植物多糖降血糖与降血脂生物活性研究进展

植物多糖降血糖与降血脂生物活性研究进展

糖是广泛存在于动植物和微生物中的生物材料。自20世纪40年代人类发现真糖具有抗癌作用以来，通过各种药理和临床研究，山羊糖具有多种生物活性，成为人类生命研究中最活跃的研究领域之一。对天然多孔活性和功能的研究已经从一般药理研究发展到细胞和分子水平，从药物到食品，再到医疗。本文着重对近年来植物多糖的降血糖与降血脂生物活性研究作一综述。1开发安全药品和保健糖尿病已成为我国的多发病和常见病，其患病率高达3.0%，尤其是40岁以上的中、老年人群中患病率更高，并具明显上升趋势。开发安全、无毒副作用、预防和治疗高血糖的天然药品和保健食品很有必要。研究发现，源自茶叶、南瓜、当归、人参、大麦、玉米等天然植物的多糖具有显著的降血糖效果。1.1两组继续降低期比较我国和日本民间常用粗老茶治疗糖尿病。已证实，茶多糖(teapolysaccharides)是粗老茶中治疗糖尿病的主要有效成分。陈建国等探讨茶多糖对四氧嘧啶所致的Ⅰ型糖尿病小鼠的降血糖效果，按200mg/kg剂量腹腔注射四氧嘧啶生理盐水液造模糖尿病小鼠，分别给予茶多糖1.0、2.0、4.0g/kgbw三个剂量的灌胃治疗，连续4周，结果以空腹血糖值作检测指标。与模型对照组相比，中、高剂量茶多糖组小鼠在实验中期血糖值就明显降低，差异非常显著性；实验末期有继续降低趋势，与对照组比较均有非常显著性差异)；血糖值降低幅度随着茶多糖剂量增加而增大。表明茶多糖具有明显降低糖尿病小鼠空腹血糖值的作用，并呈一定剂量-效应关系；实验结果还显示，茶多糖能明显改善糖尿病小鼠“三多一少”的症状。吴建芬等采用预防性给予茶多糖再造模和先造模再给予茶多糖的方式，研究了茶多糖对正常小鼠血糖值的影响和对血糖升高的预防作用，以及对高血糖小鼠的治疗效果。结果显示，正常小鼠给予400mg/kgbw茶多糖4周，与对照相比，血糖无明显影响，再注射四氧嘧啶，预给茶多糖的小鼠能显著预防四氧嘧啶所致的血糖升高，并显著提高肝脏SOD和GSH-Px活性、减少MDA含量，提高机体抗氧化功能；对四氧嘧啶致糖尿病模型小鼠灌胃茶多糖200mg/kgbw和400mg/kgbw，连续6周后测定血糖和肝脏葡萄糖激酶活性发现，与模型组相比，茶多糖能显著降低高血糖小鼠血糖值，最终与正常小鼠血糖值接近，模型对照组小鼠肝葡萄糖激酶活性下降，说明，茶多糖有提高高血糖小鼠肝葡萄糖激酶活性的作用。倪德江等比较绿茶、乌龙茶、红茶的茶多糖的降血糖效果，在设定的低、中、高剂量(100、300、600mg/kg·d)下，各种茶多糖以糖尿病小鼠都有显著或极显著的降血糖效果，低、中等剂量下乌龙茶、红茶茶多糖的降血糖作用明显优于绿茶茶多糖，高剂量下差异不明显，可能与原料产地及加工方式不同有关。以低成本的中低档绿茶为原料提取的茶多糖，对四氧嘧啶所致糖尿病小鼠经灌胃或腹腔注射给药，均有显著降低小鼠血糖的作用，并同时使小鼠肝糖原大量增加，对小鼠糖代谢的影响有类似胰岛素的作用。1.2桑宁茶多糖对小鼠的降血糖作用桑宁茶是一种由桑叶与乌龙茶生产的保健茶。经不同纯化工艺制备的3种桑宁茶多糖均以5mg/kg每天灌胃两次，对50mg/kg链脲佐菌素尾静脉注射所致的糖尿病小鼠均显示了很好的降血糖作用，与阳性对照药格列苯脲组相比，差异均达极显著水平。1.3大鼠血糖变化南瓜属葫芦科植物，具有补中益气、排毒，降低血压和胆固醇等功效，特别是对糖尿病有着非常好的疗效，研究表明，南瓜多糖具有显著的降血糖效果。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周后检测大鼠空腹血糖值，南瓜多糖组血糖值明显低于模型组与阳性对照药消渴丸组，并能有效改善大鼠糖尿病症状。