茶多糖的降血糖作用机理研究进展

孙世利 苗爱清 潘顺顺 凌彩金 庞 式 赖兆祥

（广东省农业科学院茶叶研究所·广州·510640）

糖尿病是一种以高血糖为主要症状，同时还伴有很多并发症的综合症。糖尿病主要分为I型糖尿病和Ⅱ型糖尿病。糖尿病的本质是血糖的来源和去路间失去正常状态下的动态平衡[1，2]，一方面葡萄糖生成增多，另一方面糖的利用减弱，从而引起血糖浓度过高及糖尿。据报道，2000年全球糖尿病发病率为2.8%，估计在2025年将达到4.4%[3]。现有的研究表明很多天然植物的多糖具有降血糖作用，能缓解糖尿病症状。众多研究证实饮茶具有治疗糖尿病的作用，茶多糖(teapolysaccharides，TPS)，是一类与蛋白质结合的酸性多糖或酸性糖蛋白，具有降血糖、降血脂、提高机体免疫力、抗氧化等保健功能。茶多糖的降血糖功能研究越来越受到关注[4～6]，本文综述了茶多糖降血糖的作用机理，以期为茶多糖研究提供理论参考。

1 保护胰岛细胞，促进胰岛素分泌

胰岛素是一种蛋白质类激素，是维持血糖在正常水平的主要激素之一，人体内胰岛素是由胰岛β细胞分泌的。胰岛β细胞功能受损，胰岛素分泌绝对或相对不足，从而引发糖尿病。有学者把2.5%的茶多糖拌入饲料喂糖尿病大鼠3周，发现茶多糖有显著抑制糖尿病大鼠血糖升高的作用，与对照组比较，茶多糖组大鼠血胰岛素水平有显著提高 (P〈0.05)，其作用机制可能是促进了胰岛细胞损伤的恢复[7]。茶多糖可通过提高机体抗氧化能力和细胞免疫功能，保护胰岛β细胞，从而促进胰岛素分泌。

1.1 提高机体抗氧化能力，保护胰岛β细胞

胰岛β细胞极易受自由基比如四氧嘧啶产生的自由基损害[8]。吴建芬等[9]研究了茶多糖对四氧嘧啶小鼠的降血糖作用和机制，预防性给予小鼠茶多糖4周后再腹腔注射四氧嘧啶，结果显示，血糖升高不明显，肝脏抗氧化能力较对照组增强，表明茶多糖可通过提高机体抗氧化功能，清除体内产生的过多自由基，保护胰岛β细胞免受四氧嘧啶产生的自由基损害，使血糖无明显升高。

1.2 提高细胞免疫功能

“免疫调节失衡学”认为I型糖尿病患者体内存在CD4+T淋巴细胞与CD8+T淋巴细胞功能失衡，表现为具有胰岛β细胞损害作用的Th1细胞及其细胞因子转化生长因子(TGF)-β、干扰素(IFN)-γ、白细胞介素 (IL)-2等功能强于具有β细胞保护作用的Th2细胞及其生长因子[10]。王莉英等[11]探讨茶多糖对非肥胖糖尿病（NOD)小鼠I型糖尿病的预防作用，比较TPS预免疫组和生理盐水(NS)对照组NOD小鼠I型糖尿病的发病率、血清C肽和谷氨酸脱羧酶抗体水平、胰岛组织病理学和免疫组化、脾脏T细胞亚群比例，结果显示，TPS预免疫组与NS组比较，I型糖尿病发病率显著降低，血清C肽水平显著提高，胰岛炎症程度减轻，CD8T细胞亚群比例显著增高，CD4／CD8比例显著降低，该结果表明，TPS具有刺激免疫器官淋巴组织增生，提高细胞免疫功能，调节细胞因子活性等免疫调节作用。

2 提高胰岛素敏感性

胰岛β细胞功能异常及胰岛素抵抗是Ⅱ型糖尿病发病的基本环节，持续高血糖可直接损伤β-细胞功能及胰岛素敏感性，致血糖进一步升高，形成恶性循环[12]。PPAR-γ激动剂有提高胰岛素敏感性的作用，这是抗糖尿病新药噻唑烷二酮(thiazolidinediones，TZDS)的主要作用机理。许多研究表明茶多糖降血糖的作用机制可能是通过激活PPAR-r而使其介导的胰岛素敏感性增高所致。薛长勇等[13]探讨绿茶茶多糖对KKAy遗传性糖尿病小鼠血糖和过氧化物增殖体激活型受体γ(PPAR-γ)活性的影响。将TPS按500mg／kg剂量灌胃给予糖尿病KKAy小鼠，结果发现TPs不仅能改善KKAy糖尿病小鼠葡萄糖耐量，而且能降低空腹血糖、餐后血糖、果糖胺，TPS也能抑制糖异生和提高胰岛素敏感性。此外，TPS还能激活PPAR-r，呈现剂量——效应关系。孙桂菊等[14]研究枸杞多糖(LBP)和茶叶多糖(TPS)混合物对Ⅱ型糖尿病模型动物的降血糖作用及对糖尿病并发症相关指标的影响，用高能量饲料结合低剂量链脲佐菌素给予动物，建立Ⅱ型糖尿病动物模型，然后灌胃给予模型动物LBP和TBP混合物，结果显示，LBP和TPS混合物具有增加Ⅱ型糖尿病模型动物胰岛素敏感性，降低血糖水平的作用。

