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临床常用中药降糖作用研究进展

2015-01-22金汀龙陈霞波指导

浙江中西医结合杂志 2015年5期
关键词:糖原降糖胰岛

金汀龙陈霞波(指导)

临床常用中药降糖作用研究进展

金汀龙1陈霞波2(指导)

糖尿病;降糖;中药;进展

研究证明,很多单味中药具有降糖效果,而且是多途径、多靶点、多效应、多向性作用,注重防治糖尿病并发症,以提高患者生活质量和延长寿命。近年来,对中草药降糖有效成分及机制用于防治糖尿病的研究甚为活跃,现综述如下。

1 具有降血糖作用的中药

目前临床上常用的具有降血糖作用的中药主要有黄芪、生地、玄参、麦冬、黄连、黄精、地黄(包括生地、熟地)、人参、山药、鬼箭羽、葛根、枸杞子、山萸肉、茯苓、玉竹、桑叶、桑白皮、桑椹、菟丝子、玄参、丹参、知母、仙鹤草、地骨皮、花粉、肉桂等。而据《中国药典》一部(2000年版)[1]在其名录下收载的共计有42种,都是临床常用药物,有的已被广泛应用于治疗糖尿病,有的还未在治疗糖尿病方面得到重视,以植物药为主,如人参、三七、女贞子、山茱萸、山药、川乌头、干地黄、五加皮、天花粉、木香、牛蒡子、牛膝、仙茅、玄参、玉竹、白术、地骨皮、竹节参、苍术、苍耳子、麦芽、刺五加、昆布、枇杷叶、知母、枸杞子、葫芦巴、夏枯草、拳参、桑叶、桑白皮、桔梗、萆薢、黄连、黄柏、黄精、紫草、葛根、黑芝麻、薏苡仁,共40种。另有动物药(白僵蚕、蛤蚧)两种。

2 中药降糖的有效成分

2.1 多糖类 多糖(polysaccharide)是由多个单糖分子缩合、失水而成,是一类分子机构复杂且庞大的糖类物质。凡符合高分子化合物概念的碳水化合物及其衍生物均称为多糖。临床常用的含多糖类中药有人参、黄芪、山药、麦冬、当归等。张静芳等[2]运用黄芪多糖治疗2型糖尿病大鼠,发现黄芪多糖可以改善机体对胰岛素的敏感性,提高PKB/Akt活性和GLUT4转位,从而达到降糖作用。熊雄等[3]采用水提醇沉法提取黄连多糖,发现黄连多糖能有效抑制α-淀粉酶对可溶性淀粉的降解,其活性优于降糖药物阿卡波糖(拜糖苹)。纯化后的黄连多糖具有很好的降糖活性,比单纯的黄连水提物降糖效果明显提高,说明黄连中除含有具备降糖作用的黄连多糖外,还应含有抑制降糖化合物活性的组分,起到协同作用。

2.2 生物碱类 生物碱(Alkaloid)是存在于自然界(主要为植物,但有的也存在于动物)中的一类含氮的碱性有机化合物。大多数有复杂的环状结构,氮素多包含在环内,有显著的生物活性,是中草药中重要的有效成分之一。临床常用的含生物碱中药有黄连、桑叶等。生物碱中降糖作用最显著的就是黄连类(小檗碱)生物碱。黄连素(berberine,BBR)不仅具有确切的降糖效用,而且还能有效改善DM及其并发症的各种症状[4]。张日东等[5]在临床中发现黄连素对远端肠道黏膜的生长、修复有其作用,表明黄连素可能通过肠道促使GLP-1分泌而发挥降糖作用。李鑫等[6]利用体外α-糖苷酶活性测定和小鼠高血糖模型筛选降糖活性部位,氨基酸分析仪分析氨基酸组成及含量,结果发现桑叶总碱部位为主要降糖活性成分。

