王曉靜 賈林璇
曲阜師范大學 山東省濟寧市 273165
中藥預治肥胖和胰島素抵抗的研究進展
王曉靜 賈林璇
曲阜師范大學 山東省濟寧市 273165
上世紀WHO就宣布肥胖是全球最大的慢性疾病,而引起肥胖最主要的原因是胰島素抵抗(Insulin Resistance)。IR是指正常或高于正常水平的胰島素只能發揮較弱的生物學效應,即對有降糖作用的胰島素的敏感性減弱。中藥在改善胰島素抵抗方面具有多途徑、多靶點、相對安全、副作用小等優勢。隨分子生物學研究水平的提高,中藥改善胰島素抵抗分子機制的研究也逐漸增多。本文通過對幾類單味中藥和復方中藥改善胰島素抵抗的有效成分及其作用的分子機制進行綜述,為研發預治肥胖新藥提供依據。
中藥;肥胖;胰島素抵抗
隨著人們生活水平的提高和生活方式的轉變,體力勞動相對減少導致肥胖人群數量逐漸增加。肥胖除了影響人的形象之外,還是與許多疾病息息相關。美國疾病防控中心2015年的一份報告顯示,每年有30萬人死于與肥胖直接相關的疾病,每年治療與肥胖相關疾病的費用達到1479億美元。
IR是指胰島素的靶器官對胰島素的敏感性及反應性的降低,即機體內正常的生理濃度水平胰島素不能夠對周圍的靶組織。IR與高血壓、冠心病、糖尿病、代謝綜合征等疾病密切相關,因此探討改善胰島素抵抗的藥物成分及機制對于防治肥胖或肥胖所誘導的各種疾病等心腦血管疾病具有重大意義。
1.1 肥胖與胰島素抵抗的關系
肥胖能夠引起骨骼肌、脂肪和肝臟的IR[1]。首先,就骨骼肌的IR來說,肥胖增加了骨骼肌FFA的吸收和肌細胞外的脂肪含量、激活了吞噬細胞并引起內質網應激從而引起了IR的發生。其次,脂肪的IR是由于肥胖使脂肪細胞肥大、巨噬細胞募集和急性轉變(一旦肥胖巨噬細胞就會由抗炎癥的M2型急性轉變為促炎癥的M1型)、細胞生成因子和脂肪溶解的增加以及內質網應激最后導致的IR。最后,肝臟的IR是因為脂肪肝、脂肪變性、庫普弗細胞的激活以及細胞因子生成和內質網應激所引起的。
1.2 胰島素信號轉導
胰島素的信號傳導主要是通過PI3K/ AKT和RAS/MAPK兩種途徑[1]。PI3K/ AKT通道調節胰島素對營養物質的代謝包括糖代謝。RAS/MAPK通路不僅調節胰島素對基因的表達,而且與PI3K/AKT通路一起調節細胞的生長分化。胰島素受體的激活導致了胰島素受體底物(IRS1)的絡氨酸磷酸化從而啟動了信號的傳導。NFκB和AP-1Fos/Jun炎癥通路的激活導致了絲氨酸激酶IKKB和Jnk1的活化,從而抑制了IRS1的信號傳導。另外,與炎癥相關的SOC蛋白和NO抑制了IRS的蛋白表達并促進炎癥的發生。另外,NO也可以通過AKT的硝基化作用降低PI3K/AKT活性。
2.1 單味中藥改善胰島素抵抗的機制
目前,單味中藥緩解IR的主要作用機制有:改善β細胞功能,刺激胰島素分泌增加胰島素受體數目,增加胰島素敏感性抑制胰島素拮抗物質分泌及促進葡萄糖降解[2]。據目前研究發現有70多種單味中藥能夠改善IR,常用的有20多種。實驗表明,這些中藥的有效成分及提取物主要有:黃酮類、生物堿類、皂苷類、多糖類、多酚類等。
2.1.1 黃酮類
銀杏總黃酮主要分布在雙子葉植物中,且大多數以苷的形式存在。宋光耀觀察銀杏葉提取物對IR大鼠骨骼肌蛋白激酶B(PKB)表達的影響,發現其能夠改善高脂飲食誘導的IR狀態,其胰島素增敏機制可能與其增加骨骼肌PKB的表達有關。葛根素能增加胰島素信號通路蛋白(PKB)表達,減輕高血糖高胰島素血癥,提高胰島素敏感性。
2.1.2 生物堿類
