朝鲜蓟降血糖作用研究现状和展望

师明月，曹清明，钟文惠，张喜平，刘志文，刘 芳

（1.中南林业科技大学食品科学与工程学院，湖南长沙 410004；2.常德市农林科学研究院，湖南常德 415000；3.汇美农业科技有限公司，湖南常德 415137）

0 引言

朝鲜蓟是菊科（Compositae） 紫菀属（Aster） 植物，又称洋蓟、菜蓟[1]等。原产于地中海地区且历史悠久，后由法国引入中国，但因其对气候、土壤和栽培技术的要求，未能在我国形成商业生产。目前在云南、上海、山东、浙江等地有小规模的种植基地[2]。国内外研究表明，朝鲜蓟提取物具有较高的药用价值，且对糖尿病具有一定的功效。朝鲜蓟提取物中含有多酚类[3-4]、黄酮类[5]、萜类化合物[6]等多种生物活性成分，其降血糖功能往往不是通过其中一种成分起作用，而是多种成分相互协同的作用。目前，关于朝鲜蓟降低血糖作用的研究主要以朝鲜蓟提取物为研究对象，而针对某种特定成分降低血糖方面的研究较少。对朝鲜蓟提取物降低血糖方面的作用、机制及其临床研究进行了总结，为其进一步的开发利用提供参考。

1 朝鲜蓟降血糖作用的动物研究

Heidarian E等人[7]以链脲佐菌素（STZ） 诱导的糖尿病大鼠作为试验对象，来评价朝鲜蓟叶水提取物的降糖效果，研究人员将大鼠随机分为4组（n=6/组）：I组为正常对照组（冰冻生理盐水），II组为糖尿病对照组（STZ单剂量诱导（60 mg/kg体质量），III组为朝鲜蓟提取物治疗的糖尿病大鼠（在STZ诱导5 d后口服朝鲜蓟提取物（200 mg/kg/d）），IV组为朝鲜蓟提取物治疗的糖尿病大鼠（在STZ诱导5 d后口服朝鲜蓟提取物（400 mg/kg/d）。给药21 d后，结果表明：朝鲜蓟提取物使糖尿病大鼠血糖显著下降，因此朝鲜蓟提取物的降血脂作用可以预防和治疗糖尿病并发症。为了评估朝鲜蓟提取物通过除纤维作用之外的机制来降低血糖的能力，Fantini N等人[8]采用不含任何纤维成分的朝鲜蓟花蕾提取物，排除了膳食纤维在降低血糖中的作用。其中，用70%乙醇对朝鲜蓟花蕾进行提取，并研究了朝鲜蓟花蕾提取物 （质量浓度 0，500，1 000，1 500 mg/kg） 对Wistar和遗传肥胖的Zucker大鼠的影响，喂食提取物60，120，360 min后测定血糖。结果表明，用朝鲜蓟花蕾提取物处理的2种大鼠品系的餐后血糖显著降低，证实了朝鲜蓟制剂在实验室啮齿类动物中降血糖作用。

