中药的降血糖作用机制研究进展

【综述】
中药的降血糖作用机制研究进展
宋佰慧
(长春医学高等专科学校护理系　吉林长春　130031)关键词　糖尿病　降血糖中药　中药药理
糖尿病(DM)是一种代谢紊乱造成的一种全身慢性进行性疾病,属于中医消渴范畴。

随着生活水平的提高,生活方式的改变,全世界糖尿病患者人数与日俱增,已成继恶性肿瘤、心血管疾病的第三大疾病。

严重威胁人类的健康。

其基本病理为胰岛素分泌绝对或相对不足。

临床表现为血中葡萄糖水平升高引起糖代谢、脂肪和蛋白质代谢紊乱,并导致一系列心脑血管疾病、肾功能衰竭等。

近年来研究发现,中药降糖作用温和持久、副作用小,且作用机理具有多效应、多位点、多功能的综合作用。

本文将中药降血糖的作用机制的研究进展简单概述一下。

1　提高胰岛素含量,降低胰高血糖素
胰岛素是胰腺内分泌部胰岛B细胞分泌的体内唯一负性调整血糖的激素,通过与特异性胰岛素受体结合后,引起一系列受体后信号传导及生化反应,通过激活的葡萄糖转运把葡萄糖转运到靶细胞进行氧化代谢,维持血糖正常,其分泌量相对或绝对不足就引发糖尿病。

胰岛素在血清中水平关系到与受体的结合率,是其发挥降血糖作用的第一步。

胰高血糖素为胰岛素拮抗激素,是体内主要的正性调整血糖的激素,能促进分解代谢,具有很强的促进糖原分解和糖异生的作用从而使空腹血糖升高。

降低循环中的胰高血糖素水平,可以减轻糖尿病的症状。

卷柏含黄酮类、氨基酸、海藻糖等成分。

李方莲等〔1〕研究发现卷柏水煎剂可显著降低四氧嘧啶(ALX)糖尿病大鼠血糖,并可较好的恢复其体质。

病理切片检查可见卷柏组胰岛细胞结构及形态接近正常,境界清楚,胞浆均匀无空泡,核较清晰,但细胞稍有肿胀。

其降糖机制可能与影响胰岛B细胞功能,保护B细胞不受破坏,促进胰岛细胞修复,增加胰岛素的生物合成或增加组织对糖的转化利用有关。

孙桂荣等〔2〕观察了汉防己甲素(TET)对四氧嘧啶糖尿病模型大鼠损伤的胰岛B 细胞的作用:阳性对照组胰岛可见数个散在的残存B细胞,给药组胰岛内以B细胞为主,紫蓝色分泌颗粒丰富,接近于正常大鼠;胰岛B细胞免疫细胞化学染色结果可见,对照组胰岛内免疫反应阳性物明显缺失,且着色浅,TET组胰岛内免疫反应阳性细胞数目显著增多,且阳性反应颗粒着色深。

大蒜素〔3〕是含硫的化合物,可以提高四氧嘧啶糖尿病大鼠的血清胰岛素水平来降低血糖,病理学证实能促进胰腺泡心细胞转化,胰岛细胞增殖,B细胞增多,从而使内源性胰岛素分泌增加而发挥作用。

银杏叶提取物(EGb)主要成分为黄酮类和银杏内酯。

Egb对糖尿病胰岛B细胞具有保护和修复作用,使血清胰岛素分泌增多,从而改善糖代谢,降低血糖〔4〕。

李宗友〔5〕等进行葫芦巴乙醇提取物引起大鼠胰岛素增加的实验提示可能是由于对B细胞的直接刺激作用,该提取物存在能直接刺激胰岛素分泌的物质即4-羟异亮氨酸,主要作用于B细胞膜的K-通道。

李明等〔6〕选用L i B P小鼠分离、收集和培养胰岛,在甲磺丁脲和人参溶液中孵育。

结果证明,人参对离体小鼠胰岛有促进胰岛素分泌和合成的作用,与甲磺丁脲有类同作用。

人参多糖〔7〕正常小鼠胰岛素分泌作用的测定表明,人参多糖可促进小鼠胰岛素的释放,血清胰岛素水平升高。

复方灵芝降糖胶囊〔8〕、大蒜素〔3〕、均可提高血清胰岛素水平,降低血糖含量。

鬼箭羽是中医常用的活血化淤药。

其提取物草酰乙酸钠能通过刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,降低血糖〔9〕。

用消渴停治疗链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠模型,并与消渴丸组对照,可显著降低血糖,增加血清胰岛素浓度,与细胞凋亡有关的Fas蛋白阳性表达率与模型组相比显著降低,提示其降糖机理主要抑制Fas基因诱导的胰岛B细胞凋亡,刺激正常胰岛B细胞胰岛素的分泌,还能促进胰岛B再生。

