茶多糖的降血糖作用機理研究進展

孫世利 苗愛清 潘順順 凌彩金 龐 式 賴兆祥

（廣東省農業(yè)科學院茶葉研究所·廣州·510640）

糖尿病是一種以高血糖為主要癥狀，同時還伴有很多并發(fā)癥的綜合癥。糖尿病主要分為I型糖尿病和Ⅱ型糖尿病。糖尿病的本質是血糖的來源和去路間失去正常狀態(tài)下的動態(tài)平衡[1，2]，一方面葡萄糖生成增多，另一方面糖的利用減弱，從而引起血糖濃度過高及糖尿。據報道，2000年全球糖尿病發(fā)病率為2.8%，估計在2025年將達到4.4%[3]?，F(xiàn)有的研究表明很多天然植物的多糖具有降血糖作用，能緩解糖尿病癥狀。眾多研究證實飲茶具有治療糖尿病的作用，茶多糖(teapolysaccharides，TPS)，是一類與蛋白質結合的酸性多糖或酸性糖蛋白，具有降血糖、降血脂、提高機體免疫力、抗氧化等保健功能。茶多糖的降血糖功能研究越來越受到關注[4～6]，本文綜述了茶多糖降血糖的作用機理，以期為茶多糖研究提供理論參考。

1 保護胰島細胞，促進胰島素分泌

胰島素是一種蛋白質類激素，是維持血糖在正常水平的主要激素之一，人體內胰島素是由胰島β細胞分泌的。胰島β細胞功能受損，胰島素分泌絕對或相對不足，從而引發(fā)糖尿病。有學者把2.5%的茶多糖拌入飼料喂糖尿病大鼠3周，發(fā)現(xiàn)茶多糖有顯著抑制糖尿病大鼠血糖升高的作用，與對照組比較，茶多糖組大鼠血胰島素水平有顯著提高 (P〈0.05)，其作用機制可能是促進了胰島細胞損傷的恢復[7]。茶多糖可通過提高機體抗氧化能力和細胞免疫功能，保護胰島β細胞，從而促進胰島素分泌。

1.1 提高機體抗氧化能力，保護胰島β細胞

胰島β細胞極易受自由基比如四氧嘧啶產生的自由基損害[8]。吳建芬等[9]研究了茶多糖對四氧嘧啶小鼠的降血糖作用和機制，預防性給予小鼠茶多糖4周后再腹腔注射四氧嘧啶，結果顯示，血糖升高不明顯，肝臟抗氧化能力較對照組增強，表明茶多糖可通過提高機體抗氧化功能，清除體內產生的過多自由基，保護胰島β細胞免受四氧嘧啶產生的自由基損害，使血糖無明顯升高。

1.2 提高細胞免疫功能

“免疫調節(jié)失衡學”認為I型糖尿病患者體內存在CD4+T淋巴細胞與CD8+T淋巴細胞功能失衡，表現(xiàn)為具有胰島β細胞損害作用的Th1細胞及其細胞因子轉化生長因子(TGF)-β、干擾素(IFN)-γ、白細胞介素 (IL)-2等功能強于具有β細胞保護作用的Th2細胞及其生長因子[10]。王莉英等[11]探討茶多糖對非肥胖糖尿?。∟OD)小鼠I型糖尿病的預防作用，比較TPS預免疫組和生理鹽水(NS)對照組NOD小鼠I型糖尿病的發(fā)病率、血清C肽和谷氨酸脫羧酶抗體水平、胰島組織病理學和免疫組化、脾臟T細胞亞群比例，結果顯示，TPS預免疫組與NS組比較，I型糖尿病發(fā)病率顯著降低，血清C肽水平顯著提高，胰島炎癥程度減輕，CD8T細胞亞群比例顯著增高，CD4／CD8比例顯著降低，該結果表明，TPS具有刺激免疫器官淋巴組織增生，提高細胞免疫功能，調節(jié)細胞因子活性等免疫調節(jié)作用。