吕炜锋等将南瓜多糖与葛根总黄酮及黄芪皂苷配伍组成复方口服液，适宜的配方对四氧嘧啶诱发的高血糖小鼠有显著降血糖、改善体征的作用。熊学敏等利用纯化工艺得到的南瓜酸性杂多糖具有明显的降血糖效果。石扬等将南瓜多糖颗粒剂应用于临床2型糖尿病(T2DM)的治疗结果显示，南瓜多糖治疗组有效率达到87.13%，显著高于对照药消渴丸组的66.6%。对Wistar大鼠腹腔注射四氧嘧啶制备糖尿病模型，按6g/kgbw灌胃南瓜多糖，每天两次，持续4周，可使糖尿病鼠体重逐渐增加，血糖显著下降，效果优于阳性对照药消渴丸。1.4对正常组小鼠血糖的影响许莹等分别对正常小鼠和四氧嘧啶所致糖尿病小鼠按低中高剂量灌服当归多糖30、60、120mg/kg，结果显示，120mg/kg高剂量当归多糖对正常组小鼠血糖有明显影响，给药后4h空腹血糖下降23%，给药后7h下降26%，在给药后11h下降40%，但中、低剂量的当归多糖对正常小鼠血糖无显著影响；高剂量当归多糖对四氧嘧啶糖尿病小鼠的血糖有显著影响，给药后4h血糖下降20%，给药后7h下降30%，在给药后11h下降41%，中、低剂量组作用不显著。1.5种试药对正常小鼠血糖的影响枸杞多糖LBP被认为是枸杞降血糖的主要功能成分。罗琼等以纯化的枸杞多糖组分LBP-x以10mg/kg·d剂量灌服(ig)四氧嘧啶所致的糖尿病兔，连续10d，同时对比枸杞粗多糖10mg/kg·d、枸杞0.25mg/kg·d，结果表明，三种试药均有明显降低糖尿病兔血糖的作用，并且枸杞多糖纯化组分优于粗多糖和枸杞原汁；对正常小鼠腹腔注射相应剂量的三种试药，连续7d，结果显示，三种试药均不影响正常小鼠的血糖，这一点区别于多数植物多糖的降血糖效果。王玲等对枸杞多糖组分LBP-D进行的降血糖研究显示，提前1、4h预防性给药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，给药后1～24h内能明显降低四氧嘧啶糖尿病小鼠血糖水平，显示了该药物降血糖作用的持效性。1.6红景天多糖b对大鼠血糖的影响程秀娟等从高山红景天总多糖中分离出两种组分A和B，经腹腔注射正常小鼠试验表明，B组分是红景天多糖降血糖的有效部分；进一步对B组分进行不同给药途径的小鼠降血糖试验(7d)表明，经静脉注射(iv)、腹腔注射(ip)、肌肉(im)和皮下(sc)红景天多糖B的小鼠血糖与对照组比较均有显著降低，但灌胃(ig)给药的小鼠血糖含量没有明显改变，说明红景天多糖B不能经胃肠道吸收而发挥降血糖作用；对大鼠、小鼠开腹经十二指肠给予红景天多糖B后1h测得血糖与对照组相比未见明显差异；经肛门给予红景天多糖B对大鼠降血糖(3d)，与对照相比差异不显著；一次皮下注射红景天多糖B可使小鼠血糖明显降低，与对照组比较差异显著，说明红景天多糖B不能经胃肠道吸收而发挥其降血糖作用，可能与胃肠道环境条件不利于多糖的活性状态及吸收有关。1.7对正常小鼠血糖的降血糖作用赵帜平等从中药芍药科植物牡丹(PaeouiasuffruicoatAndr)根皮中以三种工艺提取、纯化得到三种丹皮多糖(Mudancortex简称PSM)纯品PSM2b、PSM3b和PSM4c，分别对正常小鼠腹腔注射50mg/kg·d和100mg/kg·dPSM纯品，结果显示，与对照相比，两个剂量的多糖纯品PSM2b和PSM3b均有显著降低血糖率的效果，PSM2b降低血糖率的两个剂量分别为59.9%和和53.1%；PSM3b降低血糖率为55.8%和45.9%；但PSM4c无降血糖作用。