靈芝對(duì)糖尿病及其并發(fā)癥防治作用的研究進(jìn)展

白麗娟 徐金東 張一帆 謝意珍 焦春偉

（1廣東省微生物研究所/省部共建華南應(yīng)用微生物國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣東省菌種保藏與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣東省微生物應(yīng)用新技術(shù)公共實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州510663；2廣東省心血管病研究所/廣東省人民醫(yī)院/廣東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院麻醉科，廣東廣州510080；3廣東粵微食用菌技術(shù)有限公司，廣東廣州510070）

糖尿病是一種胰島素分泌相對(duì)或絕對(duì)不足引起的慢性代謝性疾病，主要臨床表現(xiàn)為多飲、多食、多尿及體重減輕等，同時(shí)伴隨高血糖和高尿糖狀態(tài)。長期高血糖還會(huì)導(dǎo)致各種組織，特別是眼、腎、心臟、血管、神經(jīng)的慢性損害及功能障礙，即糖尿病并發(fā)癥。糖尿病并發(fā)癥對(duì)患者的健康構(gòu)成威脅，甚至致殘或早亡[1]。據(jù)國際糖尿病聯(lián)合會(huì)統(tǒng)計(jì)，2011年全球糖尿病總患者為3億6600萬人，預(yù)計(jì)到2030年底將上升到5億5200萬人[2]。因此，糖尿病及其并發(fā)癥已成為嚴(yán)重威脅人類健康的世界性公共衛(wèi)生問題[3]。

靈芝是比較珍貴的中草藥，在我國有悠久的藥用、食用歷史。靈芝是真菌擔(dān)子菌亞門，層菌綱，多孔菌目，多孔菌科，靈芝屬藥用真菌。靈芝主要有多糖類、核苷類、呋喃類、三萜類、生物堿、氨基酸多肽類及微量元素等。靈芝及其提取物具有多種藥理作用，如抗腫瘤、增強(qiáng)免疫功能、降血糖、保肝、抗衰老、抗炎、抗凝血等[4]。已有試驗(yàn)證實(shí)，靈芝多糖能夠提高胰島素敏感性，提高胰島素分泌水平，從而產(chǎn)生降血糖作用[5]。陳偉強(qiáng)[6]等研究表明靈芝多糖對(duì)糖尿病大鼠血糖、胰島素的影響，靈芝多糖治療后，糖尿病大鼠血糖水平顯著下降（P＜0.05），血清胰島素顯著升高（P＜0.05），糖尿病大鼠胰島素分泌增多，從而改善糖代謝和脂代謝。靈芝水提取物能抑制糖尿病大鼠的食物攝取，降低血清中的葡萄糖并提升胰島素的分泌水平[7]。靈芝其他的活性成分在糖尿病及其并發(fā)癥發(fā)展也越來越受到人們的關(guān)注。為此，筆者闡述了靈芝及其活性成分在糖尿病防治中的作用和主要機(jī)制，為靈芝及其活性成分的藥用和食療價(jià)值研究提供科學(xué)依據(jù)。

