Alpha Cyclodextrin

Danh pháp

Tên chung quốc tế

Alpha-Cyclodextrin (Cyclohexa-Amylose)

Tên danh pháp theo IUPAC

(1S,3R,5R,6S,8R,10R,11S,13R,15R,16S,18R,20R,21S,23R,25R,26S,28R,30R,31R,32R,33R,34R,35R,36R,37R,38R,39R,40R,41R,42R)-5,10,15,20,25,30-hexakis(hydroxymethyl)-2,4,7,9,12,14,17,19,22,24,27,29-dodecaoxaheptacyclo[26.2.2.23,6.28,11.213,16.218,21.223,26]dotetracontane-31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42-dodecol

Mã UNII

Z1LH97KTRM

Mã CAS

10016-20-3

Cấu trúc phân tử

Công thức phân tử

C36H60O30

Phân tử lượng

972.8 g/mol

Cấu trúc phân tử

Alpha-cyclodextrin là một cycloamylose bao gồm sáu đơn vị D-glucopyranose được liên kết với alpha-(1->4).

Các tính chất phân tử

Số liên kết hydro cho: 18

Số liên kết hydro nhận: 30

Số liên kết có thể xoay: 6

Diện tích bề mặt tôpô: 475Ų

Số lượng nguyên tử nặng: 66

Các tính chất đặc trưng

Điểm nóng chảy: 270 °C

Điểm sôi: 1410.8±60.0 °C ở 760 mmHg

Tỷ trọng riêng: 1.6±0.1 g/cm3

Độ tan trong nước: 792.0 mg/mL

Hằng số phân ly pKa: -3.7

Dạng bào chế

Các dạng bào chế của Alpha-Cyclodextrin có thể là dạng bột, dạng dung dịch hoặc dạng gel. Mỗi dạng bào chế có những ứng dụng và tính chất riêng biệt.

Độ ổn định và điều kiện bảo quản

Độ ổn định của Alpha-Cyclodextrin phụ thuộc vào nhiều yếu tố, như nhiệt độ, độ pH, độ ẩm và các chất khác. Nói chung, Alpha-Cyclodextrin có độ ổn định cao ở nhiệt độ thấp và độ pH trung tính hoặc hơi axit. Nó cũng có thể chịu được sự hiện diện của các ion kim loại, chất oxy hóa và chất khử.

Điều kiện bảo quản Alpha-Cyclodextrin là nơi khô ráo, thoáng mát và tránh ánh sáng trực tiếp. Nó nên được đóng gói trong các bao bì kín và không thấm hơi ẩm. Nếu được bảo quản đúng cách, Alpha-Cyclodextrin có thể giữ được chất lượng trong nhiều năm.

Nguồn gốc

Alpha-Cyclodextrin là một loại carbohydrate có cấu trúc hình trụ, được tạo ra từ quá trình phân giải tinh bột bởi các enzyme. Nó có khả năng tạo thành các phức hợp với các chất khác nhau, như chất béo, chất màu, thuốc và chất độc.

Alpha-Cyclodextrin được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1891 bởi nhà hóa học người Pháp Villiers, khi ông nghiên cứu sự phân giải của tinh bột bởi amylase. Sau đó, nhiều nhà khoa học khác đã tiếp tục nghiên cứu về tính chất và ứng dụng của alpha-cyclodextrin trong các lĩnh vực khác nhau, như dược phẩm, thực phẩm, mỹ phẩm và môi trường.

Alpha-Cyclodextrin được phát triển thành sản phẩm thương mại vào năm 1953 bởi công ty Roquette Frères của Pháp, với tên gọi Roquelin. Hiện nay, alpha-cyclodextrin được sản xuất và sử dụng rộng rãi trên thế giới, với nhiều thương hiệu khác nhau.

Dược lý và cơ chế hoạt động

Alpha-Cyclodextrin là một loại carbohydrate có cấu trúc vòng gồm 6 đơn vị glucose. Alpha-Cyclodextrin có khả năng tạo phức với các chất béo và cholesterol trong đường tiêu hóa, giúp giảm hấp thu chúng vào máu. Cơ chế tác dụng của Alpha-Cyclodextrin dựa trên sự tương tác giữa các nhóm hydroxyl trên bề mặt của nó và các nhóm kỵ nước của các chất béo và cholesterol.

Khi tạo phức, Alpha-Cyclodextrin tạo ra một lớp vỏ bọc xung quanh các chất béo và cholesterol, ngăn chúng liên kết với các enzyme tiêu hóa hoặc các protein vận chuyển. Do đó, các chất béo và cholesterol không được hấp thu vào máu mà được đào thải ra ngoài cơ thể qua phân. Alpha-Cyclodextrin có thể giúp giảm nguy cơ béo phì, tiểu đường, bệnh tim mạch và các bệnh liên quan đến mức cholesterol cao trong máu.

