桑叶降糖有效部位及其作用机制的研究进展*

方飞，吴新荣，郑鹏成

(广州军区广州总医院药剂科，510010)

糖尿病是由于胰岛素分泌缺陷或胰岛素作用障碍导致的一组以慢性高血糖为特征的代谢性疾病，久病可引起多系统损害。糖尿病已经成为全球第三大非传染性疾病，是严重威胁人类健康的世界性问题。因此研发治疗糖尿病的药物受到高度重视。《本草纲目》称桑叶乃手足阳明之药，汁煎代茗，能止消渴，明目长发。亚洲很多国家都用桑叶来治疗糖尿病。研究表明，桑叶可以明显降低正常小鼠、链脲霉素及四氧嘧啶引起的糖尿病模型小鼠的血糖水平，MITCHELI等［1］在临床上用桑叶提取物治疗糖尿病取得一定疗效，说明桑叶提取物降低血糖、稳定血糖水平效果显著。

近年来，国内外学者注重研究桑叶降糖有效部位及其作用机制，同时加强了对有效部位的分离和筛选。研究和开发桑叶资源，寻找有降糖作用的天然产物具有实际意义。笔者在阅读大量国内外文献的基础上，就桑叶降糖有效部位及其作用机制的研究概述如下。

1 桑叶降糖有效部位的研究

桑叶是我国传统中药，含有多种功能性成分，如矿物质、维生素、食物纤维、氨基酸、植物甾醇、黄酮类、生物碱类物质、多糖等。研究表明，桑叶的多糖、黄酮、生物碱类物质均有不同程度的降血糖作用。

1.1 多糖类 桑叶含有丰富的多糖，吕庆等［2］采用二乙氨乙基纤维素柱层析法和凝胶柱层析法分离提取桑叶多糖后，得到了3种均一多糖，分别命名为SD2-3，SD3-3，SD3-4。通过红外光谱图分析可知，3种组分都含有糖类化合物的基本信息，而且都可能含有糖醛酸，同时都不存在甘露糖残基。欧阳臻等［3］将桑叶经热水提取乙醇沉淀得多糖粗品，经脱蛋白、乙醇分级沉淀、二乙氨乙基纤维素柱和葡聚糖凝胶G-100柱层析，纯化得MP11、MP12、Mp13多糖组分。经糖腈乙酰化处理后进行气相色谱分析得知，MP11由L-鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、D-甘露糖、葡萄糖、半乳糖组成，其比例为21∶16∶3∶3∶1∶20;MP12由L-鼠李糖和葡萄糖组成，其比例为3∶1;MP13主要由L-鼠李糖组成。通过实验可以证明，桑叶中多糖组分复杂，而且各种组分的含量相差甚大。

1.2 黄酮类 黄酮类化合物占桑叶干质量的1%～3%，是所有植物茎叶中含量较高的一种。SUN等［4］从桑叶中分离出包括紫云黄芪苷、槲皮素在内的9种黄酮。邱进等［5］用90%乙醇提取桑叶，用石油醚、三氯甲烷、乙酸乙酯萃取得到3个部位。乙酸乙酯部位经反复硅胶柱层析，三氯甲烷-甲醇进行梯度洗脱，反复聚酰胺层析，三氯甲烷-甲醇进行梯度洗脱，以及Sephadex LH-22柱层析，三氯甲烷-甲醇(1∶1)洗脱，分离得到化合物I-V III。其中，黄酮类物质有芦丁、槲皮素、异槲皮苷、山柰酚。PAOLA等［6］采用高效液相色谱法分离桑叶成分，得到12种黄酮类化合物，紫外鉴定均为糖苷类，包括芦丁、槲皮素、异槲皮素、紫云黄芪苷、槲皮素-吡喃葡萄糖苷及其衍生物。ZHANG等［7］发现4种新的黄酮，经紫外分光光度法、磁共振等鉴定为 8-羟乙基-7，2＇，4＇-三羟基黄酮，7-甲氧基-8-羟乙基-2＇，4＇-双羟基黄酮，2R* ，4R*-8-羟乙基-7，4＇-双羟基-4，2＇-环氧黄酮，2″E-3＇-(4″-羟异戊烯基)-2，4，2＇，4＇-四羟基胆烷。杨艳等［8］采用硅胶、Sephadex LH-20、RP-C18等色谱方法分离纯化桑叶，得到3种黄酮类化合物，经磁共振谱、质谱等波谱分析手段鉴定为去甲木菠萝黄铜(norartocarpetin)、桑皮酮 C和 6-geranylapigenin。可见桑叶黄酮含量丰富，为研究其多种生理活性提供了基础。

