumarin.

Coumarin có một số vai trò quan trọng sau:

Chống đông máu - vai trò quan trọng đối với đột quỵ nhồi máu não và huyết khối do rung nhĩ

Hoạt động chống đông máu của coumarin đã được xác định vào năm 1920. Vào khoản thời gian này, gia súc khỏe mạnh của Canada và Bắc Mỹ đột ngột chết không thể giải thích được vì xuất huyết nội sau khi ăn một loại cỏ. Tuy nhiên, phải đến năm 1940, phân tử gây nên tình trạng này mới được xác định bởi Karl Link và sinh viên Harold Campbell là 3,3'-methylenebis (4-hydroxycoumarin) và sau này được gọi là dicoumarol. 

Sau đó, các nghiên cứu sâu hơn đã phát hiện ra Warfarin vào năm 1948. Chất này được phê duyệt là thuốc diệt chuột ở Hoa Kỳ vào năm 1952 và liệu pháp chống đông máu ở người vào năm 1954 dưới tên Coumadin. Hiện nay, Warfarin là một trong những loại thuốc chống đông được sử dụng rộng rãi nhất cùng với các dẫn xuất Coumarin khác như Dicumarol và Acenocoumarol.

Warfarin và các Coumarin chống đông máu khác là chất đối kháng vitamin K (VKAs) do sự tương đồng về cấu trúc với vitamin K, các hợp chất này ngăn chặn các con đường đông máu phụ thuộc vitamin K liên quan đến một số yếu tố II, VII, IX và X.

Chống oxy hóa

Tiềm năng chống oxy hóa của Coumarin tự nhiên hay tổng hợp đã được nghiên cứu sâu trong những năm qua và rõ ràng là Coumarin Poly-hydroxy hoặc Phenolic là chất chống oxy hóa hiệu quả. Ngoài ra, tiềm năng chống oxy hóa của nhân Coumarin có thể được khai thác trong việc sản xuất hợp chất dẫn xuất mới với hoạt động chống oxy hóa hiệu quả hơn.

Chống co giật, động kinh

Động kinh là một rối loạn thần kinh phổ biến liên quan đến co giật có thể kèm thay đổi hành vi thoáng qua. Cơ chế bệnh sinh của nó vẫn chưa được làm rõ hoàn toàn, tuy nhiên người ta biết rằng suy giảm sự cân bằng giữa kích thích và ức chế dẫn truyền thần kinh có liên quan đến yếu tố bệnh sinh của hiện tượng này. 

Một số nghiên cứu gần đây công bố việc sử dụng Coumarin làm hợp chất chống co giật. Một vài các tác giả khác đã nghiên cứu hoạt tính chống co giật của một loạt các dẫn xuất Coumarin bằng cách hợp nhất hai hoặc nhiều chất hóa học để tạo ra các dẫn xuất hóa học mới với hoạt tính sinh học được cải thiện hơn.

Chống bệnh đái tháo đường

Bệnh tiểu đường là một bệnh chuyển hóa mãn tính đặc trưng bởi lượng đường trong máu cao gây ra bởi sự sản xuất insulin tế bào tuyến tụy β không đủ hoặc do cơ thể con người không có khả năng sử dụng hormone này. Bệnh tiểu đường có thể gây ra các biến chứng như mù lòa, suy thận, đột quỵ, đau tim, đoạn chi,... Một cách tiếp cận trị liệu từ Coumarin đã được nghiên cứu là kích thích bài tiết insulin khi chiết xuất từ các bộ phận của cây thuốc Clutia lanceolata để chống tiểu đường.

Chống ung thư

Các nghiên cứu được thực hiện đánh giá hoạt động chống ung thư của Coumarin và các dẫn xuất của nó liên quan apoptosis. CYP 2A6 chuyển hóa Coumarin thành 7-hydroxycoumarin có tác dụng chống tăng sinh bằng cách giảm biểu hiện Bcl ở các cơ quan và mô khác nhau. Bcl-2 là một protein màng 26 kDa ngăn chặn các gốc oxy tự do, ức chế CYP ty thể và ức chế kích hoạt caspase-9 kéo dài vòng đời tế bào. 

Do đó, Bcl-2 gây ung thư và dẫn đến sự tích tụ các đột biến gây ung thư trong tế bào bình thường. Ngoài ra, chất này đã được chứng minh trong các nghiên cứu khoa học với tác dụng chống ung thư dựa trên điều hòa quá trình miễn dịch, tăng trưởng tế bào và biệt hóa.

Kháng khuẩn

Một vài hợp chất chứa Coumarin chẳng hạn như Coumarin-pyrazoline đã được đánh giá về tác dụng kháng khuẩn trong ống nghiệm với tác dụng chống lại mầm bệnh E. coli SM1411, E. coli 1411 và S. aureus. Kết quả là các Coumarin đều chứng minh tác dụng kháng khuẩn từ trung bình với MIC là 14 - 200μg/mL.

