Thắc mắc từ các loại cây chứa độc tố thần kinh

Nhiều loại cây cỏ quanh ta từ lâu đã được ghi nhận chứa các hoạt chất có khả năng tác động mạnh lên hệ thần kinh trung ương. Trong đó, dây táo thường được nhắc đến với độc chất kinh điển picrotoxin, còn các loài ngải cứu lại chứa monoterpene thujone. Không ít người băn khoăn liệu hai hợp chất tự nhiên này tác động lên não bộ theo cùng một cách hay có mức độ nguy hiểm khác nhau.

Thực tế, cả picrotoxin và thujone đều là những chất đối kháng thụ thể GABA thể A (GABA-A), gây ức chế kênh chloride dẫn tới kích thích thần kinh và nguy cơ co giật [1], [2]. Tuy nhiên, thujone trong ngải cứu được chuyển hóa rất nhanh thành các chất ít độc hơn và tác động thần kinh có tính thuận nghịch hoàn toàn [2], [3], [4]. Ngược lại, picrotoxin là chất ức chế kinh điển rất mạnh, thường dùng làm chuẩn độc tính để nghiên cứu cơ chế co giật [1], [2].

Cơ chế tác động lên não bộ: Điểm giống và khác biệt

Axit gamma-aminobutyric (GABA) là chất dẫn truyền thần kinh ức chế chính trong hệ thần kinh trung ương của động vật có vú. Khi GABA gắn vào thụ thể GABA-A, kênh ion chloride mở ra, đưa ion âm vào trong tế bào giúp làm dịu và ngăn ngừa trạng thái hưng phấn quá mức của não bộ. Cả picrotoxin và thujone đều can thiệp tiêu cực vào quá trình tự nhiên này [1], [2].

Thujone hoạt động như một chất chẹn không cạnh tranh trên kênh chloride do GABA kiểm soát [4]. Nghiên cứu chỉ ra rằng hoạt chất alpha-thujone ngăn cản dòng điện đỉnh do GABA kích thích ở tế bào thần kinh hạch rễ lưng chuột, tương tự như dấu hiệu ngộ độc kinh điển của picrotoxinin [2]. Việc phong bế thụ thể ức chế này khiến não bộ bị kích thích mất kiểm soát, gây tăng động, run rẩy và co giật kiểu động kinh [1], [5].

Mặc dù chung cơ chế chẹn kênh chloride, độc lực của hai hoạt chất có sự khác biệt rõ rệt về mặt chuyển hóa sinh học. Alpha-thujone khi vào cơ thể sẽ được enzym gan microsome oxy hóa rất nhanh thành 7-hydroxy-alpha-thujone cùng các chất chuyển hóa khác kém độc hơn hẳn [2], [3]. Tác động ức chế thần kinh của thujone được chứng minh là hồi phục hoàn toàn sau khi rửa trôi hoạt chất [2], [4]. Trong khi đó, picrotoxin là một chất chẹn kênh cực mạnh với liên kết bền vững, thường được y học sử dụng làm chất đối kháng chuẩn trong các mô hình thử nghiệm độc tính nghiêm ngặt [2], [6].

Bằng chứng nghiên cứu về thujone trong ngải cứu

Các nhà khoa học đã tiến hành nhiều nghiên cứu chi tiết để làm rõ mức độ độc tính của thujone từ ngải cứu và rượu absinthe trên các mô hình tế bào cũng như động vật.

Nghiên cứu công bố năm 2000 đã làm sáng tỏ cơ chế thần kinh và con đường giải độc của alpha-thujone trên chuột và ruồi giấm Drosophila [2]. Nhóm nghiên cứu nhận thấy triệu chứng trúng độc alpha-thujone ở chuột tương tự như picrotoxinin và có thể được hóa giải bằng diazepam hoặc phenobarbital [2]. Hoạt chất này ức chế dòng điện đỉnh qua kênh GABA ở tế bào thần kinh chuột cống nhưng dòng điện được khôi phục hoàn toàn sau khi rửa sạch [2]. Khi thử nghiệm in vitro với microsome gan chuột có NADPH (cytochrome P450), alpha-thujone nhanh chóng chuyển hóa thành 7-hydroxy-alpha-thujone là chất chính cùng 5 chất chuyển hóa phụ, tất cả đều ít độc hơn đáng kể so với chất mẹ [2].

