Coumarin trong cây nhãn hương: Liều an toàn cho gan là bao nhiêu?

Cây nhãn hương (Melilotus officinalis, hay cỏ ba lá ngọt) từ lâu đã quen thuộc trong nông nghiệp và y học cổ truyền nhờ mùi thơm đặc trưng của hợp chất coumarin [3, 5]. Nhiều người thường tự ý tìm mua các loại thảo mộc chứa coumarin để đun sắc uống với mong muốn hỗ trợ lưu thông khí huyết, chống ứ trệ phù nề. Dù vậy, không ít người dùng băn khoăn liệu hoạt chất này có gây tổn thương cho gan hay không và uống bao nhiêu là vượt ngưỡng an toàn.

Câu trả lời từ các cơ quan y tế và dữ liệu khoa học là: coumarin có thể gây độc cho tế bào gan nếu dùng quá mức [1, 7]. Mức dung nạp hàng ngày có thể chấp nhận được (TDI) của coumarin được xác định là 0,1 mg cho mỗi kg thể trọng ^[1]. Ở những cá nhân có cơ địa nhạy cảm, liều phơi nhiễm 5 mg coumarin mỗi ngày được dự đoán không gây ra tác dụng phụ tiêu cực ^[1].

Độc tính trên gan của coumarin hoạt động như thế nào?

Để hiểu vì sao coumarin tiềm ẩn rủi ro với tế bào gan, các nhà khoa học đã tiến hành nhiều phân tích sâu về con đường chuyển hóa nội sinh [1, 3]. Ở cơ thể người khỏe mạnh, con đường chuyển hóa chính của coumarin là phản ứng 7-hydroxyl hóa nhờ enzyme CYP2A6 xúc tác, tạo thành 7-hydroxycoumarin rồi đào thải qua nước tiểu dưới dạng liên hợp ^[2]. Tuy nhiên, khi hệ thống này bị quá tải hoặc ở những người mang biến thể di truyền, cơ thể buộc phải kích hoạt các con đường chuyển hóa thay thế liên quan đến các dạng đồng men CYP450 khác [1, 3].

Quá trình chuyển hóa thay thế tạo ra chất trung gian độc hại là coumarin 3,4-epoxide [1, 8]. Hợp chất trung gian này gây thoái hóa không bào, hoại tử và kích hoạt quá trình chết theo chương trình (apoptosis) của tế bào gan [1, 6].

Bên cạnh đó, các phát hiện mới còn ghi nhận coumarin làm suy giảm hàng rào bảo vệ ruột, ức chế các thụ thể FXR và SHP tại gan ^[3]. Tình trạng này thúc đẩy phiên mã enzyme Cyp7a1, làm tăng tích tụ axit mật tổng số (TBA) và tăng rò rỉ nội độc tố vi khuẩn (LPS) vào máu, gây viêm gan và viêm toàn thân ^[3].

Bằng chứng độc tính cấp từ các thử nghiệm động vật

Phần lớn các dữ liệu độc chất học ban đầu của coumarin được kiểm chứng qua các mô hình gặm nhấm [1, 2, 6]. Dưới đây là những ghi nhận cụ thể từ các nghiên cứu thực nghiệm:

Nghiên cứu so sánh giữa chuột cống đực Wistar và chuột nhảy Mông Cổ năm 1992 cho thấy sự khác biệt rất lớn giữa các loài ^[4]. Chuột cống được tiêm phúc mạc một liều đơn coumarin 125 mg/kg thể trọng đã xuất hiện độc tính gan cấp trong vòng 24 giờ ^[4]. Tình trạng tổn thương gan biểu hiện qua việc gia tăng trọng lượng gan tương đối, tăng nồng độ men ALT, AST huyết tương và hoại tử trung tâm tiểu thùy ở 2/6 cá thể ^[4]. Khi liều tăng lên 150 mg/kg, cả 4/4 chuột cống đều bị hoại tử gan ^[4]. Ngược lại, chuột nhảy Mông Cổ dùng liều 125 mg/kg không hề biểu hiện độc tính, chứng minh độ nhạy cảm khác nhau giữa các loài ^[4].

Thử nghiệm năm 1993 trên chuột cống Sprague-Dawley kiểm tra tương tác giữa coumarin và các chất kích thích enzyme oxidase chức năng hỗn hợp ^[5]. Động vật được tiêm tiền xử lý 5 ngày bằng phenobarbitone (100 mg/kg/ngày), 20-methylcholanthrene (20 mg/kg/ngày) hoặc Aroclor 1254 (100 mg/kg/ngày), sau đó uống một liều coumarin duy nhất 250 mg/kg hoặc 500 mg/kg ^[5]. Kết quả sau 24 giờ cho thấy toàn bộ các nhóm đều bị hoại tử tế bào gan, suy giảm cytochrome P-450 và tăng vọt men gan ALT, AST ^[5]. Đáng chú ý, các chất gây cảm ứng enzyme làm thay đổi vị trí tổn thương từ vùng trung tâm tiểu thùy sang vùng quanh khoảng cửa ^[5].