对小鼠灌胃丹皮多糖粗品100、200mg/kg·d，连续给药7d，与正常组相比可使正常小鼠血糖显著降低；丹皮多糖粗品200、400mg/kg·d灌胃给药，连续给药10d，末次给药前禁食3h，末次给药后30min，正常组灌胃等容量生理盐水，其余均灌胃给以葡萄糖2.5g/kg,30min后眼眶静脉丛取血测定血糖值，结果显示，两种剂量的丹皮多糖粗品对葡萄糖诱发的小鼠高血糖有显著降低作用；但灌胃相当剂量的丹皮多糖纯品却对正常小鼠血糖及葡萄糖诱发的小鼠高血糖均无明显的降低效果，可能与纯化过程造成活性成分损失有关。葡萄糖苷酶抑制剂是一类新型的降血糖药物，其作用机理是通过抑制人小肠刷状缘上的α-葡萄糖苷酶活性，从而延缓肠道碳水化合物的吸收而达到治疗糖尿病的目的。从安徽地道中药中提取的糖复合物，丹皮多糖(PSM2b)可明显降低葡萄糖和四氧嘧啶诱发的鼠高血糖；体外实验显示PSM2b对α-葡萄糖苷酶的作用没有影响，但由PSM2b经凝胶层析分离得到的三个组分PSM2b-1、PSM2b-2、PSM2b-3在0.05～0.25mg/ml的浓度范围内，对α-葡萄糖苷酶均有一定程度的抑制作用。1.8营养功能性产品国外研究证明大麦β-葡聚糖含量较高(3%～16%)，β-葡聚糖既是一种良好的保健功能因子，又是一种很好的食品添加剂。以β-葡聚糖强化的大麦粉加工成含7.7%β-葡聚糖的意大利面，可以显著降低餐后血糖的升高和胰岛素反应，因为血浆中胰岛素浓度降低所致。1.9玉米须多糖的降糖作用玉米须多糖在玉米须中含量达4%，是玉米须最主要的水溶性成分之一。按照400、300、200mg/kg·d灌胃玉米须多糖，灌胃周期30d，玉米须多糖对正常小鼠有轻微的降糖作用，而对四氧嘧啶所至糖尿病小鼠有较好的降血糖作用，可能与玉米须多糖具有修复受损的胰腺细胞的生物活性有关。1.10其他植物的茶多酚人参多糖、青钱柳多糖、刺五加多糖、黄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症常继发于糖尿病、肾病综合症等疾病，是动脉粥样硬化、冠心病的危险因素之一。动物实验显示，部分植物多糖具有降血脂功能。2.1降低血脂兔脂质分布罗琼等探讨了枸杞、枸杞多糖粗品LBP及其纯化组分LBP-X对四氧嘧啶180mg/kg造模的实验性家兔高脂血症的降血脂作用，三种药物分别以0.25、10、10mg/kg·d剂量灌胃，生理盐水作对照，连续10d。结果显示，枸杞具有降低高脂血症兔血脂(血清总胆固醇TC、血清甘油三酯TG)的作用；枸杞多糖粗品能显著降低实验性高脂血症兔的TC、TG，血清高密度脂蛋白HDL-C相应升高；纯品LBP-X明显降低高脂血症兔的血清总胆固醇及血清甘油三酯，均达降脂有效水平，有效率100%。2.2tps的给药与给药冯磊等以高脂饲料(含1.5%胆固醇、0.25%胆盐、10%猪油)饲喂大鼠4周诱导产生高脂血症大鼠模型，再分别予茶多糖TPS100、200mg/kg·d灌胃给药，对照组给予同剂量生理盐水，连续两个月。结果表明，茶多糖能降低高脂模型大鼠血清总胆固醇TC，升高高密度脂蛋白HDL-C和HDL2-C，提高卵磷脂胆固醇酰基转移酶LCAT活力，具有抗动脉粥样硬化作用。2.3降血脂作用检测小鼠血清中ldl南瓜多糖经胃给予正常小鼠200、500mg/kg·d，连续7d，与对照相比，低、高剂量给药组血清甘油三酯TG分别降低了16.7%和33.3%；总胆固醇TC分别降低15.4%和26.9%；低密度脂蛋白LDL分别下降了41.7%和58.3%；高密度脂蛋白HDL分别增加了16.7%和25.0%；对一次性腹腔注射四氧嘧啶320mg/kg的糖尿病模型小鼠，给予正常小鼠相同剂量的南瓜多糖，与模型对照组相比，低、高剂量给药组血清分别降低18.8%和43.8%；总胆固醇分别降低9.0%和27.3%；低密度脂蛋白分别下降了20.0%和80.0%；高密度脂蛋白分别增加了6.7%和26.7%。