辣椒降糖機(jī)制研究進(jìn)展

劉新華 曹春信 王東飛 鄢繼瓊 張偉春

（1.金華市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院， 浙江金華 321000； 2.金華市婺城區(qū)椒椒農(nóng)業(yè)有限公司，浙江金華 321000； 3.金華三才種業(yè)公司， 浙江金華 321000）

隨著人們生活方式的改變，糖尿病的患病率迅速增加，已成為影響我國(guó)居民健康和高品質(zhì)生活的重要疾病之一[1-2]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年全球約有5.37億糖尿病患者，其中我國(guó)糖尿病患者人數(shù)約占26%。糖尿病是一種常見(jiàn)的內(nèi)分泌代謝性疾病，在我國(guó)糖尿病患者主要為2-型糖尿病（NIDDM），占到糖尿病患者總數(shù)的90%～95%[3-4]。因此，研究如何有效的防治糖尿病仍是未來(lái)研究熱點(diǎn)。近年來(lái)，人們陸續(xù)開(kāi)發(fā)出了多種治療糖尿病的藥物，如胰島素及其類似物、胰島素促進(jìn)劑、α-葡萄糖苷酶抑制劑等[5]；但這些藥物及傳統(tǒng)的降血糖藥物往往產(chǎn)生一定的毒副作用，且有可能產(chǎn)生機(jī)體依賴性。有研究發(fā)現(xiàn)從天然食物中獲取的活性分子也具有顯著的降糖作用，因其幾乎不產(chǎn)生副作用，其降糖作用引起了廣泛關(guān)注[6]。

辣椒是中國(guó)重要的蔬菜之一，播種面積達(dá)到世界辣椒總播種面積的35%，產(chǎn)量為世界辣椒產(chǎn)量的46%，是我國(guó)重要的蔬菜之一[7]。辣椒中辛辣物質(zhì)主要是含香草酰胺的生物堿類物質(zhì)，包括辣椒素、二氫辣椒素等[8]。除辣椒素類物質(zhì)外，辣椒中還富含維生素類、多酚、黃酮以及多糖等活性功能物質(zhì)[9]，已有研究表明辣椒中活性物質(zhì)能調(diào)節(jié)機(jī)體糖代謝以及脂肪代謝，具有降糖降脂的作用，在治療心血管病、止痛、減肥、鎮(zhèn)痛、止癢、預(yù)防癌癥方面也有特殊的功效[10]。

大量的研究表明，辣椒中生物活性分子具有顯著的降糖效果，能夠調(diào)節(jié)機(jī)體的糖脂生理代謝活動(dòng)。王倩倩[11]研究表明辣椒素能夠促進(jìn)大鼠的腸道蠕動(dòng)，而且一定程度上能夠抑制小腸的吸收和糖類消化酶的活性。應(yīng)長(zhǎng)江等[12]研究發(fā)現(xiàn)辣椒素能有效降低糖尿病腎病大鼠的血糖水平，提高血漿胰島素含量。張世奇等[13]發(fā)現(xiàn)辣椒素能夠通過(guò)抑制腸道對(duì)糖的吸收以及提高胰高血糖素水平等來(lái)改善糖代謝和降糖效果。此外，該研究還發(fā)現(xiàn)辣椒素的辛辣基團(tuán)能夠刺激胰島素的分泌來(lái)降低血糖含量。也有研究分析了辣椒葉片提取物的降糖效果，研究表明辣椒葉片提取物對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制活性為21.4%～43.4%，而果實(shí)提取物抑制率僅為2.4%～6.9%[14]。

