植物多糖降血糖與降血脂生物活性研究進展

植物多糖降血糖與降血脂生物活性研究進展

糖是廣泛存在于動植物和微生物中的生物材料。自20世紀40年代人類發(fā)現(xiàn)真糖具有抗癌作用以來，通過各種藥理和臨床研究，山羊糖具有多種生物活性，成為人類生命研究中最活躍的研究領域之一。對天然多孔活性和功能的研究已經(jīng)從一般藥理研究發(fā)展到細胞和分子水平，從藥物到食品，再到醫(yī)療。本文著重對近年來植物多糖的降血糖與降血脂生物活性研究作一綜述。1開發(fā)安全藥品和保健糖尿病已成為我國的多發(fā)病和常見病，其患病率高達3.0%，尤其是40歲以上的中、老年人群中患病率更高，并具明顯上升趨勢。開發(fā)安全、無毒副作用、預防和治療高血糖的天然藥品和保健食品很有必要。研究發(fā)現(xiàn)，源自茶葉、南瓜、當歸、人參、大麥、玉米等天然植物的多糖具有顯著的降血糖效果。1.1兩組繼續(xù)降低期比較我國和日本民間常用粗老茶治療糖尿病。已證實，茶多糖(teapolysaccharides)是粗老茶中治療糖尿病的主要有效成分。陳建國等探討茶多糖對四氧嘧啶所致的Ⅰ型糖尿病小鼠的降血糖效果，按200mg/kg劑量腹腔注射四氧嘧啶生理鹽水液造模糖尿病小鼠，分別給予茶多糖1.0、2.0、4.0g/kgbw三個劑量的灌胃治療，連續(xù)4周，結(jié)果以空腹血糖值作檢測指標。與模型對照組相比，中、高劑量茶多糖組小鼠在實驗中期血糖值就明顯降低，差異非常顯著性；實驗末期有繼續(xù)降低趨勢，與對照組比較均有非常顯著性差異)；血糖值降低幅度隨著茶多糖劑量增加而增大。表明茶多糖具有明顯降低糖尿病小鼠空腹血糖值的作用，并呈一定劑量-效應關系；實驗結(jié)果還顯示，茶多糖能明顯改善糖尿病小鼠“三多一少”的癥狀。吳建芬等采用預防性給予茶多糖再造模和先造模再給予茶多糖的方式，研究了茶多糖對正常小鼠血糖值的影響和對血糖升高的預防作用，以及對高血糖小鼠的治療效果。結(jié)果顯示，正常小鼠給予400mg/kgbw茶多糖4周，與對照相比，血糖無明顯影響，再注射四氧嘧啶，預給茶多糖的小鼠能顯著預防四氧嘧啶所致的血糖升高，并顯著提高肝臟SOD和GSH-Px活性、減少MDA含量，提高機體抗氧化功能；對四氧嘧啶致糖尿病模型小鼠灌胃茶多糖200mg/kgbw和400mg/kgbw，連續(xù)6周后測定血糖和肝臟葡萄糖激酶活性發(fā)現(xiàn)，與模型組相比，茶多糖能顯著降低高血糖小鼠血糖值，最終與正常小鼠血糖值接近，模型對照組小鼠肝葡萄糖激酶活性下降，說明，茶多糖有提高高血糖小鼠肝葡萄糖激酶活性的作用。倪德江等比較綠茶、烏龍茶、紅茶的茶多糖的降血糖效果，在設定的低、中、高劑量(100、300、600mg/kg·d)下，各種茶多糖以糖尿病小鼠都有顯著或極顯著的降血糖效果，低、中等劑量下烏龍茶、紅茶茶多糖的降血糖作用明顯優(yōu)于綠茶茶多糖，高劑量下差異不明顯，可能與原料產(chǎn)地及加工方式不同有關。以低成本的中低檔綠茶為原料提取的茶多糖，對四氧嘧啶所致糖尿病小鼠經(jīng)灌胃或腹腔注射給藥，均有顯著降低小鼠血糖的作用，并同時使小鼠肝糖原大量增加，對小鼠糖代謝的影響有類似胰島素的作用。