植物多糖的降血糖作用概述

徐小娟，徐芳，毛宇，贺建华

（1.湖南农业大学食品科学技术学院，湖南长沙410128；2.湖南农业大学动物科学技术学院，湖南长沙410128）

植物多糖的降血糖作用概述

徐小娟1，徐芳1，毛宇1，贺建华2，*

（1.湖南农业大学食品科学技术学院，湖南长沙410128；2.湖南农业大学动物科学技术学院，湖南长沙410128）

糖尿病（Diabetes Mellitus，DM）是一种与遗传因素有关又与多种环境因素有关的慢性全身性疾病，许多植物多糖具有良好的降血糖功效，现将植物多糖降血糖作用机制的研究进展做一综述。

糖尿病（DM）；植物多糖；降血糖

1 糖尿病

糖尿病（diabetes mellitus，DM）是一组由于胰岛素分泌、胰岛素作用低下，或两者同时缺陷所导致的人体碳水化合物、脂肪、蛋白质、水、电解质等代谢紊乱。通俗而言是指胰腺产生不了足够的胰岛素或人体无法有效利用所产生的胰岛素时产生的一种慢性疾病。其临床表现为“三多一少”，即多饮、多食、多尿、体重减少。据统计，50%的DM患者死于心血管病（主要是心脏病和中风）[1]。DM导致的如大血管病变、微血管病变和肿瘤已致其病残、病死率仅次于癌症、冠心病、高血压，被称为危害人类健康的第四杀手[2]，与肥胖、高血压、高血脂共同构成影响人类健康的四大危险因素[3]。现有的流行病学证据表明，对大多数低收入和中等收入国家死亡率影响最大的非传染病有四种：心血管疾病、癌症、慢性呼吸道疾病和DM[4]。

2 DM药物应用状况

WHO将DM分为四种：T1DM、T2DM、妊娠期DM、其他类型DM，目前已普遍采用。T1DM又称胰岛素依赖型（IDDM），分为2个亚型，即1A型自身免疫介导DM及1B型特发性DM[5]，患病率应不超过总患病率的5%[6]，须每天注射胰岛素治疗维持生命，停用胰岛素即发生酮症酸中毒危及生命。T2DM又称非胰岛素依赖型或成人发病型DM（NIDDM），世界各地的患病率为总患病率的90%[7]。可发生在任何年龄，但多为40岁以后的中、老年，由于人体无法有效利用胰岛素造成。妊娠期DM是高血糖症，一般在妇女妊娠后期发生，有胎盘分泌的泌乳素所致，其症状类似于T2DM。通常都是通过产前筛查而不是报告症状后被诊断出来，产后70%可恢复[8]。其他类型糖尿病指内分泌疾病、感染、药物及化学制剂引起的糖尿病和胰腺疾病，或因内分泌疾病伴发等。目前，全球DM患者约3.66亿，共造成4 600万人死亡，预计到2030年全球DM患者将达到5.52亿[9]，据《美国医学会杂志》报道，中国成人DM患病率约12%，DM前期率为50.1%[10]，即半数国人徘徊在DM边缘。中国13亿的人口基数，加上如此之高的患病率，中国或已成为糖尿病患者最多的国家。T1DM只靠胰岛素治疗是不可以使病情逆转的，目前效果最好的疗法是通过口服生物活性药物和在电磁场作用下向体内导入修复胰岛素抵抗基因的中药活性物质的方法，消除胰岛素抵抗的一种多靶点治疗方法。T2DM目前使用药物如分为以下类别：磺脲类、格列奈类、双胍类、噻唑烷二酮类、α-葡萄糖苷酶抑制剂（AGI）[11]，有毒副作用且要考虑患者经济承受能力，长期使用胰岛素又会导致机体胰岛素受体敏感性降低，产生胰岛素抵抗，最终使病情加重，所以寻找新的特效且毒副作用小的药物成为医疗工作者目前的迫切任务，药用植物多糖在降血糖方面的研究和应用也越来越受到人类的关注。

