植物多糖降血糖作用机制研究

摘要：许多植物多糖具有良好的降血糖功效，通过促进胰岛素分泌、改善胰岛素抵抗，调节相关酶的活性，改善糖、蛋白质及脂肪代谢紊乱，促进肝糖元合成、抑制糖异生，增进免疫系统功能和抗氧化作用等多种途径发挥降血糖功能。现将植物多糖降血糖作用机制的研究进展做一综述。

关键词：植物多糖；血糖；作用机制

中图分类号：R587.1　文献标识码：A　文章编号：1672-979X(2012)01-0064-04

糖尿病(diabetes mellitus，DM)是由遗传和环境因素导致胰岛素分泌绝对或相对不足或胰岛素的生物效应降低，引起糖、脂肪、蛋白质、水、电解质等一系列代谢紊乱的临床综合征，可导致心脑血管疾病、肾功能衰竭、视网膜病变等，以血糖持续升高和出现糖尿为主要症状。糖尿病是威胁人类生命健康的主要疾病之一，仅次于心血管病和肿瘤。近年我国糖尿病患病率有逐年上升趋势。

糖尿病主要分为胰岛素依赖型糖尿病(IDDM，1型糖尿病)和非胰岛素依赖型糖尿病(NIDDM，2型糖尿病)。1型糖尿病患者多为青少年，病因是病毒或毒性化学物质感染损伤了胰岛p细胞，释放出致敏蛋白引起自身免疫反应，导致胰岛自身免疫性炎症，使胰岛素缺乏；2型糖尿病是糖尿病的主要类型，其发病机制十分复杂，受遗传因素及环境因素的相互作用，与胰岛素抵抗和胰岛B细胞功能障碍密切相关，一般认为系与肥胖有关的胰岛素相对不足以及组织对胰岛素不敏感所致。

目前常用食疗、口服降糖药或胰岛素治疗糖尿病。传统的磺酰脲类和双胍类药物有许多副作用，肝、肾功能受损的糖尿病患者禁用。因此需要从天然药物中筛选和研究安全有效的降糖药物。多糖(polysaccharide，PS)是一类具有广泛生物活性的生物大分子物质，存在于一切细胞膜结构中，参与多种生命功能活动。植物多糖来源广泛且毒副作用小，研究植物多糖已成为医药界的热门课题。现将部分植物多糖降血糖作用机制的研究进展做一综述。

1.促进胰岛素分泌，改善胰岛素抵抗

胰岛素是体内唯一能降低血糖浓度的激素，它与靶细胞上受体结合引起一系列受体后信号传导，激活葡萄糖转运子将葡萄糖运入细胞内氧化代谢，促进肝脏和外周组织摄取和利用葡萄糖，或形成肝糖元及脂肪，或进入三羧酸循环氧化产生能量。

胰岛素抵抗的主要原因是受体及受体后缺陷，即胰岛素与胰岛素受体的结合能力及受体后效应均减弱，胰岛素介导下的肌肉和脂肪组织摄取葡萄糖能力降低，肝脏葡萄糖生成增加，导致高血糖。持续高血糖刺激使胰岛素受体数量下降，亲和力降低，加重胰岛素抵抗。

1.1山药多糖

杨宏莉等研究证实，山药多糖可明显提高体外培养的胰岛细胞存活率，改善胰岛功能。张忠泉等报道，山药多糖可明显降低四氧嘧啶模型糖尿病大鼠的血糖，同时升高C肽含量。推测山药多糖治疗糖尿病的作用可能与增加胰岛素分泌、改善受损的胰岛B细胞功能有关。

1.2麦冬多糖

麦冬多糖能降低链脲菌素(STZ)诱导糖尿病小鼠的血糖水平，增加胰岛素含量，治疗STZ造成的胰岛损坏。何陵湘报道，麦冬多糖能降低自发性高血糖小鼠的血糖，升高血清胰岛素；降低STZ诱发高血糖大鼠的血糖及糖化血红蛋白，推迟大鼠口服蔗糖后血糖升高时间，降低血糖峰浓度，对糖尿病小鼠和大鼠都有降血糖作用。