2 提高胰島素敏感性

胰島β細胞功能異常及胰島素抵抗是Ⅱ型糖尿病發(fā)病的基本環(huán)節(jié)，持續(xù)高血糖可直接損傷β-細胞功能及胰島素敏感性，致血糖進一步升高，形成惡性循環(huán)[12]。PPAR-γ激動劑有提高胰島素敏感性的作用，這是抗糖尿病新藥噻唑烷二酮(thiazolidinediones，TZDS)的主要作用機理。許多研究表明茶多糖降血糖的作用機制可能是通過激活PPAR-r而使其介導的胰島素敏感性增高所致。薛長勇等[13]探討綠茶茶多糖對KKAy遺傳性糖尿病小鼠血糖和過氧化物增殖體激活型受體γ(PPAR-γ)活性的影響。將TPS按500mg／kg劑量灌胃給予糖尿病KKAy小鼠，結果發(fā)現(xiàn)TPs不僅能改善KKAy糖尿病小鼠葡萄糖耐量，而且能降低空腹血糖、餐后血糖、果糖胺，TPS也能抑制糖異生和提高胰島素敏感性。此外，TPS還能激活PPAR-r，呈現(xiàn)劑量——效應關系。孫桂菊等[14]研究枸杞多糖(LBP)和茶葉多糖(TPS)混合物對Ⅱ型糖尿病模型動物的降血糖作用及對糖尿病并發(fā)癥相關指標的影響，用高能量飼料結合低劑量鏈脲佐菌素給予動物，建立Ⅱ型糖尿病動物模型，然后灌胃給予模型動物LBP和TBP混合物，結果顯示，LBP和TPS混合物具有增加Ⅱ型糖尿病模型動物胰島素敏感性，降低血糖水平的作用。

3 調節(jié)糖代謝有關酶的活性

3.1 增強葡萄糖激酶活性

葡萄糖激酶是己糖激酶的同功酶，主要存在于成熟肝實質細胞和胰島β細胞中，催化葡萄糖轉變?yōu)?-磷酸葡萄糖，在肝臟糖代謝中起著重要作用。肝臟葡萄糖激酶受胰島素調節(jié)，不受葡萄糖濃度的影響，其作用機制為胰島素作用于葡萄糖激酶轉錄水平，使mRNA升高。茶多糖降血糖機制可能與增強肝葡萄糖激酶活性有關。吳建芬等[9]對四氧嘧啶高血糖小鼠喂茶多糖6周，觀察對血糖和肝葡萄糖激酶的影響，研究結果顯示，茶多糖對四氧嘧啶高血糖小鼠有顯著的降血糖作用，肝葡萄糖激酶活性增加。李步青等[15]報導茶多糖在降低四氧嘧啶高血糖小鼠的血糖濃度的同時使肝糖原大量增加，認為茶多糖對糖代謝的影響與胰島素類似，推測400mg／kg體重劑量茶多糖的降血糖作用主要是通過促進糖的合成代謝而降低血糖的。

3.2 抑制糖降解酶活性

有效地控制血糖是糖尿病治療的基本目標。α-葡萄糖苷酶抑制劑是一組通過延緩糖的消化以降低餐后高血糖的口服降糖藥，其作用特點是在糖消化的最后一步抑制雙糖降解為單糖[16]。α-淀粉酶抑制劑也能減慢食物淀粉在腸道中的消化，抑制餐后血糖水平的升高。腸道對葡萄糖的吸收則以葡萄糖轉運體的主動吸收來完成，因此，抑制葡萄糖轉運活性也是降低餐后血糖的重要環(huán)節(jié)之一[17]。茶多糖可抑制α-葡萄糖苷酶及α-淀粉酶活力和小腸刷狀緣囊泡葡萄糖轉運能力，從而可延緩小腸對糖的消化吸收。全吉淑等[18]用比色法測定茶多糖對α-葡萄糖苷酶(EC 3.2.1.20)和α-淀粉酶(EC 3.2.1.1)的抑制活性，用快速過濾法觀察茶多糖對兔小腸刷狀緣囊泡葡萄糖轉運活性的影響，結果顯示，茶多糖具有較強的α-葡萄糖苷酶抑制活性，α-葡萄糖苷酶的半抑制濃度(IC50)值為312g／L；茶多糖對α-淀粉酶的抑制活性則較弱，濃度為1g／L時，其對α-淀粉酶的抑制率為10%；茶多糖同時明顯降低兔小腸刷狀緣囊泡葡萄糖轉運能力，其半抑制濃度IC50值15g／L。何學斌等[19]采用水提醇沉法提取茶多糖，用3,5-二硝基水楊酸(DNS)比色法觀察茶多糖在體外對α-淀粉酶活性的抑制作用及其對正常大鼠和四氧嘧啶所致糖尿病大鼠模型血糖的影響，結果表明，茶多糖在體外對α-淀粉酶活性具有較強的抑制作用，且呈劑量依賴性，0.0016～5.000mg／ml茶多糖溶液抑制率的量效曲線近似直線，其抑制率相當于同等濃度阿卡波糖抑制作用的50%，其動物實驗結果表明，茶多糖可降低四氧嘧啶所致的糖尿病大鼠的空腹血糖及餐后血糖。另有學者研究表明[7]茶多糖還可通過抑制腸道蔗糖酶和麥芽糖酶的活性，使進入機體的碳水化合物減少，起到降血糖作用。

