山药及其功能性成分对妊娠期糖尿病作用的研究进展

赵彬彬, 葛 莉, 赖玉婷, 李 铮, 庞书勤, 刘祎如, 江心泳, 孔 悦

(1. 福建中医药大学护理学院, 福建 福州, 350122; 2. 中国人民解放军联勤保障部队第九〇〇医院 护理部, 福建 福州, 350025)

近年来，随着人们生活水平的提高，部分人群饮食结构的不合理以及妊娠期糖筛查试验的普及等，妊娠期糖尿病(GDM)发病率不断升高[1]。一项Meta分析显示中国人群GDM的患病率我国GDM发病率高达13%[2]。美国营养和饮食学会明确提出，饮食疗法是GDM治疗的第一道防线[3]。据统计有60%～95%的GDM患者均首选饮食控制血糖[4]。合理的饮食既能保证母体和胎儿的营养需求，又能将血糖水平控制在合理范围，避免血糖过高或过低[5]。《WST 601-2018妊娠期糖尿病患者膳食指导》推荐GDM患者日常膳食选择低血糖指数(血糖生成指数<55)和低血糖负荷(血糖负荷指数<10)的食物，其中包括山药。山药血糖生成指数为51，血糖负荷是4.4[6]。山药作为我国药食同源治疗糖尿病的经典中药，具有良好的降低血糖作用，其降糖作用是多种功能性成分协同作用的效果[7]。山药的功能性成分包括山药多糖、山药皂甙、尿囊素、蛋白质、多酚类化合物等，具有增强免疫功能、降血糖、调节胃肠道功能、抗氧化、抗肿瘤、保肝等多种药理作用，广泛应用于功能性食品和药品等行业[8-10]。目前，山药及其功能性成分已成为GDM防治研究的热点，现具体阐述山药及其功能成分对GDM作用，以及山药的烹制方式对其具有降糖作用的功能性成分的影响。

1 山药对GDM的作用

1.1 祖国医学中山药对GDM的作用

GDM属于中医“消渴病范畴。山药性平、味甘，温补而不骤，微香而不燥，具有益气养阴、健脾益肾之功效，能滋阴清热而治疗消渴，在消渴病的治疗中运用由来已久[9,11]。《古今名医临证金鉴·消渴卷》记载使用单味山药治疗消渴的用药频次多达73次[12]。《本草新编》指出山药能“通治三消”[13]。近代医家张锡纯以生淮山药为主药治疗消渴，屡试有效，并创立了玉液汤，即以山药为主药，配黄芪益气滋阴，润燥止渴[14-15]。此外清代医家傅山认为山药还具有安胎、止妊娠吐泻腹痛等功效，在《傅青主女科》中既有安奠二天汤，即以白术、山药、熟地、杜仲等水煎服用，对于脾肾两虚，胎元不固，胎动不安者，颇有效验；又有援土固胎汤，即以人参、白术、山药、续断等治疗妊娠脾胃虚极，上吐下泻，胎动欲堕，腹疼难忍[16]。此外，张锡纯以仲景麦门冬汤加味治妊娠恶阻，方中巧用半夏、生赭石、山药以镇逆[17]。马大正教授以生白术-生山药为药对健脾润肠以通便，治疗妊娠便秘[18]。

1.2 现代医学中山药对血糖的影响

现代临床医学研究发现，单味山药具有降低血糖的作用，并被广泛用于治疗糖尿病，但在GDM中的运用鲜有报道。郝志奇等[19]、张忠泉[20]、赵长英等[21]研究表明山药水煎液及提取物能保护胰岛β细胞，增加胰岛素分泌，提高胰岛素敏感性，起到降低血糖的作用。陈美珍等[22]研究表明，薯蓣粥可以有效降低2型糖尿病大鼠的空腹血糖、糖化血红蛋白(HbA1c)、血清总胆固醇(TC)和甘油三酯(TG)，提示山药不仅能够通过改善胰岛素抵抗起到降低血糖的作用，而且还可通过调节血糖水平，对蛋白质、脂肪等发挥协同调节作用，从而调节血脂。庞书勤等[23-24]研究发现，与对照组相比，薯蓣粥可降低2型糖尿病患者空腹血糖、餐后2h血糖、血清超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、丙二醛(MDA)、活性氧自由基(AOR)水平，增加2型糖尿病患者肠道内青春双歧杆菌、婴儿双歧杆菌数量，表明山药的降糖作用与改善机体氧化应激状态、调节肠道内双歧杆菌生长有关。Rego等[25]研究发现，与模型对照组相比，山药面粉组糖尿病雌性大鼠显示较低的葡萄糖浓度和更高的骨密度、骨含量、骨面积，表明山药可以控制糖尿病大鼠的血糖升高，减弱糖尿病大鼠的骨脆性。何凤玲等[7]发现全山药比山药中的各功能性成分在降低血糖值和控制饮水量方面效果更好。