Ứng dụng trong y học

Chống béo phì: α-CD có thể giảm lượng chất béo hấp thu vào cơ thể bằng cách tạo phức với các phân tử chất béo trong ruột và ngăn chúng không bị tiêu hóa. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng α-CD có thể giảm cân và chỉ số khối cơ thể (BMI) ở người béo phì khi được sử dụng kết hợp với chế độ ăn kiêng và tập thể dục .

Chống viêm: α-CD có thể làm giảm sự sản xuất của các chất gây viêm như cytokine và prostaglandin bằng cách tạo phức với các enzyme liên quan đến quá trình viêm như cyclooxygenase (COX) và lipoxygenase (LOX). Một số nghiên cứu đã cho thấy rằng α-CD có thể làm giảm các triệu chứng viêm ở các mô khác nhau như da, khớp, ruột và não .

Chống oxy hóa: α-CD có thể bảo vệ các dược chất khỏi sự phân hủy do oxy hóa bằng cách tạo phức với các gốc tự do và kim loại nặng. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng α-CD có thể làm tăng tuổi thọ và hoạt tính của các dược chất nhạy cảm như vitamin C, vitamin E, coenzyme Q10 và curcumin.

Phân phối thuốc: α-CD có thể làm tăng khả năng giải phóng của các dược chất qua các màng sinh học bằng cách tăng độ tan trong nước, giảm kích thước hạt và giảm sự tương tác với các protein màng. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng α-CD có thể làm tăng sinh khả dụng của các dược chất qua đường miệng, da, mũi, mắt và não.

Tóm lại, α-CD là một loại CD có nhiều ứng dụng trong y học nhờ vào khả năng tạo phức với các phân tử khác.

Dược động học

Alpha-Cyclodextrin có khả năng gắn với chất béo trong dạ dày và ruột non, giúp giảm lượng chất béo hấp thu vào máu. Thuốc cũng có thể ảnh hưởng đến hoạt động của một số enzyme liên quan đến chuyển hóa lipid, như lipoprotein lipase và hormone nhạy cảm lipase. Thuốc được bài tiết chủ yếu qua phân, với một phần nhỏ qua nước tiểu. Thuốc có thời gian bán rã trung bình là khoảng 4 giờ.

Phương pháp sản xuất

Alpha-Cyclodextrin là một sản phẩm chuyển hóa của tinh bột tự nhiên. Để sử dụng trong công nghiệp, Alpha-Cyclodextrin được sản xuất bằng cách phân hủy enzyme từ nguyên liệu thực vật thô, chẳng hạn như ngô hoặc khoai tây. Đầu tiên, tinh bột được hóa lỏng bằng nhiệt độ hoặc sử dụng enzyme α-amylase. Sau đó, enzyme cyclodextrin glycosyltransferase (CGTase) được thêm vào để chuyển đổi enzyme. CGTase có thể sản xuất cyclodextrin đa dạng. Tính chọn lọc của quá trình tổng hợp có thể được cải thiện bằng cách bổ sung các chất xúc tác cụ thể.

Độc tính ở người

Độc tính của alpha-cyclodextrin phụ thuộc vào nồng độ, thời gian tiếp xúc và loại phức chất được tạo ra. Theo một số nghiên cứu, alpha-cyclodextrin có thể gây kích ứng da, niêm mạc và mắt ở nồng độ cao. Ngoài ra, nó cũng có thể ảnh hưởng đến hệ tiêu hóa, gan và thận khi được uống hoặc tiêm vào cơ thể.

Tính an toàn

Alpha-Cyclodextrin là một loại chất xơ hòa tan được tìm thấy trong nhiều loại thực phẩm, như ngũ cốc, rau củ và trái cây. Tuy nhiên, không phải ai cũng có thể sử dụng Alpha-Cyclodextrin một cách an toàn. Các đối tượng đặc biệt, như phụ nữ mang thai, trẻ em, người bị bệnh tiêu hóa hoặc dị ứng với chất xơ, cần thận trọng khi sử dụng Alpha-Cyclodextrin và nên tham khảo ý kiến của bác sĩ trước khi bắt đầu sử dụng hoặc tăng liều lượng của chất xơ này.

Một số tác dụng phụ có thể xảy ra khi sử dụng Alpha-Cyclodextrin là khó tiêu, đầy hơi, tiêu chảy hoặc táo bón. Nếu gặp phải những triệu chứng này, hãy giảm liều lượng hoặc ngừng sử dụng và liên hệ với bác sĩ ngay lập tức.

