灵芝对糖尿病及其并发症防治作用的研究进展

白丽娟 徐金东 张一帆 谢意珍 焦春伟

（1广东省微生物研究所/省部共建华南应用微生物国家重点实验室/广东省菌种保藏与应用重点实验室/广东省微生物应用新技术公共实验室，广东广州510663；2广东省心血管病研究所/广东省人民医院/广东省医学科学院麻醉科，广东广州510080；3广东粤微食用菌技术有限公司，广东广州510070）

糖尿病是一种胰岛素分泌相对或绝对不足引起的慢性代谢性疾病，主要临床表现为多饮、多食、多尿及体重减轻等，同时伴随高血糖和高尿糖状态。长期高血糖还会导致各种组织，特别是眼、肾、心脏、血管、神经的慢性损害及功能障碍，即糖尿病并发症。糖尿病并发症对患者的健康构成威胁，甚至致残或早亡[1]。据国际糖尿病联合会统计，2011年全球糖尿病总患者为3亿6600万人，预计到2030年底将上升到5亿5200万人[2]。因此，糖尿病及其并发症已成为严重威胁人类健康的世界性公共卫生问题[3]。

灵芝是比较珍贵的中草药，在我国有悠久的药用、食用历史。灵芝是真菌担子菌亚门，层菌纲，多孔菌目，多孔菌科，灵芝属药用真菌。灵芝主要有多糖类、核苷类、呋喃类、三萜类、生物碱、氨基酸多肽类及微量元素等。灵芝及其提取物具有多种药理作用，如抗肿瘤、增强免疫功能、降血糖、保肝、抗衰老、抗炎、抗凝血等[4]。已有试验证实，灵芝多糖能够提高胰岛素敏感性，提高胰岛素分泌水平，从而产生降血糖作用[5]。陈伟强[6]等研究表明灵芝多糖对糖尿病大鼠血糖、胰岛素的影响，灵芝多糖治疗后，糖尿病大鼠血糖水平显著下降（P＜0.05），血清胰岛素显著升高（P＜0.05），糖尿病大鼠胰岛素分泌增多，从而改善糖代谢和脂代谢。灵芝水提取物能抑制糖尿病大鼠的食物摄取，降低血清中的葡萄糖并提升胰岛素的分泌水平[7]。灵芝其他的活性成分在糖尿病及其并发症发展也越来越受到人们的关注。为此，笔者阐述了灵芝及其活性成分在糖尿病防治中的作用和主要机制，为灵芝及其活性成分的药用和食疗价值研究提供科学依据。

1 灵芝及活性成分与糖尿病的关系

1.1 灵芝与肥胖性糖尿病的关系

糖尿病是慢性血糖增高的代谢性疾病，2005年国际糖尿病联盟提出，肥胖尤其是腹型肥胖是代谢综合征的重要危险因素。患者出现糖尿病后，其糖代谢和脂代谢的紊乱程度将更加严重，造成血糖、血脂上升，脂肪的分布情况也相对变化，这些都会不断增加肥胖的程度[8]。我国20岁以上的糖尿病患者为9240万，已经成为全球糖尿病患者最多的国家。既往观点认为肥胖可引起胰岛素抵抗，进而引起糖尿病，但这明显无法解释那些代谢正常的肥胖人群。进一步研究发现胰岛素抵抗与脂肪沉积的部位有很大关系，内脏脂肪含量过高易导致胰岛素抵抗，进而发展成糖尿病患者[9-10]。研究发现，脂肪组织是人体重要的能量储存器和内分泌器官，但脂肪组织过多积累会导致大量脂肪酸溢出，并异位沉积，从而引发脂质代谢紊乱和胰岛素抵抗[11]。而研究发现长时间大量的脂肪酸刺激会使线粒体功能紊乱，进而出现线粒体数量减少，影响葡萄糖的代谢。同时线粒体的功能异常会导致大量氧自由基及氧化的脂肪酸生成，上述物质会通过激活核因子Kappa、白细胞介素6（IL-6）等炎症因子的相关通路影响胰岛素的信号传导[12-14]。

