食用菌作为新型抗糖尿病药物的应用进展*

刘韫滔，李才明，徐树德，吴贺君

（1.四川农业大学食品学院，四川 雅安 625014；江南大学食品学院，江苏 无锡 214122；3.广东溢多利生物科技股份有限公司，广东 珠海 519060）

〈综述〉

食用菌作为新型抗糖尿病药物的应用进展*

刘韫滔1，李才明2，徐树德3，吴贺君1

（1.四川农业大学食品学院，四川 雅安 625014；江南大学食品学院，江苏 无锡 214122；3.广东溢多利生物科技股份有限公司，广东 珠海 519060）

在广泛收集整理相关研究资料的基础上，分析了食用菌主要营养成分含量的范围，归纳了具有抗糖尿病活性的食用菌种类及其作用机理，以评价食用菌作为糖尿病患者的日常膳食营养补充的可行性。同时介绍了现阶段在糖尿病的预防和治疗中亟待解决的问题，并结合食用菌作为抗糖尿病药物在该领域的研究现状，最终论证了食用菌是一种具有研究价值和应用潜质的新型抗糖尿病药物，也为今后抗糖尿病药物的选择和研发提供参考。

食用菌；糖尿病；现状

糖尿病是当今威胁人类健康的主要慢性代谢疾病之一，由胰岛素分泌缺陷或其生物功能紊乱所引起，约占全球总人数5%的人口，正遭受着糖尿病及其并发症的折磨[1]。目前，众多化学合成或者生物化学合成的抗糖尿病药物被研发，并投入临床市场。尽管它们对糖尿病治疗的功效非常显著，但目前均无法从根本上治疗糖尿病，并且价格不菲，甚至会产生一系列副作用。寻找一种高效、低副作用、廉价的新型药物，成为糖尿病临床治疗的当务之急[2]。因此具有抗糖尿病活性的食用菌，成为了研究的热点。它不但含有比大部分植物更高的蛋白质及其更低的脂肪，并且大量研究证明其具有引人瞩目的抗糖尿病活性。

1 食用菌

1.1食用菌的产量及分布

全球食用菌年产量约为3 600万t，其中主要产区集中在中国、日本、韩国等亚太地区。随着我国国民经济稳定增长，特别是农业和农村经济的持续快速发展，食用菌产业作为“带动农村发展，促进农民增收”的重要农副产业，也随之迅速发展壮大。我国食用菌产量由1978年的不足6万t增产到2011年的2 571.7万t（约占全球总产量的70%），并且产值超过了1500亿元，出口创汇24.07亿美元，成为世界上最大的食用菌生产国和出口国。食用菌产业目前已成为继粮、棉、油、果、菜之后的第六大类种植业[3]。我国主产食用菌品种见表1。

表1 我国主产食用菌品种Tab.1 Main edible fungus in China

从表1可以看出，我国年产量超过100万t的有平菇、香菇、双孢蘑菇等5个品种（占全国食用菌总产量71.1%）；年产量20万t～99万t的有金针菇、姬菇、鸡腿菇等6个品种；年产量5万t～19万t的有滑菇、杏鲍菇、白灵菇等9个品种[3]。全国食用菌产量分布情况见表2。

表2 我国食用菌主产省份Tab.2 Main edible fungus producing area in China

从表2可以看出，河南、福建、山东三省的食用菌产量居全国前三。年产值超过50亿元的有河南、广东、山东3个省；年产值为20亿元～49亿元的有河北、吉林、黑龙江等8个省；年产值为10亿元～19亿元的有安徽、广西、云南等4个省、自治区[3]。

1.2食用菌的营养成分

1.2.1 水分含量

新鲜食用菌的水分含量往往占总重量的90%左右，因此食用菌的固形物（主要是由糖类、蛋白质、脂类和微量元素等构成）含量相对较低。较高的含水量，使得食用菌极易受到微生物的污染而变质，严重地缩短其货架期。因此开发出能够充分利用食用菌各种生物活性的加工和储藏技术，就显得十分必要和紧迫[4]。

1.2.2 糖类

糖类在食用菌中的含量变化范围很大，从13%～65%不等[5-7]。其中不可被消化的糖类（几丁质、β-葡聚糖、甘露聚糖等）占了总含量的大部分，具有促消化、降血糖、调节血脂的功能[5]。

