Cát cánh từ lâu đã là vị thuốc quen thuộc trong nhiều bài thuốc dân gian trị ho, viêm họng hay viêm phế quản. Tuy nhiên, thông tin saponin trong cát cánh có khả năng gây tan máu (huyết tán) gần đây khiến không ít người hoang mang khi sử dụng dược liệu này.
Thực tế, rủi ro vỡ hồng cầu chỉ xảy ra khi hoạt chất saponin tiếp xúc trực tiếp với máu thông qua đường tiêm truyền hoặc trong các thử nghiệm phòng thí nghiệm. Ngược lại, khi đi qua đường tiêu hóa thông thường, saponin trong cát cánh thể hiện mức độ an toàn rất cao và hầu như không gây ra nguy cơ tan máu.
Hiểu đúng về nguy cơ tan máu của saponin
Saponin là nhóm hợp chất tự nhiên rất phổ biến trong thực vật, nổi tiếng với khả năng tạo bọt như xà phòng khi lắc với nước. Rất nhiều loại saponin mang đặc tính làm tan máu và độc hại đối với các loài động vật máu lạnh, điển hình là loài cá [1]. Khả năng phá vỡ hồng cầu này khiến nhiều người e ngại rằng việc tiêu thụ thảo dược chứa saponin sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến tế bào máu của cơ thể.
Trong rễ cát cánh, hàm lượng saponin glycoside rất dồi dào, mà thành phần dược lý chính yếu được biết đến là platycodin D [2]. Cùng với platycodin D, hơn 30 loại saponin khác nhau đã được phân lập và xác định từ rễ cát cánh [1]. Mặc dù nhóm hoạt chất này thể hiện nhiều tác dụng trị liệu, nguy cơ huyết tán khi tiếp xúc trực tiếp vẫn luôn là yếu tố được giới khoa học xem xét kỹ lưỡng khi nghiên cứu phát triển thuốc [3].
Cấu trúc hóa học quyết định hoạt tính huyết tán
Khả năng gây vỡ hồng cầu của saponin không diễn ra ngẫu nhiên mà phụ thuộc chặt chẽ vào cấu trúc hóa học phân tử của từng hợp chất [4]. Đa số các sapogenin thuộc nhóm khung oleanane thể hiện tác dụng làm tan máu mạnh hơn so với các hợp chất thuộc khung ursane hay dammarane [3]. Cấu tạo đặc trưng của các platycoside trong cát cánh thường bao gồm một khung triterpene oleanane mang hai chuỗi đường liên kết ở vị trí C-3 và C-28 [1].
Các nhà khoa học đã so sánh 7 loại saponin liên tiếp tách từ rễ cát cánh để đánh giá hoạt tính sinh học [5]. Kết quả ghi nhận trật tự hoạt tính gây tan máu giảm dần như sau: polygalacin D2 và platycodin D thể hiện mức độ mạnh nhất, tiếp theo là platycodin D2, platycoside A, platycodin D3, platycoside E và thấp nhất là deapioplatycoside E [5]. Thử nghiệm phân tích sắc ký lỏng hiệu năng cao pha đảo còn chỉ ra rằng thời gian lưu giữ của saponin có mối liên hệ tỷ lệ thuận với khả năng gây tan máu [5].
Sự hiện diện của các nhóm chức phân cực trên khung sapogenin cũng đóng vai trò quyết định đến độc tính hồng cầu [3]. Cụ thể, các nhóm carboxyl tại vị trí 28, alpha-hydroxyl tại vị trí 16 hoặc beta-hydroxyl tại vị trí 2 làm gia tăng đáng kể khả năng gây tan máu [3]. Ngược lại, việc gắn thêm nhóm alpha-hydroxyl tại vị trí 2 hoặc nhóm methyl hydroxyl tại vị trí 23 hay 24 lại giúp làm giảm hoạt tính huyết tán của hợp chất [3].
