植物类黄酮与抗糖尿病的研究
苦荞[Fagopyrum tataricum (linn) Gaertn]又名鞑靼荞,是荞麦(Buckwheat)的一个栽培品种,属于双子叶蓼科(Polyganaceae)荞麦属(Fagopyrum Miu),为一年生草本植物,因其生育期短(60-90天),耐旱、耐瘠、适应性强而广泛分布于中国、日本、印度等国家。
祖国医学《本草纲目》记载⑴:苦荞,性味苦、平、寒,有益气力、续精神、利耳目、降气宽肠健胃的作用。《图经本草》记载“苦荞实肠胃、益气力”。《中药大词典》中记载了苦荞治噎食、痈肿、并能止血、蚀恶肉。古今民俗、俚语中有苦荞食疗与验方,可全入药。
在我国西南部的高寒山区、少数民族地区,苦荞[F. tatarium.(L.)Gearth]为当地人民的主要食品之一。这些地区患糖尿病、高脂血症、心血管病的人极少。据调研发现,健康长寿的奥秘就是他们及他们的祖先世世代代就以苦荞为主食。晚近医学证明,苦荞具有防治心脑血管硬化、促进消化吸收、增强机体免疫力作用。动物实验和临床观察都表明苦荞对糖尿病有较好的疗效,并有抗局部缺铁、降血压、抗脂蛋白血症的功效。
1.苦荞叶和面中含有大量的黄酮(Flavone)类化合物(2),尤其是富含芦丁、槲皮素等,芦丁含量为0.8-1.5%。芦丁具有多方面的生理功能,能维持毛细血管抵抗力,降低其通透及脆性,促进细胞增生和防止血细胞的凝集;还有抗炎、抗过敏、利尿、解痉、镇咳、降血脂、强心等方面的作用。充足的槲皮素使苦荞有较好的祛痰、止咳作用和一定的平喘作用。
2.苦荞中含有丰富的维生素。维生素B1能增进消化机能,抗神经炎和预防脚气病。
3.苦荞中含有丰富的对冠心病有保护作用的常量元素和微量元素(Mg、Ca、Se等);对冠心病有损害作用的元素(Co、Pd、Ba等)的含量与常用中药相比,含量比较低。
二 植物类黄酮的研究
黄酮类化合物在植物中分布广泛、品种繁多,结构上以a-色原酮为基本母核,两个苯环(A-与B-环)通过中央三碳键相互连接成一系列的化合物(3)。天然药物中存在较多的黄酮类有槲皮素、异槲皮素、山奈酚、杨梅素、棉花皮素、月桂柠檬素、桑素、翠雀素、水飞蓟素、香叶木素、橙皮苷、芦丁等。
三 植物类黄酮抗糖尿病的研究
糖尿病是一种常见的代谢性疾病,其发病率在世界范围内逐年上升,据统计目前全世界约有1.2亿糖尿病患者。成为继心血管病、肿瘤之后严重威胁人类健康的第三大疾病。目前发现降血糖的成分有多糖类、萜类、黄酮类、生物碱类等多种化学结构类型,其中有的已经进入临床使用。黄酮类抗糖尿病的研究已成为近年来研究的热点。
1.抗氧化
大量研究结果表明,糖尿病患者体内自由基升高与血糖升高有关,而自由基、脂质过氧化、低密度脂蛋白(LDL)氧化性的改变参与糖尿病的进一步发展(4)。自由基攻击脂类,主要是不饱和脂肪酸(USFA),生物膜磷脂富含USFA,其过氧化物引起膜稳定性破坏,内容物释放,产生一系列不良反应;攻击蛋白质,氨基酸残基氧化修饰、糖化变性,依赖巯基(-SH)、氨基(-NH2)维持活性的酶类如SOD失活。SOD活性与维持胰岛的B细胞功能有关。植物黄酮类低分子抗氧化剂不仅能清除体内氧自由基,还能清除酶类所不能清除的自由基,包括寿命较短的羟自由基和脂类有机物自由基,从而发挥抗氧化作用。
结构分析,黄酮类化合物B环C2、C3位上-OH,C2、C3双键及糖基取代基上- OH发挥主要作用,查而酮还与C环开环有关(11.12)。过去曾报道黄酮类抗氧化作用与铁螯合有关,但近年来发现不同黄酮类化合物螯合能力不尽相同。Acker(13.14)等证实黄酮类抗氧化活性并非铁螯合物和自由基清除活性中心体产生,铁螯合物存在否不影响功能。不依赖铁的黄酮IC50与氧化性能指标半峰电位有良好的相关性。目前的研究倾向于自由基清除活性中心。
2.抑制a-糖苷酶