3 植物多糖与DM

多糖又称多聚糖（Polysaccharide），广泛分布于自然界中，是一类重要的生物活性物质，至今已有300多种多糖从自然界中得到分离与鉴定[12]，按其来源不同，可分为真菌多糖、植物多糖、藻类地衣多糖、动物多糖和细菌多糖五大类[13]。植物多糖（Plants polysaccharide）是植物细胞代谢产生的聚合度超过10个的聚糖，是由许多相同或不同的单糖以α-或β-糖苷键组成的化合物。有研究表明，植物多糖具有许多生物活性功能，包括免疫调节、抗肿瘤、降血糖、降血脂、抗辐射、抗菌、抗病毒、抗真菌、保肝护肝等作用[14]，已成为天然药物及保健品研发的重要组成部分[15]。中医将糖尿病归入“消渴”的范畴，其认识与西医有所不同[16]。“消渴”因恣食肥甘，或情志过极、房室不节等，郁热内蕴，气化失常，津液精微不能正常输布而下泄，阴虚燥热[17]，认为气阴两虚、津液耗伤是DM发生的根本[18]。中医治疗DM历史悠久，积累了丰富的经验。近年来许多学者在研究中发现从中药植物中提取的多糖有比较好的降血糖作用，它具有对机体毒副作用小[19]、安全性强、功能多、能有效地防治并发症，而且植物中的糖类占植物干重的80%以上[20]、原料成本低、易于产业化、开发利用潜力大等特点，被越来越多的人所关注加之此类药物具有作用温和无毒副作用等优点，从而对中药植物多糖在降血糖方面的应用也就成了研究热点。

4 植物多糖降血糖作用及机制

近年来，国内外对植物PS的降血糖作用及其机理进行了广泛的研究并取得了一定进展。研究表明植物多糖的降血糖作用主要表现为增加肝糖原、促进外周组织器官对多糖的利用；促进降糖激素和抑制升糖激素作用；保护胰岛细胞；调节糖代谢酶活性等。我国已经发现的含降血糖作用的植物多糖种类较多，如玉米须、锁阳、黄芪、枸杞、南瓜、丹皮、地黄、绞股蓝、柿叶、野生慈姑、红景天、薏苡仁、麦冬、茶叶、灵芝、桑白皮等。

4.1 增加肝糖原

桑枝多糖[21]可显著升高STZMD小鼠血清SOD活性，降低血清TG含量，增加肝糖原存储量。玉米须多糖[22]能够促进肝糖原合成，经实验发现玉米须多糖用于治疗四氧嘧啶造模后的MD小鼠，能调节小鼠的糖代谢、抑制糖异生，提示着玉米须多糖有明显的降血糖的作用。锁阳药材中提取的水溶性多糖A（CSPA）[23]灌胃链脲佐菌素（STZ）糖尿病大鼠21d，发现200mg/kg剂量能明显增加MD大鼠肝糖原含量。多序岩黄芪（Hedysarum polybotrys）[24]总多糖HPS经SephadexG100分离后获得相对分子质量不同的4个组分HPS1、HPS2、HPS3和HPS4，HPS3组分单独用药或与二甲双胍联合用药均能能显著增加四氧嘧啶糖尿病小鼠血糖肝糖原含量。

4.2 促进外周组织器官对多糖的利用

枸杞多糖[25]改善STZT2MD大鼠糖代谢的作用并不是通过促进胰岛素的释放，而是通过增加外周组织对葡萄糖的利用，提高胰岛素敏感性，改善胰岛素抵抗实现的。丹皮多糖纯品PSM2A、PSM2B[26]可明显降低葡萄糖所致小鼠的高血糖，PSM2B的作用最佳，且有一定的量效关系，其降糖机理可能与促进外周组织对葡萄糖的作用，提高机体对胰岛素的敏感性有关。南瓜多糖[27]可对抗四氧嘧啶引起的血糖升高、改善糖耐量、增加肝糖元合成，作用机制可能与其改善胰岛β细胞的功能或增加组织对糖的转化利用有关。

4.3 促进降糖激素和抑制升糖激素作用

地黄多糖[28]促进STZMD大鼠血清胰高血糖素样肽-1（GLP-1）、葡萄糖依赖性胰岛素释放肽（GIP）的分泌，可以诱导B细胞升值，从而有效提高胰岛素分泌，抑制胰高血糖素促进组织对葡萄糖的代谢，起到降糖作用。绞股蓝多糖[29]可降低四氧嘧啶MD大鼠的空腹血糖及升高糖耐量，其降糖机制可能与其刺激胰岛素的释放或促胰岛炎恢复，抑制a-淀粉酶从而延缓碳水化合物在小肠的吸收有关。

