天然降血糖多糖的研究进展

宋 超，宋淑亮，刘学红

(1山东省交通医院，济南250031;2山东大学威海国际生物技术研发中心)

近年研究表明，某些具有特定结构的天然多糖具有显著的降血糖作用，其降血糖机制具有多效应、多靶点、多途径等特点。为此，深入挖掘天然降血糖多糖已成为糖尿病新药开发的热点，本文将对各种来源的天然降血糖多糖及其作用机制的研究进行综述。

1 植物降血糖多糖

1984年Konno等从日本白参、中国红参、朝鲜白参中分离出21种人参多糖，药理实验表明其中多种人参多糖对正常小鼠和四氧嘧啶诱发的高血糖小鼠都有明显的降血糖活性。程秀娟等对高山红景天多糖进行了研究，发现50、100和200 mg/kg，一次或多次腹腔注射给药，能降低正常小鼠血糖、肝糖原和血总脂，明显抑制四氧嘧啶、肾上腺素和葡萄糖引起的高血糖。迄今为止已分离出一百多种植物多糖，如文献报道的人参多糖、知母多糖、紫草多糖、麦冬多糖、桑叶多糖、黄芪多糖等都具有不同程度的降血糖作用。

近年国内外学者又相继发现了多种具有降血糖活性的植物多糖。王雪松等［1］采用DEAE-纤维素柱色谱和凝胶渗透色谱从积雪草中分离得到了多糖组分S5X，免疫及降血糖药理活性表明S5X具有很好的降血糖作用。王元凤等首次采用D315阴离子交换树脂从茶叶中分离出两种带不同电荷的茶多糖，药理实验表明这两种多糖对腹腔注射四氧嘧啶造成的高血糖小鼠都有很好的降血糖效果。徐斌等研究了苦瓜水提多糖和碱提多糖对链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠的降血糖作用，发现苦瓜多糖能帮助恢复受损胰岛组织，促进胰岛素分泌，从而降低血糖。赵元等［2］研究显示地榆多糖能显著抑制α-葡萄糖苷酶活性，并可降低大鼠餐后血糖。

许多研究发现，部分植物纤维同样具有降血糖功效，Hannan等［3］从葫芦巴种子中发现一种可溶性的膳食纤维，能明显改善正常小鼠、糖尿病小鼠的口服葡萄糖耐受量。体内药理实验表明，西番莲果种子中不溶性食用纤维对葡萄糖吸收和延迟淀粉酶活性有显著作用，因此可用来控制饭后血清中的葡萄糖含量［4］。近年发现，杨桃及胡萝卜的不溶性食用纤维均具有上述活性。王庭欣等对海带多糖的降血糖、降血脂作用进行了研究，在降血糖试验中250 mg/kg的剂量对糖尿病大鼠的降血糖作用最明显，达到50%。

2 动物降血糖多糖

随着动物类药材研究的日益繁荣，人们不断发现动物体内的各种内源性多糖具有多种生物学活性。如肝素、透明质酸、壳多糖等不仅具有抗肿瘤，降血压、血脂、血糖等多种药理活性，而且具有良好的生物相溶性等优点。动物多糖的存在和分布极为广泛，Murray等研究发现许多海洋动物含有种类不同和数量不等的生物活性多糖，如棘皮动物(海星、刺参)、软体动物(乌贼)、甲壳类动物(虾、蟹等)、哺乳动物(鲸)以及鱼类(鲨鱼、大西洋鹞鱼)等的某些组织(皮、软骨、分泌腺等)都有多糖存在。此外，从鲍鱼、贝类、泥鳅、蚕蛹、中国林蛙等动物中都能提取分离出有生物活性的多糖。

动物多糖的种类包括糖原、甲壳素、肝素、硫酸软骨素、透明质酸、硫酸角质素、酸性黏多糖或糖胺聚糖，其主要的药理活性有抗肿瘤、提高免疫力，抗凝、抗血栓，降血糖、血脂，抗炎、抗疲劳等。随着对多糖生物活性的广泛研究，人们在药理实验中发现多种动物多糖对正常小鼠或药物致高血糖的小鼠有降血糖作用。由日本研究报道的一种低相对分子量的壳聚糖对链佐星诱导的非胰岛素依赖型糖尿病有显著的降血糖作用，并显著抑制胰岛细胞的免疫反应［5］。进一步研究表明，该壳聚糖对遗传性肥胖型糖尿病小鼠降血糖的同时，也能剂量依赖性地降低甘油三酯［6］。实验证明，泥鳅多糖能明显降低链佐星或四氧嘧啶所致糖尿病小鼠的血糖升高;同时泥鳅多糖还能明显降低链佐星或四氧嘧啶所致糖尿病小鼠血清中的总胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白胆固醇升高。