2 朝鲜蓟降血糖作用的临床研究

Nazni P等人[9]将未接受胰岛素和服药治疗的30名II型糖尿病患者分为2组，一组为对照组（15名），另一组为添加6 g朝鲜蓟粉的朝鲜蓟小麦饼干（每天4个，早晚各2个），进行了为期90 d的研究。结果表明，对照组糖尿病患者空腹血糖和餐后血糖的初始值和最终值之间没有显著性差异，而试验组糖尿病患者的空腹血糖由163.4±4.39 mg/dL降至138.8±3.9 mg/dL（p＜0.01），餐后血糖由 262.22±3.82 mg/dL降至 241.75±3.46 mg/dL（p＜0.01）。该研究表明 II型糖尿病患者血糖的显著变化可能是由于球洋蓟粉的降血糖作用所致。Rondanelli M等人[10-11]对于朝鲜蓟提取物的研究进一步表明了朝鲜蓟的降血糖作用。2011年，Rondanelli M等人[10]将含有α-淀粉酶抑制剂和植物血凝素的菜豆干提取物与高含量咖啡酰奎宁酸和类黄酮的朝鲜蓟提取物，按一定比例组合，以此获得膳食补充剂，通过每日3次（早餐，午餐和晚餐前）口服膳食补充剂或安慰剂，在39个超重受试者中进行了一项为期2个月的随机、双盲和安慰剂对照试验（20个膳食补充组，19个安慰剂组），通过对饱腹感、人体测量参数（体重和身高）、血糖、脂质参数、心理动力学模式（三因素饮食问卷）的研究，评价膳食补充植物菜豆和朝鲜蓟提取物的功效。治疗结束后，膳食补充组的稳态模型评估、体重指数和易感性评分显著下降，证实这种治疗似乎对超重和血糖异常的治疗作用。该研究只是证明了菜豆与朝鲜蓟提取物相结合产生的降血糖功效，并未阐明朝鲜蓟提取物单独使用是否会有相同的疗效，因此，在2014年，研究者又对空腹血糖受损（IFG）的患者进行了一项双盲、随机并以安慰剂为对照的临床试验[11]，试验随机选择55例空腹血糖受损（IFG，空腹血糖6.11±0.56 mmol/L） 的超重受试者。其中，随机选择26位受试者口服朝鲜蓟提取物片剂，而另外29位受试者口服安慰剂。治疗8周后，对空腹血糖（FBG）、糖化血红蛋白（HbA1c）、糖化血红蛋白衍生平均血糖（ADAG）、脂质模式（包括TC，LDL-C，HDL-C和TG） 和人体测量参数等指标进行测定，并使用稳态模型（HOMA）考查了胰岛素抵抗能力。试验结果表明，与安慰剂组相比，朝鲜蓟提取物组的FBG（-9.6%），HOMA（-11.7%），糖化血红蛋白（-2.3%），ADAG（-3.1%） 和脂质模式均显著降低；且该研究证实了朝鲜蓟提取物对IFG超重受试者有降低糖代谢参数的功效。

3 朝鲜蓟降血糖作用和机理研究

3.1 抗氧化作用阻止糖尿病的发生和发展

朝鲜蓟抗氧化作用能够通过保护胰岛β细胞免受氧化应激的损伤来达到血糖的降低。糖尿病是一种代谢紊乱综合症[12]，其发病机制较为复杂，其病情与体内自由基水平有关[13]，且胰岛β细胞内抗氧化酶的水平既影响细胞抗自由基损伤的能力，又影响胰岛素的释放[14]。糖尿病患者体内自由基的积聚可使血管，神经及晶状体等组织严重受损，导致糖尿病性肾病、心脑血管疾病、周围神经病变和眼部病变等并发症[15]。许多研究证明，朝鲜蓟提取物具有较强的抗氧化活性。宋曙辉等人[5]采用4种不同的体外抗氧化体系证明了朝鲜蓟叶提取物具有抗氧化作用。杨海英等人[16]以芦丁作为参照评价朝鲜蓟叶提取物的抗氧化活性，当朝鲜蓟提取物质量浓度为0.8 mg/mL时，对超氧阴离子的清除率达92.92%，超过同质量浓度的芦丁；质量浓度为0.5 mg/mL时，对羟自由基的清除率达85.65%，略低于相应对照。朝鲜蓟提取物质量浓度为1 mg/mL时，其清除DPPH自由基的能力超过同质量浓度的芦丁。Jun N等人[17]对朝鲜蓟（头苞、叶片） 研究表明，朝鲜蓟的抗氧化活性（ABTS法）与总黄酮含量密切相关。Wang M等人[18]和商丰才等人[19]也证明了酚类化合物含量越高，抗氧化活性越强。