1 靈芝及活性成分與糖尿病的關(guān)系

1.1 靈芝與肥胖性糖尿病的關(guān)系

糖尿病是慢性血糖增高的代謝性疾病，2005年國際糖尿病聯(lián)盟提出，肥胖尤其是腹型肥胖是代謝綜合征的重要危險(xiǎn)因素?；颊叱霈F(xiàn)糖尿病后，其糖代謝和脂代謝的紊亂程度將更加嚴(yán)重，造成血糖、血脂上升，脂肪的分布情況也相對(duì)變化，這些都會(huì)不斷增加肥胖的程度[8]。我國20歲以上的糖尿病患者為9240萬，已經(jīng)成為全球糖尿病患者最多的國家。既往觀點(diǎn)認(rèn)為肥胖可引起胰島素抵抗，進(jìn)而引起糖尿病，但這明顯無法解釋那些代謝正常的肥胖人群。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)胰島素抵抗與脂肪沉積的部位有很大關(guān)系，內(nèi)臟脂肪含量過高易導(dǎo)致胰島素抵抗，進(jìn)而發(fā)展成糖尿病患者[9-10]。研究發(fā)現(xiàn)，脂肪組織是人體重要的能量儲(chǔ)存器和內(nèi)分泌器官，但脂肪組織過多積累會(huì)導(dǎo)致大量脂肪酸溢出，并異位沉積，從而引發(fā)脂質(zhì)代謝紊亂和胰島素抵抗[11]。而研究發(fā)現(xiàn)長時(shí)間大量的脂肪酸刺激會(huì)使線粒體功能紊亂，進(jìn)而出現(xiàn)線粒體數(shù)量減少，影響葡萄糖的代謝。同時(shí)線粒體的功能異常會(huì)導(dǎo)致大量氧自由基及氧化的脂肪酸生成，上述物質(zhì)會(huì)通過激活核因子Kappa、白細(xì)胞介素6（IL-6）等炎癥因子的相關(guān)通路影響胰島素的信號(hào)傳導(dǎo)[12-14]。

此外，內(nèi)臟脂肪組織會(huì)導(dǎo)致游離脂肪酸水平增加，同時(shí)使載脂蛋白B100（ApoB100）減少、脂蛋白脂酶受到抑制，甘油三酯（TG）轉(zhuǎn)運(yùn)出肝的能力受損，最終導(dǎo)致脂肪在肝臟堆積，引起肝臟脂肪變化，進(jìn)一步加重胰島素抵抗[15]；還會(huì)直接導(dǎo)致糖脂代謝紊亂，減低葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2（GLUT2）的表達(dá)，并損害胰島β細(xì)胞分泌胰島素的功能。因此機(jī)體內(nèi)長時(shí)間過度產(chǎn)生的高游離脂肪酸與肥胖、高血壓、血脂代謝紊亂、2型糖尿病等代謝綜合癥密切相關(guān)[16]。游離脂肪酸主要是通過β氧化分解產(chǎn)生的多種中間代謝產(chǎn)物例如乙酰乙酸、丙酮、乳酸等都可轉(zhuǎn)化為丙酮酸，經(jīng)進(jìn)一步氧化獲得大量乙酰CoA，乙酰CoA是丙酮酸羧激酶變構(gòu)激活劑，乙酰CoA在丙酮酸羧激酶的作用下轉(zhuǎn)化為草酰乙酸促進(jìn)肝糖異生。因此，糖尿病的發(fā)生導(dǎo)致機(jī)體代謝機(jī)制紊亂，在高濃度游離脂肪酸狀態(tài)下脂肪酸氧化代謝增強(qiáng)，糖異生底物增多，從而促進(jìn)糖原分解和糖異生的增加。

靈芝及其分離活性成分對(duì)脂代謝活性具有調(diào)控作用，可以通過調(diào)整炎癥因子表達(dá)水平的方式改善肥胖及脂肪異位對(duì)人體造成的傷害。胰島素不足，可能導(dǎo)致脂蛋白脂肪酶活性降低，引起外周脂肪組織產(chǎn)生游離脂肪酸（FFA），通常會(huì)導(dǎo)致血脂異常，靈芝多糖可在胰島素作用，降低脂類分解水平及TC生物活性酶活性，使外周組織轉(zhuǎn)運(yùn)肝臟的TC加速代謝和排泄，從而降低心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)[17]。多數(shù)研究認(rèn)為靈芝多糖降糖機(jī)制是通過修復(fù)胰島β細(xì)胞，增加胰島素分泌，以及促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)和直接改善葡萄糖在體內(nèi)的氧化而發(fā)揮降糖作用[18]。

