皂甙类降血糖作用研究进展

皂甙类降血糖作用研究进展

糖尿病是一种以糖代谢紊乱为主要特征的代谢性疾病。它是由胰岛素相对或绝对不足或缺乏引起的。其表现特征为高血糖和糖尿。从植物资源中寻找治疗糖尿病及其并发症的药物具有重要意义。植物对人体作用温和持久,较少出现毒副反应;以天然植物为主的中医药辩证灵活,因人制宜,整体调整,双向调节患者的身体状况;多靶点、多途径、多水平作用,对于改善相关指标(血脂、血黏度、微循环、抗氧化等)有较好作用。皂甙又称皂素、皂苷。它是由皂甙元和糖、糖醛酸或其他有机酸组成,结构复杂、极性大,存在同一植物中的皂甙大多结构接近。目前已发现有多种植物中含有皂甙类化合物,以薯蓣科、百合科类植物最多。人们研究得较多的具有降血糖作用的皂甙主要有:三七皂甙、人参皂甙、苦瓜皂甙、齐墩果皂甙、夏枯草三萜皂甙、楤木皂甙等,其降血糖作用机理也有所不同。研究显示皂甙具有良好的降血糖潜力。1植物属、国子正子目前,国内外文献记载具有降血糖效果的植物主要有:黄芪、玉米须、夏枯草、桑叶、翻白草、桔梗、苦瓜、南瓜、苍耳子、牛蒡子、葛根、知母、天花粉、黄连、生地、玄参、赤芍、紫草、熊胆、地骨皮、大黄、防己、五加皮、苍术、茯苓、薏苡仁、荔枝核、麦芽、藕节、虎杖、鬼箭羽、卷柏、昆布、枇杷叶、灵芝、刺蒺藜、人参、白术、石斛、玉竹、黄精、枸杞子、女贞子、银耳、山茱萸、蚕蛹、丹皮、泽泻、五味子、三七、首乌、菟丝子及匙藤茎等。2皂废水的分类目前从植物中发现的对糖尿病具有一定治疗作用的活性成分主要有:多糖类、皂甙类、生物碱类、多肽和氨基酸类、萜类、香豆精类和不饱和脂肪酸类等。这些成分大多数作用温和、缓慢、持久,降血糖的同时也能降血脂,往往并存降血糖的协同成分,如人参皂甙Rb2、Re与人参多糖都是降血糖的活性成分。3一般成分及其生理功能3.1皂蚤属根据皂甙水解后生成皂甙元的结构的不同可分为两类:(1)三萜皂甙,在植物界分布较广,尤以石竹科、桔梗科、五加科、豆科等为多;(2)甾式皂甙,主要存在于薯蓣科、百合科植物中。3.2人参皂苷的作用皂甙是一类具有多种生理功能的活性物质,其生理功能主要有以下几个方面:(1)调节脂质代谢的功能。人参茎叶皂苷给予STZ(链脲佐菌素)糖尿病大鼠(150mg/kg,PO)20w,能显著减少糖尿病大鼠血中过氧化脂质含量;(2)抗氧化、抗自由基作用。如人参皂苷可减少自由基的生成,阻断钙超载和自由基生成之间的恶性循坏,从而改善膈肌细胞的收缩功能;(3)抑制肿瘤细胞生长。许多皂苷具有抗肿瘤作用,但这往往与这些分子的细胞毒作用相混淆。近年来报道的取自百合科的虎眼万年青胆固醇类皂苷OSW-1及其同系物,它们在体外对人体细胞无毒性,而对恶性肿瘤细胞却具有极强的毒性,可达临床常用抗癌药物如丝裂霉素、表柔比星、顺铂、喜树碱、合紫杉醇的100倍;(4)抑制血小板凝聚。人参皂苷可激活血管内皮一氧化氮合成酶释放一氧化氮,保护血管免受自由基损伤,从而达到抗血小板凝聚的目的;(5)抗菌、抗病毒作用。如取自甘草的的甘草酸单钾盐(一种香树脂素皂苷)体外浓度在5μmol/L时可灭活麻疹病毒和疱疹病毒。取自积雪草的皂苷具有抗制腹泻细菌的作用;(6)免疫调节作用。