天然降血糖多糖的研究進展

宋 超，宋淑亮，劉學紅

(1山東省交通醫院，濟南250031;2山東大學威海國際生物技術研發中心)

近年研究表明，某些具有特定結構的天然多糖具有顯著的降血糖作用，其降血糖機制具有多效應、多靶點、多途徑等特點。為此，深入挖掘天然降血糖多糖已成為糖尿病新藥開發的熱點，本文將對各種來源的天然降血糖多糖及其作用機制的研究進行綜述。

1 植物降血糖多糖

1984年Konno等從日本白參、中國紅參、朝鮮白參中分離出21種人參多糖，藥理實驗表明其中多種人參多糖對正常小鼠和四氧嘧啶誘發的高血糖小鼠都有明顯的降血糖活性。程秀娟等對高山紅景天多糖進行了研究，發現50、100和200 mg/kg，一次或多次腹腔注射給藥，能降低正常小鼠血糖、肝糖原和血總脂，明顯抑制四氧嘧啶、腎上腺素和葡萄糖引起的高血糖。迄今為止已分離出一百多種植物多糖，如文獻報道的人參多糖、知母多糖、紫草多糖、麥冬多糖、桑葉多糖、黃芪多糖等都具有不同程度的降血糖作用。

近年國內外學者又相繼發現了多種具有降血糖活性的植物多糖。王雪松等［1］采用DEAE-纖維素柱色譜和凝膠滲透色譜從積雪草中分離得到了多糖組分S5X，免疫及降血糖藥理活性表明S5X具有很好的降血糖作用。王元鳳等首次采用D315陰離子交換樹脂從茶葉中分離出兩種帶不同電荷的茶多糖，藥理實驗表明這兩種多糖對腹腔注射四氧嘧啶造成的高血糖小鼠都有很好的降血糖效果。徐斌等研究了苦瓜水提多糖和堿提多糖對鏈脲佐菌素誘導的糖尿病小鼠的降血糖作用，發現苦瓜多糖能幫助恢復受損胰島組織，促進胰島素分泌，從而降低血糖。趙元等［2］研究顯示地榆多糖能顯著抑制α-葡萄糖苷酶活性，并可降低大鼠餐后血糖。

許多研究發現，部分植物纖維同樣具有降血糖功效，Hannan等［3］從葫蘆巴種子中發現一種可溶性的膳食纖維，能明顯改善正常小鼠、糖尿病小鼠的口服葡萄糖耐受量。體內藥理實驗表明，西番蓮果種子中不溶性食用纖維對葡萄糖吸收和延遲淀粉酶活性有顯著作用，因此可用來控制飯后血清中的葡萄糖含量［4］。近年發現，楊桃及胡蘿卜的不溶性食用纖維均具有上述活性。王庭欣等對海帶多糖的降血糖、降血脂作用進行了研究，在降血糖試驗中250 mg/kg的劑量對糖尿病大鼠的降血糖作用最明顯，達到50%。

2 動物降血糖多糖

隨著動物類藥材研究的日益繁榮，人們不斷發現動物體內的各種內源性多糖具有多種生物學活性。如肝素、透明質酸、殼多糖等不僅具有抗腫瘤，降血壓、血脂、血糖等多種藥理活性，而且具有良好的生物相溶性等優點。動物多糖的存在和分布極為廣泛，Murray等研究發現許多海洋動物含有種類不同和數量不等的生物活性多糖，如棘皮動物(海星、刺參)、軟體動物(烏賊)、甲殼類動物(蝦、蟹等)、哺乳動物(鯨)以及魚類(鯊魚、大西洋鷂魚)等的某些組織(皮、軟骨、分泌腺等)都有多糖存在。此外，從鮑魚、貝類、泥鰍、蠶蛹、中國林蛙等動物中都能提取分離出有生物活性的多糖。

動物多糖的種類包括糖原、甲殼素、肝素、硫酸軟骨素、透明質酸、硫酸角質素、酸性黏多糖或糖胺聚糖，其主要的藥理活性有抗腫瘤、提高免疫力，抗凝、抗血栓，降血糖、血脂，抗炎、抗疲勞等。隨著對多糖生物活性的廣泛研究，人們在藥理實驗中發現多種動物多糖對正常小鼠或藥物致高血糖的小鼠有降血糖作用。由日本研究報道的一種低相對分子量的殼聚糖對鏈佐星誘導的非胰島素依賴型糖尿病有顯著的降血糖作用，并顯著抑制胰島細胞的免疫反應［5］。進一步研究表明，該殼聚糖對遺傳性肥胖型糖尿病小鼠降血糖的同時，也能劑量依賴性地降低甘油三酯［6］。實驗證明，泥鰍多糖能明顯降低鏈佐星或四氧嘧啶所致糖尿病小鼠的血糖升高;同時泥鰍多糖還能明顯降低鏈佐星或四氧嘧啶所致糖尿病小鼠血清中的總膽固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白膽固醇升高。

