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【摘要】:通过系统查询国内外相关研究的文献资料并进行分析,概况和总结后,综述了近十年天然药物中降血糖成分及其作用机理的研究进展｡天然药物中的降血糖成分主要包括黄酮､生物碱､多糖､皂甙､萜类､不饱和脂肪酸等等｡
【关键词】天然药物 降血糖作用 有效成分 药理
【中图分类号】R284.1;R285 【文献标识码】A 【文章编号】1007-8517(2008)07-0015-03
糖尿病(DM)是一种常见病和多发病,特别是近几年,随着生活水平的提高,DM逐渐成为影响人们健康的主要疾病之一｡降糖药物通常包括口服西药､胰岛素注射液和中成药｡临床验证,西药和胰岛素注射液虽短期降糖作用明显,但治疗毒副作用大,容易导致低血糖,而且价格昂贵｡因此, 从天然药物中去筛选和研究有效､安全､方便使用的降糖药物,已为世界各国医药工作者所瞩目｡目前从天然药物中发现的降糖成分有黄酮､生物碱､多糖､皂甙､萜类､不饱和脂肪酸等等｡本文将近十年来国内外报道的具有降血糖作用的植物的有效成分及作用机制按化学结构分类进行综述｡
1多糖类
从黑木耳(Auricularia auricular) 中提取得到2种多糖, 相对分子质量分别为3.17×105和1.83×105｡以正常小鼠和糖尿病小鼠为对象,对黑木耳多糖的降血糖功能进行研究, 使用剂量为100,200,400mg/kg｡结果表明: 当质量分数在200mg/kg以上时,黑木耳多糖能够显著降低糖尿病小鼠的血糖值;且黑木耳多糖能够增加糖尿病小鼠的糖耐量,其对正常小鼠的血糖值没有影响｡其作用机理可能为减弱四氧嘧啶对胰岛β-细胞的损害或改善受损细胞的功能,从而增加胰岛素的分泌而使血糖降低[1]｡用当归多糖(angelicapolysaccharide, AP) 对链脲佐菌素诱导糖尿病wister大鼠腹腔注射给药(20, 60, 200mg/kgAP),连续28天,结果显示,AP有明显的降糖作用,呈时间-剂量依赖关系,且给药4周时AP高剂量组的降糖效果与阳性药物对照物(二甲双胍)相当;AP给药2周后糖尿病的“三多一少”症状明显改善,且高剂量组与二甲双胍组相当,然而给药各组的胰岛素水平在实验前后没有统计学变化｡其作用机理可能是通过增加外周组织对胰岛素的敏感性,增加外周组织对葡萄糖的利用以及糖异生等;也可能是通过肠道菌调节,增强免疫功能等多条途径发挥其降糖作用｡此外,AP高剂量组能明显降低GHb,TC,TG和LDL-C,同时使HDL-C升高[2]｡刘成梅等人从百合中分离出2种百合多糖LP1､LP2 (平均相对分子质量分别为79400,18150),将2种百合多糖灌胃给与四氧嘧啶引起的糖尿病小鼠,结果显示LP1､LP2皆有较好的降糖效果｡其作用机理可能为LP1､LP2能修复β-胰岛细胞,增强分泌胰岛素功能和降低肾上腺皮质激素分泌,以促进肝脏中血糖转化为糖元的联合作用,从而使血糖降低[3,4,5]｡
2黄酮类
采用乙醇回流法从辣木(Moringa oleifera)叶中提取黄酮类化合物,分离纯化后得辣木叶总黄酮(TFM)｡动物实验表明TFM能明顯降低糖尿病模型小鼠的血糖,同时能提高血清SOD活力,降低血清MDA含量,但TFM对正常小鼠的血糖水平无影响｡研究结果提示:TFM的作用机理可能是通过抗氧化作用,减轻四氧嘧啶对胰岛β-细胞的损害,或促进已损伤的β-细胞的修复,增强胰岛素的分泌功能,从而使血糖降低[6]｡以一定剂量毛竹叶类黄酮(FMBL)给四氧嘧啶致糖尿病小白鼠灌胃,结果表明FMBL能较好地降低四氧嘧啶糖尿病小白鼠血糖水平,并能减缓糖尿病小白鼠消瘦和多饮多食的症状,但FMBL对正常小白鼠血糖无显著影响[7]｡金柑富含黄酮,160mg/Kg剂量在实验第六天可显著降低糖尿病小鼠血糖,第17天血糖降低极显著,随着给药时间延长降糖效果越明显[8]｡