3.2 阻止脂肪代谢紊乱，减缓糖尿病的发生

脂质代谢紊乱可导致糖尿病人产生胰岛素抵抗[20-21]，即胰岛素的敏感性降低。肥胖患者脂肪分解代谢旺盛，细胞内三酰甘油分解释放游离脂肪酸增多，而游离脂肪酸分泌增多会造成胰岛中脂质水平增加，损害胰岛β细胞的功能，使胰岛素分泌减少，出现高血糖，加剧糖尿病的发生和发展[22]。Shimoda H等人[23]研究发现，朝鲜蓟甲醇提取物显著抑制血清甘油三酯（TG）升高，使机体血脂水平趋向正常，防止脂类代谢紊乱，对糖尿病并发症有防治作用。进一步地，Gebhardt R[24]研究表明，朝鲜蓟提取物有效阻断了胰岛素对HMG-CoA还原酶活性的刺激，且还发现木犀草素也有效阻断了胰岛素对胆固醇生物合成的影响，从而起到降脂作用。

3.3 朝鲜蓟降血糖的功能物质基础

3.3.1 降血糖活性成分

天然产物中具有降血糖作用的活性成分有黄酮类[25-26]、 萜 类[27]、多 糖 类[28-29]、 皂 甙[30-31]和 生 物 碱[32-33]等。目前，从朝鲜蓟中制备单体化合物并进一步研究其降血糖作用的文章不多，但其他植物中黄酮类、咖啡酰奎尼酸类和萜类化合物的降血糖功效已经研究较多，功能显著。从化合物的角度综述其降糖功效，旨在为朝鲜蓟降血糖功能成分的研究提供一定的基础。

（1）黄酮类。黄酮类化合物可通过刺激胰岛素释放、抑制α-糖苷酶、增加胰岛素敏感性等作用起到降血糖作用。肖更生等人[34]研究发现，柑橘皮黄酮对四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠具有降血糖作用，其中，高剂量组均显著降低糖尿病小鼠的血清血糖值，增强血清及肝脏中SOD活性，抑制MDA的产生，降低血浆中TG，TC，LDL-C含量，提高HDL-C含量。李丹[35]以STZ诱导的糖尿病大鼠为动物模型表明，山莓叶总黄酮能显著降低糖尿病大鼠血糖水平(降糖率为31.5%)，提高血清胰岛素水平，增加大鼠血清中SOD活性，且降低了血清中丙二醛含量。宁月宝等人[36]用黑洋葱粗黄酮溶液对四氧嘧啶诱发的高血糖小鼠进行灌胃处理，14 d后观察小鼠血糖值的变化，结果表明中、高剂量的黑洋葱粗黄酮组血糖下降率分别为40.85%，64.41%。

此外，木犀草素作为黄酮类化合物中的主要成分，对降低血糖或许也发挥着一定的作用。有研究表明木犀草素对α-葡萄糖苷酶的抑制活性强于降糖药阿卡波糖，表明其或许能有效抑制非胰岛素依赖型糖尿病患者的餐后高血糖[37]。而Brown J E等人[38]将木犀草素（1 μmol/L） 与富含木犀草素的朝鲜蓟提取物（20 μg/ml）进行降血糖作用比较，二者抑制脂质过氧化的能力相似，表明木犀草素可能是降血糖成分。

（2） 酚酸类化合物。Vinayagam R等人[39]研究表明咖啡酸补充剂可以显著降低血浆糖化血红蛋白、尿糖化白蛋白、醛糖还原酶和山梨糖醇脱氢酶的活性等；而绿原酸可通过改善葡萄糖和脂质代谢发挥抗糖尿病作用，可以抑制糖异生关键酶G6Pase活性，从而减少肠内葡萄糖转运和肝脏葡萄糖生成。朝鲜蓟含有丰富的咖啡酰奎尼酸类化合物：单咖啡酰奎尼酸含量最丰富的是绿原酸[40]，双咖啡酰奎尼酸含量最丰富的是1,5-二咖啡酰奎宁酸[41]。

