降血糖活性物质的降糖机理

2.2.1　碳水化合物

碳水化合物中最重要的是多糖类，该类物质是由10个以上单糖缩合而成的高聚糖，主要存在于植物和微生物的代谢产物中。由图1可知我国176种降血糖植物中绝大部分植物的活性成分为多糖类物质（55种，占总数的31.25%），是最值得重视的一类物质。多糖降血糖的可能性机制有［203］：（1）促进葡萄糖转运及外周围组织靶器官对糖的利用，降低血中甘油三脂和胆固醇的水平，如苦瓜多糖［54］ ；（2）保护胰岛β细胞，促进胰岛稳定分泌胰岛素，如仙人掌多糖［42］ ；（3）影响糖代谢酶的活性，促进糖原合成或抑制肝糖异生，如桑叶多糖［26］ ；（4）促进降糖激素和抑制升糖激素作用，如高山红景天多糖［62］。实际上，很多药物的降血糖作用不是从单一环节，而是从多方面、多靶点综合产生药效。孙世利等（2010）［197］通过对茶多糖的研究表明，其作用机制比较复杂，可能是多途径、多因素的综合作用，茶多糖同时具有多种降糖机制，如提高机体抗氧化功能，清除体内自由基，减弱自由基对胰岛β细胞的损伤，提高胰岛素敏感性，诱导葡萄糖激酶的生成等。

2.2.2　酚类化合物

2.2.2.1　黄酮类

黄酮类化合物是一类重要的天然有机化合物，是植物在长期自然选择过程中产生的一类次生代谢产物，它广泛存在于高等植物及羊齿植物的根、茎、叶、花、果实等中，黄酮类化合物因其独特的化学结构而对哺乳动物和其他类型的细胞具有许多重要的生理、生化作用［181］。大量研究表明，黄酮类化合物降血糖汤的机理主要体现在：（1）使糖尿病小鼠血清SOD含量升高，从而增加对自由基的清除能力，使MDA含量降低，提示增强机体的抗氧化能力，如淫羊藿总黄酮［23］ ； （2）与促进胰岛素分泌，促进糖原合成，调节自由基代谢有关，如玫瑰花总黄酮［73］； （3）通过增强自由基的清除作用，提高正常小鼠的耐糖量，如葛根黄酮［81］等； （4）通过减轻胰岛素抵抗和保护修复胰岛细胞，如翻白草总黄酮［72］等； （5）通过调控基因表达来治疗糖尿病，如银杏叶总黄酮［11］； （6）通过刺激胰岛素的分泌，如卷柏总黄酮［8］等。

2.2.2.2　鞣质类

鞣质又称丹宁或鞣酸，是一类广泛存在于植物中的能与蛋白质或生物碱结合成沉淀的多元酚类化合物，正具有涩味和收敛性。鞣质能与蛋白质结合形成不溶于水的沉淀，故可用来鞣皮，即与兽皮中的蛋白质相结合，使皮成为致密柔韧难于透水且不易腐败的革，因此称为鞣质［182］。研究发现，虎杖鞣质对正常小鼠及四氧嘧 啶糖尿病小鼠的血糖含量均有影响［38］。由于鞣质结构较为特殊，其降血糖作用特点一方面可能是通过与消化道内的许多酶作用，特别是对α-糖苷酶的抑制活性，从而调控了机体对葡萄糖等成分的吸收，起到降低血糖的作用；另一方面可能通过调控体内蛋白酪氨酸磷酸酯酶、6-磷酸葡萄糖激酶、琥珀酸脱氢酶等的活性，使机体趋向于加快血液中葡萄糖的利用［45］。

