天然降血糖多糖的研究進(jìn)展

宋 超，宋淑亮，劉學(xué)紅

(1山東省交通醫(yī)院，濟(jì)南250031;2山東大學(xué)威海國(guó)際生物技術(shù)研發(fā)中心)

近年研究表明，某些具有特定結(jié)構(gòu)的天然多糖具有顯著的降血糖作用，其降血糖機(jī)制具有多效應(yīng)、多靶點(diǎn)、多途徑等特點(diǎn)。為此，深入挖掘天然降血糖多糖已成為糖尿病新藥開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)，本文將對(duì)各種來(lái)源的天然降血糖多糖及其作用機(jī)制的研究進(jìn)行綜述。

1 植物降血糖多糖

1984年Konno等從日本白參、中國(guó)紅參、朝鮮白參中分離出21種人參多糖，藥理實(shí)驗(yàn)表明其中多種人參多糖對(duì)正常小鼠和四氧嘧啶誘發(fā)的高血糖小鼠都有明顯的降血糖活性。程秀娟等對(duì)高山紅景天多糖進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)50、100和200 mg/kg，一次或多次腹腔注射給藥，能降低正常小鼠血糖、肝糖原和血總脂，明顯抑制四氧嘧啶、腎上腺素和葡萄糖引起的高血糖。迄今為止已分離出一百多種植物多糖，如文獻(xiàn)報(bào)道的人參多糖、知母多糖、紫草多糖、麥冬多糖、桑葉多糖、黃芪多糖等都具有不同程度的降血糖作用。

近年國(guó)內(nèi)外學(xué)者又相繼發(fā)現(xiàn)了多種具有降血糖活性的植物多糖。王雪松等［1］采用DEAE-纖維素柱色譜和凝膠滲透色譜從積雪草中分離得到了多糖組分S5X，免疫及降血糖藥理活性表明S5X具有很好的降血糖作用。王元鳳等首次采用D315陰離子交換樹(shù)脂從茶葉中分離出兩種帶不同電荷的茶多糖，藥理實(shí)驗(yàn)表明這兩種多糖對(duì)腹腔注射四氧嘧啶造成的高血糖小鼠都有很好的降血糖效果。徐斌等研究了苦瓜水提多糖和堿提多糖對(duì)鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病小鼠的降血糖作用，發(fā)現(xiàn)苦瓜多糖能幫助恢復(fù)受損胰島組織，促進(jìn)胰島素分泌，從而降低血糖。趙元等［2］研究顯示地榆多糖能顯著抑制α-葡萄糖苷酶活性，并可降低大鼠餐后血糖。

許多研究發(fā)現(xiàn)，部分植物纖維同樣具有降血糖功效，Hannan等［3］從葫蘆巴種子中發(fā)現(xiàn)一種可溶性的膳食纖維，能明顯改善正常小鼠、糖尿病小鼠的口服葡萄糖耐受量。體內(nèi)藥理實(shí)驗(yàn)表明，西番蓮果種子中不溶性食用纖維對(duì)葡萄糖吸收和延遲淀粉酶活性有顯著作用，因此可用來(lái)控制飯后血清中的葡萄糖含量［4］。近年發(fā)現(xiàn)，楊桃及胡蘿卜的不溶性食用纖維均具有上述活性。王庭欣等對(duì)海帶多糖的降血糖、降血脂作用進(jìn)行了研究，在降血糖試驗(yàn)中250 mg/kg的劑量對(duì)糖尿病大鼠的降血糖作用最明顯，達(dá)到50%。