Thử nghiệm tiêm trực tiếp: Nguy cơ xuất hiện khi vượt ngưỡng
Khi hoạt chất saponin được đưa trực tiếp vào tuần hoàn hoặc mô mềm dưới da, phản ứng tan máu và viêm nhiễm sẽ xuất hiện rõ rệt [4]. Hiện tượng tan máu, viêm cục bộ và độc tính trên gan là những tác dụng phụ nổi bật nhất khi tiêm dưới da các saponin triterpene [4]. Trong cơ thể sống, liều saponin tiêm vào bắt buộc phải duy trì dưới nồng độ gây tan máu tới hạn vì tình trạng huyết tán tiến triển có thể dẫn tới tử vong [4].
Một thử nghiệm đánh giá độc tính của saponin triterpene kháng leishmania khi tiêm dưới da liều 20 mg/kg mỗi ngày trong 5 ngày liên tiếp đã ghi nhận hiện tượng tăng bạch cầu, tăng bạch cầu hạt, giảm tế bào lympho cùng sự tăng vọt men gan bao gồm alkaline phosphatase, aspartate aminotransferase và alanine aminotransferase kéo dài trên 4 tuần [4]. Tuy nhiên, nếu hạ liều tiêm xuống 5 mg/kg thì các biểu hiện bất thường này chỉ ở mức rất nhẹ [4]. Khi tiếp tục giảm liều xuống 2,5 mg/kg trở xuống, các chỉ số sinh hóa hoàn toàn không có sự khác biệt so với nhóm đối chứng [4].
Một saponin khác mang tên SO1861 chiết xuất từ loài Saponaria officinalis đã khiến toàn bộ động vật thí nghiệm chết vào ngày thứ hai khi tiêm dưới da liều 10 mg/kg [4]. Trái lại, tất cả cá thể được tiêm ở mức liều từ 5 mg/kg trở xuống đều sống sót khỏe mạnh trong suốt 28 ngày theo dõi [4]. Tương tự, một phức hợp saponin từ chi Gypsophila gây độc ở liều tiêm 5 mg/kg và gây chết ở liều 10 mg/kg, nhưng khoảng liều điều trị từ 0,75 đến 1,5 mg/kg lại hoàn toàn an toàn [4]. Hoạt chất SA1641 tinh chế từ phức hợp này khi tiêm ở liều 5 mg/kg cũng không gây ra bất kỳ dấu hiệu nhiễm độc nào [4].
Mối liên hệ giữa độc tính và hoạt tính huyết tán cũng từng được kiểm chứng trên các chế phẩm saponin thương mại dùng làm chất bổ trợ trong vắc xin lở mồm long móng ở gia súc [6]. Mức độ kích ứng mô tại vị trí tiêm được xác định là có liên quan trực tiếp đến hoạt tính gây tan máu chứ không phụ thuộc vào trọng lượng bột saponin [6]. Những phân đoạn saponin có hoạt tính tan máu rất cao khi dùng ở liều thấp vẫn có thể bộc lộ độc tính sau khi tinh chế qua cột sắc ký [6].
An toàn vượt trội khi sử dụng qua đường uống
Trái ngược hoàn toàn với độc tính nguy hiểm khi tiêm trực tiếp, việc sử dụng saponin của cát cánh qua đường tiêu hóa lại cho thấy mức độ an toàn đáng kinh ngạc. Trong y học cổ truyền tại Trung Quốc, Hàn Quốc và Nhật Bản, rễ cát cánh từ lâu đã được ứng dụng làm thuốc long đờm, chữa viêm phế quản, viêm amiđan, viêm thanh quản và viêm da mủ [7]. Kinh nghiệm thực tiễn này đặt ra nhu cầu kiểm chứng độc tính đường uống bằng các phương pháp khoa học chuẩn mực.
Một nghiên cứu độc tính liều đơn đường uống của platycodin D đã được tiến hành trên chuột đực và chuột cái ở các mức liều 125, 250, 500, 1000 và 2000 mg/kg thể trọng [7]. Các cá thể động vật được theo dõi sát sao trong suốt 14 ngày về tỷ lệ tử vong, sự thay đổi thể trọng và các dấu hiệu lâm sàng [7]. Khi tiến hành mổ giải phẫu tử thi, khối lượng và mô bệnh học của 14 cơ quan nội tạng chính yếu đều được kiểm tra chi tiết [7].