4.4 保护胰岛细胞

马齿苋多糖[30]能使四氧嘧啶致糖尿病小鼠血清胰岛素水平降低，具有修复胰岛细胞、提高胰岛细胞分泌胰岛素的能力，从而提高糖尿病小鼠血清胰岛素水平，降低糖尿病小鼠血糖。桑枝多糖[21]能显著提高血清胰岛素水平和机体胰岛素敏感性。柿叶多糖[31]对STZ糖尿病小鼠降血糖水平较快，能显著提高肝脏SOD活性，清除活性氧自由基以解除自由基对肝脏和胰岛β-细胞的损伤，促进肝脏功能的恢复和胰岛β-细胞的修复和再生。山药多糖[32]对四氧嘧啶诱导的糖尿病大鼠具有和二甲双胍同样的降糖作用，而且山药多糖保护胰岛细胞免受破坏或修复受损胰岛素细胞的功能优于纯西药降糖制剂。红景天多糖[33]可有效清除四氧嘧啶MD大鼠游离氧自由基，减少对胰腺组织的氧化损伤；具有改善胰腺组织形态，促进胰岛素分泌的作用，其降血糖机制可能通过减少胰腺组织的脂质氧化损伤。灵芝多糖[34]对于四氧嘧啶和肾上腺素MD小鼠均有显著降血糖作用，其机制与胰岛细胞修复有关。杨桃根片中提取了多糖物质[35]，对STZMD小鼠在一定程度上能降低其血清胰岛素水平、提高机体胰岛素敏感指数阻止了胰岛素抵抗的发生。

4.5 调节糖代谢酶活性

野生慈姑多糖[36]可能刺激四氧嘧啶致糖尿病小鼠的胰岛细胞的再生并释放胰岛素，使胰岛素分泌增多，改善糖代谢、脂代谢从而降低血糖和血脂水平。普洱茶多糖[37]对四氧嘧啶MD小鼠降血糖是通过抑制诸如α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶、己糖激酶等糖代谢的酶活性达到调节血糖的目的。酸枣仁叶丁醇提取物中分离出枣仁多糖Christinin A[38]，其皂苷糖体对糖尿病鼠有显著降低血清葡萄糖水平，降低肝磷酸化酶和葡萄糖-6-磷酸脂酶的活性，显著提高血清丙酮水平及肝糖原含量，增加葡萄糖的利用。

5 结语

由于糖尿病的病因较多、发病机制复杂，单一靶点的化学药物不易取得满意的治疗效果。目前大量实验报道已充分证实多种天然多糖对糖尿病具有较好的治疗作用同时副作用少、作用靶点多、改善糖尿病动物的三多一少症状明显，能增强糖尿病动物的体质，但对于天然植物多糖类产物抗糖尿病的作用机制研究得不是很透彻。总结上述活性多糖，笔者认为在今后的研究中从植物多糖中探求新的天然抗MD药物将成为新的重点，为寻找降血糖新药开辟了一种新的途径；植物多糖作为高效低毒的药物跨入口服降糖药的行列将指日可待；如果将其制品应用于食品或保健食品和其他工业领域中，将带来更大的市场需求。因此植物多糖的开发前景非常广阔，具备研究价值且有必要。

[1] Morrish N J,Wang S L,Stevens L K,et al.Mortality and causes of death in the WHO Multinational Study of Vascular Disease in Diabetes[J].Diabetologia 2001,44Suppl2:S14-S21

[2] 黄金,梁金华.糖尿病检验方法及注意事项[J].检验医学与临床, 2011,8(9)1149-1151

[3]孙长颢.营养与食品卫生学[M]．6版.北京:人民卫生出版社,2009: 198

[4] 项坤三.糖尿病的病因异质性及分型[J].中华内分泌代谢杂志: 2005.21(4):增录4S3-6

[5] 中华医学会糖尿病学分会.中国2型糖尿病防治指南 (2010年版)[J].中国医学前沿杂志(电子版),2011,3(6)

[6] 周静.中国35-74岁人群2型糖尿病的分布和危险因素研究: The Inter ASIA Study[D].河南:郑州大学,2006

[7] 张燕燕.现代临床医学概论[M].5版.北京市:科学出版社,2009,1: 219

[8] International Diabetes Federation．Annual Report2011[R]．2011

[9]唐闻佳.我国成人糖尿病患者逾1.1亿[N].文汇报.2013-09-04(3)