3生物碱
小檗碱和汉防己甲素为已发现的两种降血糖活性的生物碱,可分别从黄柏､黄连和防己中提取获得｡脱氧野尻霉素(DNJ)是桑树中含量较高的一种多羟基哌啶生物碱,Yoshiake Yoshikuni研究了DNJ对喂以不同碳水化合物的大鼠血糖值的影响,结果表明,DNJ能降低食后高血糖,且呈剂量关系｡这是因为DNJ是所有哺乳动物a-糖苷酶有效抑制剂,对a-糖苷酶表现为竞争性抑制,它常作用于底物结合位点或其附近,与底物竞争与酶结合,且其与a-糖苷酶的亲和力大于二糖与a-糖苷酶的亲和力,因此DNJ阻碍了二糖与a-糖苷酶的结合,使a-糖苷酶不能对二糖进行分解,使得二糖不能水解成葡萄糖而直接被送入大肠[9]｡
4皂甙类
4.1 甾体皂甙
从蒺藜(Tribulus terrestris L)中提取得的蒺藜皂苷能显著降低正常小鼠和四氧嘧啶致糖尿病小鼠的血糖水平, 降糖率分别为26.25%和40.67%;蒺藜皂苷在降低血糖的同时,能够显著降低糖尿病小鼠血清TG水平, 其降低率为23.35%,对血清TC含量也有一定的降低趋势;同时蒺藜皂苷还能够显著提高血清SOD活力｡其作用机理为抑制a-糖苷酶而使血糖下降[10]｡
4.2三萜皂苷对STZ糖尿病大鼠给与人参皂苷Rh2 (ginsenoside Rh2)能呈剂量依赖性降低血糖,同时增强血浆β-内啡肽样免疫反应[11]｡齐墩果烷型三萜皂苷匙羹藤酸(GA)是匙羹藤降血糖的主要活性成 分｡GA主要影响肾上腺､下丘脑及垂体的功能,能抑制ATP酶的活性,从而抑制葡萄糖的主动吸收｡研究认为:GA抑制葡萄糖的吸收,是通过抑制葡萄糖由肾到小肠及小肠粘膜刷状缘上葡萄糖转运系统的活性而产生的[12]｡
5萜类
熊果酸和齐墩果酸为已发现的两种降血糖活性成分｡大叶紫薇(Lagerstroemia specious)总三萜能非常显著地改善糖尿病大鼠的葡萄糖耐量,降低糖尿病大鼠的血糖､尿糖､血清TC､TG､LDL-C和GHb,升高HDL-C[14]｡有实验证明大叶紫薇叶中corosolic acid､熊果酸和总三萜具有降血糖活性[13],其作用机理主要为促进脂肪细胞葡萄糖消耗及抑制脂肪形成[15]｡
6蛋白质和氨基酸
从苦瓜(Momordica charantia) 中分离出苦瓜多肽-P(P-polypeptide),又称“植物胰岛素”,皮下注射该多肽可降低正常小鼠和四氧嘧啶模型小鼠的血糖[16]｡蔡同一等对南瓜种籽发芽前后的脱脂蛋白粉进行了小鼠降血糖作用研究｡小鼠血糖值显示经过发芽后的种籽蛋白具有显著的降血糖作用｡氨基酸分析结果显示经发芽处理的南瓜种籽的精氨酸含量增加了2.5%,发芽后南瓜种籽的降血糖作用与精氨酸增加有关[17]｡
7不饱和脂肪酸
亚麻子(flaxseed)是亚麻科亚麻属植物亚麻的种子｡亚麻子中存在大量的不饱和脂肪酸,其中a-亚麻酸通过作用于肌细胞胰岛素的P13B/PKB信号通路影响GLUT4的蛋白表达水平,增加骨骼肌对胰岛素的敏感性,减轻或避免骨骼肌胰岛素抵抗和糖代谢障碍[18]｡
8含硫化合物
大蒜素通过其结构式中的硫键起降糖作用｡其作用机理为促进胰腺泡心细胞转化,胰岛细胞增值,β-细胞增多,从而使内源性胰岛素分泌增加而发挥降糖作用[19]｡洋葱能选择性的作用于胰岛β-细胞,促进胰岛素的分泌,发挥其降血糖的功能｡其中所含的硫键化合物对降糖起着决定性的作用[20]｡