此外，内脏脂肪组织会导致游离脂肪酸水平增加，同时使载脂蛋白B100（ApoB100）减少、脂蛋白脂酶受到抑制，甘油三酯（TG）转运出肝的能力受损，最终导致脂肪在肝脏堆积，引起肝脏脂肪变化，进一步加重胰岛素抵抗[15]；还会直接导致糖脂代谢紊乱，减低葡萄糖转运蛋白2（GLUT2）的表达，并损害胰岛β细胞分泌胰岛素的功能。因此机体内长时间过度产生的高游离脂肪酸与肥胖、高血压、血脂代谢紊乱、2型糖尿病等代谢综合症密切相关[16]。游离脂肪酸主要是通过β氧化分解产生的多种中间代谢产物例如乙酰乙酸、丙酮、乳酸等都可转化为丙酮酸，经进一步氧化获得大量乙酰CoA，乙酰CoA是丙酮酸羧激酶变构激活剂，乙酰CoA在丙酮酸羧激酶的作用下转化为草酰乙酸促进肝糖异生。因此，糖尿病的发生导致机体代谢机制紊乱，在高浓度游离脂肪酸状态下脂肪酸氧化代谢增强，糖异生底物增多，从而促进糖原分解和糖异生的增加。

灵芝及其分离活性成分对脂代谢活性具有调控作用，可以通过调整炎症因子表达水平的方式改善肥胖及脂肪异位对人体造成的伤害。胰岛素不足，可能导致脂蛋白脂肪酶活性降低，引起外周脂肪组织产生游离脂肪酸（FFA），通常会导致血脂异常，灵芝多糖可在胰岛素作用，降低脂类分解水平及TC生物活性酶活性，使外周组织转运肝脏的TC加速代谢和排泄，从而降低心血管疾病风险[17]。多数研究认为灵芝多糖降糖机制是通过修复胰岛β细胞，增加胰岛素分泌，以及促进葡萄糖转运和直接改善葡萄糖在体内的氧化而发挥降糖作用[18]。

1.2 灵芝抗炎作用与糖尿病的关系

胰岛素抵抗随着肥胖、2型糖尿病、代谢综合征在世界范围内的迅速增长，已经成为人们最为关注的问题之一。它既是多种疾病的共同危险因素又是2型糖尿病、代谢综合征的主要生理学基础。近年来流行病学与实验研究资料证实，炎症与胰岛素抵抗之间存在着相关关系，并推测炎症可能为促进胰岛素抵抗的重要因素[19-20]。

炎症是机体对组织损伤的一种局部保护性反应，它是机体损伤与抗损伤的统一过程，是一种防御性反应，当炎性反应持续存在并超出机体平衡和修复能力时才会损害健康。在正常个体中，该反应能促进遭受破坏的内环境恢复稳态，而在对急性反应高度敏感的个体，这种反应将导致疾病的发生，而非修复。先天性免疫反应中的一系列“岗哨”细胞如巨噬细胞、抗原呈递细胞、内皮细胞、枯否细胞以及脂肪细胞受到来自感染、化学物质等体外潜在的环境危险刺激时，便通过结构识别受体激活炎症信号通路，从而释放各种炎性因子以及炎性介质如肿瘤坏死因子-α（TNF-α），白细胞介素6（interleukin-6，IL-6）、单核细胞趋化蛋白1、核因子κВ（nuclearfac-tor-κB，NF-κB）以及一些脂肪因子等，进而引起胰岛素抵抗，胰岛素分泌功能障碍[21]。

TNF-α是一非糖基化蛋白，多种细胞如巨噬细胞、单核细胞、中性粒细胞、自然杀伤细胞、肥大细胞均具有合成、分泌TNF-α的潜能。有研究发现，脂肪细胞也可以分泌TNF-α[22]。多种胰岛素抵抗的肥胖鼠模型脂肪组织中均存在TNF-α的过度表达，其mRNA水平较对照组高2～3倍，而且已有大量证据证明TNF-α参与了胰岛素抵抗的形成，在胰岛素抵抗的发病机制中起重要作用[23]。HOTAMISLIGIL[24]等报道，在肥胖小鼠体内发现炎性因子TNF-α的表达，TNF-α与可溶性的TNF-α受体结合后可以降低动物体内胰岛素抵抗的程度。应用灵芝颗粒治疗2型糖尿病患者，可明显降低2型糖尿病患者的血糖水平，有效改善胰岛素抵抗（IR）程度，作用机制可能与其有效上调炎症因子脂联素、降低瘦素水平有关，从而减轻机体炎症状态，有效改善胰岛素抵抗程度[25]。毛春谱[26]等对链脲佐菌素（STZ）所致糖尿病大鼠予以不同剂量灵芝多糖进行治疗性灌胃，结果显示，灵芝多糖可能通过下调糖尿病大鼠肾病中转化生长因子（TGF-β1）和IV型胶原（CO-IV），减少细胞外基质积聚，起到对糖尿病大鼠肾脏保护作用。ZHANG[27]等发现灵芝多糖可以通过激活核因子κВ（nuclearfac-tor-κB，NF-κB）和抑制自由基的形成，从而扭转由四氧嘧啶引起的胰岛细胞的流失。