2.3 皂苷类 皂苷(saponin)是苷元为三萜或螺旋甾烷类化合物的一类糖苷。许多中草药如人参、远志、桔梗、甘草、知母和柴胡等的主要有效成分都含有皂苷。有些皂苷还具有抗菌的活性或解热、镇静、抗癌等有价值的生物活性。临床常用的含皂苷类中药有知母、蒺藜、地肤子、三七、苦瓜等。研究表明,知母[7]皂苷具有类似与葡萄糖苷酶抑制剂的作用,能够显著降低四氧嘧啶糖尿病小鼠血糖,提高小鼠糖耐量,其作用机理可能是促进已损伤胰岛β细胞的修复与再生,增强胰岛的分泌功能;此外,还可能与其增强组织靶细胞胰岛素受体的敏感性有关。苗明三等[8]通过检测血糖观察玉米须提取物对糖尿病小鼠模型的影响,结果发现大、小剂量玉米须总皂苷均有显著或明显降血糖作用,大剂量玉米须多糖仅有降糖趋势,认为玉米须总皂苷和多糖均有一定降糖作用,玉米须总皂苷是玉米须降糖的主要有效活性部位。

2.4 黄酮类 黄酮类(flavonoid)泛指两个芳环通过三碳链相互联结而成的一系列化合物。广泛存在于植物界中,在植物体内大部分与糖结合成苷,部分以游离形式存在。黄酮类的药理作用非常广泛,具有抗炎、抗菌及心血管、中枢神经系统保护的作用。临床常用的含黄酮类中药有黄精、葛根、翻白草等。葛根素[9]可能通过提高脂肪细胞葡萄糖转运蛋白4的表达,从而提高外周组织对葡萄糖的摄取和利用,促进肝脏糖原的合成来降低血中葡萄糖的浓度。光谱研究实验[10]表明其对α-葡萄糖苷酶的抑制效果与阳性对照物阿卡波糖相当。张洁等[11]研究表明,淫羊藿总黄酮能够降低糖尿病小鼠血糖,增加肝糖原和肌糖原含量,与模型组相比给药组SOD水平增加,MDA含量降低,其机制可能与增加肝糖原和肌糖原含量,以及抗氧化、清除自由基有关。

2.5 萜 类 萜类(terpenes)是一类天然的烃类化合物,其分子中具有异戊二烯(isoprene)的基本单位。萜类物质,无论是单萜、倍半萜、双萜还是三萜四萜,都在生物体内起着极其重要的作用,参与形成酯类、防御毒剂、成长激素等。临床常用的含萜类中药有山茱萸、苍术、苦瓜等。山茱萸总萜[12]对糖尿病模型动物具有良好的降血糖作用,可能是通过保护胰岛β细胞或促进受损β细胞的修复、提高糖耐量、增加肝糖原合成等多种途径而发挥作用。

2.6 其他成分 研究还发现多肽与氨基酸类[13]、酚酸类(多酚和4-羟基苯甲酸、补骨脂酚)、不饱和脂肪酸、硫糖锍磺酸内盐、萜甙醌、氧杂蒽、去甲二羟愈创木酸[14]等在降血糖方面也有一定的效果。

3 中药降糖作用机制

3.1 保护胰岛β细胞功能,促进胰岛素分泌 胰岛素是机体内唯一负性调整血塘的激素。通过直接刺激胰岛β细胞分泌胰岛素或通过调节机体内外环境的平衡,以保护、修复和改善胰岛β细胞功能是中药降糖机制之一。报道[15]显示,中药枸杞能够明显降低糖尿病模型动物的血糖,通过升高血清胰岛素水平,修复受损的胰岛β细胞,改善其功能或促进胰岛素的分泌,从而起到降低血糖和调节血糖的作用。黄诚等[16]研究发现枸杞多糖及益气养阴活血复方能使链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠空腹胰岛素及β细胞功能得到修复,使得血糖下降,可能与提高胰岛超氧化物歧化酶活性、降低一氧化氮合酶活性有关。实验[17]表明,百合的抗糖尿病作用与促进胰岛β-细胞增殖和胰岛素分泌功能有关,可能是通过调控糖代谢的酶系、促进胰岛β-细胞增殖及胰岛素的分泌、抗自由基氧化损伤等多种机制而实现。

