桑葉降糖有效部位及其作用機(jī)制的研究進(jìn)展*

方飛，吳新榮，鄭鵬成

(廣州軍區(qū)廣州總醫(yī)院藥劑科，510010)

糖尿病是由于胰島素分泌缺陷或胰島素作用障礙導(dǎo)致的一組以慢性高血糖為特征的代謝性疾病，久病可引起多系統(tǒng)損害。糖尿病已經(jīng)成為全球第三大非傳染性疾病，是嚴(yán)重威脅人類健康的世界性問(wèn)題。因此研發(fā)治療糖尿病的藥物受到高度重視?！侗静菥V目》稱桑葉乃手足陽(yáng)明之藥，汁煎代茗，能止消渴，明目長(zhǎng)發(fā)。亞洲很多國(guó)家都用桑葉來(lái)治療糖尿病。研究表明，桑葉可以明顯降低正常小鼠、鏈脲霉素及四氧嘧啶引起的糖尿病模型小鼠的血糖水平，MITCHELI等［1］在臨床上用桑葉提取物治療糖尿病取得一定療效，說(shuō)明桑葉提取物降低血糖、穩(wěn)定血糖水平效果顯著。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者注重研究桑葉降糖有效部位及其作用機(jī)制，同時(shí)加強(qiáng)了對(duì)有效部位的分離和篩選。研究和開(kāi)發(fā)桑葉資源，尋找有降糖作用的天然產(chǎn)物具有實(shí)際意義。筆者在閱讀大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，就桑葉降糖有效部位及其作用機(jī)制的研究概述如下。

1 桑葉降糖有效部位的研究

桑葉是我國(guó)傳統(tǒng)中藥，含有多種功能性成分，如礦物質(zhì)、維生素、食物纖維、氨基酸、植物甾醇、黃酮類、生物堿類物質(zhì)、多糖等。研究表明，桑葉的多糖、黃酮、生物堿類物質(zhì)均有不同程度的降血糖作用。

1.1 多糖類 桑葉含有豐富的多糖，呂慶等［2］采用二乙氨乙基纖維素柱層析法和凝膠柱層析法分離提取桑葉多糖后，得到了3種均一多糖，分別命名為SD2-3，SD3-3，SD3-4。通過(guò)紅外光譜圖分析可知，3種組分都含有糖類化合物的基本信息，而且都可能含有糖醛酸，同時(shí)都不存在甘露糖殘基。歐陽(yáng)臻等［3］將桑葉經(jīng)熱水提取乙醇沉淀得多糖粗品，經(jīng)脫蛋白、乙醇分級(jí)沉淀、二乙氨乙基纖維素柱和葡聚糖凝膠G-100柱層析，純化得MP11、MP12、Mp13多糖組分。經(jīng)糖腈乙?；幚砗筮M(jìn)行氣相色譜分析得知，MP11由L-鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、D-甘露糖、葡萄糖、半乳糖組成，其比例為21∶16∶3∶3∶1∶20;MP12由L-鼠李糖和葡萄糖組成，其比例為3∶1;MP13主要由L-鼠李糖組成。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以證明，桑葉中多糖組分復(fù)雜，而且各種組分的含量相差甚大。

1.2 黃酮類 黃酮類化合物占桑葉干質(zhì)量的1%～3%，是所有植物莖葉中含量較高的一種。SUN等［4］從桑葉中分離出包括紫云黃芪苷、槲皮素在內(nèi)的9種黃酮。邱進(jìn)等［5］用90%乙醇提取桑葉，用石油醚、三氯甲烷、乙酸乙酯萃取得到3個(gè)部位。乙酸乙酯部位經(jīng)反復(fù)硅膠柱層析，三氯甲烷-甲醇進(jìn)行梯度洗脫，反復(fù)聚酰胺層析，三氯甲烷-甲醇進(jìn)行梯度洗脫，以及Sephadex LH-22柱層析，三氯甲烷-甲醇(1∶1)洗脫，分離得到化合物I-V III。其中，黃酮類物質(zhì)有蘆丁、槲皮素、異槲皮苷、山柰酚。PAOLA等［6］采用高效液相色譜法分離桑葉成分，得到12種黃酮類化合物，紫外鑒定均為糖苷類，包括蘆丁、槲皮素、異槲皮素、紫云黃芪苷、槲皮素-吡喃葡萄糖苷及其衍生物。ZHANG等［7］發(fā)現(xiàn)4種新的黃酮，經(jīng)紫外分光光度法、磁共振等鑒定為 8-羥乙基-7，2＇，4＇-三羥基黃酮，7-甲氧基-8-羥乙基-2＇，4＇-雙羥基黃酮，2R* ，4R*-8-羥乙基-7，4＇-雙羥基-4，2＇-環(huán)氧黃酮，2″E-3＇-(4″-羥異戊烯基)-2，4，2＇，4＇-四羥基膽烷。楊艷等［8］采用硅膠、Sephadex LH-20、RP-C18等色譜方法分離純化桑葉，得到3種黃酮類化合物，經(jīng)磁共振譜、質(zhì)譜等波譜分析手段鑒定為去甲木菠蘿黃銅(norartocarpetin)、桑皮酮 C和 6-geranylapigenin。可見(jiàn)桑葉黃酮含量豐富，為研究其多種生理活性提供了基礎(chǔ)。