生物堿是一類含氮的有機化合物,大多具有復雜的環狀結構,是中草藥的重要有效成分之一。研究發現,小檗堿可以抑制核因子NF-κB p65的核轉位改善高糖誘導的3T3-L1細胞IR。汪忠煜等系列研究小檗堿、梓醇及其配伍對IR脂肪細胞內Glut-4, IRS-1, IRS-1Ser307磷酸化蛋白表達的影響,實驗結果顯示梓醇作用于脂肪細胞時對Glut-4有上調作用。小檗堿雖對Glut-4蛋白表達無上調作用,但它可以下調IRS-1Ser307的表達,增強胰島素信號轉導,促進的轉位,增加葡萄糖攝取。小檗堿與梓醇及其配伍均不能改變Glut-4蛋白表達量,但會降低其磷酸化水平從而增強胰島素信號轉導,改善IR。
2.1.3 皂苷類
皂苷是以苷元為三萜或螺旋甾烷類化合物的一類糖苷,其具有廣泛的藥理活性,如解熱、鎮靜、抗菌等。郭潔文等系列研究表明: 荔枝核提取物皂苷能改善實驗性T2DM 伴 IR 模型大鼠血糖、血脂、胰島素、ISI、瘦素、TNF-α 等指標,糾正相關脂肪細胞因子,改善糖脂代謝紊亂,增強胰島素敏感性。
2.1.4 多糖類
多糖是一類至少由 10 個單糖分子通過苷鍵聚合而成的高分子碳水化合物,分為均一性多糖和不均一性多糖。侯慶寧等觀察了枸杞多糖對T2DM大鼠血糖、胰島素、血脂及血清TNF-α水平的影響實驗結果表明LBP各劑量組血清TNF-α水平較糖尿病對照組有所下降,LBP能夠降低T2DM大鼠血糖及血脂水平,增加組織的胰島素敏感性,改善糖尿病大鼠糖脂代謝紊亂及IR。
2.1.5 多酚類
白藜蘆醇(Res),存在于葡萄、果類、虎杖等多種食用、藥用植物中的一種多酚類化合物,具有延長壽命、抗氧化、抗腫瘤、抗炎和模擬限食等多種生物活性。肖芳喜等研究白藜蘆醇對非酒精性脂肪肝的治療效果及其對TNF-α含量的影響。發現Res通過減少大鼠的內臟脂肪,導致脂肪組織分泌的TNF-α降低,從而改善IR ,阻止脂肪肝的進展。
2.2 復方中藥改善IR的作用機制
中藥復方通過多途徑,多靶點改善IR,其分子機制的研究多集中在骨骼肌和肝臟 Glut4 mRNA 和蛋白表達方面。
2.2.1 通過上調Glut4改善IR
健脾活血方、黃連解毒湯、參芪復方、胰蘇靈(化痰活血作用)、糖耐康等都是通過上調GluT4,使血糖降低,從而降低胰島素的生物效能,最后達到改善IR的目的。(另外,胰蘇靈還可以增加肝葡萄糖激酶活性、脂肪源性TNF-α與PEPCK活性;糖耐康還可以增加PI3-KmRNA表達)。
2.2.2 受體水平改善IR
復方黃連降糖片、梔子豉湯、益氣養陰通洛方、補腎通脈方等通過上調InsR、IRS-1、PI3-K、下調TNF-α改善受體和受體后的信號傳導,使血糖下降改善IR。
中藥在改善IR方面尚處在一個探索階段。盡管大量的動物實驗已經證明了中藥可以通過不同途徑改善IR,但是其分子機制錯綜復雜且當前對IR病因病理還未達成共識。所以,很多深層次的問題還需要我們進一步研究探索。
[1]Proietto J.Inflammation and insulin resistance[J].Febs Letters,2005,54(01):97-105.
[2]趙軒,高彥彬.改善胰島素抵抗的單味中藥成分和機制研究[J].世界中醫藥,2013,8(07):840-43.
王曉靜(1993-),女,山西省運城市人。研究生,曲阜師范大學。主要研究方向為運動人體科學。
賈林璇(1992-),女,山東省濱州市人。研究生,曲阜師范大學,體育學體育教育訓練學。