金线莲降血糖作用及作用机制研究进展

周媛媛，赵目聪，陈 蕾，马 宁，张彩云

(1 海南医学院药学院，海南 海口 571199；2 海南省妇幼保健院生殖医学中心，海南 海口 571199；3 海南医学院药物安全评价研究中心，海南 海口 571199)

金线莲，是兰科开唇兰属下的种金线兰Anoectochilusroxburghii(Wall.)Lindl.的全草，别称金蚕、金线兰、金石松、乌人参等，在人民之中的应用范围相当广阔，有着“药王”、“金草”、“神药”、“乌人参”等美誉[1]。主要分布在我国广东、广西、福建、江西、四川省等地[2]。在研究中表明，金线莲中包括多糖类及其苷类、黄酮及其苷类、甾醇类、有机酸类、三萜类、核苷类、生物碱类、挥发油类、微量元素及氨基酸等组分[3]。另在《新华本草纲要》《福建药物志》《全国中草药汇编》《中华本草》《中国本草原色图谱》等本草资料中，金线莲味甘、性平，有凉血平肝，除湿清热解毒的功能，应用于肺结核咯血、糖尿病并发症、肾炎、膀胱炎、重症肌无力、风湿性和类风湿性关节炎等病症。而且，国外也有大量文章研究关于金线莲的保肝治疗、降血糖、降血脂、抑制癌细胞、抗衰老等功效[4-8]，在医药保健品、化妆品、食品等领域应用广泛，是比较有价值的药用植物[9]。

糖尿病(diabetesmellitus)是一种因胰岛素一定或相应释放不够，或靶组织细胞对胰岛素灵敏度的下降，引起蛋白质、脂肪水和电解质等各种新陈代谢紊乱综合征，糖尿病的一般表现形式是“三多一少”，即多饮、多尿、多食和消瘦等。糖尿病大致分为4种类型：1型、 2型、特殊类型及妊娠糖尿病，其中2型糖尿病较为普遍[10]，但目前对其成因和发生机理还不充分明确。糖尿病是常见病、多发病，是严峻危及人体健康的全球性公共卫生难题[11]。根据全球糖尿病联合会(IDF)最新数据显示，2021年全球约5.37亿成人患有糖尿病(每十人中就有一例糖尿病患者)，并预计到2030年，该数字将上升到6.43亿；到2045年将上升到7.83亿。同时患者也可以导致各类疾病，主要是高血压、脑血管病、心血管病变、眼部疾患、肾脏病、神经病变等[12-13]，严重威胁着患者的生命质量。到现在为止，还没有找到可以完全治愈糖尿病的办法，患者一般需要长期服用西药治疗，但是毒副作用太大，还会产生不良反应和药物依赖性[14-15]。现在糖尿病正在以惊人的速度增长，又考虑到现在的治疗方案所带来的毒副作用和并发症，所以寻找更安全有效的天然活性成分刻不容缓[16]。数百年来，天然植物金线莲已成为中国民间的常见草本植物，据文献金线莲可治疗糖尿病[17-19]。所以本部分对金线莲降血糖的作用进行总结，并阐述了其治疗机制，为金线莲的开发利用提供理论基础。

1 降血糖作用

许多科学研究已经证实，金线莲可以明显降低高血糖动物模型的血糖，降血糖疗效很显著。目前科学家主要使用了6种最主要的高血糖动物模型，分别对金线莲各种萃取物/部分(水提物、醇提物、多糖、醋酸乙酯部分、石油醚萃取物、丙酮提取物)的降血糖效果开展了研究。主要的高血糖动物模型有四氧嘧啶致小鼠糖尿病模型、STZ致大鼠糖尿病模型、STZ致小鼠糖尿病模型、斑马鱼糖尿病模型、高脂复合STZ致小鼠糖尿病模型和高脂复合STZ致大鼠糖尿病模型。在这些高血糖动物模型中，金线莲的不同提取物/部分都可以明显降低血糖，从而缓解高血糖所伴随的“三多一少”表现，对糖尿病小鼠组织脏器损害也有一定的保护功能，调整血脂紊乱，增强细胞抗氧化功能，增加胰岛素敏感性，增加糖耐量，降低NO含量，调整血脂代谢，减少肌醉和尿素氮等。金线莲不同提取物/部位对各种高血糖动物模型的降血糖影响，具体见表1。

表1 金线莲不同提取物/部位对各种高血糖动物模型的降血糖影响分析Table 1 Analysis of the hypoglycemic effects of different extracts/sites of Anoectochilus roxburghii on various hyperglycemia animal models

研究证实金线莲在不同提取物和部位中有显著地降低血糖的效果，除去了表格中的各种提取物，另有B. Sharma等[35-36]研究表明，在金线莲中黄酮类提取物对糖尿病小鼠产生了较好的降血糖和降血脂作用。另外研究还表明对糖尿病小鼠给药金线莲种子中的黄酮类提取物后，小鼠对葡萄糖的摄取减少，以及胰岛素作用的释放有了显著的增加，且其6-磷酸葡萄糖激酶，己糖激酶也有明显的增加，说明了金线莲种子的黄酮类提取物同时存在降血糖和降血脂的作用。宋哲平等[37]在金线莲组织培养苗降血糖作用的研究中，发现金线莲组培苗提取物均能有效降低血糖含量，并且对正常的小鼠血糖没有显著影响。另有实验[38]证明金线莲能够明显降低糖尿病并发症，可能从提高机体的抗氧化能力、降低血脂水平、减少胰脏和肝肾等组织的损伤或促进受损组织修复、减少NO含量、调节血脂代谢、减少肌醉和尿素氮等多途径发挥其抗糖尿病作用。