1.2 靈芝抗炎作用與糖尿病的關(guān)系

胰島素抵抗隨著肥胖、2型糖尿病、代謝綜合征在世界范圍內(nèi)的迅速增長，已經(jīng)成為人們最為關(guān)注的問題之一。它既是多種疾病的共同危險(xiǎn)因素又是2型糖尿病、代謝綜合征的主要生理學(xué)基礎(chǔ)。近年來流行病學(xué)與實(shí)驗(yàn)研究資料證實(shí)，炎癥與胰島素抵抗之間存在著相關(guān)關(guān)系，并推測(cè)炎癥可能為促進(jìn)胰島素抵抗的重要因素[19-20]。

炎癥是機(jī)體對(duì)組織損傷的一種局部保護(hù)性反應(yīng)，它是機(jī)體損傷與抗損傷的統(tǒng)一過程，是一種防御性反應(yīng)，當(dāng)炎性反應(yīng)持續(xù)存在并超出機(jī)體平衡和修復(fù)能力時(shí)才會(huì)損害健康。在正常個(gè)體中，該反應(yīng)能促進(jìn)遭受破壞的內(nèi)環(huán)境恢復(fù)穩(wěn)態(tài)，而在對(duì)急性反應(yīng)高度敏感的個(gè)體，這種反應(yīng)將導(dǎo)致疾病的發(fā)生，而非修復(fù)。先天性免疫反應(yīng)中的一系列“崗哨”細(xì)胞如巨噬細(xì)胞、抗原呈遞細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、枯否細(xì)胞以及脂肪細(xì)胞受到來自感染、化學(xué)物質(zhì)等體外潛在的環(huán)境危險(xiǎn)刺激時(shí)，便通過結(jié)構(gòu)識(shí)別受體激活炎癥信號(hào)通路，從而釋放各種炎性因子以及炎性介質(zhì)如腫瘤壞死因子-α（TNF-α），白細(xì)胞介素6（interleukin-6，IL-6）、單核細(xì)胞趨化蛋白1、核因子κВ（nuclearfac-tor-κB，NF-κB）以及一些脂肪因子等，進(jìn)而引起胰島素抵抗，胰島素分泌功能障礙[21]。

TNF-α是一非糖基化蛋白，多種細(xì)胞如巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、肥大細(xì)胞均具有合成、分泌TNF-α的潛能。有研究發(fā)現(xiàn)，脂肪細(xì)胞也可以分泌TNF-α[22]。多種胰島素抵抗的肥胖鼠模型脂肪組織中均存在TNF-α的過度表達(dá)，其mRNA水平較對(duì)照組高2～3倍，而且已有大量證據(jù)證明TNF-α參與了胰島素抵抗的形成，在胰島素抵抗的發(fā)病機(jī)制中起重要作用[23]。HOTAMISLIGIL[24]等報(bào)道，在肥胖小鼠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)炎性因子TNF-α的表達(dá)，TNF-α與可溶性的TNF-α受體結(jié)合后可以降低動(dòng)物體內(nèi)胰島素抵抗的程度。應(yīng)用靈芝顆粒治療2型糖尿病患者，可明顯降低2型糖尿病患者的血糖水平，有效改善胰島素抵抗（IR）程度，作用機(jī)制可能與其有效上調(diào)炎癥因子脂聯(lián)素、降低瘦素水平有關(guān)，從而減輕機(jī)體炎癥狀態(tài)，有效改善胰島素抵抗程度[25]。毛春譜[26]等對(duì)鏈脲佐菌素（STZ）所致糖尿病大鼠予以不同劑量靈芝多糖進(jìn)行治療性灌胃，結(jié)果顯示，靈芝多糖可能通過下調(diào)糖尿病大鼠腎病中轉(zhuǎn)化生長因子（TGF-β1）和IV型膠原（CO-IV），減少細(xì)胞外基質(zhì)積聚，起到對(duì)糖尿病大鼠腎臟保護(hù)作用。ZHANG[27]等發(fā)現(xiàn)靈芝多糖可以通過激活核因子κВ（nuclearfac-tor-κB，NF-κB）和抑制自由基的形成，從而扭轉(zhuǎn)由四氧嘧啶引起的胰島細(xì)胞的流失。