Tương tác với thuốc khác

Alpha-Cyclodextrin có khả năng tạo phức hợp với các hợp chất ít tan, nhằm cải thiện độ tan của hoạt chất. Tuy nhiên, việc tạo phức hợp cũng có thể gây ra các tương tác thuốc – thuốc không mong muốn, ảnh hưởng đến hiệu quả và an toàn của điều trị. Một số ví dụ về tương tác thuốc – thuốc của Alpha-Cyclodextrin là:

Alpha-Cyclodextrin có thể làm giảm hấp thu của các kháng sinh quinolon, như ciprofloxacin, do tạo phức khó tan trong đường tiêu hóa. Do đó, nếu dùng chung, cần uống ciprofloxacin trước 2-4 giờ hoặc sau 4-6 giờ sau khi uống Alpha-Cyclodextrin.

Alpha-Cyclodextrin có thể làm tăng nồng độ và độc tính của digoxin, một glycoside tim, do ức chế P-glycoprotein, một protein chuyển hóa thuốc. Do đó, nếu dùng chung, cần theo dõi chặt chẽ chỉ số INR và các triệu chứng ngộ độc digoxin.

Alpha-Cyclodextrin có thể làm tăng nồng độ và độc tính của simvastatin, một thuốc hạ cholesterol, do ức chế CYP3A4, một enzyme chuyển hóa thuốc. Do đó, nếu dùng chung, cần giám sát chặt chẽ dung nạp và hiệu quả của simvastatin và báo cáo bác sĩ nếu có các triệu chứng bệnh cơ.

Đây là một số ví dụ về tương tác thuốc – thuốc của Alpha-Cyclodextrin. Tuy nhiên, còn nhiều tương tác khác cần được nghiên cứu và đánh giá kỹ lưỡng. Khi sử dụng Alpha-Cyclodextrin, cần tham khảo ý kiến bác sĩ và dược sĩ để tránh các tương tác thuốc – thuốc có hại.

Lưu ý khi sử dụng Alpha-Cyclodextrin

Không nên dùng quá liều lượng khuyến cáo, vì có thể gây ra tác dụng phụ như tiêu chảy, đầy hơi, khó tiêu hoặc dị ứng.

Nên uống Alpha-Cyclodextrin cùng với nước hoặc thức uống không có đường, để tăng hiệu quả hấp thu và giảm nguy cơ tăng cân.

Nên kết hợp Alpha-Cyclodextrin với chế độ ăn uống cân bằng và luyện tập thể dục thường xuyên, để có kết quả tốt nhất cho sức khỏe.

Nếu bạn đang mang thai, cho con bú, bị bệnh gan, thận hoặc có tiền sử bệnh tim mạch, nên tham khảo ý kiến bác sĩ trước khi sử dụng Alpha-Cyclodextrin.

Nếu bạn đang dùng thuốc điều trị bệnh lý nào đó, bạn cũng nên hỏi bác sĩ về khả năng tương tác giữa Alpha-Cyclodextrin và thuốc đó, để tránh gây ảnh hưởng đến hiệu quả điều trị hoặc gây ra biến chứng.

Alpha-Cyclodextrin là một sản phẩm hỗ trợ sức khỏe hiệu quả, nhưng cũng cần được sử dụng một cách hợp lý và an toàn. Bạn nên tuân thủ theo hướng dẫn sử dụng và lưu ý những điều trên để có được lợi ích tối ưu từ Alpha-Cyclodextrin.

Một vài nghiên cứu của Alpha-Cyclodextrin trong Y học

Tác dụng của α-Cyclodextrin đối với việc kiểm soát cholesterol và chiết xuất nhân sâm thủy phân đối với việc kiểm soát đường huyết ở những người mắc bệnh tiểu đường: Một thử nghiệm lâm sàng ngẫu nhiên

Tầm quan trọng: Cần có các chiến lược hiệu quả để ngăn ngừa bệnh tiểu đường loại 2. Nhiều người chuyển sang dùng thuốc bổ sung nhưng có rất ít bằng chứng khoa học được chứng minh rõ ràng để hỗ trợ việc sử dụng chúng.

Mục tiêu: Đánh giá hiệu quả của α-cyclodextrin trong việc kiểm soát cholesterol và của nhân sâm thủy phân trong việc kiểm soát đường huyết ở những người bị tiền tiểu đường và thừa cân hoặc béo phì.