Kháng virus

Coumarin có hoạt tính kháng virus tương tự như các hợp chất Polyphenolic đáng chú ý khác. Hoạt tính kháng virus của Coumarin giải thích thông qua các cơ chế khác nhau ảnh hưởng đến vòng đời của virus và các hoạt động sinh học của chúng. Coumarin dường như có khả năng chống lại một số loại virus như HIV/AIDS, cúm, viêm gan, sốt xuất huyết.

Kháng nấm

Coumarin có tiềm năng trở thành chất chống nấm đầy hứa hẹn. Hơn nữa, có thể lai tạo các hợp chất hóa học với Coumarin có thể nâng cao hiệu quả chống nấm, mở rộng phổ chống nấm và cải thiện tính an toàn. Do đó, nhiều dẫn xuất Coumarin đã được đánh giá hoạt động chống nấm và một số trong số chúng cho thấy hiệu lực đầy hứa hẹn với những cơ chế hoạt động mới.

Kháng viêm

Các dẫn xuất Coumarin đã thể hiện các hoạt động chống oxy hóa và chống viêm. Các dẫn xuất được thử nghiệm làm giảm quá trình viêm do Carraggeenin gây ra. Một số dẫn xuất khác còn cho thấy có đặc tính bảo vệ, chống lại quá trình viêm khớp ở chuột phụ thuộc vào nồng độ hoạt chất.

Bảo vệ gan

Bệnh gan mãn tính phổ biến trên toàn thế giới đặc trưng bởi sự tiến triển từ nhiễm mỡ đến viêm gan mãn tính, xơ hóa, xơ gan và ung thư biểu mô tế bào gan. Ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy các gốc tự do và các loại oxy phản ứng đóng một vai trò quan trọng trong điều chỉnh sự tiến triển của bệnh gan độc lập với các tác nhân khác.

Người ta tạo ra nhiễm độc gan nhân tạo ở chuột Sprague-Dawley đực bằng một liều CCl (1,25ml/kg), làm tăng nồng độ enzyme huyết thanh của aspartate transaminase (AST), alanine transaminase (ALT) và phosphatase kiềm (ALP). Sau đó, xử lý chuột bằng esculetin (31,15mg/kg, uống) và scoparone (35mg/kg, uống) với mong muốn ngăn chặn đáng kể sự gia tăng AST/ALT/ALP - Esculetin và scoparone là hai dẫn xuất của Coumarin. 

Kết quả của nghiên cứu này chỉ ra rằng cấu trúc hóa học của Coumarin đóng một vai trò quan trọng trong việc ngăn ngừa độc tính gan.

Điều trị bệnh Alzheimer

Bệnh Alzheimer (AD) là dạng sa sút trí tuệ phổ biến nhất đặc trưng bởi sự mất chức năng nhận thức, mất trí nhớ gần, tiến triển tăng dần và không thể đảo ngược. Phương pháp điều trị hiện tại chủ yếu dựa trên việc sử dụng các chất ức chế acetylcholinesterase (AChE) hoặc các chất ức chế thụ thể N-methyl-D-aspartic acid. Điều trị này chỉ đơn thuần là triệu chứng và không chống lại sự tiến triển của bệnh. 

Trong số các hoạt động sinh học của Coumarin cho thấy khả năng ức chế một số mục tiêu sinh học liên quan đến AD và đang ngày càng được nghiên cứu kỹ hơn.

Dùng bằng đường uống hoặc tiêm. Liều dùng theo chỉ định bác sĩ điều trị.

Trong công nghiệp: Coumarin được sử dụng để tạo màu trong sản xuất mỹ phẩm và xà phòng.

Trong thực phẩm: Coumarin có mùi hương ngọt giống hương vani. Nó thường được sử dụng trong sản xuất nước hoa và thực phẩm.

Trong Y học và Dược phẩm: Coumarin được sử dụng trong các loại thuốc chống đông máu như Warfarin giúp ngăn chặn hình thành cục máu và huyết khối. Một số nghiên cứu cho thấy Coumarin có khả năng giảm viêm và giảm đau.

Các lưu ý khi sử dụng Coumarin:

• Coumarin thường được sử dụng với vai trò là thuốc chống đông máu như Warfarin. Tuy nhiên, việc sử dụng thuốc này cần theo chỉ định của bác sĩ.
• Nếu bạn đang dùng thuốc hoặc có tiền sử về dị ứng liên quan đến chất này hãy thông báo với các nhân viên y tế.
• Không tự ý tăng liều Coumarin mà không tham khảo ý kiến bác sĩ. Việc sử dụng chất này bừa bãi có thể gây ra xuất huyết nội nghiêm trọng, nhất là đối với các bệnh nhân viêm loét dạ dày tá tràng.
• Tuân theo hướng dẫn về liều lượng được ghi trên sản phẩm.
• Bảo quản Coumarin ở nơi khô ráo, thoáng mát, tránh ánh nắng trực tiếp.