4 提高肝糖原含量，降低血糖

糖原是體內葡萄糖的重要儲存形式，肝糖原是體內血糖的重要來源。肝糖原或肌糖原合成減少或者肝糖原分解增加可以引起血糖水平的升高，導致糖尿病的發(fā)生；反之，某些促進糖原合成的藥物能起到降低血糖的作用[20]。茶多糖可使肝糖原增加[14]。芮莉莉等[21]將KK-Ay糖尿病小鼠灌胃茶多糖8周，結果表明肝糖原較對照顯著升高(P〈0.01)，TPS可有效降低KK-Ay糖尿病小鼠的血糖水平，推測茶多糖可能通過改善糖尿病小鼠肝臟糖代謝，增加肝糖原的累積，從而使輸出到血中的葡萄糖減少，使血糖水平降低。

糖尿病是一種常見的多發(fā)的內分泌代謝性疾病，往往還伴隨肝、腎、脾等多種臟器功能的減退。茶多糖有利于糖尿病大鼠抗氧化能力的提高，對肝、腎功能的恢復起到重要作用。將糖尿病大鼠灌胃烏龍茶多糖4周后，肝腎SOD和GSH-Px活性明顯提高，MDA含量顯著下降，抗氧化能力增強[22]，茶多糖還可抑制腎臟醛糖還原酶(AR)活性，降低血清糖基化終產物-肽(AGE-P)水平，提高血清過氧化物歧化酶水平[14]，茶多糖對糖尿病大鼠肝腎組織有保護作用，從而在預防糖尿病并發(fā)癥發(fā)生中起重要作用。

5 研究展望

通過近年研究結果可以看出，茶多糖降血糖的作用是肯定的，但其作用機制比較復雜，可能是多途徑、多因素的綜合作用，且茶多糖同時具有多種降糖機制，藥理實驗證明，茶多糖通過提高機體抗氧化功能，清除體內自由基，減弱自由基對胰島β細胞的損傷，并改善受損傷的β胰島細胞功能，使胰島素分泌增加，提高胰島素敏感性，誘導葡萄糖激酶的生成，促進糖分解，使血糖下降。由于茶多糖本身的原因，如多糖的結構太復雜、多糖的結構測定及合成有自身的難度和特殊性等給多糖的研究和臨床應用帶來了很大的限制。因此，需要對多糖進行深入的研究，弄清多糖的構效關系，進一步探討多糖的作用機制。隨著分子生物學研究的不斷發(fā)展，從基因水平揭示降糖作用的機制，是其新的研究方向。

1 Abdollahi M,Chan T S,Subrahmanyam V，et al.Effects of phosphodiesterase 3,4,5 inhibitors on hepatocyte cAMP levels，glycogenolysis，gluconeogenesis and suceptibility to a mitochondrial toxin[J].Molecular and Cellular Biochemistry,2003,252(1～2)：205～211.