1.3 靈芝對(duì)糖尿病及其并發(fā)癥的治療作用

靈芝及活性成分對(duì)糖尿病患者及動(dòng)物模型血糖、血脂及胰島素水平具有一定的調(diào)節(jié)作用。研究顯示，靈芝多糖具有明顯的降血糖、增加胰島素分泌、改善糖耐量[28]、調(diào)節(jié)血脂、延緩糖尿病并發(fā)癥的作用?？航▏鳾29]采取運(yùn)動(dòng)及靈芝多糖干預(yù)來觀察其對(duì)大鼠血清胰島素及β細(xì)胞功能指數(shù)（HBCI）和胰島素敏感性指數(shù)（ISI）的影響，發(fā)現(xiàn)經(jīng)運(yùn)動(dòng)和靈芝多糖干預(yù)后，靈芝多糖均可以增加血清胰島素、增強(qiáng)β細(xì)胞功能及胰島素敏感性，而且合理運(yùn)動(dòng)結(jié)合補(bǔ)充靈芝多糖在升高血清胰島素水平和增強(qiáng)β細(xì)胞功能上明顯優(yōu)于單純運(yùn)動(dòng)，而在增加胰島素敏感性上則明顯優(yōu)于單純補(bǔ)充靈芝多糖。靈芝多糖更側(cè)重于增加胰島素分泌，胰島素分泌增加可通過促進(jìn)β細(xì)胞修復(fù)和刺激現(xiàn)有β細(xì)胞分泌來增加胰島素濃度。張慧娜等通過對(duì)離體大鼠胰島細(xì)胞的研究結(jié)果顯示，靈芝多糖GL-PS能直接促進(jìn)β細(xì)胞分泌胰島素，并推測(cè)靈芝多糖GL-PS可能通過促進(jìn)胰島β細(xì)胞葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2（GLUT2）的蛋白表達(dá)，從而有助于葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)入β細(xì)胞，促進(jìn)胰島素外Ca2+內(nèi)流而促進(jìn)胰島素釋放[30]。

糖尿病相關(guān)并發(fā)癥是疾病治療和患者生存質(zhì)量的重要影響因素。靈芝多糖在糖尿病患者皮膚損傷的免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮著十分重要的作用。在糖尿病患者皮膚損傷時(shí)，細(xì)胞可能會(huì)凋亡，增殖停滯，糖尿病皮損難以恢復(fù)。王海鷹用靈芝多糖處理糖尿病患者皮膚損傷，24 h后檢測(cè)細(xì)胞周期變化，發(fā)現(xiàn)靈芝多糖處理后可以明顯促進(jìn)細(xì)胞周期G1期到S期轉(zhuǎn)換，從而促進(jìn)細(xì)胞分裂和增殖，對(duì)改善糖尿病皮損有著十分重要的作用[31]。

鄭麗相關(guān)研究證實(shí)中高劑量靈芝多糖可以提高血清中過氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-PX）活力，增強(qiáng)機(jī)體清除氧自由基的能力，減少氧自由基對(duì)心肌的刺激和損傷作用，進(jìn)而降低血清晚期糖基化終末產(chǎn)物（ACE）水平和心肌纖維化程度，延緩糖尿病心肌纖維化并發(fā)癥的進(jìn)程[32]。

CHENG等研究還發(fā)現(xiàn)，在糖尿病小鼠的傷口上涂抹靈芝多糖提取液和克里諾姆凝膠有明顯的真皮愈合作用，可促進(jìn)皮膚再生，加速傷口閉合[33]。靈芝多糖提取液能夠刺激傷口周邊的炎癥細(xì)胞、纖維母細(xì)胞和角質(zhì)細(xì)胞，使得肉芽組織得以迅速成熟，疤痕寬度明顯減小。

