茶葉的降血糖活性及作用機(jī)理研究進(jìn)展

◎ 張志靈，彭芳剛，單婭媚

（1.衡陽(yáng)師范學(xué)院南岳學(xué)院，湖南 衡陽(yáng) 421002；2.衡陽(yáng)師范學(xué)院生命科學(xué)與環(huán)境學(xué)院，湖南 衡陽(yáng) 421008；3衡陽(yáng)師范學(xué)院南岳山區(qū)生物資源保護(hù)與利用湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 衡陽(yáng) 421008）

現(xiàn)代人的不良飲食習(xí)慣和生活方式，導(dǎo)致慢性疾病的發(fā)病率逐漸提高。國(guó)際糖尿病聯(lián)合會(huì)統(tǒng)計(jì)， 2021年全球成年糖尿病患者達(dá)到5.37億，其中成年人患病率為10.5%，相比2019年增幅達(dá)16%，預(yù)計(jì)2045年將達(dá)7.83億。其中我國(guó)2021年糖尿病患者為1.4億，相比2011年增幅達(dá)56%，預(yù)計(jì)2045年將達(dá)1.74億?？梢?jiàn)，糖尿病已成為困擾全球的慢性疾病，危害全球性公共健康，需引起重視。糖尿病（Diabetes Mellitus，DM）是一種由于機(jī)體胰島素分泌缺陷和（或）胰島素作用障礙所導(dǎo)致的以高血糖為特征的慢性內(nèi)分泌代謝失常性疾病。持續(xù)高血糖會(huì)造成代謝紊亂，并導(dǎo)致全身組織器官發(fā)生功能障礙。

糖尿病目前無(wú)法治愈，只能通過(guò)科學(xué)合理的方式將血糖控制在合理范圍，使用藥物降糖是目前最常見(jiàn)最有效的方法。糖尿病患者多數(shù)需要長(zhǎng)期甚至終身用藥，因而不可避免出現(xiàn)消化道反應(yīng)、低血糖反應(yīng)和心血管系統(tǒng)影響等藥物不良反應(yīng)[1]。尋找安全有效的天然降糖物質(zhì)成為糖尿病研究的熱點(diǎn)。20世紀(jì)70年代，福建省泉州人民醫(yī)院的蔡鴻恩醫(yī)生[2]選用清源山七十年以上的老茶樹(shù)治療糖尿病，研究發(fā)現(xiàn)采用單純飲茶法對(duì)輕型病癥有明顯療效，對(duì)嚴(yán)重病例無(wú)效；采用中西醫(yī)結(jié)合法（降糖藥+飲淡茶）不論輕重型病例，總有效率達(dá)70%。20世紀(jì)80年代，日本學(xué)者清水岑夫[3]以高血糖鼠為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)相比茶溫水浸出物和茶沸水浸出物，服用茶冷水浸出物的老鼠血糖下降更明顯，下降率達(dá)40%。應(yīng)劍等[4]統(tǒng)計(jì)近30年來(lái)主要期刊中關(guān)于茶與糖尿病的研究性論文發(fā)表情況發(fā)現(xiàn)，從1990—1999年的356篇，到2000—2009年的1 573篇，再到2010—2019年（截止到2019年6月）的15 456篇，近10年的相關(guān)成果是前10年的10倍，而且大多是英文論文，可見(jiàn)茶葉的降血糖效果引起了全球科研者的重視。本文通過(guò)對(duì)茶葉的降血糖活性及作用機(jī)理進(jìn)行綜述，期望為相關(guān)研究提供理論依據(jù)。