1.3海带多糖

王庭欣等报道，海带多糖能明显降低糖尿病小鼠的血糖和尿素氮，增加其血清钙和血清胰岛素含量，明显恢复四氧嘧啶所致的胰岛损伤，有降血糖及保护胰岛细胞的功能。

1.4丹皮多糖

王钦茂等研究证明，丹皮多糖2b能明显降低2型糖尿病大鼠空腹血糖，改善糖耐量异常及血脂异常，提高肝细胞低亲和力胰岛素受体的最大结合容量(RT2)，增加胰岛素敏感性指数。有明显治疗大鼠2型糖尿病模型的作用，其降糖机制与提高胰岛素受体数量、改善受体环节的胰岛素抵抗有关。

1.5黄芪多糖

黄芪多糖能降低KKAy糖尿病小鼠血糖，恢复胰岛素诱导的蛋白激酶B的磷酸化和促进葡萄糖转运体4易位，即通过调节骨骼肌中的PKB／GLUT4信号通路，改善胰岛素抵抗。

2.调节相关酶的活性，改善糖、蛋白质及脂肪代谢紊乱

多糖可通过调节代谢中酶的活性，抑制糖异生，促进外周组织和靶器官对糖的利用，促进肝糖元合成，改善代谢紊乱。

2.1茶多糖

葡糖激酶(GCK)存在于肝、胰岛B细胞中，能在葡萄糖处于生理浓度时改变肝脏和胰岛组织的葡萄糖磷酸化速度，并通过调节糖代谢影响B细胞胰岛素的合成和分泌。GCK活性受体液胰岛素水平的影响：胰岛素水平升高时，肝脏GCK活性增强，加快糖代谢使血糖降低。王黎明通过体外测定结果表明，茶多糖可增强葡糖激酶和己糖激酶的活性，起到降血糖作用。

2.2人参多糖

杨明研究发现，人参多糖可增强琥珀酸脱氢酶和细胞色素氧化酶的活性，加速糖的有氧氧化代谢过程；增强腺苷酸环化酶活性，增加cAMP浓度，导致糖原分解，降低肝糖原的作用从而降低血糖。刘晓满研究发现，人参多糖抑制体外培养3T3-L1前脂肪细胞增殖，增加细胞内脂质积累，影响脂肪代谢，促进葡萄糖转运子4易位。

2.3玉米须多糖

刘娟等研究证明，玉米须多糖对四氧嘧啶所致的糖尿病小鼠有明显的降糖作用。肝代谢影响因素测定表明，它可以促进糖尿病小鼠糖异生和肝糖元合成，调节小鼠的代谢功能。

2.4紫心甘薯多糖

高秋萍等报道，高剂量浓度的紫心甘薯多糖能有效调节STZ糖尿病大鼠糖代谢，显著提高肝糖原合成能力，减少葡萄糖的生成，起到降血糖的作用。

3.抗氧化、清除自由基，保护和修复胰岛B细胞

四氧嘧啶诱导糖尿病的主要机制是使胰岛素组织产生多种自由基。自由基与细胞膜不饱和脂肪酸作用，产生过氧化脂质，如丙二醛(MDA)等。破坏细胞膜和亚细胞膜结构，损伤膜上受体和膜运输功能，导致DNA断裂。自由基不仅直接损伤胰腺，破坏胰岛B细胞，降低体内胰岛素水平，使血糖升高，而且累及其他脏器，如肝脏等，进一步加重血糖升高。MDA高低反映了细胞受自由基攻击的程度，超氧化物歧化酶(SOD)活性高低则间接反映了机体清除自由基的能力。

3.1番石榴多糖

吴建中等研究发现，番石榴多糖能显著降低四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠的血糖值，增加小鼠血清中SOD活性，降低小鼠肝脏中MDA水平，提高小鼠机体抗氧化功能，改善其生长状况。

3.2枸杞多糖

张红锋等报道枸杞多糖对四氧嘧啶损伤的离体培养大鼠胰岛细胞有保护作用。通过减少胰岛B细胞的NO产量，维持SOD和葡糖激酶的活性，起到保护胰岛素合成和释放功能的作用。

3.3桑叶多糖

邢东旭等研究证明，桑叶多糖可以提高四氧嘧啶诱导糖尿病模型小鼠机体的SOD活性，极显著地抑制糖尿病模型小鼠的脂质过氧化作用，修复糖尿病模型小鼠的胰岛

细胞损伤，因此推测桑叶多糖治疗四氧嘧啶诱导的糖尿病模型小鼠有调节代谢的作用。

3.4柿叶多糖

邓航报道，高剂量的柿叶多糖能较明显地改善糖尿病小鼠的葡萄糖耐量，显著降低其血糖水平，有效降低肝脏MDA值，相应增高SOD活性，并能显著增加胰岛素敏感指数(IsI)，改善胰岛素抵抗状态。