1.2桑寧茶多糖對小鼠的降血糖作用桑寧茶是一種由桑葉與烏龍茶生產(chǎn)的保健茶。經(jīng)不同純化工藝制備的3種桑寧茶多糖均以5mg/kg每天灌胃兩次，對50mg/kg鏈脲佐菌素尾靜脈注射所致的糖尿病小鼠均顯示了很好的降血糖作用，與陽性對照藥格列苯脲組相比，差異均達極顯著水平。1.3大鼠血糖變化南瓜屬葫蘆科植物，具有補中益氣、排毒，降低血壓和膽固醇等功效，特別是對糖尿病有著非常好的療效，研究表明，南瓜多糖具有顯著的降血糖效果。左耀明等以南瓜粗多糖灌胃于四氧嘧啶所致的糖尿病大鼠，3周后檢測大鼠空腹血糖值，南瓜多糖組血糖值明顯低于模型組與陽性對照藥消渴丸組，并能有效改善大鼠糖尿病癥狀。呂煒鋒等將南瓜多糖與葛根總黃酮及黃芪皂苷配伍組成復方口服液，適宜的配方對四氧嘧啶誘發(fā)的高血糖小鼠有顯著降血糖、改善體征的作用。熊學敏等利用純化工藝得到的南瓜酸性雜多糖具有明顯的降血糖效果。石揚等將南瓜多糖顆粒劑應用于臨床2型糖尿病(T2DM)的治療結(jié)果顯示，南瓜多糖治療組有效率達到87.13%，顯著高于對照藥消渴丸組的66.6%。對Wistar大鼠腹腔注射四氧嘧啶制備糖尿病模型，按6g/kgbw灌胃南瓜多糖，每天兩次，持續(xù)4周，可使糖尿病鼠體重逐漸增加，血糖顯著下降，效果優(yōu)于陽性對照藥消渴丸。1.4對正常組小鼠血糖的影響許瑩等分別對正常小鼠和四氧嘧啶所致糖尿病小鼠按低中高劑量灌服當歸多糖30、60、120mg/kg，結(jié)果顯示，120mg/kg高劑量當歸多糖對正常組小鼠血糖有明顯影響，給藥后4h空腹血糖下降23%，給藥后7h下降26%，在給藥后11h下降40%，但中、低劑量的當歸多糖對正常小鼠血糖無顯著影響；高劑量當歸多糖對四氧嘧啶糖尿病小鼠的血糖有顯著影響，給藥后4h血糖下降20%，給藥后7h下降30%，在給藥后11h下降41%，中、低劑量組作用不顯著。1.5種試藥對正常小鼠血糖的影響枸杞多糖LBP被認為是枸杞降血糖的主要功能成分。羅瓊等以純化的枸杞多糖組分LBP-x以10mg/kg·d劑量灌服(ig)四氧嘧啶所致的糖尿病兔，連續(xù)10d，同時對比枸杞粗多糖10mg/kg·d、枸杞0.25mg/kg·d，結(jié)果表明，三種試藥均有明顯降低糖尿病兔血糖的作用，并且枸杞多糖純化組分優(yōu)于粗多糖和枸杞原汁；對正常小鼠腹腔注射相應劑量的三種試藥，連續(xù)7d，結(jié)果顯示，三種試藥均不影響正常小鼠的血糖，這一點區(qū)別于多數(shù)植物多糖的降血糖效果。王玲等對枸杞多糖組分LBP-D進行的降血糖研究顯示，提前1、4h預防性給藥ig.100、200、400、800mg/kgLBP-D，可有效抑制四氧嘧啶所致的小鼠血糖的升高，并以提前4hig.400、800mg/kg效果最好；ig.200、400、800mg/kgLBP-D，給藥后1～24h內(nèi)能明顯降低四氧嘧啶糖尿病小鼠血糖水平，顯示了該藥物降血糖作用的持效性。