（3）萜类。王婧茹等人[42]研究了番石榴叶总三萜对高糖高脂饮食加腹腔注射小剂量链脲佐菌素方法建立的Ⅱ型糖尿病大鼠的血糖影响。结果表明，番石榴叶总三萜能显著降低Ⅱ型糖尿病大鼠的血糖水平，改善糖脂代谢紊乱，升高血清胰岛素水平。邵长森等人[43]用STZ诱导的糖尿病SD大鼠为对象，也证实了翻白草中的三萜类化合物的良好降糖效果。

Shimoda H[23]研究表明，朝鲜蓟叶的甲醇提取物能抑制橄榄油负荷小鼠的血清甘油三酯升高，对其活性最强的乙酸乙酯萃取部位进行分离，得到了菜蓟苦素，Aguerin B和Arosheimin 3种萜类化合物，进一步研究表明，具有α-亚甲基-γ-丁内酯环中的氧官能团和外亚甲基部分的倍半萜具有抗高血脂活性，其降脂功能可能改善心血管功能，是否可以阻止糖尿病的发生，有待研究。

3.3.2 朝鲜蓟中的主要降血糖成分活性及含量

朝鲜蓟中的酚类化合物主要是咖啡酰奎宁酸类化合物、木犀草素衍生物和芹菜素，咖啡酰奎宁酸类化合物主要有绿原酸（5-O-咖啡酰奎宁酸）、1,5-、3,4-二-O-咖啡酰奎宁酸和洋蓟素，这些酚类物质对活性氧（ROS）和自由基具有显著的清除活性，可作为抵抗生物分子（如蛋白质，脂质和DNA） 氧化损伤的保护池[44]。

Wang M等人[18]对分离得到的化合物进行DPPH法活性检测，其活性顺序为洋蓟素＞木犀草苷、木犀草素-7-芸香糖苷（B环上有2个相邻的羟基）＞绿原酸、1-咖啡酰奎宁酸（同一酚环上2个相邻羟基）＞芹菜素-7-芸香糖苷、柚皮芸香苷（2个羟基在不同的酚环上）。

Wang M等人[18]研究发现，朝鲜蓟叶酚类含量最高，未成熟的头具有比成熟头更高的酚含量。在朝鲜蓟花序中，芹菜素衍生物含量为2 644（品种Tondo di Paestum） ～7 478 mg/kg（品种Cimiciusa of DM），咖啡酰奎宁酸含量为71（品种Cimiciusa） ～2 514 mg/kg（品种Violetto di Sicilia），木犀草素衍生物含量为 25（品种 Cimiciusa） ～492 mg/kg（品种Tondo di Paestum），结果表明朝鲜蓟花序中可以作为酚酸和黄酮类化合物的来源，并且表明食用洋蓟是芹菜素和其他黄酮类化合物的一个很好的饮食来源。咖啡酰奎宁酸类化合物在内苞片中含量高达5 771 mg/kg（品种Violetto di Sicilia的内苞片），花托中芹菜素衍生物含量高达5 397 mg/kg（品种Tema 2000的花托）。有研究检测到朝鲜蓟叶中木犀草素-7-糖苷占酚类化合物35.19%。绿原酸是朝鲜蓟的主要单咖啡酰奎宁酸类化合物。每千克Violetto di Sicilia内苞片干物质中，含有14 841 mg，朝鲜蓟头中含量为3 143 mg/kg DM，其含量仅次于1,5-O-二咖啡酰奎尼酸。

4 结语

朝鲜蓟含有的多种酚酸、黄酮类和愈创木酚内酯化合物，可通过多条途径来改善糖尿病及其并发症，但具体是哪种成分起主要作用、成分之间是相互协同作用还是拮抗作用，都有待深入研究。由于威胁人们健康的糖尿病及其并发症的逐年增长，开发具有降血糖功能的朝鲜蓟保健品将会受到大众的欢迎。