1 茶葉的降血糖功效

我國(guó)是茶葉大國(guó)，茶葉種類繁多。按照發(fā)酵程度由低到高將茶葉分為6類：綠茶、白茶、黃茶、烏龍茶、紅茶和黑茶。多項(xiàng)研究證明各類茶均具有降血糖功效，其中綠茶和紅茶國(guó)內(nèi)外研究最多，其他茶相對(duì)較少，尤其是白茶和黃茶。HAIDARI等[5]研究發(fā)現(xiàn)綠茶醇提物可以有效降低糖尿病大鼠的血糖、總膽固醇，還可緩解糖尿病引發(fā)的體重減輕。周陽(yáng)等[6]比較同一鮮葉制備而成的紅茶和其發(fā)花紅磚茶（在紅茶的基礎(chǔ)上增加了汽蒸、壓制、發(fā)花及干燥等工藝）對(duì)高血糖模型小鼠的降血糖效果，結(jié)果發(fā)花紅磚茶在改善胰島素水平、血糖水平、口服耐糖量等方面都顯著優(yōu)于紅茶。朱將雄等[7]比較茯磚茶、青磚茶、普洱茶、六堡茶 4種黑茶對(duì)T2DM小鼠的降血糖活性，發(fā)現(xiàn)4種茶能顯著降低小鼠體內(nèi)的血糖，其中六堡茶的降血糖活性最佳。HOSODA等[8]以Ⅱ型糖尿病人為研究對(duì)象發(fā)現(xiàn)喝烏龍茶后，糖尿病人的血糖水平極顯著下降，烏龍茶與降糖藥物一起使用時(shí)，降糖效果更佳。周宇紅等[9]研究發(fā)現(xiàn)Ⅱ型糖尿病患者及糖耐受損傷受試者連續(xù)飲用白茶30 d后（原治療糖尿病藥物種類和劑量不變），口渴、多飲癥狀改善，空腹血糖和餐后2 h血糖下降，臨床觀察降糖總有效率為48%。TENG等[10]研究發(fā)現(xiàn)攝入大黃茶膳食補(bǔ)充劑的db/db小鼠，多飲多食癥狀明顯減少，血糖水平顯著降低，葡萄糖耐受性明顯增加。

2 茶葉中具有降血糖活性的功能成分

茶葉的降血糖活性與其所含的功能成分密不可分，已明確具有降血糖活性的茶功能成分主要有以下幾種。

2.1 茶多糖

茶多糖（Tea Polysaccharide，TPS）是一種與蛋白質(zhì)結(jié)合的酸性雜多糖，是茶葉中降血糖活性及防治糖尿病功效最為突出的功能成分，其降血糖作用效果受到茶葉的產(chǎn)地、品種、加工工藝、茶多糖的攝入方式、提取方法及茶葉的陳化時(shí)間等因素的影響。

倪德江等[11]采用3種相同鮮葉原料分別加工成綠茶、烏龍茶和紅茶，再提取茶多糖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)型DM小鼠的降血糖試驗(yàn)，結(jié)果表明3類茶多糖都具有降血糖效果，烏龍茶多糖降血糖效果最好，3種鮮葉原料以湖北福鼎大白茶種為原料的降血糖效果最好。王丁剛等[12]以正常小鼠和四氧嘧啶高血糖模型小鼠為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)腹腔注射綠茶多糖的降血糖作用均優(yōu)于口服綠茶多糖。陳浩等[13]研究陳化1年、3年、5年的普洱茶的茶多糖降血糖作用，發(fā)現(xiàn)陳化時(shí)間為5年的普洱茶多糖得率最高，抑制餐后血糖升高的能力最佳，對(duì)ɑ-葡萄糖苷酶的抑制作用也最高。李布青等[14]比較不同的處理方式得到的茶多糖的降血糖效果，發(fā)現(xiàn)丙酮沉淀法效果最好，小鼠血糖降低了70%，高于乙醇處理法（59.7%）、酚處理法（54.0%）、冷水浸提法（51.9%）、TCA法（36.6%）。

2.2 茶多酚

茶多酚（Tea Polyphenols，TP）是茶葉中所有酚類物質(zhì)的總稱，其中包括兒茶素、黃酮和黃酮醇類、花青素類及酚酸和縮酚酸類，其中兒茶素（黃烷醇類）約占80%。除動(dòng)物試驗(yàn)外，臨床試驗(yàn)也證實(shí)茶多酚具有降血糖效果。陳士軍等[15]通過(guò)臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，服用茶多酚的患者，“三多一少”癥狀都有得到改善，且其空腹血糖下降比率高達(dá)20%。茶多糖還可與其他物質(zhì)復(fù)配，增強(qiáng)降血糖效果。李星亞等[16]以腹腔注射鏈脲佐菌素的方法建立糖尿病大鼠模型，根據(jù)茶多酚和茶多糖在綠茶、紅茶和烏龍茶中實(shí)際比例進(jìn)行復(fù)配使用，發(fā)現(xiàn)3種配比均能顯著降低糖尿病大鼠的空腹血糖，且效果比單獨(dú)使用茶多酚和茶多糖好。