Thiết kế, bối cảnh và người tham gia: Thử nghiệm lâm sàng ngẫu nhiên, mù đôi, kiểm soát giả dược, kéo dài 6 tháng này, với thiết kế giai thừa 2 × 2, được thực hiện từ tháng 7 năm 2015 đến tháng 10 năm 2018 tại 2 địa điểm ở Sydney, Úc. Những người tham gia đủ điều kiện từ 18 tuổi trở lên, có chỉ số khối cơ thể (cân nặng tính bằng kilogam chia cho chiều cao tính bằng mét bình phương) từ 25 trở lên và bị tiền tiểu đường trong vòng 6 tháng kể từ khi tham gia nghiên cứu theo hướng dẫn của Hiệp hội Tiểu đường Hoa Kỳ. Phân tích dữ liệu được thực hiện từ tháng 5 đến tháng 8 năm 2019.

Can thiệp: Những người tham gia được chọn ngẫu nhiên vào 1 trong 4 nhóm để dùng phiên bản hoạt chất hoặc giả dược của mỗi chất bổ sung (α-cyclodextrin cộng với nhân sâm thủy phân, α-cyclodextrin cộng với giả dược, giả dược cộng với nhân sâm thủy phân hoặc giả dược cộng với giả dược) trong 6 tháng. Tất cả những người tham gia đều nhận được lời khuyên về chế độ ăn kiêng để giảm cân.

Kết quả chính và thước đo: Kết quả chính là sự khác biệt về cholesterol toàn phần và đường huyết lúc đói giữa các nhóm sau 6 tháng. Phân tích ban đầu sử dụng nguyên tắc cố ý điều trị. Nhiều phân tích mẫu phụ được xác định trước đã được tiến hành.

Kết quả: Tổng cộng có 401 người tham gia đủ điều kiện tham gia nghiên cứu (248 phụ nữ [62%]; tuổi [SD] trung bình, 53,5 [10,2] tuổi; chỉ số khối cơ thể [SD] trung bình, 34,6 [6,2]). 101 bệnh nhân được chọn ngẫu nhiên để nhận α-cyclodextrin cộng với nhân sâm thủy phân, 99 bệnh nhân được chọn ngẫu nhiên để nhận α-cyclodextrin cộng với giả dược, 101 bệnh nhân được chọn ngẫu nhiên để nhận giả dược cộng với nhân sâm thủy phân và 100 bệnh nhân được chọn ngẫu nhiên để nhận giả dược cộng với giả dược.

Đối với 200 người tham gia dùng α-cyclodextrin so với 201 người tham gia dùng giả dược, không có sự khác biệt về cholesterol toàn phần sau 6 tháng (-1,5 mg/dL; 95% CI, -6,6 đến 3,5 mg/dL; P = 0,51). Đối với 202 người tham gia dùng nhân sâm thủy phân so với 199 người tham gia dùng giả dược, không có sự khác biệt về lượng đường huyết lúc đói sau 6 tháng (0,0 mg/dL; 95% CI, -1,6 đến 1,8 mg/dL; P = 0,95).

Việc sử dụng α-cyclodextrin có liên quan đến táo bón (16 người tham gia so với 4 người tham gia; P = 0,006) và ho (8 người tham gia so với 1 người tham gia; P = 0,02). Việc sử dụng nhân sâm thủy phân có liên quan đến phát ban và ngứa (13 người tham gia so với 2 người tham gia; P = 0,006). Chỉ có 37 trong số 401 người tham gia (9,2%) gặp phải các tác dụng phụ này.

Kết luận và mức độ liên quan: Mặc dù chúng an toàn khi sử dụng nhưng không có lợi ích nào đối với α-cyclodextrin trong việc kiểm soát cholesterol hoặc nhân sâm thủy phân trong việc kiểm soát đường huyết ở những người bị tiền tiểu đường và thừa cân hoặc béo phì.

Tài liệu tham khảo

1. Bessell, E., Fuller, N. R., Markovic, T. P., Lau, N. S., Burk, J., Hendy, C., Picone, T., Li, A., & Caterson, I. D. (2020). Effects of α-Cyclodextrin on Cholesterol Control and Hydrolyzed Ginseng Extract on Glycemic Control in People With Prediabetes: A Randomized Clinical Trial. JAMA network open, 3(11), e2023491. https://doi.org/10.1001/jamanetworkopen.2020.23491
2. Drugbank, Alpha-Cyclodextrin, truy cập ngày 17 tháng 10 năm 2023.
3. Pubchem, Alpha-Cyclodextrin, truy cập ngày 17 tháng 10 năm 2023.
4. Bộ Y Tế (2012), Dược thư quốc gia Việt Nam, Nhà xuất bản Y học, Hà Nội