3.2 增加胰岛素敏感性,改善胰岛素抵抗 胰岛素抵抗是指各种原因使胰岛素促进葡萄糖摄取和利用的效率下降,机体代偿性的分泌过多胰岛素产生高胰岛素血症,以维持血糖的稳定,从而出现一系列病理改变及临床症状。单味中药的有效成分如黄酮、生物碱、皂苷、多糖等,都具有改善胰岛素抵抗的作用。其作用机制可归纳为:①刺激β细胞分泌胰岛素;②增加胰岛素受体数目,提高反应性、亲和力;③抑制胰岛素拮抗物质的分泌以及促进葡萄糖降解,最终改善IR[18]。

3.3 抑制α-葡萄糖苷酶活性,延缓葡萄糖吸收 小肠上皮细胞的α-葡萄糖苷酶将食物中的多糖水解成单分子的葡萄糖后才能被吸收,如果这个酶的活性被抑制则有利于缓解餐后高血糖。通过对临床常用的41味糖尿病中药进行抑制活性研究,结果显示这些大都具有α-葡萄糖苷酶或α-淀粉酶抑制作用,可以作为中药治疗糖尿病的酶学依据。对于另外一些并没有类似抑制作用的药材,像远志、党参和陈皮,可能在治疗和预防糖尿病的一些其它环节或并发症方面发挥作用,具体仍有待探索[19]。

3.4 抑制糖异生,促进糖原合成 糖异生增加、糖原分解和葡萄糖利用障碍也是引起血糖升高的因素之一。桂皮能改善糖耐量异常,增加肝、肌糖原的储存,能刺激外周组织摄取葡萄糖,增加肝脏合成糖原,增强其葡萄糖激酶活性[20]。山茱萸总萜能显著增加模型大鼠肝糖原的含量,推测其降糖作用的机制之一就是促进肝糖原的合成而增加肝糖原含量[12]。

3.5 促进外周组织对葡萄糖的利用 桑白皮、桑枝、桑寄生提取物在胰岛素存在时能促进离体肝脏消耗葡萄糖,促进器官组织对葡萄糖的摄取。桑寄生可增加单位细胞的葡萄糖消耗量并能协同胰岛素的作用,促进外周组织特别是肝脏的葡萄糖代谢,这可能是桑寄生防治2型糖尿病的作用机理之一[21-22]。露兜树(pandanus odorus)中4-羟基苯甲酸成分能使STZ糖尿病大鼠的血糖下降,但对血浆胰岛素水平及肝糖原的含量无影响,表明该化合物能够促进外周组织对葡萄糖的利[23]。

3.6 清除自由基,提高抗氧化活性 氧化应激,产生活性氧簇,是糖尿病导致胰岛素抵抗、β-细胞功能异常、葡萄糖耐量降低的根源之一,进一步促进胰岛素抵抗。谷光甘肽过氧化物酶、超氧化物歧化酶及过氧化氢酶等对自由基的清除或促进受损β细胞的修复具有重要的作用,因此提高这些酶的含量和活性对糖尿病及并发症的防治具有极大的影响。实验显示肾阴肾阳双补的消渴方Ⅲ和活血化瘀配方具有很强的自由基活性抑制能力,即自由基的清除能力,表明中草药可通过抗氧化作用治疗糖尿病[24]。

3.7 其他机制 ①调节受体:因为长期高血糖状态可能使红细胞胰岛素受体糖基化,敏感性降低,红细胞寿命缩短;粒细胞功能受损,其趋化性、吞噬及杀菌能力降低;细胞介导的免疫受损,T淋巴细胞对有丝分裂原的反应降低。薏苡仁作为一种免疫调节剂,能改善红细胞的免疫功能,且能升高CD3+、CD4+、CD8+而改善T淋巴细胞亚群功能,从而改善糖尿病患者的免疫功能[25]。②改善血流动力学:鬼箭羽归属于活血化瘀类中药,性味苦寒,苦寒能坚阴清热,又具破血散瘀作用,切中糖尿病发病机制,其提取物草酰乙酸钠能通过刺激胰岛β细胞分泌胰岛素,降低血糖,在降低2型糖尿病血糖的同时对血瘀证亦具有一定的改善和治疗作用[26]。

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(收稿:2014-05-29 修回:2014-09-28)

1浙江中医药大学(杭州 310053);2浙江中医药大学附属宁波市中医院内分泌科(宁波 315010)

金汀龙,Tel:15869302586/13606523512,E-mail:zjtcmjtl@163. com

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