2.3 茶色素

茶色素是從茶葉發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的水溶性酚性色素，包括茶黃素、茶紅素和茶褐素等，其主要存在于黑茶中。張玉葉等[17]將茶色素用于臨床輔助治療II型糖尿病患者，結(jié)果顯示治療后空腹血糖降低至治療前的52%，同時(shí)血液流變性改善，微循環(huán)障礙緩解。除上述3種成分外，茶葉中含有的咖啡因、茶蛋白、泛酸、6,8-硫辛酸和維生素B1等物質(zhì)，也被證實(shí)具有降血糖活性。例如，F(xiàn)ANG等[18]通過(guò)給小鼠灌喂咖啡因，發(fā)現(xiàn)其空腹血糖值下降了30%。蘇可盈等[19]研究發(fā)現(xiàn)給小鼠灌胃茶蛋白后，高血糖小鼠的血糖顯著降低。

3 茶葉中各成分的降血糖機(jī)理

茶葉中茶多糖、茶多酚、茶色素等成分的降血糖機(jī)理可以歸納為4個(gè)方面，即影響糖代謝相關(guān)酶、影響糖代謝相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)載體、影響胰島細(xì)胞活性及清除自由基。

3.1 影響糖代謝相關(guān)酶的活性

人體攝入的淀粉等碳水化合物，需要經(jīng)酶催化水解生成葡萄糖等單糖后，才會(huì)被人體吸收利用。ɑ-葡萄糖苷酶是最主要的碳水化合物消化酶，ɑ-淀粉酶、6-磷酸葡萄糖酶和脂肪酸合酶等也參與了糖代謝。舒婷等[20]研究發(fā)現(xiàn)青磚茶粗多糖對(duì)α-葡萄糖苷酶的半抑制濃度IC50與陽(yáng)性對(duì)照品阿卡波糖（一種口服降糖藥）IC50大小接近。XIAO等[21]通過(guò)比較西湖龍井、安溪鐵觀音等4種綠茶茶多糖均對(duì)α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶具有較強(qiáng)的抑制作用，其中以西湖龍井茶的抑制作用最強(qiáng)。ABE等[22]研究發(fā)現(xiàn)兒茶素可通過(guò)下調(diào)6-磷酸葡萄糖酶和脂肪酸合酶的表達(dá)，上調(diào)過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體α的表達(dá)，降低葡萄糖生成，從而預(yù)防糖尿病。MATSUI等[23]研究表明茶黃素比兒茶素具有更強(qiáng)的抑制α-糖苷酶活性，尤其是對(duì)麥芽糖酶，茶黃素-3-沒(méi)食子酸酯的半抑制濃度IC50是表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯IC50的1/4。

3.2 影響胰島細(xì)胞活性

人體中唯一的降血糖激素是由胰島β細(xì)胞分泌的胰島素。當(dāng)胰島素的產(chǎn)生與消耗不能達(dá)到平衡時(shí)，胰島細(xì)胞對(duì)胰島素的敏感性會(huì)下降，導(dǎo)致胰島素抵抗和胰島β細(xì)胞功能受損，進(jìn)而促使糖尿病的發(fā)生[24]?？梢酝ㄟ^(guò)提高或保護(hù)胰島細(xì)胞活性、促進(jìn)胰島素的分泌及提高胰島素的敏感性，達(dá)到降血糖的效果。劉丹奇等[25]發(fā)現(xiàn)綠茶、紅茶、白茶茶多糖均可降低血糖、降低胰島素抵抗指數(shù)、提高糖耐受量，作用機(jī)制是下調(diào)糖異生過(guò)程中G6Pc和PEPCK基因的表達(dá)量，抑制葡萄糖的生成；下調(diào)Foxo1基因的表達(dá)，減弱對(duì)胰島β細(xì)胞的抑制，其中紅茶多糖效果最優(yōu)；可抑制細(xì)胞炎癥分子TXNIP基因的表達(dá)，緩解胰島β細(xì)胞的凋亡，其中白茶多糖效果最優(yōu)。NAGAO等[26]以Ⅱ型糖尿病人為模型，給予富含綠茶兒茶素的飲料，發(fā)現(xiàn)患者12周后血液中胰島素水平顯著升高，并且能夠輔助恢復(fù)胰島β細(xì)胞的分泌功能。王志榮等[27]通過(guò)臨床觀察發(fā)現(xiàn)無(wú)論高血壓患者有無(wú)合并糖代謝的異常，服用茶色素后空腹血糖明顯降低，胰島素敏感性改善。孫伶俐等[28]研究發(fā)現(xiàn)茶多肽對(duì)糖尿病腎病有較好的治療作用，保護(hù)腎臟的同時(shí)，還能降低血糖水平，增加胰島素的敏感性，改善胰島素抵抗現(xiàn)象。