随着对糖尿病研究的深入,发现无论是健康人还是Ⅱ型糖尿病患者,少量多次进餐碳水化合物,较之短时快速进餐等量的食物,血糖指数小、血糖峰值明显低,胰岛素分泌量较少,且可增加胰岛素的敏感性。Yishikawa(15)等研究爱神木叶(巴西的一种传统的抗糖尿病天然药物)时发现其有显著的抑制a-糖苷酶的作用。其降血糖活性成分为数种已知的黄酮醇:杨梅素、4′-甲杨梅素-鼠李糖、槲皮素、茴香苷和两种新的黄酮醇月桂柠檬素1、2。这些化合物对蔗糖负荷和四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠血糖水平升高有显著的抑制作用。体外实验分析,这些黄酮类可显著抑制小鼠小肠刷状缘近腔上皮内a-糖苷酶活性,从而延缓了碳水化合物的消化,延迟双糖、低聚糖、多糖的吸收,延迟并减少餐后血糖升高。Seiji(16)等测得酸枣叶中芦丁、槲皮素-鼠李糖-半乳糖苷、槲皮素-阿拉伯糖-鼠李糖苷抑制的a-糖苷酶活性的IC50依次为0.15、0.12、0.16mmol/L。近年来发现染料木素、大豆苷也有此作用,抑制兔小肠刷状缘对葡萄糖的吸收。由于这种作用是可逆的、不完全的,不影响碳水化物的吸收,且与患者年龄、病理无关,无毒副作用,故开发天然药物资源具有相当的价值。
3.拟胰岛素作用
植物黄酮的拟胰岛素作用可用于治疗Ⅱ型糖尿病。杨梅素对体外培养的小鼠脂肪细胞有胰岛素样作用,促进脂肪细胞摄取葡萄糖生成脂肪,提高脂肪细胞对胰岛素的敏感性,IC50为65mmol/L。杨梅素促进脂肪细胞摄取D型葡萄糖和D型三氧葡萄糖。其机制可能为杨梅素嵌入细胞膜脂双层引起膜流动性增加,或者载体-脂质相互作用提高了膜内葡萄糖载体的活性,从而促进脂肪细胞摄入葡萄糖(17)。桑叶中黄酮类也可促进外周细胞利用葡萄糖,起降血糖作用(18)。Ahmad(19)等发现茴香子中提取的黄酮类对四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠有降血糖作用,口服剂量为0.5-1.5g/kg即发挥作用,并认为可能的途径是促胰岛素分泌和/或拟胰岛素分泌。
4.抗炎
流行病学调查表明Ⅰ型糖尿病的发生与病毒感染、免疫抑制密切相关。柯萨奇病毒B4可致胰腺炎;实验还发现具有糖尿病遗传倾向的BB小鼠在出现糖尿病临床症状数周前即有胰腺炎,因胰岛β细胞广泛坏死,最终致胰岛素分泌绝对不足。Guillot(21)等研究香叶木苷(S5682:90%香叶木素-7芸香糖苷,10%橙皮苷)时证实了黄酮抗糖尿病BB小鼠胰腺炎的作用。病理检查和定量研究显示S5682治疗后,胰岛炎和血管周围炎有所减轻。其机制认为与S5682以下的作用有关:(1)前面糖尿病发病机制中提及的抗氧自由基的保护效应;(2)降低血管通透性(22),用S5682预处理可减缓小鼠颊窝微血管通透性增加;(3)改善血管收缩时间和收缩强度。(19)Labrid(20)也证实了S5682的抗胰腺微血管炎作用。水飞蓟素的抗胰腺炎症作用已被多次证实。Lean(25)等则从临床实验证实黄酮醇保护糖尿病患者避免淋巴细胞DNA的氧化损伤。用单细胞凝胶电泳法观察H2O2激发下DNA的氧化损伤,补充了黄酮醇的糖尿病患者与对照组差异显著。研究开发这类天然药物对综合治疗Ⅰ型糖尿病有重要的作用。
四 苦荞黄酮的降血糖作用的研究
苦荞黄酮属于植物类黄酮,黄色粉末状,主要成分为2—苯基色原酮类化合物。如槲皮素、芦丁(vp)、桑色素、莰菲醇等黄酮类物质。
王转花(26)等通过苦荞叶提取物对小鼠血液及各脏器中抗氧化酶及脂质过氧化物的变化证明苦荞叶中有一定量的抗氧化物质能有效地清除体内的自由基,具有较好的抗氧化和抗脂质过氧化作用,从而能降低血糖。林汝法(21)等通过苦荞提取物对四氧嘧啶所致的高血糖模型大鼠的降血糖作用的影响表明:苦荞提取物对正常大鼠血糖无影响,大、中剂量对四氧嘧啶所致的高血糖模型大鼠空腹血糖有明显的降低作用,并改善有四氧嘧啶所致的高血糖模型大鼠的糖耐量。大剂量的苦荞提取物可使大鼠血清总胆固醇(TC)浓度显著下降,给予中剂量可使大鼠血清甘油三脂(TG)浓度显著下降。
综上所述,苦荞黄酮的研究处于起步阶断,它的许多功能还在进一步开发中,所以说,苦荞是一种很有开发前景的保健食品。