1.2.3 蛋白质

评价食用菌的营养价值，主要的一个参考因素就是它们的蛋白质含量。一般而言，食用菌中蛋白质含量为 12%～30%[5]。联合国粮食与农业组织（FAO）认为，食用菌蛋白质的营养价值比植物蛋白更高[8]。有研究认为，食用菌的氨基酸组成接近或者好于大豆蛋白[6]，甚至可以与鸡蛋媲美[7]。

1.2.4 脂质和能量

食用菌的脂肪和能量含量非常低，一般分别在1%～7%和（1.2～1.5）×104kJ·kg-1之间。这个数据与被誉为“蔬菜皇冠”的西兰花非常接近（脂肪含量6%，能量1.38×104kJ·kg-1）[5，9]。

1.2.5 矿物质

食用菌能富集大量的大量元素和微量元素，其中也包括砷（As）、汞（Hg）、镉（Cd）和铅（Pb）等有毒的重金属元素。食用菌里钾（K）和磷（P）一般是含量最大的元素，钙（Ca）、镁（Mg）、钠（Na）和铁（Fe）的含量紧随其后。一般而言，食用菌钾的含量范围在（1.6～3.7） ×104mg·kg-1，磷的含量范围在（0.48～1.9） ×104mg·kg-1[10-11]。

2 糖尿病

2.1糖尿病概述

糖尿病是一种常见的慢性综合代谢疾病，其主要临床病征表现为血糖水平过高，并由此引发一系列严重的健康问题（如视网膜病变、神经病变、肾功能不全等）[1]。全球约有上千万的糖尿病患者，已经成了许多国家的主要社会问题。有数据表明，全球治疗糖尿病及其并发症的花费正在飞速增长，必将对各国的卫生保健体系造成重大的负担。根据国际糖尿病联合会的数据，2010年全球治疗糖尿病的支出超过了3千亿美金（占所有疾病医疗支出的12%），并且预计在2015年，这个数字将达到约5千亿美金[2]。

糖尿病主要由两个因素引起：胰岛素分泌不足；外周细胞对胰岛素不敏感[12]。胰岛素是一种激素，能够将糖、淀粉和其他食物转化为能源物质（糖原），并以此调节血糖。当胰岛素水平偏低或者产生胰岛素抵抗时，会阻碍机体将葡萄糖转化为糖原（主要在肝脏），而最终导致多余的血糖无法被转移。随着时间的推移，会对机体的多个系统产生严重的损伤，尤其是神经系统和心血管系统[12]。

一般认为，糖尿病主要有3种类型，分别是Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型糖尿病。其中Ⅱ型糖尿病是最普遍的糖尿病类型，占总发病人数90%。它主要是由于外周细胞没有办法利用胰岛素（胰岛素抵抗），因此被称为非胰岛素依赖型糖尿病。Ⅱ型糖尿病的发病主要集中在中老年，但由于肥胖人口的增加和人们日常锻炼的缺乏，发病年龄有低龄化的趋势[13]。

糖尿病的发病原因不尽相同，大致可以分为两类：环境因素和先天遗传因素。Ⅰ型糖尿病主要是由先天遗传因素所引起，而Ⅱ型糖尿病不仅受到先天遗传的影响，人们不健康的生活方式，也是其发病的主要原因。流行病学研究证明，糖尿病和某些疾病存在双向关系，这些疾病会增加糖尿病的发病率，例如：代谢紊乱导致的肥胖及其生活压力所导致的沮丧等[14]。尽管糖尿病是一种慢性疾病，至今仍没有治愈的办法，但是Ⅱ型糖尿病可以通过合理膳食及其健康的生活方式，而得到预防和改善[15]。

2.2糖尿病的预防与治疗

随着医学技术的发展及对糖尿病认知的提升，一些新的方法被应用到糖尿病及其并发症的治疗当中。如人工胰岛素、二甲双胍、格列本脲等药物，对降血糖的治疗效果非常显著。然而这些药物均无法根治糖尿病，并且存在一定程度的副作用或者依赖性，另外高昂的费用也是制约其临床应用的主要原因[16]。因此，研发出更有效、更安全、更廉价的降血糖药物是当今糖尿病临床医疗中最迫切需要解决的问题。由于天然产物的副作用小，相对廉价，并且易获得，越来越受到科学研究及其医疗市场的关注。作为天然产物之一的食用菌，应用于医药和保健食品的研究热度也不断升温，已经有很多含食用菌成分的抗糖尿病药物被研发。且大量研究证明，食用菌是一种理想的功能食物，能够改善和预防糖尿病及其并发症[17]。