王堯等發(fā)現(xiàn)靈芝能明顯降低糖尿病鼠的尿微量白蛋白的排泄率及形態(tài)學(xué)異常，并在某種程度上抑制轉(zhuǎn)化生長因子（TGF-β1）的表達(dá)和合成，表明靈芝對(duì)糖尿病鼠早期腎臟病變有一定的抑制作用[34]。薛華等研究發(fā)現(xiàn)靈芝多糖能夠明顯改善2型糖尿病（T2DM）大鼠血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)，降低其氧化應(yīng)激的水平[35]。喬進(jìn)等聯(lián)合應(yīng)用靈芝多糖和二甲雙胍在改善2型糖尿病大鼠模型心肌重構(gòu)方面明顯優(yōu)于單用，可能與調(diào)節(jié)心肌膠原容積分?jǐn)?shù)，改善心肌血流動(dòng)力學(xué)及下調(diào)心肌基質(zhì)金屬蛋白酶-2（MMP-2）的表達(dá)有關(guān)[36]。

2 靈芝藥代動(dòng)力學(xué)研究

藥代動(dòng)力學(xué)（Pharmacokinetics，PK）是藥物代謝和藥物動(dòng)力學(xué)的總稱，它是研究藥物在生物體內(nèi)的吸收、分布、代謝和排泄過程及規(guī)律的一門學(xué)科。從藥物發(fā)現(xiàn)到新藥上市的過程是一個(gè)長周期、高投入、高風(fēng)險(xiǎn)的過程，大約40%的候選藥物因?yàn)槠涠舅幬飫?dòng)力學(xué)（ADME）特性不佳而被淘汰。因此，在現(xiàn)代藥物研發(fā)過程中，化合物的藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)已成為評(píng)判其成藥性的重要標(biāo)準(zhǔn)，通過早期ADME評(píng)價(jià)，可極大避免藥物后期因?yàn)榇朔N原因被淘汰而帶來的巨大經(jīng)濟(jì)和時(shí)間損失。目前關(guān)于靈芝藥代動(dòng)力學(xué)的研究主要集中在靈芝三萜。薛彬彬等在口服靈芝總?cè)拼笫笱獫{中檢測(cè)到靈芝酸C2、靈芝酸C6、靈芝酸G、靈芝酸B和靈芝酸A，說明靈芝總?cè)浦徐`芝酸單體可以被直接吸收入血[37]。WANG等首次報(bào)道了口服靈芝總?cè)坪蟠笫笱獫{中靈芝酸C2、靈芝酸B、靈芝酸K和靈芝酸H的藥代動(dòng)力學(xué)特性，四種靈芝酸均可以快速吸收入血，其Mmax小于40 min，其Vd值均大于大鼠血液總體積，提示這四種靈芝酸在大鼠器官中分布廣泛，四種靈芝酸的血藥濃度時(shí)間曲線的末端均有微弱的第二個(gè)吸收峰，推測(cè)靈芝酸的吸收過程中存在肝腸循環(huán)的現(xiàn)象[38]。

GUO等人對(duì)靈芝酸C2在大鼠血漿中藥物濃度隨時(shí)間的變化檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，靈芝酸C2可以快速吸收入血，Tmax為25.19 min，并且消除緩慢，在480 min具有雙吸收峰，提示靈芝酸C2在代謝吸收的過程中存在肝腸循環(huán)[39]。CHEN等對(duì)靈芝酸T藥代動(dòng)力進(jìn)行考察，口服給予大鼠后靈芝酸T的血藥濃度時(shí)間曲線在60 min和180 min各有一個(gè)吸收峰，其絕對(duì)生物利用度為41.98%[40]，靈芝醇F的生物利用度為10.5%[41]。CHENG等對(duì)靈芝酸D及其試驗(yàn)大鼠體內(nèi)主要代謝產(chǎn)物靈芝酸B的藥代動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行考察。靈芝酸D制備成脂質(zhì)納米制劑后其生物利用度從22%升高到70%，從107.18 ng/mL升高到1555.59 ng/mL，吸收速率加快，Tmax從2.00 h降低到0.36 h。靈芝酸D吸收進(jìn)入大鼠血漿后，快速生成靈芝酸B，靈芝酸D和其代謝產(chǎn)物靈芝酸B的藥代動(dòng)力學(xué)特性相近，且均有雙吸收峰[42]。