金线莲降血糖成分目前研究主要为多糖类，其他成分研究甚少，但是金线莲不同部位多糖的抗糖尿病活性存在显著差异，其中根多糖的抗糖尿病活性高于叶多糖，全草多糖则高于这两者，推测是由于根和叶多糖之间存在协同作用，而且多糖的分子量和单糖组成等也会影响其抗氧化活性。另表明不同产地金线莲全草、根和叶多糖的抗糖尿病活性也存在差异[39]。

2 降血糖机制

2.1 促进胰岛素分泌

在研究引起血糖水平增高的各种原因中，胰岛素分泌不足是高血糖的最重要原因。影响胰岛素分泌有多种形式，如刺激胰岛β细胞生成胰岛素、通过控制β细胞的凋亡刺激β细胞的再生可以增多生成胰岛素、通过增强靶细胞胰岛素受体对胰岛素的敏感、增多胰岛素受体的总量、减低对胰岛素抵抗等方面，最后使胰岛素起到降糖效应。研究发现金线莲正丁醇提取物提高糖尿病大鼠胰岛素水平可能与促进胰岛β细胞再生有关，促使胰岛β细胞产生胰岛素，及其对肝和胰岛细胞的保护以及促使损伤细胞的修复相关[40]。同时，对金线莲组织培养苗降胆固醇效果的研究，表明其降糖效果很可能也和直接影响胰岛β细胞分泌胰岛素水平密切相关。另有学者在初步研究金线莲时，结果表明它具有对四氧嘧啶诱导的小鼠血糖上升有明确的防治效果，还可以减少对胰岛细胞的破坏，从而证实金线莲存在降血糖作用，为了进一步研究结论，其团队采用不同极性的溶剂对金线莲提取物实施了萃取，结果表明金线莲的石油醚提取物和乙酸乙酯萃取物均无明确降血糖的功效，但水提物却存在明显降血糖功能，并认为降血糖作用并非直接影响胰岛β细胞释放胰岛素所达到的，是经过控制小肠中对葡萄糖刺激的吸收，或通过直接影响葡萄糖代谢[41-42]。

2.2 调节关键酶活性

通过改变糖代谢通路中部分关键酶的活性可以到达治疗或缓解糖尿病患者的高血糖症状。如各种金线莲多糖和金线莲苷，研究发现金线莲多糖可明显活化天冬氨酸转氨酶(AST)和丙氨酸转氨酶(ALT)，以降低血糖含量，从而明显减轻了糖尿病小鼠胰脏和肝部的病变损害[43]。此外，金线莲多糖对自由基也有良好的修复功能，对α-葡萄糖普酶功能产生了明显的抑制作用，从而增强抗氧化功能，减少机体组织氧化损伤。金线莲多糖还能够增强人体的抗氧化酶活力，从而提高抗氧化防护机制，从而控制因高血糖引起的氧化应激，并且保护肝脏、肝、肾和相关细胞。金线莲苷影响细胞后，细胞内蛋白激酶被激活，进而推动了葡萄糖转运蛋白向细胞膜的转化，进而帮助将葡萄糖由细胞外转运至细胞内，这就减少了血糖浓度，进而减低了葡萄糖毒性，也进而提高了胰岛素抵抗[44]。

2.3 调节信号通路

信号通道是人体关键的细胞信号通道，在神经细胞的动员，迁移，分化和抗凋亡流程中都有着关键的功能，并且在葡萄糖刺激运输、肝糖合成化、糖酵解和糖异生的调控及其在蛋白质合成化和脂类溶解流程中，也起到有很大的影响。在研究HFD和STZ诱导的糖尿病小鼠的血糖时，发现金线莲是通过抑制p38-MAP激酶信号通路介导，调节糖尿病小鼠的血糖水平和体重，改善糖尿病小鼠的肾功能。此外，金线莲还可通过NF-κB和p38MAPK通路保护血管，作为治疗糖尿病患者血管病变的有用物质[45-46]。

3 结 语

金线莲拥有充足的营养价值，可以发展为健康高效的保健品，以及发展成富有闽南民族特色的饮料及化妆品。其降血糖作用确切，长期服用安全性高，并且能够治疗各种并发症，值得深度开发利用。但是目前存在以下几个问题：

(1)药效的机理亟待深入探讨

由本文的总结可发现，水提物、多糖、乙醇提取物、乙酸乙酯提取物、石油醚提取物等均有降血糖作用，但是不同提取物的降血糖功效机理缺乏具体探讨，亟待深入探讨。

(2)有效单体研究甚少

现有的活性研究成果主要限制于各种提取物上，具体的有效单体成分研究甚少。例如，Zhang等[47]在金线莲中获得的kinsenoside单体成分具有较明确的降血糖功能，其功能机制很可能是与调节抗氧化酶、去除自由基和减少血清NO的含量相关，并且在病理切片后的细胞形态功能学测定结果中，也证明了kinsenoside单体对受损的胰岛细胞存在着修复功能。另有陈哲等[48]使用UPLC-MS联用法，对降血糖活性的提取物进行了最终的产物解析，最终鉴别出了其中二个比例较大的组分为齐墩果酸和榭皮素-3-0-葡萄糖苷。

(3)降血糖作用缺乏现代研究

金线莲在体内的生物利用率、药代动力学和食物代谢以及潜在副效应都知之很少，可以利用现代研究，以促进金线莲开发和利用。例如，根据基于网络药理学的预测研究结果，金线莲能够通过降低炎症信息通路中相关蛋白质的表达、提高对胰岛素抵抗水平而起到降血糖的效果，可用于开发抗糖尿病新药，体现了金线莲多成分、多通路、多靶标的作用特征，对明确金线莲治疗二型糖尿病的作用机制具有重要意义。