2 動(dòng)物降血糖多糖

隨著動(dòng)物類藥材研究的日益繁榮，人們不斷發(fā)現(xiàn)動(dòng)物體內(nèi)的各種內(nèi)源性多糖具有多種生物學(xué)活性。如肝素、透明質(zhì)酸、殼多糖等不僅具有抗腫瘤，降血壓、血脂、血糖等多種藥理活性，而且具有良好的生物相溶性等優(yōu)點(diǎn)。動(dòng)物多糖的存在和分布極為廣泛，Murray等研究發(fā)現(xiàn)許多海洋動(dòng)物含有種類不同和數(shù)量不等的生物活性多糖，如棘皮動(dòng)物(海星、刺參)、軟體動(dòng)物(烏賊)、甲殼類動(dòng)物(蝦、蟹等)、哺乳動(dòng)物(鯨)以及魚(yú)類(鯊魚(yú)、大西洋鷂魚(yú))等的某些組織(皮、軟骨、分泌腺等)都有多糖存在。此外，從鮑魚(yú)、貝類、泥鰍、蠶蛹、中國(guó)林蛙等動(dòng)物中都能提取分離出有生物活性的多糖。

動(dòng)物多糖的種類包括糖原、甲殼素、肝素、硫酸軟骨素、透明質(zhì)酸、硫酸角質(zhì)素、酸性黏多糖或糖胺聚糖，其主要的藥理活性有抗腫瘤、提高免疫力，抗凝、抗血栓，降血糖、血脂，抗炎、抗疲勞等。隨著對(duì)多糖生物活性的廣泛研究，人們?cè)谒幚韺?shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)多種動(dòng)物多糖對(duì)正常小鼠或藥物致高血糖的小鼠有降血糖作用。由日本研究報(bào)道的一種低相對(duì)分子量的殼聚糖對(duì)鏈佐星誘導(dǎo)的非胰島素依賴型糖尿病有顯著的降血糖作用，并顯著抑制胰島細(xì)胞的免疫反應(yīng)［5］。進(jìn)一步研究表明，該殼聚糖對(duì)遺傳性肥胖型糖尿病小鼠降血糖的同時(shí)，也能劑量依賴性地降低甘油三酯［6］。實(shí)驗(yàn)證明，泥鰍多糖能明顯降低鏈佐星或四氧嘧啶所致糖尿病小鼠的血糖升高;同時(shí)泥鰍多糖還能明顯降低鏈佐星或四氧嘧啶所致糖尿病小鼠血清中的總膽固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白膽固醇升高。

3 真菌降血糖多糖

真菌多糖是從食藥用真菌子實(shí)體、菌絲體或發(fā)酵液中分離出來(lái)的代謝產(chǎn)物，在國(guó)際上被稱為“生物反應(yīng)調(diào)節(jié)劑”，能夠控制細(xì)胞分裂分化，調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)，具有抗腫瘤、抗病毒、降血糖、提高免疫力等多種生物活性［7］。同時(shí)微生物多糖具有許多植物多糖和動(dòng)物多糖不具備的優(yōu)良性質(zhì)，安全無(wú)毒，理化性質(zhì)獨(dú)特，生產(chǎn)周期短，不受季節(jié)、地域和病蟲(chóng)害等條件的限制，具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和廣闊的發(fā)展前景。

食用真菌是一大類具有很高食用及藥用價(jià)值的高等真菌，有些食用菌還具有較強(qiáng)的降血糖功效，而且不良作用較小，已越來(lái)越受到人們的關(guān)注。Li等［8］發(fā)現(xiàn)注射蟲(chóng)草多糖連續(xù)一周后，正常小鼠血糖水平顯著降低，高血糖小鼠的血清胰島素水平顯著升高。靈芝多糖也能增加正常小鼠和葡萄糖負(fù)荷小鼠的血漿胰島素水平。Kim等從姬松茸中提取出β-葡聚糖，再?gòu)摩?葡聚糖中分離出寡糖AO。對(duì)治療組大鼠分別給予2% β-葡聚糖和2%寡糖AO，實(shí)驗(yàn)維持6周。結(jié)果表明，兩個(gè)治療組的血清葡萄糖水平顯著下降，血清胰島素水平顯著上升，分泌量上升，但是寡糖AO的功效更明顯，大約是β-葡聚糖作用的兩倍。研究者認(rèn)為β-葡聚糖和寡糖AO都能增強(qiáng)胰島的增殖和繁殖作用，刺激胰島分泌胰島素，從而提高葡萄糖代謝。目前已經(jīng)證實(shí)，具有降血糖作用的食用菌有靈芝、蟲(chóng)草、香菇、銀耳、姬松茸、黑木耳、鬼傘、灰樹(shù)花、雞腿蘑、猴頭菇等。食用菌降血糖作用明顯，作用溫和，無(wú)明顯不良作用，并且有預(yù)防和治療糖尿病的作用。