現(xiàn)代研究表明，靈芝的藥理作用涵蓋內(nèi)、外、婦、兒、五官各科疾病。靈芝不同于一般藥物對(duì)某種疾病的治療作用，亦不同于一般營養(yǎng)保健食品只對(duì)某一方面營養(yǎng)素的不足進(jìn)行補(bǔ)充和強(qiáng)化，而是在整體上雙向調(diào)節(jié)人體機(jī)能平衡，調(diào)動(dòng)機(jī)體內(nèi)部活力，調(diào)節(jié)人體新陳代謝機(jī)能，提高自身免疫能力，促使全部的內(nèi)臟或器官機(jī)能正?；ｌ`芝多糖可以升高小鼠血糖胰島素水平，降低血糖濃度，起到降血糖的作用[43]。

蛋白質(zhì)酪氨酸磷酸酶IB（PTPIB）是糖尿病重要的藥物作用靶點(diǎn)，體外實(shí)驗(yàn)表明靈芝蛋白多糖提取物可以抑制PTPIB活性[44]，糖尿病模型小鼠體內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果顯示靈芝多糖具有劑量依賴性的降血糖降血脂作用，可以升高血中胰島素水平，抑制PTPIB活性，降低糖尿病模型小鼠骨骼肌細(xì)胞中PTPIB的蛋白表達(dá)[45]。

靈芝蛋白LZ-8可以顯著降低淋巴細(xì)胞浸潤，增強(qiáng)糖尿病模型小鼠體內(nèi)胰島素的抗體監(jiān)測(cè)。LZ-8能夠降低血糖濃度，對(duì)2型糖尿病均有治療作用[46]。靈芝三萜和多糖是靈芝的兩種主要藥理活性成分，靈芝作為臨床治療及日常保健廣泛使用的中草藥，在降血糖、抗腫瘤、提高免疫力等方面具有非凡的作用，有必要利用先進(jìn)技術(shù)和手段開發(fā)新的靈芝降血糖藥物，為靈芝的進(jìn)一步開發(fā)利用提供參考。

3 展望

傳統(tǒng)中藥靈芝是擔(dān)子菌綱多孔菌科靈芝屬真菌赤芝和紫芝的子實(shí)體，古書記載靈芝具有養(yǎng)心安神、補(bǔ)氣益血、滋補(bǔ)強(qiáng)壯、扶正固本的功效?，F(xiàn)代研究表明靈芝具有調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)、保護(hù)心腦血管系統(tǒng)、降血糖作用、保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)、調(diào)節(jié)呼吸系統(tǒng)、抗氧化、抗腫瘤等作用。對(duì)于靈芝與糖尿病防治的關(guān)系而言，靈芝對(duì)血糖、胰島素敏感性、炎癥因子及其血脂水平具有調(diào)控作用，然而，多數(shù)結(jié)論是建立在動(dòng)物試驗(yàn)的基礎(chǔ)之上。隨著靈芝活性成分的結(jié)構(gòu)特性及生物學(xué)作用機(jī)理的研究深入，希望后續(xù)多開展大型臨床對(duì)照試驗(yàn)，進(jìn)一步探究靈芝在人體內(nèi)血糖和改善糖尿病并發(fā)癥分子水平的作用機(jī)制、相關(guān)藥動(dòng)學(xué)和藥效學(xué)及毒副作用，將靈芝開發(fā)成有效的糖尿病及其并發(fā)癥防治的新型天然藥物，為廣大患者造福。