此类皂苷对人体的免疫系统具有调节作用,包括免疫抑制和免疫促进作用。此外,最近研究发现,皂甙成分可能还对糖尿病的治疗有一定的作用。4清除自由基活性皂甙类降血糖机理表现在多个方面,如:激胰岛素β细胞释放胰岛素,拮抗升糖激素,调节肝糖元的分解与合成,促进周围组织对葡萄糖的利用,改善血液流变性,提高胰岛素受体敏感性,清除自由基抗脂质过氧化及纠正脂肪蛋白质代谢紊乱等。4.1降血糖、降脂糖戚向阳等利用四氧嘧啶选择地破坏胰岛β细胞,造成血糖升高。罗汉果提取物可能减弱四氧嘧啶对胰岛β细胞的损伤或改善受损伤细胞的功能,有益于缓解糖尿病小鼠的症状,具有明显的降血糖作用,其主要活性成分可能为三萜类成分罗汉果皂甙。王柏欣报道了刺五加叶皂甙(ASS)对四氧嘧啶引起的血糖升高有明显抑制作用,ASS可能减弱四氧嘧啶对胰岛β细胞的损伤或改善受损伤的β细胞的功能。黄芪可改善Ⅱ型糖尿病的胰岛素抵抗和胰岛β细胞分泌功能。可见,皂苷类成分能通过保护和修复胰岛β细胞,增加胰岛素敏感性等途径来促进胰岛素分泌,改善血脂和血糖代谢,降低实验动物或糖尿病患者血糖。4.2糖激素不适宜能引起血糖升高的激素很多,如生长激素、胰高血糖素、肾上腺皮质激素、促肾上腺皮质激素、促甲状腺素、甲状腺素等。糖尿病人由于胰岛素缺乏,或其受体异常出现胰岛素抵抗,因而不能对抗升糖激素引起的血糖升高。因此,有效拮抗升糖激素也能对控制病人血糖起到一定作用。高艳华等研究了刺五加皂甙对实验性Ⅱ型糖尿病大鼠血液流变学指标的影响。结果显示,刺五加皂甙能拮抗肾上腺素及外源性葡萄糖所致大鼠血糖升高,表明它可能具有抑制肝糖元分解及促进外围组织摄取、利用葡萄糖的作用。从中药知母中分离出来的“知母皂甙”已被证实具有对抗糖皮质激素的副作用及降血糖等功效。4.3对肝糖元的影响血糖的主要来源是食物,在不进食情况下,则来自于肝糖元的分解或糖的异生。匙藤茎95%乙醇提取物可促进肝糖元合成或抑制肝糖元分解从而提高肝糖元达到降血糖作用。王先远等研究发现,动物食用苦瓜皂甙后肝糖元含量有升高趋势,可见苦瓜皂甙有促进肝糖元合成的作用。此外,黄芪皂甙也可防止肝糖元分解而降糖。4.4调节四氧氧化酶致大鼠血糖的作用,提高机体及周围组织对葡萄糖利用、改善四氧吡啶致大鼠血糖等通过促进周围组织对葡萄糖的利用和摄取,也能达到降糖效果。郭洁文认为荔枝核可能是通过对糖代谢某一环节的调节,提高机体及周围组织对葡萄糖的利用率,从而有效地降低四氧嘧啶致大鼠高血糖。葫芦巴能改善外周的葡萄糖利用,通过对胰岛素受体的作用发挥其抗糖尿病的作用。经初步免疫实验筛选,玉竹中甾体皂苷成分能促进胰岛β细胞分泌胰岛素的功能加强,同时增进肝脏对葡萄糖的吸收能力,从而达到降低血糖的效果。4.5促进型糖尿病大鼠的活性近年来许多研究表明糖尿病患者的血液流变性改变在其微血管病变发生发展过程中起重要作用,尤以供细胞比积、红细胞变形性、血小板的黏附聚集以及纤维蛋白原、高脂血症等引起高度重视。刺五加皂甙能明显降低实验性Ⅱ型糖尿病大鼠的高血糖、全血黏度、血浆黏度、红细胞聚集指数4个指标。人参皂甙Rg1能够改善Ⅱ型糖尿病患者高凝状态。治疗组治疗前后血液流变学、凝血各项指标间差异有显著性。