Nghiên cứu năm 1994 khảo sát tác động của coumarin so với các dẫn xuất gắn nhóm methyl trên chuột đực Sprague-Dawley ^[6]. Khi tiêm phúc mạc liều đơn coumarin 0,86 mmol/kg và 1,71 mmol/kg, chuột bị hoại tử gan phụ thuộc liều và tăng mạnh ALT, AST sau 24 giờ ^[6]. Trái lại, các dẫn xuất như 3,4-dimethylcoumarin, 3-methylcoumarin hay 4-methylcoumarin ở liều lên tới 1,71-2,57 mmol/kg lại không gây hoại tử tế bào gan hay tăng men gan, do các nhóm thế methyl ngăn cản tạo thành chất trung gian 3,4-epoxide ^[6].

Nghiên cứu so sánh phản ứng theo liều và thời gian năm 1996 trên chuột cống Sprague-Dawley CD, chuột nhắt CD-1 và chuột hamster Syria cũng ghi nhận chuột cống nhạy cảm nhất ^[7]. Khi chuột cống ăn khẩu phần chứa 0,3% và 0,5% coumarin trong 4 đến 13 tuần, gan bị tổn thương thoái hóa không bào, apoptosis, tăng sinh biểu mô đường mật và tăng bilirubin huyết thanh ^[7]. Các tổn thương này kích thích tổng hợp DNA tái tạo kéo dài, dẫn đến hình thành khối u gan mạn tính ở chuột cống, trong khi chuột nhắt và hamster hầu như không gặp tình trạng này ^[7].

Nghiên cứu năm 2022 tổng hợp hồ sơ an toàn của một số hoạt chất coumarin tự nhiên khác ^[2]. Độc tính cấp của esculetin (6,7-dihydroxycoumarin) trên chuột nhắt ghi nhận liều gây chết một nửa (LD50) đường uống vượt mức 2000 mg/kg thể trọng và qua đường tiêm phúc mạc là 1450 mg/kg ^[2]. Hoạt chất auraptene từ các loài cây có múi khi thử nghiệm trên chuột cống ở mức 125-2000 mg/kg đường uống không gây tử vong hay dấu hiệu độc ^[2]. Thử nghiệm bán cấp với auraptene liều 125-250 mg/kg trong 28 ngày cũng không làm thay đổi các chỉ số sinh hóa hay mô bệnh học ^[2].

Ngưỡng dung nạp ở người và nguy cơ tổn thương gan

Mặc dù chuyển hóa ở người ít nhạy cảm với coumarin hơn so với chuột cống, nguy cơ tổn thương gan trên lâm sàng vẫn được ghi nhận thực tế [3, 7]. Coumarin từng được ứng dụng điều trị phù bạch huyết nguyên phát hoặc phù nề sau phẫu thuật ung thư vú, nhưng việc sử dụng bị hạn chế tại một số quốc gia do tác dụng phụ làm tăng men gan từ nhẹ đến trung bình ^[8]. Rất ít ca tổn thương gan nghiêm trọng được ghi nhận và chưa có trường hợp nào tiến triển thành suy gan ^[8].

Theo dữ liệu tổng hợp năm 2022, tỷ lệ gặp độc tính gan do coumarin trong các thử nghiệm lâm sàng ước tính khoảng 0,37% ^[1]. Cơ sở dữ liệu LiverTox của Viện Y tế Quốc gia Hoa Kỳ ghi nhận tỷ lệ tổn thương gan đặc ứng, có biểu hiện lâm sàng rõ rệt vào khoảng 2 ca trên 1.000 bệnh nhân dùng thuốc mỗi năm ^[1].

Về ngưỡng an toàn, báo cáo chuyên gia về dược phẩm chỉ ra rằng nguy cơ tổn thương gan không thể loại trừ ở mức liều 25 mg coumarin mỗi ngày đối với một bộ phận dân số ^[1]. Nhằm bảo vệ những đối tượng nhạy cảm nhất, hệ số an toàn bằng 5 đã được áp dụng để xác định liều không gây tác dụng phụ quan sát được (NOAEL) ở người là 5 mg coumarin mỗi ngày ^[1]. Dựa trên các dữ liệu đánh giá, mức dung nạp hàng ngày (TDI) được thiết lập là 0,1 mg coumarin cho mỗi kg thể trọng ^[1]. Con số này hoàn toàn tương đồng với giá trị định mức của Cơ quan An toàn Thực phẩm Châu Âu (EFSA) ^[1].