1.3 生物堿類 桑葉中含有多種多羥基生物堿。NAOKI等［9］通過(guò)改變 1-脫氧野尻霉素(1-Deoxynojirimycin，1-DNJ)的提取和純化工藝，從桑葉中分離出多種多羥基生物堿，包括DNJ、N-甲基-1-脫氧野尻霉素(NMe-DNJ)、2-氧-α-D半乳吡喃糖苷-1-脫氧野尻霉素、蕎麥堿(fagomine)、1，4-二脫氧-1，4-亞胺基-D-阿拉伯糖醇、1，4-二脫氧-1，4-亞胺基-(2-氧-β-D-吡喃葡萄糖苷)-D-阿拉伯糖醇和 1 α，2 β，3 α，4 β-四羥基-去甲莨菪烷(去甲莨菪緘)。KIYOTAKA等［10］采用色譜儀-串聯(lián)質(zhì)譜法分離出 DNJ、fagomine等多種生物堿，均具有降糖活性。

在植物中，唯有桑葉和桑根含有DNJ。因此它的分離提取方法、生理活性、降糖機(jī)制備受關(guān)注，國(guó)內(nèi)外研究頗多。分別有國(guó)外學(xué)者［11-13］采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用、液體層析聯(lián)用、高效液相色譜法及離子交換等手段分離純化DNJ，取得較好的效果。

2 桑葉降糖機(jī)制的研究現(xiàn)狀

現(xiàn)代藥理研究證明，桑葉具有降血糖、降血壓、抗氧化、抗菌、抗焦慮、抗疲勞等多種藥理活性，特別在對(duì)糖尿病及其并發(fā)癥的預(yù)防和治療方面，具有藥性平和、作用廣泛和不良反應(yīng)小等特點(diǎn)，涉及到多靶點(diǎn)、多途徑、多療效。

2.1 桑葉多糖治療糖尿病的作用機(jī)制 陳建國(guó)等［14］將四氧嘧啶導(dǎo)致的糖尿病模型小鼠灌胃給予桑葉多糖，探討桑葉多糖調(diào)節(jié)血糖的作用機(jī)制。結(jié)果證明，小鼠血清胰島素含量隨桑葉多糖劑量增高而逐漸增高，小鼠空腹血糖值隨桑葉多糖劑量增高而降低。說(shuō)明桑葉多糖能通過(guò)促進(jìn)四氧嘧啶糖尿病小鼠胰島素分泌，緩解小鼠糖尿病癥狀，改善其糖耐量，從而達(dá)到降低血糖、改善糖尿病癥狀的目的。

2.2 桑葉黃酮治療糖尿病的作用機(jī)制 PARK等［15］訂制5份食譜，正常飲食、0.5%桑葉、0.5%韓國(guó)紅參、0.5%大葉紫薇、0.5%混合物(桑葉、韓國(guó)紅參、大葉紫薇)，定時(shí)喂養(yǎng)DB/DB糖尿病小鼠，每2周取血測(cè)血糖、胰島素、三酰甘油、血紅蛋白。12周后處死小鼠，取組織并定時(shí)聚合酶鏈反應(yīng)(polymerase chain reaction，PCR)，測(cè)過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體-α(PPAR-α)、PPAR-γ 和低密度脂蛋白 (low-dersity lipopration cholesterol，LDL)的mRNA水平。結(jié)果顯示中藥喂養(yǎng)組均能降低血糖、胰島素、三酰甘油含量，而且小鼠肝內(nèi) PPAR-α、PPAR-γ，脂肪組織內(nèi)的 LDL均表達(dá)上調(diào)。說(shuō)明桑葉、韓國(guó)紅參、大葉紫薇通過(guò)調(diào)節(jié)PPAR介導(dǎo)的脂質(zhì)代謝來(lái)增加胰島素的敏感性和降血糖。PPAR是一類主要調(diào)控糖脂代謝與脂肪細(xì)胞分化的核受體，與肥胖、胰島素抵抗和糖尿病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，其激動(dòng)藥作為胰島素增敏藥治療2型糖尿病也被臨床廣泛應(yīng)用。朱玉霞等［16］研究桑葉黃酮提取物對(duì)高脂喂養(yǎng)的2型糖尿病模型大鼠胰島素抵抗影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)桑葉黃酮治療組的PPARγ mRNA表達(dá)明顯高于對(duì)照組。

另外，黃酮類物質(zhì)具有很強(qiáng)的抗氧化性，能清除自由基，保持胰島素β細(xì)胞的完整性。BYAMBAA等［17］報(bào)道桑葉槲皮素可以防止LDL氧化，減弱缺乏LDL受體小鼠的動(dòng)脈粥樣硬化。將桑葉黃酮喂養(yǎng)高脂小鼠，結(jié)果顯示桑葉黃酮可以明顯降低血液中的三酰甘油、膽固醇、LDL含量，說(shuō)明桑葉黃酮可以降血脂。綜上，桑葉黃酮治療和預(yù)防糖尿病及其并發(fā)癥有較好效果［18］。