表3 具有抗糖尿病活性的部分食用菌Tab.3 Medicinal mushroom species with reported anti-diabetic effects

3 食用菌抗糖尿病研究现状

3.1食用菌抗糖尿病的主要活性物质

具有药用价值的食用菌在传统民间药物中被认为是非常重要的治疗药物之一，并且应用非常普遍。特别是在中国、印度、日本和韩国，食用菌在传统医药中被使用的历史非常久远[18]。食用菌对疾病的治疗主要是由于它所含有的生物活性物质所引起的[19]。这些活性物质中既包括大分子量的化合物（多糖、蛋白质和脂质），也包括部分小分子量的代谢产物（凝集素、内酯、萜类化合物、生物碱、甾醇和酚类物质）[20]。这些食用菌的活性物质可以使糖尿病患者的肝脏、胰腺等脏器功能恢复正常，从而促进胰岛素和相关激素的分泌，使得机体的代谢功能恢复[21]。Kim等[22]的研究发现食用菌中含有类胰岛素功能的物质和酶。而大量研究证明[9]，食用菌所有的这些药用活性，主要是与它们的β-聚糖成分有关（表3）。含有β-聚糖的食用菌多糖具有恢复胰腺组织功能的能力，从而促进β细胞分泌胰岛素，提升外周组织对胰岛素的敏感度[23]。

3.2具有抗糖尿病活性的食用菌种类及其作用机理

已经有多种食用菌被证明具有非常突出的降血糖活性。食用菌对糖尿病的防治和预防途径不尽相同，主要是通过降血糖、调节血脂、促胰岛素分泌、抗氧化活性、抑制消化道糖酶的活性和保护脏器细胞并维持其生理功能等途径实现的[24-26]。表3列举了部分具有抗糖尿病活性的食用菌及其药用机理。

3.3食用菌作为抗糖尿病药物的应用

民间传统医学中，食用菌众多用于治疗疾病和促进健康的特性被广泛记载，并且这些特性已被现代科学研究逐步验证。相关研究主要集中于中国、日本、韩国及少数欧洲国家。从食用菌子实体和菌丝内分离出大量有价值的活性物质，产生其衍生药物和保健品，有效地预防和治疗人类疾病。很多含有食用菌成分的降血糖药物被研发并进入医疗市场，如“Maitake-D-fraction”是在美国非处方药市场上常见的增强机体免疫力和预防糖尿病的药物，它是从食用菌中分离得到的，含有β-D-1，3-葡聚糖和β-D-1，6-葡聚糖的多糖类药物，在1998年被美国食品和药物管理局（FDA） 作为“试验性新药（IND）”正式被批准进入医疗市场。另外还有Curingherbs公司生产的冬虫夏草胶囊，Myko San公司生产的“DIMEMYKONE（由几种食用菌提取物混合）”，Total Nutraceutical Solutions公司生产的“Gluco SANO-Diabetes Health Formula（落叶松蕈、侧耳和冬虫夏草等提取物的混合）”。这些药物的开发和入市，证明了利用食用菌及其衍生物进行规范化的医学营养和治疗，可以有效地预防和治疗包括糖尿病在内的慢性疾病[42]。

4 小结与展望

糖尿病是一种代谢紊乱疾病，其预防和治疗不是由某一种途径就能够解决的，需要一种健康的生活方式，如加强锻炼、合理膳食和改进生活环境等。其中合理膳食是最为关键的因素[43-44]。一般而言，预防比治疗更重要，并且成本花费更低。食用菌是预防糖尿病及其并发症的理想选择，它普遍富含蛋白质、维生素、膳食纤维和矿物质，而脂肪含量很低。同时食用菌能够产生大量具有生物活性的代谢产物（如多糖），一方面可以作用于机体的葡萄糖代谢及其相关的生物化学途径，从而起到直接降低血糖水平的效果；另一方面，还可以修复受损器官，使其维持正常的生理功能，并且为机体提供比较全面的营养调理、增强自身免疫力，从而间接抑制糖尿病及其并发症。因此，在日常膳食中补充食用菌，将是控制糖尿病的有效途径。