2 山药的功能性成分对GDM的作用

2.1 山药多糖

GDM发病机制尚未明确，但国内外研究表明，GDM与2型糖尿病存在着相似的发病机制，两者都是在遗传基因缺陷基础上存在胰岛素抵抗和胰岛素分泌功能不足，其中胰岛素抵抗是GDM发病的重要原因[26]。有研究表明山药多糖具有降低血糖和改善妊娠结局的作用。杜妍妍等[27]研究发现，与模型对照组相比，山药多糖组GDM小鼠的空腹血糖和血清胰岛素指标均显著下降，并在一定程度上改善胰岛素抵抗；山药多糖组GDM小鼠的TC与TG均显著性降低，而高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)显著升高。此外，山药多糖能改善妊娠期糖尿病小鼠的脂质代谢紊乱，降低巨大胎鼠的出生，减轻胎盘的重量。

另外，研究表明山药多糖可通过提高胰岛素的敏感性、调节糖脂代谢相关酶活性以及协同抗氧化作用达到降低血糖的目的。苏瑾等[28]将正常HepG2细胞分为正常对照组、二甲双胍组与山药多糖组，与正常对照组比较，山药多糖组HepG2细胞葡萄糖消耗量(△GC)和单位细胞葡萄糖消耗量(△GC/OD)升高；另将胰岛素抵抗HepG2细胞分为模型组、二甲双胍组与山药多糖组，与模型对照组比较，山药多糖组细胞△GC增加，△GC/OD升高，这表明山药多糖能改善HepG2细胞的葡萄糖消耗能力，并且可以增强细胞对胰岛素的敏感性，具有体外降糖作用。李晓冰等[29]研究表明，与糖尿病模型对照组相比，山药多糖组的糖尿病大鼠空腹血糖、糖化血红蛋白(HbA1c)、TG、TC均有显著降低，表明山药多糖可降低血糖、血脂。朱娇娇等[30]研究发现，山药多糖具有显著的清除羟自由基、超氧阴离子的能力，还具有一定程度的还原能力和总抗氧化活性，且山药多糖对α-葡萄糖苷酶活性和α-淀粉酶活性具有较强抑制作用，这提示山药多糖具有显著的抗氧化活性和降血糖活性。杨宏利等[31]研究表明，与2型糖尿病模型对照组相比，山药多糖组可显著降低链脲佐菌素诱导糖尿病小鼠的血糖，且山药多糖组己糖激酶(HK)、琥珀酸脱氢酶(SDH)、苹果脱氢酶(MDH)活性显著提高。

2.2 山药皂甙

皂甙按其结构可分为三萜皂甙和甾体皂甙两大类，而山药皂甙属于甾体皂甙，其在酸、加热或酶解的条件下可水解成山药皂甙元[32-33]。近年来研究表明，山药皂甙可调节糖脂代谢相关酶活性，具有良好的降糖功效。高宏武[34]研究发现，山药中的甾体皂甙对α-葡萄糖苷酶和醛糖还原酶有抑制作用，对HK有激活作用，可以降低四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠的血糖水平。何凤鸣等[7]研究表明，与山药多糖组和黄酮组相比，相同剂量下的山药皂甙组对α-糖苷酶抑制效果最好，能明显增加培养基中HepG2细胞对葡萄糖的消耗量，同时对细胞增殖有抑制作用，表明山药皂甙具有一定的降糖作用。McAnuff等[35-37]研究表明，山药皂甙元提取物可以通过抑制链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠肠道双糖酶的活性和增加链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠肝脏中葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的活性，从而降低糖尿病小鼠血液中葡萄糖水平，同时还可以降低糖尿病小鼠血浆和肝的极低密度脂蛋白胆固醇(VLDL-C)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)含量，增加HDL-C含量。然而，山药皂甙对GDM的作用尚未见报道，仍需进一步探讨山药皂甙对GDM的防治作用。