2 Abdollahi M,Soleimani F，Kangarlou S.A review on blood glucose variations and affecting parameters[J].Middle East Pharmacy,2003,(11)：6～10.

3 Wild S,Roglic G，Green A,et al.Global prevalence of diabetes：Estimates for the year 2000 and projections for 2030[J].Diabetes Care,2004,27：1047～1053.

4 Zhou X,Wang D,Sun P，et al.Effects of soluble tea polysaccharides on hyperglycemia in alloxan-diabetic mice[J].J Agric Food Chem,2007,55(14)：5523～5528.

5 江和源，鄭高利.茶多糖降小鼠血糖功能的實驗研究[J].食品科學,2004,25(6)：166～169.

6 周斌星，孔令波，陳軍賢.普洱茶多糖的提取及降血糖的研究[J].中國農學通報,2009,25(15)：55～59.

7 丁仁鳳，何普明，揭國良.茶多糖和茶多酚的降血糖作用研究[J].茶葉科學,2005,25(3)：219～224.

8 張明旭，傅德賢.Ⅰ型糖尿病胰島β細胞破壞的機制[J].國外醫(yī)學內分泌分冊,2002,20(5)：236.

9 吳建芬，馮 磊，張春飛，等.茶多糖降血糖機制研究[J].浙江預防醫(yī)學,2003，15(9)：9～13.

10 Rabinovitch A.Immunoregulatory and cytokine imbalances in the pathogenesis of IDDM.Therapeutic intervention by immunostimulation?[J].Diabetes,1994,43(5)：613～621.

11 王莉英，俞茂華，陳 蔚.茶多糖對NOD小鼠I型糖尿病的預防作用[J].中華內分泌代謝雜志,2006,22(5)：476～479.

12 Yki-Jarvinen H.Pathogenesis of non-insulin-dependent diabetes mellitus[J].Lancet,1994,8；343(8889)：91～95.

13 薛長勇，邱繼紅，滕俊英，等.茶多糖對KKAy糖尿病小鼠葡萄糖代謝和過氧化物增殖體激活型受體-γ活性的影響[J].營養(yǎng)學報,2005,27(3)：231～234.

14 孫桂菊，王少康，張 勇，等.枸杞多糖、茶葉多糖混合物對Ⅱ型糖尿病大鼠降血糖作用及對糖尿病并發(fā)癥相關指標的影響[J].食品研究與開發(fā),2003,(24)2：75～78.

15 李布青，張慧玲，舒慶齡，等.中低檔綠茶中茶多糖的提取及降血糖作用[J].茶葉科學，1996,16：67～72.

16 Watanabe J,Kawabata J,Kurihara H,et al.Isolation and identification of alpha-glucosidase inhibitors from tochu-cha(Eucommia ulmoides)[J].Biosci Biotechnol Biochem,1997,61(1)：177～178.

17 Takeo T，UnnoT，KinugasaH,et al.The chemical properties and functional effects of polysaccharides dissolved in green tea infusion[J].Journal of the Japanese Society for Food Science and Technology,1998,45(4)：270～272.

18 全吉淑，尹學哲，及川和志.茶多糖降糖作用機制[J].中國公共衛(wèi)生,2007,23(3)：295～296.

19 何學斌，薛存寬，魏守蓉，等.茶多糖對α-淀粉酶活性抑制作用及對糖尿病模型大鼠血糖影響研究[J].醫(yī)藥導報,2007,26(11)：1284～1286.

20 Shulman G I,Rothman D L,Jue T，et al.Quantitation of muscle glycogen synthesis in normal subjects and cubjects with non-insulin-dependent diabetes by13C nuclear magnetic resonance spectroscopy[J].The New England Journal of Medicine,1990,322：223～228.

21 芮莉莉，蕭建中，程義勇.茶多糖對Ⅱ型糖尿病小鼠降糖作用研究[J].中日友好醫(yī)院學報,2005，19(2)：93～96.

22 倪德江，陳玉瓊，宋春和，等.烏龍茶多糖對糖尿病大鼠肝腎抗氧化功能及組織形態(tài)的影響[J].茶葉科學,2003,23(1)：11～15.