1 辣椒素降糖作用機(jī)制

1.1 與瞬時(shí)受體TRPV1結(jié)合

瞬時(shí)感受電位香草酸受體（transient receptor potential vanilloid type-1，TRPV1）是一種非選擇陽(yáng)離子通道，可被辣椒素激活，又被稱為辣椒素受體，激活后能夠介導(dǎo)神經(jīng)元活動(dòng)、細(xì)胞增殖和凋亡等一系列細(xì)胞基本活動(dòng)[15-16]。激活后的TRPV1離子通道可充當(dāng)鈣通道，促使胰島β細(xì)胞分泌更多的胰島素而達(dá)到降糖作用[17]。脂肪細(xì)胞分化中細(xì)胞間Ca2+的轉(zhuǎn)運(yùn)是通過(guò)間隙連接蛋白43（connexin43，Cx43）介導(dǎo)的，Chen等[18]研究發(fā)現(xiàn)辣椒素激活TRPV1后能有效提高Cx43的表達(dá)。Zhang等[19]和Li等[20]以TRPV1敲除小鼠和野生型小鼠以及3T3-L1前脂細(xì)胞為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)辣椒素通過(guò)激活TRPV1導(dǎo)致脂肪細(xì)胞內(nèi)Ca2+的迅速升高形成鈣離子流，進(jìn)而抑制了脂肪細(xì)胞的分化。此外，辣椒素激活TRPV1后能有效改善糖尿病引起的相關(guān)病癥如糖代謝紊亂等，TRPV1離子通道在調(diào)控降糖作用中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[21]。

1.2 作用于腸道菌落

腸道菌落在維持機(jī)體各種生理代謝中有著重要的作用，其結(jié)構(gòu)發(fā)生紊亂往往會(huì)引起糖尿病、心血管疾病和肥胖等相關(guān)疾病[22]。近年來(lái)，研究糖尿病患者在服用降糖藥物后腸道菌落的變化成為眾多研究者所關(guān)注的熱點(diǎn)，糖尿病患者腸道內(nèi)由于環(huán)境、菌落組成與菌落的多樣性有所變化導(dǎo)致外界病毒和細(xì)菌更易入侵[23]。辣椒素具有抗菌的活性，對(duì)腸道中多種致病菌具有明顯的抑制作用，且在一定的辣椒素范圍內(nèi)還可以促進(jìn)乳酸桿菌等有益菌的生長(zhǎng)[24-25]。在辣椒素的作用下腸道內(nèi)菌落結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變，因此辣椒素的降糖作用可能與改善了腸道內(nèi)菌落的結(jié)構(gòu)有關(guān)系。研究表明糖尿病患者腸道內(nèi)菌群中厚壁門(mén)的細(xì)菌數(shù)量升高，擬桿菌門(mén)細(xì)菌數(shù)量降低，辣椒素作用后，可明顯觀察到糖尿病患體腸道厚壁門(mén)的細(xì)菌數(shù)量減少，擬桿菌門(mén)的細(xì)菌數(shù)量增加，促使腸道內(nèi)菌落環(huán)境趨于正常的健康狀態(tài)[26]。Kim等[27]研究發(fā)現(xiàn)腸桿菌科細(xì)菌的數(shù)量在肥胖和糖尿病小鼠的腸道中數(shù)量比正常小鼠高，在辣椒素作用之后明顯降低。長(zhǎng)期攝入辣椒素有可能對(duì)腸道內(nèi)菌落產(chǎn)生不良的影響，目前，辣椒素對(duì)腸道菌群的調(diào)控究竟有利還是有害仍然存在較大的分歧[28]。