1.3 灵芝对糖尿病及其并发症的治疗作用

灵芝及活性成分对糖尿病患者及动物模型血糖、血脂及胰岛素水平具有一定的调节作用。研究显示，灵芝多糖具有明显的降血糖、增加胰岛素分泌、改善糖耐量[28]、调节血脂、延缓糖尿病并发症的作用。亢建国[29]采取运动及灵芝多糖干预来观察其对大鼠血清胰岛素及β细胞功能指数（HBCI）和胰岛素敏感性指数（ISI）的影响，发现经运动和灵芝多糖干预后，灵芝多糖均可以增加血清胰岛素、增强β细胞功能及胰岛素敏感性，而且合理运动结合补充灵芝多糖在升高血清胰岛素水平和增强β细胞功能上明显优于单纯运动，而在增加胰岛素敏感性上则明显优于单纯补充灵芝多糖。灵芝多糖更侧重于增加胰岛素分泌，胰岛素分泌增加可通过促进β细胞修复和刺激现有β细胞分泌来增加胰岛素浓度。张慧娜等通过对离体大鼠胰岛细胞的研究结果显示，灵芝多糖GL-PS能直接促进β细胞分泌胰岛素，并推测灵芝多糖GL-PS可能通过促进胰岛β细胞葡萄糖转运蛋白2（GLUT2）的蛋白表达，从而有助于葡萄糖转运入β细胞，促进胰岛素外Ca2+内流而促进胰岛素释放[30]。

糖尿病相关并发症是疾病治疗和患者生存质量的重要影响因素。灵芝多糖在糖尿病患者皮肤损伤的免疫调节中发挥着十分重要的作用。在糖尿病患者皮肤损伤时，细胞可能会凋亡，增殖停滞，糖尿病皮损难以恢复。王海鹰用灵芝多糖处理糖尿病患者皮肤损伤，24 h后检测细胞周期变化，发现灵芝多糖处理后可以明显促进细胞周期G1期到S期转换，从而促进细胞分裂和增殖，对改善糖尿病皮损有着十分重要的作用[31]。

郑丽相关研究证实中高剂量灵芝多糖可以提高血清中过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）活力，增强机体清除氧自由基的能力，减少氧自由基对心肌的刺激和损伤作用，进而降低血清晚期糖基化终末产物（ACE）水平和心肌纤维化程度，延缓糖尿病心肌纤维化并发症的进程[32]。

CHENG等研究还发现，在糖尿病小鼠的伤口上涂抹灵芝多糖提取液和克里诺姆凝胶有明显的真皮愈合作用，可促进皮肤再生，加速伤口闭合[33]。灵芝多糖提取液能够刺激伤口周边的炎症细胞、纤维母细胞和角质细胞，使得肉芽组织得以迅速成熟，疤痕宽度明显减小。

王尧等发现灵芝能明显降低糖尿病鼠的尿微量白蛋白的排泄率及形态学异常，并在某种程度上抑制转化生长因子（TGF-β1）的表达和合成，表明灵芝对糖尿病鼠早期肾脏病变有一定的抑制作用[34]。薛华等研究发现灵芝多糖能够明显改善2型糖尿病（T2DM）大鼠血流动力学参数，降低其氧化应激的水平[35]。乔进等联合应用灵芝多糖和二甲双胍在改善2型糖尿病大鼠模型心肌重构方面明显优于单用，可能与调节心肌胶原容积分数，改善心肌血流动力学及下调心肌基质金属蛋白酶-2（MMP-2）的表达有关[36]。