而消渴丸组没有预防胰岛B细胞凋亡和促进胰岛B细胞再生的作用。

因此降糖机制仅限于刺激正常的胰岛B
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细胞分泌更多的胰岛素〔10〕。

2　增加胰岛素敏感性,改善胰岛素抵抗
胰岛素抵抗是2型糖尿病发病机制的重要环节和显著特征,较多的2型糖尿病并不是由于胰岛素缺乏,而是单位胰岛素的生物效应降低,即胰岛素促进组织对葡萄糖的摄取作用发生抵抗,即胰岛素敏感性降低。

211　增加胰岛素受体的数目和亲和力
细胞膜胰岛素受体的亲和力及其数目关系到胰岛素与受体的结合率。

李惠林等〔11〕研究表明加味桃核承气汤可使链脲佐菌素致糖尿病大鼠在血糖下降36﹪的同时,其肝细胞膜高亲和力胰岛素受体数目明显增加并接近正常,低亲和力受体数目有所上升。

刘永玉等〔12〕利用放射免疫分析及放射配基受体分析,观察到链脲佐菌素与高热量饲料方法模拟的2型糖尿病大鼠红细胞胰岛素受体结合力下降,应用大黄治疗4周后血清胰岛素水平降低,红细胞胰岛素受体结合力恢复正常。

黄连能提高胰岛素受体结合力,改善胰岛素抵抗〔13〕。

许东晖等〔14〕研究从海洋生物海星中分离并经结构修饰获得的新化合物A1998的降血糖作用机理发现,A1998通过增强细胞膜Na+,K+-ATP酶活性,使A1C13所致急性衰老大鼠细胞膜上活性受损的Na+,K+ -ATP酶活性恢复,提高细胞膜上磷脂酰肌醇水平,从而有利于胰岛素更多结合到细胞膜受体,激活胞内肌醇磷脂特异性磷脂酶C生成专门传递胰岛素生物信号的第二信使—磷酸肌醇聚糖,增强胰岛细胞对葡萄糖的敏感性,发挥降血糖的作用。

212　对胰岛素及其受体结合后的影响
胰岛素与其受体结合后一系列信号传导及生化反应十分复杂。

目前尚未完全清楚。

多数学者认为受体后缺陷是胰岛素抵抗的主要原因,这部分可能是由于检测技术及设备要求高,文献报道不多,熊曼琪等〔15、16〕研究加味核桃承气丸对STZ加高热量饲料方法模拟的N I D DM大鼠的降糖作用,与正常组、模型组、西药组(510mg/kg美吡哒)大鼠对照,从空腹血糖、摄食量、饮水量及体质量等指标来看,加味桃核承气汤对N I D DM大鼠有与美吡哒相似的降糖及改善症状的作用(P﹤0105或P﹤0101),并可提高模型大鼠胰岛素敏感性指数(P ﹤0105),增加肝细胞模释放的抑制腺苷酸环化酶活力的胰岛素介体量(P﹤0105),提高基础及胰岛素刺激的脂肪细胞葡萄糖氧化能力(P﹤0105),说明加味核桃承气汤可提高N I D DM大鼠靶细胞对胰岛素的敏感性和反应性,使受体后胰岛素抵抗减轻。

3　抑制葡萄糖的吸收
药物在小肠上段抑制了a-葡萄糖苷酶的活性,使碳水化合物分解为葡萄糖受阻,从而抑制餐后血糖的急剧上升,改善血糖控制。

茶多酚是从绿茶中提取的一类多酚类化合物,具有对糖苷酶的抑制作用,能抑制肠道a-淀粉酶,延缓蔗糖分解,增加其排泄,从而降低口服蔗糖和淀粉后血糖的升高,表现为一糖化血红蛋白与正常水平相似〔17〕。

给予2型糖尿病模型大鼠冻干的豌豆饮食后,其血糖浓度明显下降,进一步研究显示,豌豆粗提物有较强的抑制淀粉酶的作用,由此认为抑制肠道内碳水化合物的消化,可能是其降血糖的作用机制〔18〕。

苦瓜果实的甾体糖甙混合物和来自种子的嘧啶核苷可抑制小肠对葡萄糖的摄取,使空腹血糖间至正常水平〔19〕。

4　对受体后糖代谢的影响
411　增加肝糖元含量
陈淑英等〔20〕观察五子衍宗丸可明显降低链脲佐菌素(STZ)致糖尿病大鼠血糖(P﹤0105),提高肝糖原含量,促进肝糖原恢复至正常水平,其作用优于降糖灵(P﹤0105),提示其降糖机制与增加肝脏细胞对糖的摄取、加速糖原合成有关。

