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      劉東波論文(中藥活性成分降血糖作用機制研究進展)

      發布時間: 2021-01-12 | 作者:劉東坡

      中藥活性成分降血糖作用機制研究進展

      陳芳1,2 ,劉東波 1,2,3*


      1. 湖南農業大學園藝園林學院,湖南 長沙 410128;

      2. 國家中醫藥管理局亞健康干預技術實驗室,湖南 長沙 410128;

      3. 湖南省作物種質創新與資源利用重點實驗室,湖南 長沙 410128)


      摘 要:大量的實驗研究證明,中藥活性成分如生物堿、黃酮、皂苷、多糖、萜類、不飽和脂肪酸等都具有防治糖尿病的作用。中藥治療糖尿病有著西藥無法替代的優勢,藥效持久,副作用小。因此對中藥有效成分的降血糖作用及其機制進行了綜述,為開發新型抗糖尿病中藥制劑提供參考。


      關鍵詞:降血糖;中藥;活性成分;機制

      中圖分類號:R285 文獻標識碼:A文章編號:1002 -2392(2012)04 -0123 -04收稿日期:2012 -03 -15 修回日期:2012 -06 -27基金項目:教育部新世紀優秀人才支持計劃(NECT -10 -0141)作者簡介:陳芳(1987 - ),女,2009 級碩士研究生,研究方向:功能食品開發與評價,E - mail:maggie607@126.com。* 通訊作者:劉東波(1970 - ),男,博士后,副教授,研究方向:工能產品

      的開發與評價,E - mail:chinasaga@163. com。


      糖尿病(Diabetes Mellitus,DM)是目前世界上僅次于心腦血管疾病和腫瘤的第三大疾病,高血糖是其主要臨床特征。隨著人們生活水平的提高,全球糖尿病

      患者正以驚人的速度急劇上升,連續服用口服降糖藥物會出現藥物失效、胰島素抵抗和高胰島素血癥等問題。中醫藥防治糖尿病歷史悠久,近年來的大量的實驗研究證明,中藥活性成分生物堿、黃酮、皂苷、多糖、萜類、多不飽和脂肪酸等都具有防治糖尿病的作用,且藥效持久,副作用小,相關作用機制也在不斷地深入研究中。筆者對目前中藥降血糖活性成分及其作用機制展開綜述。


      1 多糖類

      多糖,又稱多聚糖,主要存在于菌類、藻類、根莖類等中藥材中,是中藥的活性成分之一,在糖尿病的預防和治療中都顯示出一定的療效,其降糖機制歸納起來主要有以下 5 個方面[1] :1)促進胰島素分泌,增加血清胰島素含量。SP Li 等[2] 從冬蟲夏草中分離出一種多糖 CSP -1,由葡萄糖、甘露糖、半乳糖組成,能刺激胰島 β 細胞釋放胰島素,降低鏈脲霉素和四氧嘧啶(alloxan,ALX)誘導的糖尿病大鼠的血糖水平。胡國[3] 等研究證明,山藥多糖可以通過調節血糖濃度和c 肽值、刺激胰島素分泌以及改善受損的胰島 β 細胞,對糖尿病起到治療作用。2)增加胰島素敏感性,改善胰島素抵抗。黃芪多糖可以通過增加糖尿病大鼠腎組織中的胰島素受體(InsR)、胰島素受體底物 - 1(IRS

      -1)以及磷脂酰肌醇 3 激酶(PI3K)的表達水平,增強組織對胰島素的敏感性,改善胰島素和受體的信號轉[4] 。3)抑制 α - 葡萄糖酶和醛糖還原酶的活性。Kiho T 等[5] 從人工蟲草菌絲提取分離的多糖組分對多種糖尿病模型動物均有顯著的降血糖作用,并推測其機理可能與增強肝臟糖代謝酶的活力和降低葡萄糖轉運蛋白 -2 的含量有關。4)促進肝糖原的合成,調節糖代謝。研究證明,香菇多糖能通過調節糖代謝、促進肝糖原合成達到降血糖、改善糖耐量的作用[6] 。5)清除自由基,防止脂質過氧化。大量的氧自由基會損害胰島 β 細胞的 DNA,誘導 β 細胞凋亡。Zhang 等[7]從靈芝中分離出一種 GL - PS 的多糖,能明顯降低ALX 誘導的糖尿病小鼠的血糖,其作用機制之一就是

      降低了自由基的活性,保護了胰島免受自由基的損傷。枸杞多糖可以降低鏈脲佐菌素(streptozotocin,STZ)誘導的糖尿病大鼠的膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白膽固醇水平,改善脂代謝紊亂[8] 。