2.3 桑葉生物堿治療糖尿病的作用機(jī)制 桑葉中含有多種多羥基生物堿，包括 DNJ、NMe-DNJ、2-氧-α-D半乳吡喃糖苷-1-DNJ、fagomine等。DNJ含量較豐富，占生物堿含量＞50%，而且DNJ是一種強(qiáng)α-葡萄糖苷酶抑制藥，可以抑制小鼠和人類餐后血糖的升高［19］，所以備受關(guān)注。研究表明，DNJ類似雙糖結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性抑制與α-葡萄糖苷酶上的位點(diǎn)結(jié)合，從而抑制酶水解體內(nèi)的雙糖，延緩葡萄糖的吸收，從而降低血糖水平。

KONG等［20］用桑葉 DNJ喂養(yǎng) OLETF糖尿病小鼠，發(fā)現(xiàn)DNJ可以降低餐后血糖，改善糖耐量，同時(shí)增加胰島素敏感性，是一種強(qiáng)的抗糖尿病成分。

XIAO等［21］取小鼠骨骼肌進(jìn)行體外培養(yǎng)，給予桑葉提取物處理后，發(fā)現(xiàn)可以增加葡萄糖吸收的速率。實(shí)驗(yàn)證明桑葉提取物激活了腺苷單磷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)及其下游酶AS160的磷酸化，從而促使促葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4(glucose transporter protein 4，GLUT4)的轉(zhuǎn)位，促進(jìn)骨骼肌組織對(duì)葡萄糖的吸收，穩(wěn)定體內(nèi)血糖水平。GLUT4是脂肪細(xì)胞和骨骼肌細(xì)胞協(xié)助葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)的主要蛋白質(zhì)，其介導(dǎo)的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)是骨骼肌的糖代謝的主要限速步驟。研究顯示，小鼠GLUT4表達(dá)失常導(dǎo)致胰島素抵抗，在DB/DB大鼠模型中GLUT4過(guò)多表達(dá)可以明顯改善糖尿病癥狀。GLUT4轉(zhuǎn)位涉及胰島素信號(hào)傳導(dǎo)途徑和AMPK途徑，AMPK是一種異源三聚體蛋白，其活化后能夠調(diào)節(jié)葡萄糖和脂類代謝，抑制胰島素抵抗，對(duì)2型糖尿病患者骨骼肌和肝臟具有明顯的保護(hù)作用。不過(guò)該實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有進(jìn)一步研究到底是哪一種活性成分發(fā)揮了作用。國(guó)外有報(bào)道稱小檗堿［22］有相同的作用途徑，而 TSUYOSHI等［23］發(fā)現(xiàn)DNJ和meDNJ可以上調(diào)AMPK和脂聯(lián)素的表達(dá)，激活β-氧化系統(tǒng)，改善糖尿病小鼠的胰島素抵抗。因此可以推斷DNJ可以激活A(yù)MPK磷酸化，促進(jìn)GLUT4轉(zhuǎn)位。

3 展望

糖尿病是一種受遺傳和環(huán)境因素影響的多因素內(nèi)分泌疾病，臨床以高血糖、葡萄糖耐量降低及胰島素釋放試驗(yàn)異常為主要標(biāo)志，嚴(yán)重危害人類健康。目前，全球共有1.5億糖尿病患者，預(yù)計(jì)到2025年會(huì)達(dá)到3億患者。臨床上治療糖尿病的藥物包括二甲雙胍、磺脲類、二肽基肽酶IV抑制藥，PPAR-γ激動(dòng)藥、α-葡萄糖苷酶抑制藥、胰島素、胰高血糖素樣肽-1類似物，這些藥物雖有一定的療效，但都存在療效低、耐用性低、毒性大等問(wèn)題。例如，磺脲類和胰島素能增加體質(zhì)量，并增加低血糖風(fēng)險(xiǎn);二甲雙胍和α-糖苷酶抑制藥有消化道反應(yīng);噻唑烷二酮類可引起水腫、體質(zhì)量增加，并有可能增加心力衰竭和骨折風(fēng)險(xiǎn)。因此，尋求療效高、不良反應(yīng)小的降糖藥物是目前國(guó)內(nèi)外研究開(kāi)發(fā)治療糖尿病藥物的熱點(diǎn)。桑葉作為國(guó)家衛(wèi)生部公布的藥食兩用中藥，具有滋陰補(bǔ)血、疏風(fēng)散熱、益肝通氣、降壓利尿之功效。綜上所述，桑葉在對(duì)糖尿病及其并發(fā)癥的預(yù)防和治療方面具有藥性平和、作用廣泛和不良反應(yīng)小等特點(diǎn)，因此桑葉的開(kāi)發(fā)應(yīng)用具有重大意義。

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