2.3 尿囊素

山药中的尿囊素不仅具有镇静、麻醉、促进细胞生长等作用[38]，而且可以激活细胞膜中咪唑啉Ⅰ-2A受体(Ⅰ-2AR)和骨骼肌或其他组织中咪唑啉Ⅰ-2B受体(Ⅰ-2BR)，从而增加糖尿病大鼠的胰岛素敏感性，起到降低血糖的作用[39]。Amitani等[40]研究也表明，山药尿囊素以剂量依赖的方式减弱细胞凋亡和细胞毒性，并且能够增加β-细胞活力和激活胰腺组织中咪唑啉Ⅰ-3受体以保护β-细胞免受链脲菌素诱导的损伤，从而达到降低血糖、防治糖尿病的目的。此外，Go等[41]使用粗山药粉末、山药水提取物和尿素囊治疗链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠时发现，与糖尿病模型对照组相比，三个治疗组大鼠的血糖水平显著减低，其中山药水提取物组较尿囊素组显示出更低的血糖水平；三个治疗组大鼠HbA1c、TC和低密度脂蛋白(LDL)显著降低，而胰岛素、胰高血糖素样肽-1(GPL-1)和C-肽水平显著增加；同时，三个治疗组大鼠的MDA显著下降，GSH-Px和还原型谷胱甘肽显著增加，这表明山药和尿囊素可以通过调节抗氧化活性、血脂水平和促进GLP-1的释放，从而改善维持正常胰岛素和血糖水平的β细胞的功能。Niu等[42]研究发现，山药尿囊素可以通过增加链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠肾上腺β-内啡肽的分泌，以改善骨骼肌中葡萄糖的利用，从而达到降低糖尿病大鼠血糖的作用。由此可见，山药中的尿囊素具有良好的降低血糖的作用。然而，山药中的尿囊素对GDM作用的研究尚未见报道。

3 烹制对山药功能性成分的影响

山药作为临床常用中药和生活中的常用高营养食品，需要经过一定烹制后方可食用，由于烹制方式的不同，食品内部的色泽、风味与质构都会发生转变，尤其是内部的功能性成分也会受到影响。杨武德等[43]研究表明，山药经炮制后，多糖含量降低，7种山药炮制品中多糖含量的比较分析，其含量由高到低顺序为：生品、蜜麸炒、炒黄、米炒、土炒、炒焦、炒炭、麸炒。杨津利[44]研究了不同烹饪方法对淮山功能性成分的影响，结果表明微波烹饪、水煮、热炒能降低山药的总皂甙含量，水煮和热炒会降低山药多糖的含量。Lin等[45]研究发现，微波烹饪、烘焙和油炸这三种烹饪方法会降低山药中的皂甙含量，其中油炸山药中皂甙含量减少的最多，并且山药中的每种皂甙都会随着温度和时间的增加而降低。因此，生山药中可能保留具有降糖作用的功能性成分更多。

4 小结

山药作为我国一种非常有特色的药食同源食物，其富含的功能性成分具有良好降低血糖的作用。本文综述了山药及其功能性成分对妊娠期糖尿病作用，发现全山药的降糖作用要比单一的山药功能性成分降糖效果好，且生山药中所保留的具有降糖作用的功能性成分最多。同时，山药具有安胎、止妊娠吐泻腹痛功效，山药多糖可以改善妊娠结局。然而，现阶段山药及其功能性成分降糖作用的研究多集中于糖尿病动物试验，对GDM的研究报道有限。今后可通过严谨的研究方法拓展山药对GDM血糖和妊娠结局影响的研究，为GDM饮食护理提供科学的理论依据。