Kết quả cho thấy không có bất kỳ trường hợp tử vong nào xảy ra liên quan đến platycodin D ở mọi mức liều thử nghiệm [7]. Chuột hoàn toàn không xuất hiện các triệu chứng ngộ độc lâm sàng, không thay đổi cân nặng bất thường và không có tổn thương đại thể hay vi thể nào tại 14 cơ quan nội tạng kể cả ở mức liều cao nhất 2000 mg/kg [7]. Nghiên cứu xác định liều gây chết một nửa (LD50) qua đường uống của platycodin D vượt trên mức 2000 mg/kg thể trọng ở cả hai giới tính [7].
Sự khác biệt sâu sắc giữa đường tiêm và đường uống bắt nguồn từ hàng rào sinh học của đường tiêu hóa. Khi uống, cấu trúc phức tạp của saponin làm hạn chế sự hấp thu nguyên vẹn trực tiếp vào dòng máu, đồng thời hệ thống men tiêu hóa và vi sinh vật đường ruột tham gia chuyển hóa bớt độc tính. Nhờ đó, nồng độ saponin trong tuần hoàn máu sau khi uống không bao giờ chạm tới ngưỡng gây tan máu tới hạn như khi tiêm truyền tĩnh mạch hay tiêm dưới da [4].
Tác dụng sinh học đa dạng và tiềm năng trị liệu
Không chỉ an toàn qua đường uống, các saponin triterpene từ cát cánh còn sở hữu phổ hoạt tính sinh học vô cùng phong phú. Nhóm hoạt chất này đã được chứng minh mang lại tác dụng chống viêm, giảm ho, long đờm, giảm đau và gây độc chọn lọc trên tế bào ung thư [1]. Bên cạnh đó, chúng còn có các tác dụng như chống oxy hóa, bảo vệ gan, kháng khuẩn, chống đái tháo đường và ngăn ngừa kết tập tiểu cầu [1].
Nghiên cứu trên chuột mang khối u ung thư phổi tế bào không nhỏ H520 đã làm sáng tỏ khả năng trị liệu của platycodin D khi cho uống mỗi ngày ở các mức liều 50, 100 và 200 mg/kg trong 35 ngày [8]. Hoạt chất này giúp làm giảm thể tích và trọng lượng khối u rõ rệt theo mức liều nhờ cơ chế thúc đẩy tế bào ung thư tự chết thông qua các dấu ấn caspase-3 và PARP [8]. Platycodin D đường uống còn làm tăng biểu hiện của iNOS, TNF-alpha và ức chế COX-2 trong khối u, đồng thời hỗ trợ cải thiện tình trạng suy mòn cơ thể do ung thư [8]. Trong khi đó, thuốc hóa trị gemcitabine dù diệt tế bào u tốt nhưng lại làm trầm trọng thêm tình trạng suy mòn và suy giảm miễn dịch trên mô hình động vật này [8].
Khả năng điều hòa miễn dịch của saponin cát cánh cũng thu hút sự chú ý đặc biệt trong nghiên cứu vắc xin [1]. Các hợp chất platycodin D, platycodin D2, platycoside A và polygalacin D2 có khả năng thúc đẩy đáng kể sự tăng sinh tế bào lách và nâng cao hoạt tính của tế bào tiêu diệt tự nhiên (NK) [5]. Ngoài ra, platycodin D và platycodin D2 còn kích thích gia tăng nồng độ các kháng thể đặc hiệu IgG, IgG1, IgG2a và IgG2b khi phối hợp với kháng nguyên vắc xin cúm gia cầm tái tổ hợp [5].