1.6紅景天多糖b對大鼠血糖的影響程秀娟等從高山紅景天總多糖中分離出兩種組分A和B，經(jīng)腹腔注射正常小鼠試驗表明，B組分是紅景天多糖降血糖的有效部分；進一步對B組分進行不同給藥途徑的小鼠降血糖試驗(7d)表明，經(jīng)靜脈注射(iv)、腹腔注射(ip)、肌肉(im)和皮下(sc)紅景天多糖B的小鼠血糖與對照組比較均有顯著降低，但灌胃(ig)給藥的小鼠血糖含量沒有明顯改變，說明紅景天多糖B不能經(jīng)胃腸道吸收而發(fā)揮降血糖作用；對大鼠、小鼠開腹經(jīng)十二指腸給予紅景天多糖B后1h測得血糖與對照組相比未見明顯差異；經(jīng)肛門給予紅景天多糖B對大鼠降血糖(3d)，與對照相比差異不顯著；一次皮下注射紅景天多糖B可使小鼠血糖明顯降低，與對照組比較差異顯著，說明紅景天多糖B不能經(jīng)胃腸道吸收而發(fā)揮其降血糖作用，可能與胃腸道環(huán)境條件不利于多糖的活性狀態(tài)及吸收有關。1.7對正常小鼠血糖的降血糖作用趙幟平等從中藥芍藥科植物牡丹(PaeouiasuffruicoatAndr)根皮中以三種工藝提取、純化得到三種丹皮多糖(Mudancortex簡稱PSM)純品PSM2b、PSM3b和PSM4c，分別對正常小鼠腹腔注射50mg/kg·d和100mg/kg·dPSM純品，結(jié)果顯示，與對照相比，兩個劑量的多糖純品PSM2b和PSM3b均有顯著降低血糖率的效果，PSM2b降低血糖率的兩個劑量分別為59.9%和和53.1%；PSM3b降低血糖率為55.8%和45.9%；但PSM4c無降血糖作用。對小鼠灌胃丹皮多糖粗品100、200mg/kg·d，連續(xù)給藥7d，與正常組相比可使正常小鼠血糖顯著降低；丹皮多糖粗品200、400mg/kg·d灌胃給藥，連續(xù)給藥10d，末次給藥前禁食3h，末次給藥后30min，正常組灌胃等容量生理鹽水，其余均灌胃給以葡萄糖2.5g/kg,30min后眼眶靜脈叢取血測定血糖值，結(jié)果顯示，兩種劑量的丹皮多糖粗品對葡萄糖誘發(fā)的小鼠高血糖有顯著降低作用；但灌胃相當劑量的丹皮多糖純品卻對正常小鼠血糖及葡萄糖誘發(fā)的小鼠高血糖均無明顯的降低效果，可能與純化過程造成活性成分損失有關。葡萄糖苷酶抑制劑是一類新型的降血糖藥物，其作用機理是通過抑制人小腸刷狀緣上的α-葡萄糖苷酶活性，從而延緩腸道碳水化合物的吸收而達到治療糖尿病的目的。從安徽地道中藥中提取的糖復合物，丹皮多糖(PSM2b)可明顯降低葡萄糖和四氧嘧啶誘發(fā)的鼠高血糖；體外實驗顯示PSM2b對α-葡萄糖苷酶的作用沒有影響，但由PSM2b經(jīng)凝膠層析分離得到的三個組分PSM2b-1、PSM2b-2、PSM2b-3在0.05～0.25mg/ml的濃度范圍內(nèi)，對α-葡萄糖苷酶均有一定程度的抑制作用。1.8營養(yǎng)功能性產(chǎn)品國外研究證明大麥β-葡聚糖含量較高(3%～16%)，β-葡聚糖既是一種良好的保健功能因子，又是一種很好的食品添加劑。以β-葡聚糖強化的大麥粉加工成含7.7%β-葡聚糖的意大利面，可以顯著降低餐后血糖的升高和胰島素反應，因為血漿中胰島素濃度降低所致。1.9玉米須多糖的降糖作用玉米須多糖在玉米須中含量達4%，是玉米須最主要的水溶性成分之一。