3.5硫酸化牛膝多糖

硫酸化牛膝多糖能显著降低链脲菌素诱导的糖尿病大鼠的血糖水平和MDA含量，增加谷胱甘肽过氧化酶(GPx)和SOD活性，提高抗氧化性，保护胰岛。硫酸化牛膝多糖的作用大于牛膝多糖㈣。

4.调节、恢复免疫系统功能，保护胰岛B细胞

多糖有重要的调节免疫系统的作用，能激活巨噬细胞、T细胞、B细胞、自然杀伤细胞等免疫细胞，促进细胞因子生成，活化补体，减轻或阻止自身免疫性反应，增强机体免疫，保护胰岛B细胞，促进病变胰岛组织恢复和胰岛素分泌，起到降血糖作用。

4.1苦瓜多糖

崔吴等研究发现，苦瓜多糖可能通过调节Th1和Th2细胞亚群之间的平衡，改善糖尿病模型小鼠Th1和Th2细胞亚群之间的严重失衡状态，减轻或阻止自身免疫性反应，保护胰岛B细胞。观察胰岛组织切片表明，苦瓜多糖可促进病变胰岛组织恢复和胰岛素分泌，起到降血糖作用。

4.2山茶蜂花粉多糖

刘伟报道，山茶蜂花粉多糖能有效地降低实验性糖尿病小鼠的血糖值。高剂量组与糖尿病模型组相比，体重差异显著，脾脏指数、胸腺指数差异极显著。表明多糖能有效地保护糖尿病小鼠的免疫器官，起到降血糖作用。

5.多种机制共同作用

很多植物多糖并非只通过单一途径降低血糖，而是通过两种或多种作用途径共同起降血糖作用。

5.1薏苡仁多糖

薏苡仁多糖通过抗氧化作用，保护胰岛细胞免遭自由基损伤，抑制血清脂质过氧化反应，改善糖尿病的免疫功能。通过提高葡糖激酶活性，促进组织利用葡萄糖，改善胰岛素抵抗和糖代谢紊乱。

5.2党参多糖

党参多糖能显著降低四氧嘧啶致糖尿病小鼠升高的血糖：升高肝糖元含量和血清胰岛素水平；能显著降低糖尿病小鼠血清TC、TG水平；提高血清SOD活性，减少MDA产生；显著抑制小鼠糖异生；有显著改善氢化可的松琥珀酸钠诱导的小鼠胰岛素抵抗的作用。结果提示党参多糖能够显著降低糖尿病小鼠血糖，调节血脂代谢，抑制糖异生，促进糖元合成，改善胰岛素抵抗。

5.3南瓜多糖

南瓜多糖能提高四氧嘧啶型糖尿病小鼠肝、肾、胰腺组织的SOD活性，降低MDA含量，保护肝、肾、胰腺细胞以及对抗毒性氧自由基的损伤；同时，能降低糖尿病小鼠口服糖负荷后血糖的峰值，加快升高的血糖水平回落的速度；改善糖耐量，增加肝糖元合成：可以降低STZ诱导的糖尿病大鼠胰岛组织中Fas、Fas-L蛋白和Bax基因的表达、增加大鼠胰岛细胞BcI-2基因的表达，改善糖尿病大鼠胰岛B细胞的凋亡，保护受损的胰岛B细胞，促进胰岛素分泌。

6.结语

由于治疗糖尿病的西药都有一定的局限性和不良反应，如导致低血糖、长期使用引起并发症等，寻找天然活性物质，开发具有功能性和营养性的健康食品已成趋势。近几十年来，人们发现从植物中提取的多糖具有重要与特殊的生理活性。这些多糖参与了生命细胞的各种活动，具有多种生物学功能，如参与生物体的免疫调节功能，降血糖、降血脂、抗病毒、抗肿瘤、抗疲劳、抗衰老等。目前人们已成功地从近百种植物中提取出多糖并广泛地用于医药和保健食品的研究和开发。

许多植物多糖具有显著的降血糖作用。但由于大多数植物多糖降血糖作用的途径广泛、结构复杂，很多植物多糖的作用机制尚未明确。因此，进一步阐明植物多糖降血糖的作用机制，可为开发治疗糖尿病的新药提供新思路。