Một nghiên cứu công bố năm 2013 đã tìm hiểu sâu về dược động học của alpha-thujone và hỗn hợp alpha/beta-thujone trên chuột cống dòng F344/N và chuột nhắt B6C3F1 [7]. Thử nghiệm qua đường uống và tiêm tĩnh mạch cho thấy hoạt chất hấp thu rất nhanh [7]. Diện tích dưới đường cong nồng độ-thời gian (AUC) đã hiệu chỉnh liều ở chuột cống cao hơn chuột nhắt từ 3 đến 24 lần, cho thấy sự khác biệt chuyển hóa giữa các loài [7]. Đặc biệt, chuột cái có tỷ lệ thujone phân bố vào não so với huyết tương cao hơn chuột đực, khiến giống cái nhạy cảm hơn với độc tính co giật [7].

Nghiên cứu năm 2006 đánh giá hội chứng absinthism ở người ghi nhận rằng alpha-thujone độc gấp 2,3 lần so với dạng đồng phân beta-thujone [1]. Thử nghiệm của nhóm Dettling trích dẫn trong bài báo cho thấy khi đối tượng dùng cồn chứa nồng độ thujone rất cao (100 mg/l), khả năng tập trung chú ý bị suy giảm tiêu cực [1]. Tuy nhiên, khi dùng cồn đơn thuần hoặc cồn phối hợp nồng độ thujone thấp (10 mg/l), tác động tiêu cực này không xuất hiện [1]. Nồng độ thujone cao cũng chỉ hóa giải tạm thời tác dụng giảm lo âu do ethanol mang lại [1]. Hoạt chất còn làm giảm hoạt tính của thụ thể 5-HT3 và kích hoạt thụ thể vị đắng của người [1].

Picrotoxin trong dây táo: Thước đo độc tính thần kinh

Khác với thujone được chuyển hóa giải độc nhanh, picrotoxin chiết xuất từ hạt dây táo là độc tố thần kinh đối kháng GABA kinh điển và mạnh mẽ hơn nhiều lần [1], [2].

Trong nghiên cứu thực nghiệm năm 2019 về bệnh lý thần kinh ngoại biên do pyridoxine (vitamin B6) trên chuột cống đực, picrotoxin được tiêm màng bụng với liều 1 mg/kg trước khi dùng chất can thiệp [6]. Kết quả từ các bài kiểm tra hành vi gồm thanh quay (rotarod), tấm nhiệt (hot plate) và bước hụt chân (foot fault) ghi nhận picrotoxin đã phong bế hoàn toàn các tác dụng cải thiện thần kinh thông qua hệ GABA, đảo ngược hoàn toàn đáp ứng giảm viêm TNF-alpha với ý nghĩa thống kê rõ rệt (p < 0,001) [6].

Dữ liệu thực nghiệm này cho thấy picrotoxin tác động đối kháng rất dứt khoát và chọn lọc lên hệ dẫn truyền ức chế GABA ở liều rất nhỏ [6]. Hoạt chất này không có đặc tính chuyển hóa thải trừ nhanh và hồi phục thuận nghịch dễ dàng như thujone, do đó mức độ nguy hại khi nuốt phải hạt dây táo cao hơn đáng kể so với việc dùng ngải cứu [2], [4].

Lợi ích, giới hạn bằng chứng và các hiểu lầm phổ biến

Một hiểu lầm rất phổ biến trong lịch sử là hội chứng "absinthism" (co giật, ảo giác, suy đồi tâm thần do uống rượu ngải cứu absinthe) hoàn toàn do thujone gây ra [3], [5]. Nghiên cứu hiện đại đã chỉ ra rằng các triệu chứng suy nhược thần kinh này thực chất chủ yếu bắt nguồn từ nồng độ cồn quá cao (thường trên 50 độ) và chứng nghiện rượu mãn tính, không thể tách biệt rõ ràng với ngộ độc rượu đơn thuần [4], [5].