3.3 影響糖代謝相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)載體

碳水化合物分解產(chǎn)生的葡萄糖，只有通過(guò)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)載體的運(yùn)載，才能參與人體正常的血液循環(huán)。茶多酚雖然自身不通過(guò)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)載體轉(zhuǎn)運(yùn)，但可作為一種類似于拮抗物的分子結(jié)合在葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)載體上去，從而競(jìng)爭(zhēng)性的抑制小腸內(nèi)葡萄糖的運(yùn)輸，抑制葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)載體的活性。NISHIUMI等[29]分別用綠茶和紅茶灌喂高血糖小鼠14周后發(fā)現(xiàn)，兩者均可加強(qiáng)葡萄糖載體Ⅳ在肌肉細(xì)胞質(zhì)膜上的移位，從而提高血糖利用率、減弱胰島素抵抗，改善高血糖癥狀。李蘭等[30]通過(guò)體外淀粉酶消化實(shí)驗(yàn)得出，兒茶素是綠茶水提物中抑制淀粉消化酶的主要成分，表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯（Epigallocatechin Gallate，EGCG）又是兒茶素中起作用的主要成分；在相同的EGCG濃度下，綠茶水提取物（Green Tea Extract，GTE）、8種兒茶素的混合溶液（Catechin Mixture，CM）和純EGCG溶液均能顯著抑制小腸中葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)，且抑制率由大到小依次為GTE、CM、EGCG，說(shuō)明綠茶提取物的各功能成分之間存在一定的協(xié)同作用。

3.4 清除自由基

人體在高血糖和高游離脂肪酸的刺激下，生產(chǎn)大量自由基，進(jìn)而產(chǎn)生氧化應(yīng)激。氧化應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致破壞胰島β細(xì)胞和導(dǎo)致胰島素抵抗，促使Ⅱ型糖尿病發(fā)生，還會(huì)加重糖尿病并發(fā)癥。俞東寧等[31]采用水提醇沉法得到龍井茶多糖，再對(duì)四氧嘧啶致糖尿病小鼠進(jìn)行干預(yù)，35 d后發(fā)現(xiàn)茶多糖能抑制脂多糖，顯著提高血清中谷胱甘肽過(guò)氧化物酶、肝組織中谷胱甘肽還原酶、超氧化物歧化酶、過(guò)氧化氫酶的含量，清除過(guò)多的自由基。研究發(fā)現(xiàn)，綠茶多酚能夠降低血糖水平和改善肝腎功能，改善糖尿病病情，可能與抑制脂質(zhì)過(guò)氧化、清除羥自由基和氧自由基等能力有關(guān)。

3.5 調(diào)節(jié)腸道菌群

腸促胰島素受損導(dǎo)致腸道菌群失調(diào)，成為糖尿病發(fā)病原因之一，可以通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群的多樣性，改善糖脂代謝來(lái)降低血糖濃度。GAO等[32]研究發(fā)現(xiàn)富含多酚和咖啡堿普洱茶，能夠重塑腸道菌群，改善糖脂代謝。

4 結(jié)語(yǔ)

茶葉自古以來(lái)就是藥食同源的佳品，各類茶葉（綠茶、白茶、黃茶、烏龍茶、紅茶和黑茶）和多種茶葉成分（茶多糖、茶多酚、茶色素等）都通過(guò)體外試驗(yàn)、動(dòng)物試驗(yàn)、人體流行病學(xué)調(diào)查及人體干預(yù)試驗(yàn)等證實(shí)具有降血糖活性，但在臨床未能廣泛作為糖尿病的治療藥物，僅有少數(shù)作為糖尿病的輔助治療藥物。市面上以茶葉作為降血糖原料的保健食品也屈指可數(shù)，可見(jiàn)還需要進(jìn)一步明確各功能成分的作用機(jī)制及其協(xié)同作用，及其對(duì)各類型糖尿病輕重型病例的作用效果?？紤]到茶葉除降血糖外，還具有降血脂、降血壓、抗癌及抗衰老等多種生物活性，建議推廣飲茶作為一種健康的生活方式，并研究適合現(xiàn)代人的泡茶方式、速溶茶、茶飲料、茶葉提取物及功能型茶制品等，充分利用現(xiàn)有的茶葉資源。