1.3 調(diào)節(jié)血糖代謝

糖尿病患者往往由于胰島素分泌缺陷或胰島素抵抗而導(dǎo)致體內(nèi)糖代謝紊亂，從而使體內(nèi)血糖含量長(zhǎng)期處于較高的水平。Ahuja等[29]研究發(fā)現(xiàn)辣椒素能有效促進(jìn)胰島素的分泌，Zhang等[30]和Kang等[31]也研究證實(shí)辣椒素對(duì)STZ誘導(dǎo)大鼠中肝臟、胰腺以及回腸中糖代謝的紊亂具有明顯的改善作用。因此研究辣椒素與糖代謝之間的關(guān)系，對(duì)糖尿病的治療具有重要意義。進(jìn)入人體的淀粉在淀粉酶的作用下被逐漸分解為葡萄糖，糖尿病患者由于胰島素分泌不足，導(dǎo)致血液中過(guò)多的葡萄糖無(wú)法進(jìn)入機(jī)體代謝，從而引起血液中的血糖濃度升高。趙蓉[32]和呂鳳霞等[33]研究發(fā)現(xiàn)辣椒素能夠顯著抑制淀粉酶的分泌，從而使血液中的血糖濃度得到了一定程度的緩解。人體血糖含量的動(dòng)態(tài)平衡主要靠胰島α細(xì)胞，胰島β細(xì)胞分泌的胰島素和胰高血糖素共同維持；而糖尿病患者往往由于胰島β細(xì)胞發(fā)生功能障礙，致使其分泌的胰島素降低，導(dǎo)致血糖動(dòng)態(tài)平衡被破壞，進(jìn)而出現(xiàn)高血糖癥狀[34]。研究發(fā)現(xiàn)辣椒素具有促進(jìn)胰島β細(xì)胞增殖以及減少胰島β細(xì)胞凋亡的作用，并通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)體胰島素水平來(lái)降低血糖濃度[35]。

2 辣椒中其他功能因子降糖研究進(jìn)展

目前研究大多數(shù)認(rèn)為在提取物中起到降糖作用的物質(zhì)主要是辣椒素等生物堿性類物質(zhì)，盡管在辣椒中除辣椒素外的降糖功能因子的研究相對(duì)較少，但在其他植物中已有較多的相關(guān)研究。林珠燦等[36]研究表明青錢(qián)柳和養(yǎng)心草兩種中藥的多酚提取物能抑制α-葡萄糖苷酶的活性，能降血糖、血壓。杜陽(yáng)吉等[37]研究結(jié)果顯示番石榴葉中提取的總黃酮以及多糖類化合物對(duì)α-葡萄糖苷酶具有抑制作用。此外，也有研究表明辣椒素含量極低的辣椒籽提取物具有降低血糖的效果。Kim等[38]研究證實(shí)辣椒籽提取物能改善糖尿病小鼠的空腹血糖、糖化血紅蛋白和胰島素水平等。另外也有研究表明在食物中添加15 mg/kg純辣椒素對(duì)降低糖尿病大鼠的血糖和血脂含量效果不明顯[39]；而在食物中添加辣椒提取物抑制了α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的活性，并且降低了糖尿病大鼠的血糖[40]。這些結(jié)果表明在降糖過(guò)程中起作用的有可能是多糖、黃酮、酚類以及可溶性蛋白等活性物質(zhì)。綜上分析，辣椒中起主要降糖作用的有效成分不一定是辣椒素等生物堿性類物質(zhì)，而是酚類、可溶性蛋白、黃酮以及多糖等活性物質(zhì)。

3 結(jié)語(yǔ)

辣椒作為日常重要的蔬菜，且富含的生物活性成分降糖效果顯著，因此辣椒在治療糖尿病應(yīng)用上有重要的意義。大量動(dòng)物試驗(yàn)及臨床研究表明辣椒中辣椒素主要通過(guò)介導(dǎo)TRPV1離子通道、調(diào)控糖代謝、改善胰島素水平，以及調(diào)節(jié)腸道菌群等途徑發(fā)揮降糖作用。也有研究表明辣椒含有的酚類、黃酮以及多糖等生物活性分子也有重要的降糖作用。筆者研究發(fā)現(xiàn)在辣椒活性分子中起主要降糖作用的可能是黃酮和可溶性蛋白質(zhì)類物質(zhì)，但究竟何種物質(zhì)起主導(dǎo)作用，還有待進(jìn)一步研究。因此，采用現(xiàn)代生物技術(shù)手段，選育富含酚類、可溶性蛋白和黃酮等生物活性分子的新品種已成為今后辣椒的發(fā)展方向。