南瓜多糖的这种降血脂作用，既能预防和治疗糖尿病并发症，也具有抗动脉粥样硬化作用。降血糖实验中发现，南瓜多糖在使糖尿病大鼠血糖显著下降的同时，还使总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白和游离脂肪酸含量显著降低，高密度脂蛋白含量显著升高。2.4对血清学及血脂水平的影响金樱子多糖对实验性小鼠的高胆固醇血症具有明显的预防和治疗作用。以基础饲料饲喂小鼠作正常对照，高脂饲料饲喂小鼠作高脂模型对照；同时饲喂高脂饲料+金樱子多糖(125、250mg/kg)作高脂预防组，另以基础饲料+金樱子多糖作正常小鼠预防组；连续7d，血脂测定结果显示，与相应对照组相比，金樱子多糖均能降低血清胆固醇水平(TC)，但对血清甘油三酯水平(TG)影响不明显；先饲喂8d高脂饲料形成高脂血症模型小鼠，再给予金樱子多糖治疗7d，血脂水平测定结果显示，金樱子多糖能显著降低高脂血症小鼠的血清总胆固醇水平，并呈剂量依赖关系，但对血清总甘油三酯水平的降低效果不显著；以胆固醇、胆汁及金樱子多糖组成离体反应体系，一定条件下反应体系形成胆固醇微胶粒的量显示，金樱子多糖能有效抑制胆固醇微胶粒的形成，并呈剂量-效应关系；从而揭示，金樱子多糖预防和治疗高脂血症的机制可能是通过抑制胆固醇微胶粒的形成而减少胆固醇的吸收所到致。2.5对小鼠血清中tc、tg水平的影响莼菜多糖是莼菜的主要成分，实际为一种多糖蛋白体。以高脂饲料饲喂15d后测定血清中TC、TG水平以确定造成高脂血症模型鼠后，分别给予10、20mg/kg莼菜多糖，连续25d，同时设定正常对照、模型对照、阳性对照(2mg/kg藻酸双酯钠片)，血脂测定结果表明，莼菜多糖可以极显著地降低高脂血症实验小鼠血清中TC、TG水平，降脂效果与阳性降脂药之间差异不显著；同时，莼菜多糖还能显著升高高脂血症小鼠血清HDL并接近正常小鼠水平，HDL升高及HDL/TC比值的相应升高，可能具有防止动脉粥样硬化的作用。2.6大鼠血脂指标的测定,改变未固以蜜蜂采集的花粉为原料提取制备蜂花粉多糖，进行实验性高脂血症大鼠降脂实验。先以高脂颗粒饲料饲喂大鼠9d，测定血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)和高密度脂蛋白(HDL-C)的基础值以确定高脂血症动物模型鼠造模，治疗组分别灌胃给予高、中、低剂量花粉多糖(600、400和200mg/kg)并继续饲喂高脂颗粒饲料，连续4周，于第14d和第28d，测定大鼠血清TC、TG和HDL-C。结果证明，花粉多糖能显著降低大鼠血清中TC含量，但对大鼠血清中TG和HDL-C含量作用不明显。蜂花粉多糖这种能显著降低大鼠血清中TC含量的作用机理，可能与多糖的抗脂质过氧化作用有关。2.7基于对高胆固醇立场的大鼠血清胆固醇的降血脂作用周慧萍等从浒苔植物中提取的多糖，分别进行了预防小鼠高胆固醇症和预防大鼠高脂血症的试验，结果显示，灌胃150mg/kg剂量浒苔多糖可使高胆固醇血症小鼠血清胆固醇较对照下降22%，168mg/kg剂量可使高脂血症大鼠TCH和TG分别较模型对照鼠降低58%和61%，HDL升高27%，说明浒苔多糖具有降血脂作用。2.8玉米活性多糖CAP以玉米皮为原料，经分离、超临界CO2流体萃取、高温高压瞬间挤出等处理而制得的具有一定膨胀力、吸水性、持水性和生理活性的多糖类化合物，其水溶性多糖含量41.5%，每天灌胃饲喂玉米活性多糖1次，连续给药35d，能明显降低肥胖小鼠体重、脂肪指数、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL)、血糖(GLU)含量，对肥胖小鼠血