      2 黃酮類

      黃酮類化合物主要通過影響胰島 β 細胞功能,達到防治糖尿病的目的。黃酮類化合物降糖作用機制主要包括[9] :1)清除自由基,抗脂質過氧化。對 STZ 糖

      尿病大鼠注射槲皮素,發現大鼠胰臟的谷胱甘肽(GSH)、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶活性、丙二醛、一氧化氮水平等明顯下降,阻礙了脂質過氧化,推測槲皮素可有效地保護胰島 β 細胞,降低血糖[10] 。2)具有胰島素樣作用,促進胰島素分泌。白背三七黃酮能改善小鼠胰島功能、促進胰島素分泌,提高胰島耐缺氧能力,降低糖尿病小鼠血糖,其降血糖效果與格列本脲相當[11] 。3) 胰島素增敏劑,減輕胰島素抵抗。Enoki 等[12] 從明日葉中提取得到的查耳酮物質可以通過活化過氧化物酶體增殖物激活受體(PPARγ),減輕腫瘤壞死因子 - α(TNF - α)誘導的胰島素抵抗,增強胰島素的信號轉導。4)影響碳水化合物的吸收和代謝,包括抑制糖原磷酸化酶、葡萄糖 -6 - 磷酸化酶、葡萄糖轉運子2(GLUT 2)、α - 葡萄糖苷酶和 α - 淀粉酶的活性。橙皮苷和柚皮苷均能顯著增加葡萄糖激酶、GLUT 4 蛋白和 PPARγ 表達,顯著降低 GLUT 2 蛋白表[13] 。Tanaka 等 [14] 發現銀杏總黃酮能抑制 α - 葡萄糖苷酶和 α - 淀粉酶,降低 STZ 誘導的糖尿病大鼠的血糖。5)防治糖尿病并發癥。從天然藥物中提取到的黃酮化合物和其衍生物,如槲皮素、水飛薊素、葛根素都是醛糖還原酶抑制劑,可通過抑制葡萄糖轉化為山梨醇,改善神經的傳導功能,延遲白內障的形成,阻止蛋白尿的出現,從而達到防治糖尿病并發癥的目[15] 。


      3 生物堿類

      近年來各種實驗和臨床研究均表明,生物堿對改善糖尿病及其并發癥具有明顯效果,其中以小檗堿研究最多。生物堿的降血糖作用機制主要通過以下 4 種途徑[16] :1)抑制糖異生,促進糖酵解,調節糖代謝。原愛紅等[17] 以 α - 糖苷酶為作用靶點,建立體外糖苷酶抑制劑微量篩選模型,并對桑葉中分離的組分進行生物活性篩選和評價,結果表明,桑葉中各種成分均具有不同程度的糖苷酶抑制活性,其中生物堿的作用最強。黃連中的小檗堿[18] 可增加肝細胞的葡萄糖消耗量,抑制蔗糖酶、麥芽糖酶等二糖酶及 α - 糖苷酶的活性,從

      而起到降血糖的作用。2)調節脂代謝。小檗堿可促進前脂肪細胞增殖,減少脂肪細胞分化過程中脂肪的堆積,抑制脂肪細胞分化,改善糖耐量異常,降低肝臟過氧化脂質,糾正脂質代謝紊亂 [19] 。3)抗炎作用。白細胞介素(IL) - 1β 和 TNF - α 是重要的細胞毒性因子,會誘導 β 細胞的凋亡、抑制其功能,小檗堿能抑制IL -1β 和 TNF - α 的產生,控制炎癥反應,治療糖尿病并發癥[20] 。4)抗氧化、清除氧自由基。小檗堿能減少脂質過氧化物生成,提高 GSH 含量及 SOD 活性,上調抑凋亡基因 Bcl -2 和下調促凋亡基因 Bax 的表達,從而減少凋亡的發生 [21] 。


      4 皂苷類

      大量研究表明,皂苷類成分抗糖尿病的作用靶點和途徑比較廣泛,除了能直接修復受損的 β 細胞、提高胰島素水平外,還具有抗氧化、調節血脂、改善糖耐

      量、增加肝糖原含量等作用。1)修復損傷的 β 細胞。玉米須總皂苷對 STZ 所致的糖尿病大鼠腎臟、胰臟損傷具有較好的保護作用,能顯著降低大鼠的血糖水

      [22] 。2)調節脂代謝紊亂,降低血脂。羅漢果皂苷可降低 ALX 糖尿病小鼠的血清總膽固醇、甘油三酯以及肝臟中丙二醛含量,提高血清高密度脂蛋白膽固醇(HDL - C)水平[23] 。大豆皂苷能明顯降低糖尿病大鼠的血糖,抑制脂質過氧化和血小板聚集,改善動脈粥樣硬化[24] 。3)增加胰島素敏感性,拮抗胰島素抵抗。羅蘭等[25] 通過人參果總皂苷對高脂飼養大鼠胰島素