3 真菌降血糖多糖

真菌多糖是從食藥用真菌子實體、菌絲體或發酵液中分離出來的代謝產物，在國際上被稱為“生物反應調節劑”，能夠控制細胞分裂分化，調節細胞生長，具有抗腫瘤、抗病毒、降血糖、提高免疫力等多種生物活性［7］。同時微生物多糖具有許多植物多糖和動物多糖不具備的優良性質，安全無毒，理化性質獨特，生產周期短，不受季節、地域和病蟲害等條件的限制，具有較強的市場競爭力和廣闊的發展前景。

食用真菌是一大類具有很高食用及藥用價值的高等真菌，有些食用菌還具有較強的降血糖功效，而且不良作用較小，已越來越受到人們的關注。Li等［8］發現注射蟲草多糖連續一周后，正常小鼠血糖水平顯著降低，高血糖小鼠的血清胰島素水平顯著升高。靈芝多糖也能增加正常小鼠和葡萄糖負荷小鼠的血漿胰島素水平。Kim等從姬松茸中提取出β-葡聚糖，再從β-葡聚糖中分離出寡糖AO。對治療組大鼠分別給予2% β-葡聚糖和2%寡糖AO，實驗維持6周。結果表明，兩個治療組的血清葡萄糖水平顯著下降，血清胰島素水平顯著上升，分泌量上升，但是寡糖AO的功效更明顯，大約是β-葡聚糖作用的兩倍。研究者認為β-葡聚糖和寡糖AO都能增強胰島的增殖和繁殖作用，刺激胰島分泌胰島素，從而提高葡萄糖代謝。目前已經證實，具有降血糖作用的食用菌有靈芝、蟲草、香菇、銀耳、姬松茸、黑木耳、鬼傘、灰樹花、雞腿蘑、猴頭菇等。食用菌降血糖作用明顯，作用溫和，無明顯不良作用，并且有預防和治療糖尿病的作用。

4 降血糖作用機制

藥理研究表明，各種多糖的降血糖機制有所不同，而且多糖的降血糖機制常為多靶點、多效應、多途徑的綜合作用。綜合目前降血糖多糖的研究，發現多糖的降血糖機制主要有以下幾種:修復和刺激胰島β細胞釋放胰島素;抑制α-葡萄糖苷酶，延緩葡萄糖在腸道的吸收;上調胰島素受體數目或提高其親和力，改善胰島素抵抗;拮抗升糖激素，抑制糖原分解，促進糖原合成;抑制糖異生，促使糖的利用，增加葡萄糖的分解。

5 展望

多糖作為植物、動物細胞膜，微生物細胞壁中的一類具有廣泛生物活性的天然生物大分子，由于其降血糖作用的溫和、持久，以及基本沒有不良作用等特點，已經成為降血糖藥物和保健品開發的熱點。但由于多糖本身結構的復雜性，難以闡明有效成分的化學結構與降血糖活性之間的關系，以及其作用機制難以明確等原因，阻礙了多糖類降血糖藥物的發展。此外，分離純化技術落后，實驗常采用水提醇沉得到的粗多糖，有效成分不明，可重復性差;基礎研究手段落后等問題同樣成為其發展的障礙。因此我們需要在充分認識天然多糖類活性物質重要意義的前提下，整合現有技術手段，發展和創新研究方法，加大基礎研究力度，建立更加科學有效的分離純化技術和結構解析技術，闡明降血糖活性和多糖的構效關系及其作用機制、作用靶點，為多糖類降血糖藥物的發展提供理論基礎。

［1］王雪松，鄭蕓，方積年．積雪草中降血糖多糖的研究［J］．中國藥學雜志，2005，40(22):1697-1700．

［2］趙元，張蓮英，胡曉燕，等．1種新的天然α-葡萄糖苷酶抑制劑的分離純化及其活性測定［J］．中國生化藥物雜志，2007，28(1):20-22．

［3］Hannan JM，Ali L，Rokeya B，et al．Soluble dietary fibre fraction of Trigonella foenum-graecum(fenugreek)seed improve glucose homeostasis in animal models of type 1 and type 2 diabetes by delaying carbohydrate digestion and absorption，and enhancing insulin action［J］．Br J Nutr，2007，97(3):514-521．

［4］Chau CF，Huang YL．Characterization of passion fruit seed fibres—a potential fibre source［J］．Food Chem，2004，85(2):189-194．

［5］Kondo Y，Nakatani A，Hayashi K，et al．Low molecular weight chitosan prevent the progression of low dose streptozotocin-induced slowly progressive diabetes mellitus in mice［J］．Biol Pharm Bull，2000，23(12):1458．

［6］Hayashi K，Ito M．Antidiabetic action of low molecular weight chitosan in genetically obese diabetic KK-Ay mice［J］．Biol Pharm Bull，2002，25(2):188．

［7］陳傳紅，金衛根，李榮同，等．真菌多糖藥理作用研究進展［J］．時珍國醫國藥，2006，17(6):933-934．

［8］Li SP，Zhang GH，Zeng Q，et al．Hypoglycemic activity of polysaccharide，with antioxidation，isolated from cultured cordyceps mycelia［J］．Phytomedicine，2006，13(6):428-433．