按照400、300、200mg/kg·d灌胃玉米須多糖，灌胃周期30d，玉米須多糖對正常小鼠有輕微的降糖作用，而對四氧嘧啶所至糖尿病小鼠有較好的降血糖作用，可能與玉米須多糖具有修復受損的胰腺細胞的生物活性有關。1.10其他植物的茶多酚人參多糖、青錢柳多糖、刺五加多糖、黃芪多糖等具有降血糖作用。2植物多酚的降血脂活性高脂血癥常繼發(fā)于糖尿病、腎病綜合癥等疾病，是動脈粥樣硬化、冠心病的危險因素之一。動物實驗顯示，部分植物多糖具有降血脂功能。2.1降低血脂兔脂質(zhì)分布羅瓊等探討了枸杞、枸杞多糖粗品LBP及其純化組分LBP-X對四氧嘧啶180mg/kg造模的實驗性家兔高脂血癥的降血脂作用，三種藥物分別以0.25、10、10mg/kg·d劑量灌胃，生理鹽水作對照，連續(xù)10d。結(jié)果顯示，枸杞具有降低高脂血癥兔血脂(血清總膽固醇TC、血清甘油三酯TG)的作用；枸杞多糖粗品能顯著降低實驗性高脂血癥兔的TC、TG，血清高密度脂蛋白HDL-C相應升高；純品LBP-X明顯降低高脂血癥兔的血清總膽固醇及血清甘油三酯，均達降脂有效水平，有效率100%。2.2tps的給藥與給藥馮磊等以高脂飼料(含1.5%膽固醇、0.25%膽鹽、10%豬油)飼喂大鼠4周誘導產(chǎn)生高脂血癥大鼠模型，再分別予茶多糖TPS100、200mg/kg·d灌胃給藥，對照組給予同劑量生理鹽水，連續(xù)兩個月。結(jié)果表明，茶多糖能降低高脂模型大鼠血清總膽固醇TC，升高高密度脂蛋白HDL-C和HDL2-C，提高卵磷脂膽固醇?；D(zhuǎn)移酶LCAT活力，具有抗動脈粥樣硬化作用。2.3降血脂作用檢測小鼠血清中l(wèi)dl南瓜多糖經(jīng)胃給予正常小鼠200、500mg/kg·d，連續(xù)7d，與對照相比，低、高劑量給藥組血清甘油三酯TG分別降低了16.7%和33.3%；總膽固醇TC分別降低15.4%和26.9%；低密度脂蛋白LDL分別下降了41.7%和58.3%；高密度脂蛋白HDL分別增加了16.7%和25.0%；對一次性腹腔注射四氧嘧啶320mg/kg的糖尿病模型小鼠，給予正常小鼠相同劑量的南瓜多糖，與模型對照組相比，低、高劑量給藥組血清分別降低18.8%和43.8%；總膽固醇分別降低9.0%和27.3%；低密度脂蛋白分別下降了20.0%和80.0%；高密度脂蛋白分別增加了6.7%和26.7%。南瓜多糖的這種降血脂作用，既能預防和治療糖尿病并發(fā)癥，也具有抗動脈粥樣硬化作用。降血糖實驗中發(fā)現(xiàn)，南瓜多糖在使糖尿病大鼠血糖顯著下降的同時，還使總膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白和游離脂肪酸含量顯著降低，高密度脂蛋白含量顯著升高。2.4對血清學及血脂水平的影響金櫻子多糖對實驗性小鼠的高膽固醇血癥具有明顯的預防和治療作用。