Piperine, một alkaloid chủ yếu có trong hạt tiêu đen (Piper nigrum) và hạt tiêu dài (Piper longum). Piperine không chỉ là gia vị phổ biến trong chế biến thức ăn, mà còn là một dược chất hữu ích và có nhiều tiềm năng sử dụng trong y học. Piperine được xem như là một trong những hợp chất thiên nhiên nổi tiếng nhất bởi vì các dược tính quý báu của nó (Bhardwaj và cộng sự, 2002; Gao & Morozowich, 2006).

Hình 1. Cấu trúc hóa học của phân tử Piperine

Hình 2. Cây tiêu đen     

Hình 3. Hạt tiêu đen và trắng của cây Hồ tiêu

Trong y học Ấn Độ, piperine và các dẫn chất của nó thường được dùng trong điều trị bệnh động kinh, đau đầu và một số bệnh lý tương tự (Pattanaik et al., 2006). Ngày nay, việc sử dụng Piperine càng trở nên phổ biến hơn. Piperine được báo cáo là có khả năng ức chế quá trình tự oxy hóa bên trong cơ thể (Oxidative stress), kháng nấm, kháng viêm và ức chế hình thành  khối U (Sunila & Kuttan, 2004; Bezerra et al., 2008; Ee et al., 2010). Trong một nghiên cứu mới công bố gần đây còn cho thấy piperine có thể tăng cường khả dụng sinh học của nhiều thuốc đặc trị khi dùng kết hợp (Srinivasan, 2007).

Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng piperine có thể làm tăng đáng kể sinh khả dụng của curcumin khi dùng kết hợp (sinh khả dụng tăng lên 2000% khi dùng kết hợp với 1% piperine so với đơn chất curcumin) thông qua cơ chế kết hợp đồng thời quá trình giảm đào thải và tăng hấp thu curcumin trên đường tiêu hóa (Shoba et al., 1998; Suresh & Srinivasan, 2007, 2010).  Thêm vào đó, piperine còn có tác dụng chế P-glycoprotein (P-gp), một loại protein đóng vai trò chủ yếu giúp khối u đề kháng thuốc và thường hiện diện rất nhiều trong các tế bào ung thư. Chính vì vậy, piperine chính là nhân tố quan trọng giúp hạn chế sự đa đề kháng các thuốc trong hóa trị liệu ung thư thể di căn (Han et al., 2008; Yoncheva et al., 2012; Alzoubi và cộng sự, 2013).

Hình 4. Sinh khả dụng curcumin + Bioperine (1% piperine) so với curcumin

Piperine đã được nghiên cứu bằng đường tiêm tĩnh mạch dưới nhiều dạng chế phẩm như nhũ tương dầu trong nước, tiều phân nanolipid, vi cầu nanolipid của stearylamine tích điện dương và vi cầu nanolipid có bề mặt được PEG hóa (Veerareddy et al., 2004; Veerareddy & Vobalaboina, 2008). Dược động học của piperine trong các vi cầu nanolipid cho thấy sự thải trừ nhanh hơn, giá trị AUC đạt cao hơn đáng kể so với dung dịch piperine, điều này có nghĩa là một số công thức mới có thể làm thay đổi khả dụng sinh học của piperine trong điều kiện in vivo. Tuy nhiên, piperine có độ tan trong nước khá thấp và hệ số phân bố dầu/nước khá cao (lgp = 2,25) (Wu et al., 2012).

Độ tan trong nước kém và độ hòa tan thấp có thể là bước giới hạn đối với quá trình hấp thu của piperine trên đường tiêu hóa. Chính vì vậy, mối quan tâm hàng đầu cần tập trung nghiên cứu các dạng bào chế mới nhằm cải thiện độ tan và tốc độ hòa tan của piperine. Gần đây, hệ vi tự nhũ (SEDDS) được quan tâm nghiên cứu và được ứng dụng như là một biện pháp tăng cường sinh khả dụng đường uống của các dược chất kỵ nước, có độ tan trong nước kém như piperine (Neslihan Gursoy & Benita, 2004).