与对照组相比,血液流变学各项指标间差异有显著性。4.6治疗糖尿病的应用植物的降糖机制与调节机体的免疫功能、提高胰岛素与其受体结合,并增强β细胞分泌胰岛素相关,这可能为植物通过提高机体的免疫力来治疗糖尿病开辟一条新途径。玉竹甲醇提取物和番石榴叶中的单黄酮苷有明显促进靶细胞胰岛素受体结合的作用,主要是通过提高胰岛素受体敏感性而达到降血糖作用。中药黄芪、金银花、黄连、水飞蓟皆有增加胰岛素受体敏感性的作用。4.7降血糖、降脂糖、清除自由基、降低血清指标变化给予KS-Ⅲ(槐花皂苷-Ⅲ)的STZ(链脲佐菌素)糖尿病大鼠,血浆中丙二醛、黄嘌呤氧化酶和醛糖还原酶活性降低,SOD(超氧化物歧化酶)、谷胱甘肽过氧化酶和过氧化氢酶(与自由基清除相关酶)的活性升高,表明KS-Ⅲ降血糖作用可能是通过调节脂质过氧化和清除自由基实现。荔枝核皂苷对地塞米松致胰岛素抵抗大鼠有降血糖、调血脂改善肝功能等的作用,显示其具有抗氧化作用。糖尿病所致脂质代谢异常是导致动脉粥样硬化、冠心病及脑血管疾病发生的危险因素。黄芪、三七总皂苷除调节血脂外,可通过降低血清MMP-9(基质金属蛋白酶-9)水平防治糖尿病大血管病变。近年报道,齐墩果酸对四氧嘧啶所致小鼠糖尿病有预防及治疗作用。太白楤木根皮所含皂甙成分是主要的降血糖因素,其作用与甙元齐墩果酸的结构有关。齐墩果酸可显著降低血清中甘油三酯的水平。4.8对大鼠血糖的影响苦瓜是所有已知的抗糖尿病植物中研究得最为深入的一种,也被认为是最有效的抗糖尿病植物之一。因此苦瓜皂苷被称为植物胰岛素。一般认为苦瓜中的降糖成分是来自果实的甾体糖甙混合物和种子的嘧啶核苷。从苦瓜果实中提取的植物胰岛素对动物的血糖有显著的降低作用,该物与胰岛素抗体放免结合率平均为100μg/mg,弥补了动物和人工合成胰岛素在治疗IDDM(胰岛素依赖型糖尿病)时口服给药问题的不足。山茱萸环烯醚萜总苷能显著降低糖尿病血管并发症模型大鼠的sICAM-1(可溶性细胞间黏附分子-1)、TNF-α(血清肿瘤坏死因子-α)水平,并恢复一氧化氮和内皮素的动态平衡,保护血管内皮细胞,对糖尿病血管并发症引起机体损伤具有保护作用。地肤子总甙能明显降低四氧嘧啶糖尿病鼠的血糖水平。减慢葡萄糖由胃向小肠的转运是地肤子总甙的降糖机制之一。这一作用有别于其他降糖药物,可望用于控制糖尿病患者的饭后高血糖及减慢食物中糖分的摄取速度。5关于皂废水的基础研究,我国科学综上所述,皂甙类成分降血糖的研究有大量的文献报道,在具有降血糖作用植物种类及其有效成分的发现和作用机理的研究等方面,均取得了较大的进展,内容更加广泛和深入。中医药治疗糖尿病注重整体调整,在改善症状等方面明显优于西医药,而且毒副作用小,安全性高,有着化学合成药物不可替代的优势。在皂甙类成分降血糖的研究中,仍存在不足之处。重复性的基础研究偏多,有的科研设计不够合理,相当一部分实验没有设立具有可比性的同期对照组,使资料的可信度受到影响。糖尿病的机理及其防治的研究是非常复杂而又漫长的过程,虽然天然中草药中的皂甙成分治疗糖尿病已显示了一定的作用,但上述结果也往往只停留在现象观察和机制推测的水平上,而且动物模型的发病机制及症状表现与人类糖尿病并不完全一