以基礎飼料飼喂小鼠作正常對照，高脂飼料飼喂小鼠作高脂模型對照；同時飼喂高脂飼料+金櫻子多糖(125、250mg/kg)作高脂預防組，另以基礎飼料+金櫻子多糖作正常小鼠預防組；連續(xù)7d，血脂測定結(jié)果顯示，與相應對照組相比，金櫻子多糖均能降低血清膽固醇水平(TC)，但對血清甘油三酯水平(TG)影響不明顯；先飼喂8d高脂飼料形成高脂血癥模型小鼠，再給予金櫻子多糖治療7d，血脂水平測定結(jié)果顯示，金櫻子多糖能顯著降低高脂血癥小鼠的血清總膽固醇水平，并呈劑量依賴關系，但對血清總甘油三酯水平的降低效果不顯著；以膽固醇、膽汁及金櫻子多糖組成離體反應體系，一定條件下反應體系形成膽固醇微膠粒的量顯示，金櫻子多糖能有效抑制膽固醇微膠粒的形成，并呈劑量-效應關系；從而揭示，金櫻子多糖預防和治療高脂血癥的機制可能是通過抑制膽固醇微膠粒的形成而減少膽固醇的吸收所到致。2.5對小鼠血清中tc、tg水平的影響莼菜多糖是莼菜的主要成分，實際為一種多糖蛋白體。以高脂飼料飼喂15d后測定血清中TC、TG水平以確定造成高脂血癥模型鼠后，分別給予10、20mg/kg莼菜多糖，連續(xù)25d，同時設定正常對照、模型對照、陽性對照(2mg/kg藻酸雙酯鈉片)，血脂測定結(jié)果表明，莼菜多糖可以極顯著地降低高脂血癥實驗小鼠血清中TC、TG水平，降脂效果與陽性降脂藥之間差異不顯著；同時，莼菜多糖還能顯著升高高脂血癥小鼠血清HDL并接近正常小鼠水平，HDL升高及HDL/TC比值的相應升高，可能具有防止動脈粥樣硬化的作用。2.6大鼠血脂指標的測定,改變未固以蜜蜂采集的花粉為原料提取制備蜂花粉多糖，進行實驗性高脂血癥大鼠降脂實驗。先以高脂顆粒飼料飼喂大鼠9d，測定血清總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)和高密度脂蛋白(HDL-C)的基礎值以確定高脂血癥動物模型鼠造模，治療組分別灌胃給予高、中、低劑量花粉多糖(600、400和200mg/kg)并繼續(xù)飼喂高脂顆粒飼料，連續(xù)4周，于第14d和第28d，測定大鼠血清TC、TG和HDL-C。結(jié)果證明，花粉多糖能顯著降低大鼠血清中TC含量，但對大鼠血清中TG和HDL-C含量作用不明顯。蜂花粉多糖這種能顯著降低大鼠血清中TC含量的作用機理，可能與多糖的抗脂質(zhì)過氧化作用有關。2.7基于對高膽固醇立場的大鼠血清膽固醇的降血脂作用周慧萍等從滸苔植物中提取的多糖，分別進行了預防小鼠高膽固醇癥和預防大鼠高脂血癥的試驗，結(jié)果顯示，灌胃150mg/kg劑量滸苔多糖可使高膽固醇血癥小鼠血清膽固醇較對照下降22%，168mg/kg劑量可使高脂血癥大鼠TCH和TG分別較模型對照鼠降低58%和61%，HDL升高27%，說明滸苔多糖具有降血脂作用。2.8玉米活性多糖CAP以玉米皮為原料，經(jīng)分離、超臨界CO2流體萃取、高溫高壓瞬間擠出等處理而制得的具有一定膨脹力、吸水性、持水性和生理活性的多糖類化合物，其水溶性多糖含量41.5%，每天灌胃飼喂玉米活性多糖1次，連續(xù)給藥35d，能明顯降低肥胖小鼠體重、脂肪指數(shù)、總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL)、血糖(GLU)含量，對肥胖小鼠血