Hình 5. Cấu trúc hệ vi tự nhũ  (SEDDS)

Trong đường tiêu hóa (GI), các công thức vi tự nhũ được phân tán và hình thành các giọt  vi nhũ tương có đường kính rất nhỏ từ 10 – 100 nm, tạo ra một diện tích bề mặt tiếp xúc rất lớn giữa dược chất với dịch thể tiêu hóa, thúc đẩy nhanh quá trình hòa tan và giải phóng dược chất, làm tăng tốc độ hấp thu thuốc qua đường uống (Pouton, 1985). Nhiều chất hoạt động bề mặt được báo cáo đã giúp cải thiện sinh khả dụng các dược chất thân dầu bằng cách làm tăng độ tan và tính thấm qua màng sinh học, cũng như sự ức chế các yếu tố vận chuyển ngược dược chất vào khoang ruột để tăng đào thải (Rege et al., 2002; Tang et al., 2013).

              Hình 6a. Hệ vi tự nhũ cấu trúc micro                                    

Hình 6b. Hệ vi tự nhũ cấu trúc nano

Tóm lại, hệ vi tự nhũ (SEDDS) là một kỹ thuật bào chế mới cho phép tạo ra các công thức ổn định về vật lý, giúp cải thiện sinh khả dụng của nhiều dược chất kỵ nước, đặc biệt là các thuốc xuất phát từ Y học cổ truyền (Zhang et al., 2008).  Các nghiên cứu của Tang và cộng sự (2008), Shao và cộng sự (2010) đã điều chế được các hệ vi tự nhũ chứa cao lá Bạch quả và cao cồn chiết từ Ngũ vị tử. Kết quả đánh giá cho thấy sinh khả dụng các thành phần có hoạt tính đã được cải thiện đáng kể.

Tuy nhiên, dường như mối quan hệ giữa công thức vi tự nhũ và cơ chế tăng cường sinh khả dụng qua đường uống của các dược chất thân dầu (lipophilic) hiện chưa được sáng tỏ. Do đó, việc tìm hiểu sự hấp thụ thuốc qua màng ruột là vô cùng quan trọng, sẽ làm tăng sự hiểu biết về các cơ chế thấm thuốc qua màng. Thông thường, mô hình thử nghiệm bước đơn trên đoạn ruột chuột cô lập (SPIP) được áp dụng để đánh giá quá trình hấp thu dược chất qua màng ruột.

Hình 7. Mô hình thử nghiệm bước đơn trên đoạn ruột chuột cô lập (SPIP)

Mục tiêu chính của nghiên cứu được đề cập là nhằm phát triển một công thức tối ưu dưới dạng vi tự nhũ chứa piperine để cải thiện độ hòa tan, tốc độ hòa tan và sinh khả dụng đường uống so với dạng viên nang qui ước của Piperine. Trong nghiên cứu đã thực hiện, công thức hệ vi tự nhũ (SEDDS) của piperine đã được nghiên cứu dựa trên các thử nghiệm đánh giá in vitro về độ hòa tan và giản đồ phase 03 cấu tử (pseudo-ternary phase diagram).

Hình 8. Giản đồ phase 03 cấu tử (pseudo-ternary phase diagram)

Các kết quả về phân tích kích cỡ hạt và sự giải phóng dược chất được sử dụng để đánh giá và lựa chọn công thức tối ưu. Cuối cùng, sinh khả dụng tương đối của công thức vi tự nhũ tối ưu sẽ được đem so sánh với dạng viên nang quy ước chứa piperine dựa trên mô hình đánh giá In situ bước đơn trên đoạn ruột chuột cô lập (SPIP) nhằm tìm hiểu rõ hơn về cơ chế hấp thu của piperine trên đường tiêu hóa.

Phùng Chất lược dịch

(Nguồn B. Shao et al., Drug Deliv, 2015; 22(6) : 740 – 747)