9其它
从番茄中分离得到的番茄红素(lycopene,LP)是一种类胡萝卜素,实验研究表明:预防性给与LP可缓解四氧嘧啶所致的高血糖,并缓解高血糖大鼠体重下降程度｡其机制可能与番茄红素增强机体的抗氧化能力,抑制脂质过氧化等效应有关[21]｡柳全文等报道, 一定剂量多管藻总酚(totalphenolsfrom Polysiphoniaurceolata, TPPU)能够显著抑制α-葡萄糖苷酶的活性, 抑制率达75.12%; 有明显的体外抑制PTP1B活性的作用｡虽对正常小鼠无降血糖作用,但可使糖耐量曲线趋于平缓;能够显著提高四氧嘧啶致糖尿病小鼠糖耐量,降低实验性糖尿病小鼠的空腹血糖[22]｡
10结语
从以上综述可见,降血糖活性成分分布广泛,类别较多,作用机制和作用靶点各有不同｡中药的最大特点是毒副作用小,成本也较低,从天然物中寻找高效稳定,毒副作用小的降血糖药物及活性成分已成为研究开发治疗糖尿病药物的新方向｡
参考文献
[1]韩春然,马永强,唐娟.黑木耳多糖的提取及降血糖作用[J].食品与生物技术学报, 2006, 25(5):111~114
[2]李成军,张亚珍,孟文芳.当归多糖对2型糖尿病大鼠的降糖机制[J].齐齐哈尔医学院学报, 2007, 28(12): 1422~1424
[3]刘成梅,付桂明,涂宗财,等.百合多糖降血糖功能研究[J].食品科学2002, 23(6):113~114
[4]刘成梅,付桂明,游梅等.百合多糖纯化和化学结构鉴定研究[J].食品科学,2002, 23(5):114~117
[5]LiuC, FuG, TuZ, etal.FunctionalPolysaccharideFrom
Lilies [J].TRANSACTIONSOFASAE, 2005, 48(1):257~261
[6]陈瑞娇,朱毕凤,王玉珍等.辣木叶总黄酮的提取及其降血糖作用[J].食品与生物技术学报, 2007, 26(4):42~45
[7]丁红秀,高荫榆,郑渊月等.毛竹叶柄类黄酮降血糖作用的研究[J].食品科学, 2006, 27(12):742~744[8]黎继烈,李忠海,钟海雁等.金柑黄酮对小鼠血糖的影响[J].中药药理与临床, 2007, 23(3):42~44
[9]姚瑜,徐立,谢文鑫等.桑树中1-脱氧野尻霉素(DNJ)的研究进展[J].蚕学通讯,2007,27(2):35~38
[10]李明娟,翟伟菁,王熠非等.蒺藜皂苷的降糖作用[J].中药材, 2002, 25(6):420~422
[11]LaiDM, TuYK, LiuIM, etalMediationofbeta-endor
phin by gen seno side Rh2to lower plasmaglucose in strep to zo tocininduced diabetic rats.Planta Med.2006, 72(1):9~13
[12]王英,叶文才,刘欣等.匙羹藤中三萜皂苷化合物成分及其药理活性[J].国外医学.植物药分册, 2003, 18(4):146
[13]纵伟,夏文水,崔宝良等.大叶紫薇叶中降血糖活性成分的筛选[J].食品与生物技术学报, 2005, 25(3):67~71
[14]纵伟,夏文水.大叶紫薇总三萜对脂肪细胞葡萄糖和脂肪代谢的影响[J].食品科学, 2006, 27(07):77~80