3 真菌降血糖多糖

真菌多糖是从食药用真菌子实体、菌丝体或发酵液中分离出来的代谢产物，在国际上被称为“生物反应调节剂”，能够控制细胞分裂分化，调节细胞生长，具有抗肿瘤、抗病毒、降血糖、提高免疫力等多种生物活性［7］。同时微生物多糖具有许多植物多糖和动物多糖不具备的优良性质，安全无毒，理化性质独特，生产周期短，不受季节、地域和病虫害等条件的限制，具有较强的市场竞争力和广阔的发展前景。

食用真菌是一大类具有很高食用及药用价值的高等真菌，有些食用菌还具有较强的降血糖功效，而且不良作用较小，已越来越受到人们的关注。Li等［8］发现注射虫草多糖连续一周后，正常小鼠血糖水平显著降低，高血糖小鼠的血清胰岛素水平显著升高。灵芝多糖也能增加正常小鼠和葡萄糖负荷小鼠的血浆胰岛素水平。Kim等从姬松茸中提取出β-葡聚糖，再从β-葡聚糖中分离出寡糖AO。对治疗组大鼠分别给予2% β-葡聚糖和2%寡糖AO，实验维持6周。结果表明，两个治疗组的血清葡萄糖水平显著下降，血清胰岛素水平显著上升，分泌量上升，但是寡糖AO的功效更明显，大约是β-葡聚糖作用的两倍。研究者认为β-葡聚糖和寡糖AO都能增强胰岛的增殖和繁殖作用，刺激胰岛分泌胰岛素，从而提高葡萄糖代谢。目前已经证实，具有降血糖作用的食用菌有灵芝、虫草、香菇、银耳、姬松茸、黑木耳、鬼伞、灰树花、鸡腿蘑、猴头菇等。食用菌降血糖作用明显，作用温和，无明显不良作用，并且有预防和治疗糖尿病的作用。

4 降血糖作用机制

药理研究表明，各种多糖的降血糖机制有所不同，而且多糖的降血糖机制常为多靶点、多效应、多途径的综合作用。综合目前降血糖多糖的研究，发现多糖的降血糖机制主要有以下几种:修复和刺激胰岛β细胞释放胰岛素;抑制α-葡萄糖苷酶，延缓葡萄糖在肠道的吸收;上调胰岛素受体数目或提高其亲和力，改善胰岛素抵抗;拮抗升糖激素，抑制糖原分解，促进糖原合成;抑制糖异生，促使糖的利用，增加葡萄糖的分解。

5 展望

多糖作为植物、动物细胞膜，微生物细胞壁中的一类具有广泛生物活性的天然生物大分子，由于其降血糖作用的温和、持久，以及基本没有不良作用等特点，已经成为降血糖药物和保健品开发的热点。但由于多糖本身结构的复杂性，难以阐明有效成分的化学结构与降血糖活性之间的关系，以及其作用机制难以明确等原因，阻碍了多糖类降血糖药物的发展。此外，分离纯化技术落后，实验常采用水提醇沉得到的粗多糖，有效成分不明，可重复性差;基础研究手段落后等问题同样成为其发展的障碍。因此我们需要在充分认识天然多糖类活性物质重要意义的前提下，整合现有技术手段，发展和创新研究方法，加大基础研究力度，建立更加科学有效的分离纯化技术和结构解析技术，阐明降血糖活性和多糖的构效关系及其作用机制、作用靶点，为多糖类降血糖药物的发展提供理论基础。

［1］王雪松，郑芸，方积年．积雪草中降血糖多糖的研究［J］．中国药学杂志，2005，40(22):1697-1700．

［2］赵元，张莲英，胡晓燕，等．1种新的天然α-葡萄糖苷酶抑制剂的分离纯化及其活性测定［J］．中国生化药物杂志，2007，28(1):20-22．

［3］Hannan JM，Ali L，Rokeya B，et al．Soluble dietary fibre fraction of Trigonella foenum-graecum(fenugreek)seed improve glucose homeostasis in animal models of type 1 and type 2 diabetes by delaying carbohydrate digestion and absorption，and enhancing insulin action［J］．Br J Nutr，2007，97(3):514-521．

［4］Chau CF，Huang YL．Characterization of passion fruit seed fibres—a potential fibre source［J］．Food Chem，2004，85(2):189-194．

［5］Kondo Y，Nakatani A，Hayashi K，et al．Low molecular weight chitosan prevent the progression of low dose streptozotocin-induced slowly progressive diabetes mellitus in mice［J］．Biol Pharm Bull，2000，23(12):1458．

［6］Hayashi K，Ito M．Antidiabetic action of low molecular weight chitosan in genetically obese diabetic KK-Ay mice［J］．Biol Pharm Bull，2002，25(2):188．

［7］陈传红，金卫根，李荣同，等．真菌多糖药理作用研究进展［J］．时珍国医国药，2006，17(6):933-934．

［8］Li SP，Zhang GH，Zeng Q，et al．Hypoglycemic activity of polysaccharide，with antioxidation，isolated from cultured cordyceps mycelia［J］．Phytomedicine，2006，13(6):428-433．