3 调节糖代谢有关酶的活性

3.1 增强葡萄糖激酶活性

葡萄糖激酶是己糖激酶的同功酶，主要存在于成熟肝实质细胞和胰岛β细胞中，催化葡萄糖转变为6-磷酸葡萄糖，在肝脏糖代谢中起着重要作用。肝脏葡萄糖激酶受胰岛素调节，不受葡萄糖浓度的影响，其作用机制为胰岛素作用于葡萄糖激酶转录水平，使mRNA升高。茶多糖降血糖机制可能与增强肝葡萄糖激酶活性有关。吴建芬等[9]对四氧嘧啶高血糖小鼠喂茶多糖6周，观察对血糖和肝葡萄糖激酶的影响，研究结果显示，茶多糖对四氧嘧啶高血糖小鼠有显著的降血糖作用，肝葡萄糖激酶活性增加。李步青等[15]报导茶多糖在降低四氧嘧啶高血糖小鼠的血糖浓度的同时使肝糖原大量增加，认为茶多糖对糖代谢的影响与胰岛素类似，推测400mg／kg体重剂量茶多糖的降血糖作用主要是通过促进糖的合成代谢而降低血糖的。

3.2 抑制糖降解酶活性

有效地控制血糖是糖尿病治疗的基本目标。α-葡萄糖苷酶抑制剂是一组通过延缓糖的消化以降低餐后高血糖的口服降糖药，其作用特点是在糖消化的最后一步抑制双糖降解为单糖[16]。α-淀粉酶抑制剂也能减慢食物淀粉在肠道中的消化，抑制餐后血糖水平的升高。肠道对葡萄糖的吸收则以葡萄糖转运体的主动吸收来完成，因此，抑制葡萄糖转运活性也是降低餐后血糖的重要环节之一[17]。茶多糖可抑制α-葡萄糖苷酶及α-淀粉酶活力和小肠刷状缘囊泡葡萄糖转运能力，从而可延缓小肠对糖的消化吸收。全吉淑等[18]用比色法测定茶多糖对α-葡萄糖苷酶(EC 3.2.1.20)和α-淀粉酶(EC 3.2.1.1)的抑制活性，用快速过滤法观察茶多糖对兔小肠刷状缘囊泡葡萄糖转运活性的影响，结果显示，茶多糖具有较强的α-葡萄糖苷酶抑制活性，α-葡萄糖苷酶的半抑制浓度(IC50)值为312g／L；茶多糖对α-淀粉酶的抑制活性则较弱，浓度为1g／L时，其对α-淀粉酶的抑制率为10%；茶多糖同时明显降低兔小肠刷状缘囊泡葡萄糖转运能力，其半抑制浓度IC50值15g／L。何学斌等[19]采用水提醇沉法提取茶多糖，用3,5-二硝基水杨酸(DNS)比色法观察茶多糖在体外对α-淀粉酶活性的抑制作用及其对正常大鼠和四氧嘧啶所致糖尿病大鼠模型血糖的影响，结果表明，茶多糖在体外对α-淀粉酶活性具有较强的抑制作用，且呈剂量依赖性，0.0016～5.000mg／ml茶多糖溶液抑制率的量效曲线近似直线，其抑制率相当于同等浓度阿卡波糖抑制作用的50%，其动物实验结果表明，茶多糖可降低四氧嘧啶所致的糖尿病大鼠的空腹血糖及餐后血糖。另有学者研究表明[7]茶多糖还可通过抑制肠道蔗糖酶和麦芽糖酶的活性，使进入机体的碳水化合物减少，起到降血糖作用。

4 提高肝糖原含量，降低血糖

糖原是体内葡萄糖的重要储存形式，肝糖原是体内血糖的重要来源。肝糖原或肌糖原合成减少或者肝糖原分解增加可以引起血糖水平的升高，导致糖尿病的发生；反之，某些促进糖原合成的药物能起到降低血糖的作用[20]。茶多糖可使肝糖原增加[14]。芮莉莉等[21]将KK-Ay糖尿病小鼠灌胃茶多糖8周，结果表明肝糖原较对照显著升高(P〈0.01)，TPS可有效降低KK-Ay糖尿病小鼠的血糖水平，推测茶多糖可能通过改善糖尿病小鼠肝脏糖代谢，增加肝糖原的累积，从而使输出到血中的葡萄糖减少，使血糖水平降低。

糖尿病是一种常见的多发的内分泌代谢性疾病，往往还伴随肝、肾、脾等多种脏器功能的减退。茶多糖有利于糖尿病大鼠抗氧化能力的提高，对肝、肾功能的恢复起到重要作用。将糖尿病大鼠灌胃乌龙茶多糖4周后，肝肾SOD和GSH-Px活性明显提高，MDA含量显著下降，抗氧化能力增强[22]，茶多糖还可抑制肾脏醛糖还原酶(AR)活性，降低血清糖基化终产物-肽(AGE-P)水平，提高血清过氧化物歧化酶水平[14]，茶多糖对糖尿病大鼠肝肾组织有保护作用，从而在预防糖尿病并发症发生中起重要作用。

5 研究展望

通过近年研究结果可以看出，茶多糖降血糖的作用是肯定的，但其作用机制比较复杂，可能是多途径、多因素的综合作用，且茶多糖同时具有多种降糖机制，药理实验证明，茶多糖通过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，并改善受损伤的β胰岛细胞功能，使胰岛素分泌增加，提高胰岛素敏感性，诱导葡萄糖激酶的生成，促进糖分解，使血糖下降。由于茶多糖本身的原因，如多糖的结构太复杂、多糖的结构测定及合成有自身的难度和特殊性等给多糖的研究和临床应用带来了很大的限制。因此，需要对多糖进行深入的研究，弄清多糖的构效关系，进一步探讨多糖的作用机制。随着分子生物学研究的不断发展，从基因水平揭示降糖作用的机制，是其新的研究方向。

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