[15]纵伟,张勇,夏文水等.大叶紫薇总三萜对糖尿病大鼠的降血糖效果研究[J].郑州轻工业学院学报, 2006, 21(2):50~52
[16]盛清凯,姚惠源.苦瓜多肽-P的分离及其降糖活性[J].无锡轻工大学学报, 2005, 24(1):49~51
[17]蔡同一, 李全宏, 闫红等.南瓜种籽蛋白降血糖活性的研究[J].中国食品学报, 2003, 3(1):7~11
[18]徐章华,郭俊生,赵法?等.a-亚麻酸对大鼠骨骼细胞胰岛素信号转导蛋白和葡萄糖转运蛋白4的影响[J].第二军医大学学报,2003, 24(11):1219~1221
[19]岳文杰,苗乃全,关艳中等.大蒜素对糖尿病大鼠糖代谢影响[J].时珍国医国药,2000, 11(1):6~7
[20]吴志成,吴斌,春城编著,糖尿病食物疗法[M].上海科学技术出版社｡2000, 11
[21]黄明,沈新南,刘艷妮等.番茄红素预防大鼠高血糖及其作用机制.营养学报,2006, 28(3):244~247
[22]柳全文,张婷,刘珂等.多管藻总酚降血糖作用实验研究[J].中草药,2007, 38(3):415~418
(收稿日期:2008.4.22)
【关键词】天然药物 降血糖作用 有效成分 药理
【中图分类号】R284.1;R285 【文献标识码】A 【文章编号】1007-8517(2008)07-0015-03
糖尿病(DM)是一种常见病和多发病,特别是近几年,随着生活水平的提高,DM逐渐成为影响人们健康的主要疾病之一｡降糖药物通常包括口服西药､胰岛素注射液和中成药｡临床验证,西药和胰岛素注射液虽短期降糖作用明显,但治疗毒副作用大,容易导致低血糖,而且价格昂贵｡因此, 从天然药物中去筛选和研究有效､安全､方便使用的降糖药物,已为世界各国医药工作者所瞩目｡目前从天然药物中发现的降糖成分有黄酮､生物碱､多糖､皂甙､萜类､不饱和脂肪酸等等｡本文将近十年来国内外报道的具有降血糖作用的植物的有效成分及作用机制按化学结构分类进行综述｡
1多糖类
从黑木耳(Auricularia auricular) 中提取得到2种多糖, 相对分子质量分别为3.17×105和1.83×105｡以正常小鼠和糖尿病小鼠为对象,对黑木耳多糖的降血糖功能进行研究, 使用剂量为100,200,400mg/kg｡结果表明: 当质量分数在200mg/kg以上时,黑木耳多糖能够显著降低糖尿病小鼠的血糖值;且黑木耳多糖能够增加糖尿病小鼠的糖耐量,其对正常小鼠的血糖值没有影响｡其作用机理可能为减弱四氧嘧啶对胰岛β-细胞的损害或改善受损细胞的功能,从而增加胰岛素的分泌而使血糖降低[1]｡用当归多糖(angelicapolysaccharide, AP) 对链脲佐菌素诱导糖尿病wister大鼠腹腔注射给药(20, 60, 200mg/kgAP),连续28天,结果显示,AP有明显的降糖作用,呈时间-剂量依赖关系,且给药4周时AP高剂量组的降糖效果与阳性药物对照物(二甲双胍)相当;AP给药2周后糖尿病的“三多一少”症状明显改善,且高剂量组与二甲双胍组相当,然而给药各组的胰岛素水平在实验前后没有统计学变化｡其作用机理可能是通过增加外周组织对胰岛素的敏感性,增加外周组织对葡萄糖的利用以及糖异生等;也可能是通过肠道菌调节,增强免疫功能等多条途径发挥其降糖作用｡此外,AP高剂量组能明显降低GHb,TC,TG和LDL-C,同时使HDL-C升高[2]｡刘成梅等人从百合中分离出2种百合多糖LP1､LP2 (平均相对分子质量分别为79400,18150),将2种百合多糖灌胃给与四氧嘧啶引起的糖尿病小鼠,结果显示LP1､LP2皆有较好的降糖效果｡其作用机理可能为LP1､LP2能修复β-胰岛细胞,增强分泌胰岛素功能和降低肾上腺皮质激素分泌,以促进肝脏中血糖转化为糖元的联合作用,从而使血糖降低[3,4,5]｡