      敏感指數的影響試驗證明,人參果總皂苷能夠降低血糖和血清中胰島素水平,拮抗胰島素抵抗,提高機體的胰島素敏感性。4)抗氧化作用。西洋參莖葉皂苷亦可明顯降低高脂血癥大鼠血清和肝臟過氧化脂含量,增強血清中 SOD 活性[26] 。5)抑制 α - 葡萄糖酶,改善糖耐量。大豆皂苷和知母皂苷均具有很強的 α - 葡萄糖苷酶抑制劑作用,能明顯改善糖耐量,降低血[27,28] 。5 氨基酸及多肽類研究顯示,許多植物中的氨基酸都具有降血糖活性,如環丙氨酸,降血糖氨酸 A、B [29] 以及從日本香豌豆種子中分離的 γ - L - 谷氨酰 - L - 香豌素[30] 等。人參多肽對腎上腺素、ALX 及葡萄糖所致高血糖均有抑制作用,并能促進肝糖原的分解和抑制乳酸合成肝糖原,其主要作用機制就是刺激了琥珀酸脫氫酶和細胞色素氧化酶的活性,使糖的有氧氧化作用增強[31] 。盛清凱[32] 等研究發現,注射苦瓜多肽 - P 后,糖尿病

      鼠的膽固醇、甘油三酯濃度均降低,高密度脂蛋白的濃度增加,表明苦瓜多肽 - P 可降低胰島素抵抗,改善糖尿病鼠脂代謝。杏仁多肽能顯著降低糖尿病大鼠血糖,促進胰島素分泌,抵抗 STZ 所致胰島 β 細胞數量的下降,且不會對正常大鼠產生低血糖 [33] 。


      6 萜類

      研究報道,山茱萸總萜可能通過保護胰島 β 細胞或促進其修復提高血清胰島素含量、通過促進糖原合成增加肝糖原含量,從而發揮降血糖活性 [34] 。從山茱萸中提取出的山茱萸環烯醚萜總苷能夠明顯降低 2 型糖尿病心臟病變大鼠的血糖、胰島素抗體、膽固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白膽固醇水平,改善胰島素抵抗,減輕心肌肥大程度,對 2 型糖尿病心臟病變有一定的保護作用

      [35] 。齊墩果酸對實驗性大鼠具有一定的降血糖作用,它能抑制肝糖原的流失和分解,說明其降糖作用可能與肝糖原相關[36] 。從蒼術根莖中分離得到的 β - 桉葉油醇,是一種倍半萜類化合物,它對糖尿病神經系統并發癥具有一定的治療作用,能增強糖尿病病人使用肌松藥琥珀酰膽堿所致的神經肌肉阻斷作[37] 。


      7 含硫化合物

      大蒜素 70mg/kg 連續灌胃給藥 15 天,對 ALX 糖尿病大鼠具有明顯的降血糖作用(P < 0. 01),同時能明顯升高 C 肽含量,其主要是通過增加血清中胰島素含量、改善受損的 β 細胞功能來降低血糖 [38] 。


      8 不飽和脂肪酸

      共軛亞油酸抗糖尿病機制類似于噻唑烷二酮類抗糖尿病藥物,能使肥胖 Zucke 糖尿病肥胖(Zucker dia-betic fatty,ZDF)大鼠受損的糖耐性迅速恢復正常,增

      加胰島素分泌和胰島素敏感性,顯著降低游離脂肪酸的流通量,這些活性均與其激活過氧化物酶體增生因子激活受體 PPARγ 相關[39] 。螺旋藻中的 γ - 亞油酸可提高胰島 β 細胞分泌胰島素[40] 。玉米須用于治療糖尿病和高血壓,這與它含有帶不飽和雙鍵的亞油酸有一定關系[41] 。


      9 結語

      目前臨床上用于治療糖尿病的西藥主要分為促胰島素分泌的藥物(磺酰脲類、非磺酰脲類胰島素促泌劑、胰高血糖素樣肽 - 1)、胰島素增敏劑(雙胍類、噻

      唑烷二酮類)、抑制碳水化合物吸收的藥物(α - 葡萄糖抑制劑、胰淀素)、醛糖還原酶抑制劑、糖異生抑制劑和胰島素幾大類。西藥降血糖的主要作用機理是促進胰島素分泌、降低胰高血糖素的水平、抑制糖異生、調節糖代謝和改善胰島素抵抗,但是西藥藥效短暫且副作用大,有些西藥在治療中有低血糖的高危險性,長期使用還會引發并發癥。而中藥治療糖尿病具有多途徑、多靶點、多向性的藥理特點,現將一些主要中藥活性成分降糖機理歸納如表 1。中藥治療糖尿病是以滋陰清熱、補腎健脾、益氣養陰、活血化瘀為基本原則[42] ,其優勢在于不僅能降低血糖,還能發揮對機體整體調節的特點,通過辨證施治