Hiểu lầm thường gặp về độc tính của thảo mộc tự nhiên

Quan niệm phổ biến cho rằng thảo dược tự nhiên như nhãn hương luôn an toàn tuyệt đối là một sai lầm [3, 5]. Lịch sử thú y từ cuối thế kỷ 19 đã ghi nhận bài học đắt giá khi các đàn gia súc Bắc Mỹ ăn phải cỏ nhãn hương (Melilotus alba, Melilotus officinalis) ẩm mốc bị ngộ độc xuất huyết nghiêm trọng ^[8]. Ngày nay, coumarin tự nhiên vẫn được xác nhận là nguyên nhân gây ngộ độc nặng và tổn thương gan ở vật nuôi nếu ăn phải hàm lượng lớn ^[3].

Nhiều người cũng lầm tưởng phải dùng liều cực cao mới gây hại gan. Một báo cáo y khoa ghi nhận trường hợp một phụ nữ 23 tuổi phải nhập viện vì viêm gan sau khi tiêu thụ 1-2 g bột quế (tương đương lượng coumarin chỉ khoảng 3,3 đến 6,6 mg) mỗi ngày trong vòng hai tháng liên tục ^[1]. Điều này chứng minh rằng ở những cá nhân có cơ địa nhạy cảm, chỉ cần một lượng nhỏ tích tụ hàng ngày cũng có thể kích hoạt phản ứng độc cho gan ^[1].

Ai cần thận trọng khi tiếp xúc với coumarin?

Độc tính trên gan của coumarin mang tính đặc ứng và chỉ giới hạn ở một nhóm nhỏ bệnh nhân có con đường chuyển hóa đặc thù [3, 7]. Những người sau đây cần đặc biệt cẩn trọng:

Người có khiếm khuyết hoặc suy giảm hoạt tính enzyme CYP2A6 do yếu tố di truyền ^[2]. Khi con đường chuyển hóa chính bị cản trở, cơ thể sẽ phân hủy coumarin qua con đường phụ tạo ra chất độc 3,4-epoxide gây chết tế bào gan [1, 8].

Những người đang mắc bệnh lý về gan mật [1, 5]. Coumarin và một số hợp chất furanocoumarin có thể ức chế sự bài tiết axit mật thông qua việc giảm biểu hiện các chất vận chuyển như BSEP, MRP2 và enzyme SULT2A1, làm trầm trọng thêm tình trạng ứ mật [1, 5].

Những người đang sử dụng các loại thuốc hoặc hợp chất gây cảm ứng enzyme chuyển hóa thuốc ở gan ^[5]. Nghiên cứu cho thấy sự kích hoạt các enzyme chuyển hóa có thể làm biến đổi vùng hoại tử tế bào gan và gia tăng mức độ tổn thương mô học ^[5].

Cách dùng thảo mộc an toàn và hạn chế rủi ro

Đối với các loại thảo mộc chứa coumarin như nhãn hương, người tiêu dùng không nên tự ý thu hái, phơi khô để làm trà uống dài ngày thay thế nước lọc. Thói quen sử dụng không kiểm soát rất dễ khiến lượng coumarin nạp vào vượt quá ngưỡng dung nạp hàng ngày 0,1 mg/kg thể trọng ^[1]. Với một người trưởng thành nặng 50 kg, lượng coumarin tối đa không nên vượt quá 5 mg mỗi ngày ^[1].

Tuyệt đối không sử dụng dược liệu nhãn hương đã có dấu hiệu ẩm mốc hoặc bảo quản sai quy cách, bởi nấm mốc có thể biến đổi các hợp chất tự nhiên thành độc tố gây xuất huyết nguy hiểm ^[8]. Khi chế biến hoặc sử dụng bất kỳ chế phẩm bổ sung nào chứa coumarin, người dùng cần tuân thủ hướng dẫn định lượng từ chuyên gia. Nếu đang điều trị bệnh lý nền hoặc nhận thấy các dấu hiệu bất thường như mệt mỏi, vàng da, nước tiểu sẫm màu, cần lập tức ngừng sử dụng và đi kiểm tra chức năng gan.

Tóm lại, coumarin trong nhãn hương có tiềm năng sinh học nhất định nhưng cũng tiềm ẩn rủi ro độc tính gan rõ rệt nếu vượt ngưỡng dung nạp [3, 7]. Người tiêu dùng cần tỉnh táo duy trì lối sống lành mạnh, tôn trọng liều khuyến cáo và không tự ý điều trị để bảo vệ lá gan khỏe mạnh.