2.2.3　萜类化合物

这类物质中最重要的为皂苷类，它由糖基与三萜类、甾体或甾体生物碱通过碳氧键相连而成，是一类结构复杂且性质特殊的分子。皂苷在自然界中分布广泛，许多常用中药都含有大量皂苷。皂苷的降血糖糖作用机理主要体现在： （1）对正常小鼠餐后血糖生成有显著的抑制作用，通过抑制食物葡萄糖转化和提高胰岛素水平，如罗汉果皂苷［55］，研究表明连续7d服用鲜罗汉果皂苷后，淀粉及葡萄糖的血糖生成均受抑制，血糖峰值或血糖生成指数（GI）显著下降；进食鲜罗汉果皂苷在餐后血糖升高时的胰岛素水平显著增加，对α-葡萄糖苷酶活性抑制作用随浓度增加而增强； （2）能够降低糖尿病小鼠空腹血糖，并提高糖原合成来调节血糖代谢，如绞股蓝皂苷［204］ ；（ 3）通过提高自由基的清除能力，如蒺 藜皂苷［100］、人参皂苷（ Rg1、 Rh2）等，人参皂苷Rg1能促进肌糖原的合成［205］，剂量依赖性地增加肝脏超氧化物歧化酶的活力； （4）可能与其抑制α-葡萄糖苷酶活性有关，如玉米须皂苷［161］，具有降糖作用的还有刺五加皂苷［103］、芒果皂苷［94］。

2.2.4　含氮有机碱

2.2.4.1　生物碱类

生物碱是自然界中广泛存在的一类含氮碱性有机化合物，大多均具有显著的生理活性，是许多药用植物的有效成分，其具有抗菌、抗肿瘤、抗心律失常、降血糖和保护胃黏膜等多重生理活性。生物碱的降血糖作用主要体现在：（1）抑制糖异生，促进糖酵解和抗胰高血糖素作用而产生降血糖作用；（2）促进胰岛β细胞再生和分泌；（3）通过促进细胞葡萄糖的消耗，提高自由基的清除能力，如黄连生物碱对于影响细胞糖消耗有着类似胰岛素的直接作用；（4）通过抑制糖苷酶的活性来起到降血糖作用。以小檗碱为例，由陈洪源［195］等综述表明其降血糖作用机理基本涵盖了以上四方面。现代研究证实，具有较好降血糖作用的生物碱还有莲子心碱、益母草碱、长春花碱、桑叶总生物碱等。

2.2.4.2　多肽类

刘雪峰等［67］ （2012）对杏仁多肽的不同给药剂量对STZ造模大鼠的空腹血糖、血清中总胆固醇、甘油三酯、胰岛素做了研究，结果表明杏仁多肽25 d时能抑制糖尿病大鼠清总胆固醇，甘油三酯的升高，而且杏仁多肽能显著促进糖尿病大鼠胰岛素的分泌，抵抗STZ所致大鼠胰岛β细胞数量的下降。张萍萍等（1992）从苦瓜中分离得到的有效降血糖肽——植物多肽，又称植物胰岛素，它可刺激胰岛β细胞释放胰岛素从而起到降糖作用［194］；王本祥等（1990）发现人参多肽能有效促进糖原分解或抑制乳酸合成肝糖原［193］。至于活性多肽的具体降血糖机理， 目前还没有明确结论，有待进一步研究。

2.2.5　其他

研究表明［196］，膳食纤维类也具有较好的降血糖活性，其机制可能为：（1）膳食纤维减慢胃排空速度，推迟食糜进入十二指肠的过程而延缓糖类营养物质的消化吸收；（2）膳食纤维增加食糜形成大胶团而限制食物营养成分与消化酶接触，并稀释消化酶使其活性降低，使消化过程减慢； （3）膳食纤维可使肝中与糖分代谢有关的酶活性升高，肝细胞上胰岛素受体数目增多，对胰岛素有亲和力。

此外，一些含硫化合物如大蒜素通过其结构式中的硫键能起降糖作用，其作用机理为促进胰岛细胞增殖，β-细胞增多，从而使内源性胰岛素分泌增加而发挥降血糖作用；不饱和脂肪酸如玉米须用于治疗糖尿病和高血压，这与它含有带不饱和双键的亚油酸有一定关系；微量元素，如荠菜中的微量元素硒，据谢占峰［58］等（2010）综述具有提高GSH.Px活力、促进胰岛素合成及分泌储备同时还具有类胰岛素样作用。还有一些酶抑制剂如五味子中分离得到的α-葡萄糖苷酶抑制剂能明显降低正常及四氧嘧啶糖、肾上腺素引起的高血糖，提高机体的糖耐量。