4 降血糖作用機(jī)制

藥理研究表明，各種多糖的降血糖機(jī)制有所不同，而且多糖的降血糖機(jī)制常為多靶點(diǎn)、多效應(yīng)、多途徑的綜合作用。綜合目前降血糖多糖的研究，發(fā)現(xiàn)多糖的降血糖機(jī)制主要有以下幾種:修復(fù)和刺激胰島β細(xì)胞釋放胰島素;抑制α-葡萄糖苷酶，延緩葡萄糖在腸道的吸收;上調(diào)胰島素受體數(shù)目或提高其親和力，改善胰島素抵抗;拮抗升糖激素，抑制糖原分解，促進(jìn)糖原合成;抑制糖異生，促使糖的利用，增加葡萄糖的分解。

5 展望

多糖作為植物、動(dòng)物細(xì)胞膜，微生物細(xì)胞壁中的一類具有廣泛生物活性的天然生物大分子，由于其降血糖作用的溫和、持久，以及基本沒(méi)有不良作用等特點(diǎn)，已經(jīng)成為降血糖藥物和保健品開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。但由于多糖本身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，難以闡明有效成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)與降血糖活性之間的關(guān)系，以及其作用機(jī)制難以明確等原因，阻礙了多糖類降血糖藥物的發(fā)展。此外，分離純化技術(shù)落后，實(shí)驗(yàn)常采用水提醇沉得到的粗多糖，有效成分不明，可重復(fù)性差;基礎(chǔ)研究手段落后等問(wèn)題同樣成為其發(fā)展的障礙。因此我們需要在充分認(rèn)識(shí)天然多糖類活性物質(zhì)重要意義的前提下，整合現(xiàn)有技術(shù)手段，發(fā)展和創(chuàng)新研究方法，加大基礎(chǔ)研究力度，建立更加科學(xué)有效的分離純化技術(shù)和結(jié)構(gòu)解析技術(shù)，闡明降血糖活性和多糖的構(gòu)效關(guān)系及其作用機(jī)制、作用靶點(diǎn)，為多糖類降血糖藥物的發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。

［1］王雪松，鄭蕓，方積年．積雪草中降血糖多糖的研究［J］．中國(guó)藥學(xué)雜志，2005，40(22):1697-1700．

［2］趙元，張蓮英，胡曉燕，等．1種新的天然α-葡萄糖苷酶抑制劑的分離純化及其活性測(cè)定［J］．中國(guó)生化藥物雜志，2007，28(1):20-22．

［3］Hannan JM，Ali L，Rokeya B，et al．Soluble dietary fibre fraction of Trigonella foenum-graecum(fenugreek)seed improve glucose homeostasis in animal models of type 1 and type 2 diabetes by delaying carbohydrate digestion and absorption，and enhancing insulin action［J］．Br J Nutr，2007，97(3):514-521．

［4］Chau CF，Huang YL．Characterization of passion fruit seed fibres—a potential fibre source［J］．Food Chem，2004，85(2):189-194．

［5］Kondo Y，Nakatani A，Hayashi K，et al．Low molecular weight chitosan prevent the progression of low dose streptozotocin-induced slowly progressive diabetes mellitus in mice［J］．Biol Pharm Bull，2000，23(12):1458．

［6］Hayashi K，Ito M．Antidiabetic action of low molecular weight chitosan in genetically obese diabetic KK-Ay mice［J］．Biol Pharm Bull，2002，25(2):188．

［7］陳傳紅，金衛(wèi)根，李榮同，等．真菌多糖藥理作用研究進(jìn)展［J］．時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥，2006，17(6):933-934．

［8］Li SP，Zhang GH，Zeng Q，et al．Hypoglycemic activity of polysaccharide，with antioxidation，isolated from cultured cordyceps mycelia［J］．Phytomedicine，2006，13(6):428-433．