2黄酮类
采用乙醇回流法从辣木(Moringa oleifera)叶中提取黄酮类化合物,分离纯化后得辣木叶总黄酮(TFM)｡动物实验表明TFM能明顯降低糖尿病模型小鼠的血糖,同时能提高血清SOD活力,降低血清MDA含量,但TFM对正常小鼠的血糖水平无影响｡研究结果提示:TFM的作用机理可能是通过抗氧化作用,减轻四氧嘧啶对胰岛β-细胞的损害,或促进已损伤的β-细胞的修复,增强胰岛素的分泌功能,从而使血糖降低[6]｡以一定剂量毛竹叶类黄酮(FMBL)给四氧嘧啶致糖尿病小白鼠灌胃,结果表明FMBL能较好地降低四氧嘧啶糖尿病小白鼠血糖水平,并能减缓糖尿病小白鼠消瘦和多饮多食的症状,但FMBL对正常小白鼠血糖无显著影响[7]｡金柑富含黄酮,160mg/Kg剂量在实验第六天可显著降低糖尿病小鼠血糖,第17天血糖降低极显著,随着给药时间延长降糖效果越明显[8]｡
3生物碱
小檗碱和汉防己甲素为已发现的两种降血糖活性的生物碱,可分别从黄柏､黄连和防己中提取获得｡脱氧野尻霉素(DNJ)是桑树中含量较高的一种多羟基哌啶生物碱,Yoshiake Yoshikuni研究了DNJ对喂以不同碳水化合物的大鼠血糖值的影响,结果表明,DNJ能降低食后高血糖,且呈剂量关系｡这是因为DNJ是所有哺乳动物a-糖苷酶有效抑制剂,对a-糖苷酶表现为竞争性抑制,它常作用于底物结合位点或其附近,与底物竞争与酶结合,且其与a-糖苷酶的亲和力大于二糖与a-糖苷酶的亲和力,因此DNJ阻碍了二糖与a-糖苷酶的结合,使a-糖苷酶不能对二糖进行分解,使得二糖不能水解成葡萄糖而直接被送入大肠[9]｡
4皂甙类
4.1 甾体皂甙
从蒺藜(Tribulus terrestris L)中提取得的蒺藜皂苷能显著降低正常小鼠和四氧嘧啶致糖尿病小鼠的血糖水平, 降糖率分别为26.25%和40.67%;蒺藜皂苷在降低血糖的同时,能够显著降低糖尿病小鼠血清TG水平, 其降低率为23.35%,对血清TC含量也有一定的降低趋势;同时蒺藜皂苷还能够显著提高血清SOD活力｡其作用机理为抑制a-糖苷酶而使血糖下降[10]｡
4.2三萜皂苷对STZ糖尿病大鼠给与人参皂苷Rh2 (ginsenoside Rh2)能呈剂量依赖性降低血糖,同时增强血浆β-内啡肽样免疫反应[11]｡齐墩果烷型三萜皂苷匙羹藤酸(GA)是匙羹藤降血糖的主要活性成 分｡GA主要影响肾上腺､下丘脑及垂体的功能,能抑制ATP酶的活性,从而抑制葡萄糖的主动吸收｡研究认为:GA抑制葡萄糖的吸收,是通过抑制葡萄糖由肾到小肠及小肠粘膜刷状缘上葡萄糖转运系统的活性而产生的[12]｡
5萜类
熊果酸和齐墩果酸为已发现的两种降血糖活性成分｡大叶紫薇(Lagerstroemia specious)总三萜能非常显著地改善糖尿病大鼠的葡萄糖耐量,降低糖尿病大鼠的血糖､尿糖､血清TC､TG､LDL-C和GHb,升高HDL-C[14]｡有实验证明大叶紫薇叶中corosolic acid､熊果酸和总三萜具有降血糖活性[13],其作用机理主要为促进脂肪细胞葡萄糖消耗及抑制脂肪形成[15]｡
6蛋白质和氨基酸