Ứng dụng công nghệ sinh học biến đổi saponin
Mặc dù saponin trong cát cánh có nhiều hoạt tính quý, vị đắng gắt và hậu vị nồng của dược liệu thô đôi khi gây khó chịu khi sử dụng qua đường miệng. Để khắc phục nhược điểm này và tối ưu hóa độ an toàn, các nhà khoa học đã ứng dụng công nghệ sinh học nhằm can thiệp vào cấu trúc phân tử của hoạt chất [2]. Cấu trúc hóa học của các platycodin hoàn toàn có thể biến đổi thông qua các phương pháp xử lý enzyme vi sinh vật [2].
Một nghiên cứu đã sử dụng dịch chiết enzyme thô từ nấm mốc Aspergillus niger để chuyển hóa platycodin D [2]. Sau quá trình xử lý enzyme, platycodin D được phân cắt bớt phần chuỗi đường để tạo thành các dẫn xuất glycoside có chuỗi đường ngắn hơn [2]. Dẫn xuất biến đổi cấu trúc này thể hiện sự sụt giảm rõ rệt độc tính gây tan máu trên hồng cầu và giảm độc tính tế bào trên nguyên bào sợi phổi chuột túi V79-4 [2].
Bên cạnh việc hạ thấp nguy cơ huyết tán, phân tử sau biến đổi enzyme còn gia tăng khả năng dọn dẹp gốc nitrite tự do [2]. Điểm đánh giá cảm quan về độ cay cay, vị đắng và dư vị khó chịu trong miệng của hoạt chất cũng được cải thiện vượt bậc [2]. Điều này mở ra tiềm năng to lớn cho việc tạo ra các chế phẩm saponin tinh chế vừa giữ trọn hiệu quả sinh học, vừa triệt tiêu hoàn toàn nỗi lo độc tính tế bào máu [2].
Những ai cần thận trọng và cách dùng thực tế
Mặc dù platycodin D qua đường tiêu hóa không gây tan máu ở liều thông thường, người tiêu dùng vẫn cần tuân thủ các nguyên tắc thận trọng khi dùng dược liệu cát cánh. Những người có tiền sử viêm loét dạ dày - tá tràng tiến triển nên chú ý, vì saponin liều cao có thể gây kích ứng niêm mạc đường tiêu hóa. Tuyệt đối không tự ý tìm cách bào chế cát cánh thành dung dịch để tiêm hoặc truyền vào cơ thể, bởi vì đưa saponin thẳng vào tuần hoàn máu ở nồng độ cao sẽ gây vỡ hồng cầu hàng loạt dẫn đến tử vong [4].
Người bệnh đang dùng các thuốc chống đông máu, phụ nữ mang thai hoặc người mắc các bệnh lý mạn tính nguy hiểm cần tham khảo ý kiến của bác sĩ chuyên khoa trước khi dùng cát cánh với mục đích điều trị kéo dài. Việc dùng quá liều quy định trong thời gian dài cũng không được khuyến khích vì có thể gây mất cân bằng hệ vi sinh đường ruột.
Trong đời sống hàng ngày, người dân nên dùng cát cánh dưới dạng sắc uống truyền thống, làm cao lỏng hoặc phối hợp trong các bài thuốc đông y đã được chuẩn hóa. Nên đun sắc kỹ dược liệu với nước để chiết xuất hoạt chất từ từ, giúp dạ dày dễ dung nạp và hấp thu ổn định. Việc kết hợp cát cánh với các vị thuốc cam thảo, trần bì hay gừng trong các thang thuốc cổ truyền cũng giúp điều hòa tính vị và tăng cường hiệu quả bảo vệ đường hô hấp.
Tóm lại, hiện tượng tan máu do saponin trong cát cánh là một hiện tượng sinh học có thật nhưng chỉ xảy ra khi tiêm trực tiếp vào lòng mạch hoặc trong đĩa thí nghiệm. Khi sử dụng qua đường uống ở liều lượng thông thường, cơ thể có cơ chế bảo vệ tự nhiên giúp dược liệu này an toàn tuyệt đối. Người dân hoàn toàn có thể an tâm sử dụng cát cánh đúng liều lượng chỉ định để hỗ trợ chăm sóc sức khỏe hô hấp mỗi ngày.