[10]王重.2012年我院糖尿病治疗药物的分析[J].中国疗养医学, 2013,22(8):745-746

[11]刘姚.植物多糖生物活性研究进展[J].江苏农业科学,2013,41(1): 1-4

[12]李晓东.中药植物多糖降血糖作用的研究进展[J].甘肃中医, 2010,23(11):77-79

[13]张胜,李湘洲,吴志平,等.植物多糖分离纯化与含量测定方法研究进展[J].林产化学与工业,2009(29):238-242

[14]方积年,丁侃.多糖的研究开发中值得注意的一些问题[J].食品与药品,2007,9(12):1-4

[15]赵红霞.消渴病名解析[J].中国医药导刊,2011,13(7):1233-1235

[16]明·吴昆著.医方考[M].北京:人民卫生出版社,2007:185

[17]赵红霞,贾海骅.糖尿病(消渴)的中医证候病机研究[J].中国医药导刊,2012,14(3):1007-1009

[18]徐晓飞.植物多糖的保健功能及开发前景[J].中国食物与营养, 2007(1):48-50

[19]林俊,李萍.近5年多糖抗肿瘤活性研究进展[J].中国中药杂志, 2013,38(8):1116-1122

[20]洪德志.桑枝多糖对糖尿病模型小鼠的降血糖作用[J].中国药理学和毒理学杂志,2012,26(6):806-809

[21]刘娟.玉米须多糖治疗糖尿病作用机制的研究[J].中药新药与临床药理,2006,7(17):242-244

[22]Wang JL,Zhang J,Zhao B T,et al.Structural features and hypoglycaemic effects of Cynomorium songaricumpolysaccharides on STZinduced rats[J].Food Chem,2010,120(2):443-451

[23]Hu F,LiX,Zhao L,et al.Antidiabetic properties of purified polysaccharide from Hedysarum polybotrys[J].Can J Physiol Pharmacol, 2010,88(1):64-72

[24]侯庆宁,何兰杰.枸杞多糖对2型糖尿病大鼠血糖、血脂及TN F -α水平的影响[J].宁夏医学杂志,2009,3(31):201-203

[25]王钦茂,刘超,赵帜平.丹皮多糖降血糖有效成分的筛选及其作用研究[J].中国中医基础医学杂志,2001,7(5):18

[26]张拥军.南瓜多糖对糖尿病小鼠降血糖作用的实验研究[J].食品与生物技术学报,2009,7(28):492-493

[27]蔡春沉.地黄多糖对肥胖糖尿病大鼠模型的治疗作用及对血清中GLP-1GIP水平的影响[J].中国老年学杂志,2013,9(33):4506-4507

[28]魏守蓉.纹股蓝多糖降血糖作用的实脸研究[C].第二届全国老年医药学学术会议.大会交流,2005:88-93

[29]李凤林.马齿苋多糖降血糖与血脂作用研究[J].中国食品添加剂, 2011(1):64-68

[30]邓航.柿叶多糖对糖尿病小鼠降血糖作用及其机制研究[J].中国实验方剂学杂志,2011,2(4):114-117

[31]何云.山药多糖对糖尿病大鼠胰岛素及血小板数的影响[J].河北北方学院学报,2009,2(26):29-31

[32]王苏华.红景天多糖对四氧嘧啶诱导高血糖大鼠胰腺的保护作用[J].中华中医药学刊,2013,5(31):1176-1178

[33]张玲芝.灵芝多糖降血糖的机理探讨[D].浙江:浙江大学医学院, 2002

[34]黄桂红,邓航.杨桃根多糖对糖尿病小鼠降血糖作用的实验研究[J].中成药,2009,9(31):1438-1440

[35]张翠香.野生慈姑多糖对糖尿病小鼠血糖和血脂作用研究[J].考试周刊,2013(27):194-195

[36]陈浩.洱茶多糖降血糖及抗氧化作用研究[D].浙江:浙江大学农业与生物技术学院,2013

[37]G1omb1tza KW.HyPoglycemic and antihy Perglycemic effects of zizy－Phusspina-christiin rats[J].Planta Medica,1994,60:244

Summary of Plant Polysaccharide Fall Blood Sugar Function

XU Xiao-juan1，XU Fang1，MAO Yu1，HE Jian-hua2，*
（1.College of Food Science And Technologe.Hunan Agricultural Universrty，Changsha410128，Hunan，China；2.College of Animal Science And Technologe，Changsha410128，Hunan，China）

Diabetes mellitus is a chronic systemic disease which is affected by the genetic factor and environmental agent.According to the recent study about hypoglycemic effect of the plant polysaccharides and its mechanisms，Many plants polysaccharides had a good effect on reducing blood sugar.In this paper，the relevant studies were reviewed.

diabetes mellitus；plants polysaccharide；reducing blood sugar

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.03.036

2013-12-18

科技部国际科技合作专项基金（2011DFA30490）

徐小娟（1987—），女（汉），在读硕士，研究方向：营养与食品卫生。

*通信作者：贺建华，男，教授，博士，研究方向：营养与健康。