从苦瓜(Momordica charantia) 中分离出苦瓜多肽-P(P-polypeptide),又称“植物胰岛素”,皮下注射该多肽可降低正常小鼠和四氧嘧啶模型小鼠的血糖[16]｡蔡同一等对南瓜种籽发芽前后的脱脂蛋白粉进行了小鼠降血糖作用研究｡小鼠血糖值显示经过发芽后的种籽蛋白具有显著的降血糖作用｡氨基酸分析结果显示经发芽处理的南瓜种籽的精氨酸含量增加了2.5%,发芽后南瓜种籽的降血糖作用与精氨酸增加有关[17]｡
7不饱和脂肪酸
亚麻子(flaxseed)是亚麻科亚麻属植物亚麻的种子｡亚麻子中存在大量的不饱和脂肪酸,其中a-亚麻酸通过作用于肌细胞胰岛素的P13B/PKB信号通路影响GLUT4的蛋白表达水平,增加骨骼肌对胰岛素的敏感性,减轻或避免骨骼肌胰岛素抵抗和糖代谢障碍[18]｡
8含硫化合物
大蒜素通过其结构式中的硫键起降糖作用｡其作用机理为促进胰腺泡心细胞转化,胰岛细胞增值,β-细胞增多,从而使内源性胰岛素分泌增加而发挥降糖作用[19]｡洋葱能选择性的作用于胰岛β-细胞,促进胰岛素的分泌,发挥其降血糖的功能｡其中所含的硫键化合物对降糖起着决定性的作用[20]｡
9其它
从番茄中分离得到的番茄红素(lycopene,LP)是一种类胡萝卜素,实验研究表明:预防性给与LP可缓解四氧嘧啶所致的高血糖,并缓解高血糖大鼠体重下降程度｡其机制可能与番茄红素增强机体的抗氧化能力,抑制脂质过氧化等效应有关[21]｡柳全文等报道, 一定剂量多管藻总酚(totalphenolsfrom Polysiphoniaurceolata, TPPU)能够显著抑制α-葡萄糖苷酶的活性, 抑制率达75.12%; 有明显的体外抑制PTP1B活性的作用｡虽对正常小鼠无降血糖作用,但可使糖耐量曲线趋于平缓;能够显著提高四氧嘧啶致糖尿病小鼠糖耐量,降低实验性糖尿病小鼠的空腹血糖[22]｡
10结语
从以上综述可见,降血糖活性成分分布广泛,类别较多,作用机制和作用靶点各有不同｡中药的最大特点是毒副作用小,成本也较低,从天然物中寻找高效稳定,毒副作用小的降血糖药物及活性成分已成为研究开发治疗糖尿病药物的新方向｡
参考文献
[1]韩春然,马永强,唐娟.黑木耳多糖的提取及降血糖作用[J].食品与生物技术学报, 2006, 25(5):111~114
[2]李成军,张亚珍,孟文芳.当归多糖对2型糖尿病大鼠的降糖机制[J].齐齐哈尔医学院学报, 2007, 28(12): 1422~1424
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[9]姚瑜,徐立,谢文鑫等.桑树中1-脱氧野尻霉素(DNJ)的研究进展[J].蚕学通讯,2007,27(2):35~38
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[15]纵伟,张勇,夏文水等.大叶紫薇总三萜对糖尿病大鼠的降血糖效果研究[J].郑州轻工业学院学报, 2006, 21(2):50~52
[16]盛清凯,姚惠源.苦瓜多肽-P的分离及其降糖活性[J].无锡轻工大学学报, 2005, 24(1):49~51
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[18]徐章华,郭俊生,赵法?等.a-亚麻酸对大鼠骨骼细胞胰岛素信号转导蛋白和葡萄糖转运蛋白4的影响[J].第二军医大学学报,2003, 24(11):1219~1221
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[22]柳全文,张婷,刘珂等.多管藻总酚降血糖作用实验研究[J].中草药,2007, 38(3):415~418
(收稿日期:2008.4.22)