张冰等〔21〕观察菊苣胶囊对肾上腺素所致小鼠高血糖的对抗作用时发现,菊苣能明显增加肝糖原的含量,减少肝糖原分解。

桑叶总多糖〔22〕能增加四氧嘧啶高血糖小鼠肝糖原含量,降低肝葡萄糖含量,说明其对四氧嘧啶高血糖小鼠的糖代谢有一定的调节作用。

复方灵芝降糖胶囊〔8〕对链脲佐菌素所致的实验性糖尿病大鼠血糖的降低作用于其促进肝糖原的合成有关。

仙鹤草颗粒〔23〕、女贞子中提取的齐墩果酸〔24〕等均升高动物肝糖原的含量,是诸药降血糖作用的机理之一。

三浦俊宏等〔25〕对黄精的降血糖作用进行了研究,取出2型糖尿病模型大鼠的肝脏,依GTC-Cs C1法提取RNA,用切口移位法标记的葡萄糖转运子(G LUT2)探针检测基因的出现,结果黄精甲醇提取物可明显抑制G LUT2基因的出现,提示黄精的降血糖作用是通过抑制G LUT2,进而抑制肝糖释放而达到的。

玉竹的活性成分—甲醇提取物的正丁醇部分能使链脲佐菌素糖尿病小鼠血糖下降,并有改善糖耐量倾向,说明其降糖机制之一是抑制了肝脏糖降解系统〔26〕。

412　促进糖酵解,增加外周组织对葡萄糖的利用
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谢海林等〔27〕研究表明消渴平(地骨皮、人参等)对实验性糖尿病小鼠血糖水平有明显的降低作用(P﹤0105),病理结果显示可明显减轻胰岛细胞空泡样改变和增生性改变,认为其机制可能不在于促进胰岛素分泌,而是增强组织呼吸,促进葡萄糖效解,提高能量代谢。

人参多糖〔28〕、人参多肽〔8〕使动物肝中琥珀酸脱氢酶(S DH)和细胞色素氧化酶(CCO)的活性增强,血中丙酮酸含量增加,表明其降血糖作用可能主要由于增强了线粒体氧化磷酸化作用、反映呼吸链中段与末段活性状态的两个重要呼吸酶S DH和CCO的活性,促进机体肝脏及组织细胞的有氧氧化过程,从而加速了糖的有氧氧化代谢。

5　清除自由基和抗脂质过氧化
糖尿病患者体内产生大量氧自由基,可导致内皮损伤,从而使内皮素增多和NO产生减少。

氧自由基和NO结合形成过氧亚硝酸阴离子,使NO进一步减少,造成对胰岛细胞的特异性损伤。

自由基还能抑制蛋白质的功能和线粒体生成三磷酸腺苷(ATP)的功能,造成细胞信号传导障碍和物质能量代谢。

其破坏核酸及染色体的作用还使细胞结构和功能发生改变。

谷光甘肽过氧化物酶(GSH-px)、超氧化物歧化酶(S OD)、过氧化氢酶(CAT)等均能减轻自由基对胰岛B细胞的损害或促进受损B细胞的修复1姚晓渝等〔29〕研究发现,山茱萸能明显提高细胞中超氧化物歧化酶(S OD)的活力,血浆脂质过氧化物(LP O)的含量降低,并可不同程度地降低心、肝、胰、肾组织丙二醛(MDA)含量,对这些组织器官产生一定的保护作用。

羊栖菜〔30〕多糖对糖尿病模型动物血糖、血清及胰腺组织中LP O均有明显的降低作用。

刺五加皂苷〔31〕也能降低动物血清和组织中LP O的含量。

宋菊敏等用糖尿宁治疗糖尿病小鼠,能降低干肝脏胆固醇和LP O含量而提高S OD活性〔32〕。

6　展望
综上所述,中药降血糖作用机制的实验研究方面取得了较大进展。

证实了许多中药通过促进胰岛素分泌,增加胰岛素敏感性,影响胰岛素受体后水平等作用发挥降低血糖的作用。

而中药体内降血糖的物质基础是多因素、多环节、多机制的综合协同作用,因此中药的降血糖机制研究不能只着眼于胰岛素水平,而对葡萄糖的转运受体等血糖浓度相关因素方面的研究还比较少。

随着现代科学技术的发展,以及中药降血糖机制研究的不断进展,中药治疗糖尿病大有可为,今后应不断开发新药,造福于广大糖尿病患者,使中药治疗糖尿病走向世界。

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(收稿日期:2009-3-6　责任编辑:赵岫峰)
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