我国幅员辽阔，拥有各种独特的地貌和环境特征，蕴含了大量的珍稀食用菌。仅云南、四川范围内就分别有880种和581种被鉴定的可食用菌，约占全国已知食用菌数量的80%和世界已知食用菌数量的40%以上[43]。在中国人均年新鲜食用菌消耗量约为20 kg～24 kg，比大部分其他国家都要高[44]。因此，我国食用菌资源、抗糖尿病药物和食品的开发，有着得天独厚的条件。但依然有众多野生食用菌尚未得到充分开发，如牛肝菌（Boletus edulis）、梭柄松苞菇（Catathelasma ventricosum）、紫晶蘑（Laccaria amethystea）等珍稀菌种尚未实现人工驯化。另外，利用液体发酵食用菌获得菌丝也将是未来食用菌利用的重要方向。因为液体发酵相对传统培养周期更短，产品质量更易控制、成本更低。随着更多优秀食用菌种被开发及其现代生物技术的发展，势必更多、更有效、更廉价的食用菌源抗糖尿病药物被研发并进入市场，这也将是糖尿病患者的福音。

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灵芝抑制肿瘤的四种机理

第一、通过提高机体免疫力，使免疫细胞能在肿瘤发生的早期将其抑制。灵芝中的灵芝多糖具有刺激宿主非特异性抗性、免疫特异反应以及抑制移植肿瘤生理活性的特性。当多糖分子量大于1×104时显示强抑制肿瘤活性，活性强弱还与多糖链分叉的程度及支链上羟基的数量有关。

第二、提高血小板纤维蛋白的形成能力，大量的纤维蛋白能将早期的肿瘤肿块紧紧包裹，使它与外界隔绝，杜绝肿瘤的营养，从而使它长期处在休眠潜伏状态。

第三、降低肿瘤细胞表面电荷，肿瘤细胞表面电荷要比正常细胞高好几倍，表面电荷的降低，肿瘤细胞的分裂调节基因就能启动，从而可抑制肿瘤的无限、快速分裂能力。目前，灵芝多糖已被用作治疗肿瘤的药物之一。

第四、灵芝三萜是灵芝的种重要药理成分，灵芝中的三萜成分对于抗肿瘤发挥着重要的功效。三萜类化合物是灵芝（孢子）发挥抗炎、镇痛、镇静、抗衰老、抑制肿瘤细胞、抗缺氧等作用的主要功效成分，实验证明灵芝三萜类具有迅速提高免疫力的作用，表现在促进淋巴细胞增殖，提高巨噬细胞、NK细胞、T细胞的吞噬能力和杀伤力。

经过大量临床实践发现，无论是早期、中期、晚期患者在配合运用灵芝现代中药制剂治疗后，都收到了提高免疫的理想效果。

中国食用菌商务网 2015.07.02

Situation of Edible Fungus on the Prevention and Treatment of Diabetes

LIU Yun-tao1,LI Cai-ming2,XU Shu-de3,WU He-jun1
(1.College of Food Science,Sichuan Agricultural University,Yaan 625014,China;2.School of Food Science and Technology, Jiangnan University,Wuxi 214122,China;3.Guangdong VTR Bio-tech Co.Ltd,Zhuhai 519060,China)

In order to evaluate the feasibility of edible fungi as diabetic patient’s daily dietary supplements,the scope of main nutrient content in edible fungus was analyzed.On the other hand,the existing problems on prevention and treatment of diabetes were introduced.Furthermore,the current relevant data of antidiabetic activity and it’s mechanism of edible fungus was also provided.Based on the above,edible fungus had the potential to serve as a new antidiabetic agent.

edible fungus;diabetes mellitus;situation

S646.9

A

1003-8310（2015）04-0001-06

10.13629/j.cnki.53-1054.2015.04.001

四川农业大学“人才引进”科研启动项目（06021400）；广东省海洋生物技术重点实验室开放课题（GPKLMB201302）。

刘韫滔（1982-），男，博士，讲师，主要从事食用菌多糖营养研究。E-mail:liuyt@sicau.edu.cn

2015-05-10