2 灵芝药代动力学研究

药代动力学（Pharmacokinetics，PK）是药物代谢和药物动力学的总称，它是研究药物在生物体内的吸收、分布、代谢和排泄过程及规律的一门学科。从药物发现到新药上市的过程是一个长周期、高投入、高风险的过程，大约40%的候选药物因为其毒药物动力学（ADME）特性不佳而被淘汰。因此，在现代药物研发过程中，化合物的药代动力学性质已成为评判其成药性的重要标准，通过早期ADME评价，可极大避免药物后期因为此种原因被淘汰而带来的巨大经济和时间损失。目前关于灵芝药代动力学的研究主要集中在灵芝三萜。薛彬彬等在口服灵芝总三萜大鼠血浆中检测到灵芝酸C2、灵芝酸C6、灵芝酸G、灵芝酸B和灵芝酸A，说明灵芝总三萜中灵芝酸单体可以被直接吸收入血[37]。WANG等首次报道了口服灵芝总三萜后大鼠血浆中灵芝酸C2、灵芝酸B、灵芝酸K和灵芝酸H的药代动力学特性，四种灵芝酸均可以快速吸收入血，其Mmax小于40 min，其Vd值均大于大鼠血液总体积，提示这四种灵芝酸在大鼠器官中分布广泛，四种灵芝酸的血药浓度时间曲线的末端均有微弱的第二个吸收峰，推测灵芝酸的吸收过程中存在肝肠循环的现象[38]。

GUO等人对灵芝酸C2在大鼠血浆中药物浓度随时间的变化检测发现，灵芝酸C2可以快速吸收入血，Tmax为25.19 min，并且消除缓慢，在480 min具有双吸收峰，提示灵芝酸C2在代谢吸收的过程中存在肝肠循环[39]。CHEN等对灵芝酸T药代动力进行考察，口服给予大鼠后灵芝酸T的血药浓度时间曲线在60 min和180 min各有一个吸收峰，其绝对生物利用度为41.98%[40]，灵芝醇F的生物利用度为10.5%[41]。CHENG等对灵芝酸D及其试验大鼠体内主要代谢产物灵芝酸B的药代动力学特性进行考察。灵芝酸D制备成脂质纳米制剂后其生物利用度从22%升高到70%，从107.18 ng/mL升高到1555.59 ng/mL，吸收速率加快，Tmax从2.00 h降低到0.36 h。灵芝酸D吸收进入大鼠血浆后，快速生成灵芝酸B，灵芝酸D和其代谢产物灵芝酸B的药代动力学特性相近，且均有双吸收峰[42]。

现代研究表明，灵芝的药理作用涵盖内、外、妇、儿、五官各科疾病。灵芝不同于一般药物对某种疾病的治疗作用，亦不同于一般营养保健食品只对某一方面营养素的不足进行补充和强化，而是在整体上双向调节人体机能平衡，调动机体内部活力，调节人体新陈代谢机能，提高自身免疫能力，促使全部的内脏或器官机能正常化。灵芝多糖可以升高小鼠血糖胰岛素水平，降低血糖浓度，起到降血糖的作用[43]。

蛋白质酪氨酸磷酸酶IB（PTPIB）是糖尿病重要的药物作用靶点，体外实验表明灵芝蛋白多糖提取物可以抑制PTPIB活性[44]，糖尿病模型小鼠体内试验结果显示灵芝多糖具有剂量依赖性的降血糖降血脂作用，可以升高血中胰岛素水平，抑制PTPIB活性，降低糖尿病模型小鼠骨骼肌细胞中PTPIB的蛋白表达[45]。

灵芝蛋白LZ-8可以显著降低淋巴细胞浸润，增强糖尿病模型小鼠体内胰岛素的抗体监测。LZ-8能够降低血糖浓度，对2型糖尿病均有治疗作用[46]。灵芝三萜和多糖是灵芝的两种主要药理活性成分，灵芝作为临床治疗及日常保健广泛使用的中草药，在降血糖、抗肿瘤、提高免疫力等方面具有非凡的作用，有必要利用先进技术和手段开发新的灵芝降血糖药物，为灵芝的进一步开发利用提供参考。

3 展望

传统中药灵芝是担子菌纲多孔菌科灵芝属真菌赤芝和紫芝的子实体，古书记载灵芝具有养心安神、补气益血、滋补强壮、扶正固本的功效。现代研究表明灵芝具有调节免疫系统、保护心脑血管系统、降血糖作用、保护神经系统、调节呼吸系统、抗氧化、抗肿瘤等作用。对于灵芝与糖尿病防治的关系而言，灵芝对血糖、胰岛素敏感性、炎症因子及其血脂水平具有调控作用，然而，多数结论是建立在动物试验的基础之上。随着灵芝活性成分的结构特性及生物学作用机理的研究深入，希望后续多开展大型临床对照试验，进一步探究灵芝在人体内血糖和改善糖尿病并发症分子水平的作用机制、相关药动学和药效学及毒副作用，将灵芝开发成有效的糖尿病及其并发症防治的新型天然药物，为广大患者造福。