      改善患者糖代謝和脂代謝異常,并能促進胰島 β 細胞再生和功能恢復,防治糖尿病及其并發癥,和西藥相比有著不可替代的優勢和潛力。我國中藥資源豐富,且每種中藥所含的降血糖活性成分往往是多種的,因此,今后對中藥活性成分抗糖尿病及其并發癥的研究應當在中醫藥理論的指導下,充分發揮中藥多靶點控制血糖及整體調節機體的自身優勢,同時運用現代科學的方法進行高水平試驗研究,篩選出高效的中藥及其活性成分或活性部位,闡明其抗糖尿病作用機制,為進一步研究和篩選有效藥物提供多層次、多角度理論依據。

      圖片

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      Advances in Anti - diabetes Mechanism of Active Components in Traditional Chinese MedicineCHEN Fang 1,2 ,LIU Dong - bo 1,2,3(1. Horticulture and Landscape College,Hunan Agricultural University,Changsha 410128,China;2. State Key Laboratory of Sub - health Intervention Technology,State Administration ofTraditional Chinese Medicine,Changsha 410128,China;3. Key Laboratory for Crop Germplasm Innovation and Utilization of Hunan ProvinceChangsha410128,China)Abstract:During recent years a large number of experiments prove that the active components in traditional Chinesemedicine,such as alkaloids,flavonoids,saponins,polysaccharides,terpenes,unsaturated fatty acid,are able to pre-vent and cure diabetes. Its superiority is that the effect can last longer and the side - effect is less. Studies actually onthe anti - diabetes activity and mechanism of constituents in traditional Chinese medicine are reviewed in this paper. Itwill provide reference for developing novel anti - diabetes drugs of Chinese herbs.Key words:Anti - diabetes; Traditional Chinese medicine; Active constituent;


      刺五加總苷的提取及純化研究進展郭冷秋*,張博,李廷利(黑龍江中醫藥大學,黑龍江 哈爾濱 150040)

      摘 要:刺五加總苷是刺五加中主要活性成分之一,具有確切的抗疲勞、抑制腫瘤的生長及減輕抗癌藥物的毒性、減少腫瘤手術后并發癥的發生率及降低死亡率等作用。通過對近 20 多年國內外刺五加總苷提取和純化方面的相關文獻進行了系統的整理,總結了刺五加中有效成分的提取方法主要有水提、甲醇提、乙醇加熱回流提取和超臨界二氧化碳提取等,純化方法目前使用最為廣泛的是大孔吸附樹脂法。通過綜述刺五加總苷提取和純化工藝的研究進展,為刺五加總苷進一步的純化研究及新藥開發奠定了一定的基礎。

      關鍵詞:刺五加總苷;提取;純化

      中圖分類號:R28 文獻標識碼:A

      文章編號:1002 -2392(2012)04 -0127 -03

      刺五加為五加科植物刺五加 Acanthopanax Sentico-sus(Rupr.etMaxim. )Harms 的干燥根及根莖[1] ,莖、葉也可作藥用[2] 。刺五加商品名為五加參,味辛、微苦、性溫、無毒[3] 。刺五加別名:豺節五加(《名醫別錄》),五加參(黑龍江),老虎釘子(東北、河北),刺拐棒(東北),刺木棒(遼寧),刺花棒(本溪),刺老鴉子(開原),刺針(臨江),一百針(興隆),五加皮木(朝鮮北部) [4]散生或叢生山地闊葉混交林下及林緣,主要分布在我

      國遼寧、吉林、黑龍江、河北、山西、陜西等地,在前蘇聯、朝鮮和日本也有分布。刺五加具有益氣健脾、補腎安神、益精壯骨之功效[5] 。本草綱目稱刺五加為“本經上品”,能“補中益氣,堅筋骨強意志,久服輕身耐老”。李時珍在《本草綱目》中寫道:“五加治風濕痿痹,壯筋骨,其功良深”


      收稿日期:2012 -04 -21 修回日期:2012 -06 -17

      基金項目:教育部博士點基金(新教師類)(編號:20102327120009);國家自然科學基金(項目批準號:81001657)

      作者簡介:郭冷秋(1975 - ),女,副教授,碩士研究生導師,主要研究方向:中藥及天然藥物改善睡眠及睡眠剝奪引起學習記憶障礙的作用及作用機制的研究。


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