Nhiều người cũng lầm tưởng toàn bộ độc tính của tinh dầu ngải cứu hay các loại thảo dược thuộc chi Artemisia chỉ do thujone quyết định. Thực tế, nghiên cứu năm 2017 sử dụng phân tích thống kê đa biến trên chuột cống cho thấy hoạt tính thay đổi hành vi và độc tính của tinh dầu thảo dược không chỉ phụ thuộc vào thujone [8]. Hàng trăm thành phần tự nhiên khác trong tinh dầu cũng có mối tương quan rõ rệt với độc tính lên hệ thần kinh trung ương và khả năng kháng khuẩn [8].

Bên cạnh đó, các monoterpene như thujone còn thể hiện hiện tượng đáp ứng hai pha (hormesis), tức là có thể đem lại lợi ích ở liều cực thấp nhưng lại gây hại ở liều cao [4]. Hiện tượng này đang mở ra hướng nghiên cứu tiềm năng hóa dự phòng tế bào, tuy nhiên dữ liệu lâm sàng trên người vẫn còn rất hạn chế [4], [5].

Ai nên thận trọng với các thảo dược này?

Do tính chất kích thích thụ thể thần kinh và chẹn dẫn truyền GABA, những người có tiền sử động kinh, rối loạn co giật hoặc đang sử dụng thuốc an thần tuyệt đối không nên tự ý dùng tinh dầu ngải cứu đậm đặc hoặc các chế phẩm chứa thujone [2], [5]. Bất kỳ sự xáo trộn nào trên kênh GABA-A đều có thể kích hoạt các cơn co giật nguy hiểm [2], [5].

Thử nghiệm trên động vật cho thấy chuột cái có mức độ phân bố thujone vào não cao hơn chuột đực và nhạy cảm hơn với độc tính co giật [7]. Phụ nữ mang thai và cho con bú cần đặc biệt thận trọng, tránh sử dụng các loại tinh dầu cô đặc từ ngải cứu vì hiện chưa có đủ dữ liệu an toàn trên người [5].

Đối với dây táo chứa picrotoxin, do đây là một chất kịch độc tác động lên kênh chloride thần kinh, người dân tuyệt đối không tự ý thu hái hay sử dụng các bộ phận của cây để làm thuốc uống theo kinh nghiệm truyền miệng [1], [2]. Nguy cơ co giật toàn thân và ngộ độc cấp tính từ picrotoxin tự nhiên là rất cao [1], [2].

Cách dùng ngải cứu an toàn trong đời sống

Khác với dây táo mang độc tính nguy hiểm không dùng trong đời sống hàng ngày, cây ngải cứu là thực phẩm quen thuộc trong ẩm thực và y học cổ truyền. Để tận dụng lợi ích mà không lo ngại độc tính của thujone, người tiêu dùng cần tuân thủ các nguyên tắc an toàn đã được xác lập bởi các cơ quan quản lý dược phẩm.

Theo quy định của Cơ quan Quản lý Dược phẩm Châu Âu (EMA) trong chuyên luận về ngải cứu Artemisia absinthium, lượng hấp thu thujone hàng ngày của một người không được vượt quá 3 mg và chỉ nên dùng liên tục tối đa trong 2 tuần [3]. Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) cũng công nhận một số loại thảo mộc chứa thujone là an toàn khi dùng ở lượng phụ gia hương liệu thông thường [3].

Hàm lượng thujone trong ngải cứu tươi dùng nấu canh, xào trứng ở mức rất thấp và an toàn cho người khỏe mạnh. Tuy nhiên, dạng tinh dầu cô đặc lại chứa hàm lượng monoterpene rất cao và thẩm thấu qua màng tế bào rất nhanh [4], [5]. Do đó, chỉ nên sử dụng tinh dầu ngải cứu để xông ngoài da hoặc khuếch tán không khí ở lượng vừa phải, không được uống trực tiếp. Khi có ý định sử dụng các chế phẩm thảo dược chiết xuất ngải cứu liều cao để hỗ trợ điều trị, người bệnh cần tham khảo ý kiến của bác sĩ hoặc chuyên gia y tế.

Dù picrotoxin trong dây táo và thujone trong cây ngải cứu có cùng đích tác động ức chế thụ thể GABA-A, mức độ nguy hiểm thực tế của chúng hoàn toàn khác nhau. Ngải cứu thông thường an toàn khi dùng đúng cách nhờ khả năng giải độc nhanh của cơ thể, trong khi các độc chất mạnh như picrotoxin đòi hỏi sự thận trọng cao độ và kiểm soát y khoa chặt chẽ.