1.3 生物碱类 桑叶中含有多种多羟基生物碱。NAOKI等［9］通过改变 1-脱氧野尻霉素(1-Deoxynojirimycin，1-DNJ)的提取和纯化工艺，从桑叶中分离出多种多羟基生物碱，包括DNJ、N-甲基-1-脱氧野尻霉素(NMe-DNJ)、2-氧-α-D半乳吡喃糖苷-1-脱氧野尻霉素、荞麦碱(fagomine)、1，4-二脱氧-1，4-亚胺基-D-阿拉伯糖醇、1，4-二脱氧-1，4-亚胺基-(2-氧-β-D-吡喃葡萄糖苷)-D-阿拉伯糖醇和 1 α，2 β，3 α，4 β-四羟基-去甲莨菪烷(去甲莨菪缄)。KIYOTAKA等［10］采用色谱仪-串联质谱法分离出 DNJ、fagomine等多种生物碱，均具有降糖活性。

在植物中，唯有桑叶和桑根含有DNJ。因此它的分离提取方法、生理活性、降糖机制备受关注，国内外研究颇多。分别有国外学者［11-13］采用气相色谱-质谱联用、液体层析联用、高效液相色谱法及离子交换等手段分离纯化DNJ，取得较好的效果。

2 桑叶降糖机制的研究现状

现代药理研究证明，桑叶具有降血糖、降血压、抗氧化、抗菌、抗焦虑、抗疲劳等多种药理活性，特别在对糖尿病及其并发症的预防和治疗方面，具有药性平和、作用广泛和不良反应小等特点，涉及到多靶点、多途径、多疗效。

2.1 桑叶多糖治疗糖尿病的作用机制 陈建国等［14］将四氧嘧啶导致的糖尿病模型小鼠灌胃给予桑叶多糖，探讨桑叶多糖调节血糖的作用机制。结果证明，小鼠血清胰岛素含量随桑叶多糖剂量增高而逐渐增高，小鼠空腹血糖值随桑叶多糖剂量增高而降低。说明桑叶多糖能通过促进四氧嘧啶糖尿病小鼠胰岛素分泌，缓解小鼠糖尿病症状，改善其糖耐量，从而达到降低血糖、改善糖尿病症状的目的。

2.2 桑叶黄酮治疗糖尿病的作用机制 PARK等［15］订制5份食谱，正常饮食、0.5%桑叶、0.5%韩国红参、0.5%大叶紫薇、0.5%混合物(桑叶、韩国红参、大叶紫薇)，定时喂养DB/DB糖尿病小鼠，每2周取血测血糖、胰岛素、三酰甘油、血红蛋白。12周后处死小鼠，取组织并定时聚合酶链反应(polymerase chain reaction，PCR)，测过氧化物酶体增殖物激活受体-α(PPAR-α)、PPAR-γ 和低密度脂蛋白 (low-dersity lipopration cholesterol，LDL)的mRNA水平。结果显示中药喂养组均能降低血糖、胰岛素、三酰甘油含量，而且小鼠肝内 PPAR-α、PPAR-γ，脂肪组织内的 LDL均表达上调。说明桑叶、韩国红参、大叶紫薇通过调节PPAR介导的脂质代谢来增加胰岛素的敏感性和降血糖。PPAR是一类主要调控糖脂代谢与脂肪细胞分化的核受体，与肥胖、胰岛素抵抗和糖尿病的发生发展密切相关，其激动药作为胰岛素增敏药治疗2型糖尿病也被临床广泛应用。朱玉霞等［16］研究桑叶黄酮提取物对高脂喂养的2型糖尿病模型大鼠胰岛素抵抗影响时，发现桑叶黄酮治疗组的PPARγ mRNA表达明显高于对照组。

另外，黄酮类物质具有很强的抗氧化性，能清除自由基，保持胰岛素β细胞的完整性。BYAMBAA等［17］报道桑叶槲皮素可以防止LDL氧化，减弱缺乏LDL受体小鼠的动脉粥样硬化。将桑叶黄酮喂养高脂小鼠，结果显示桑叶黄酮可以明显降低血液中的三酰甘油、胆固醇、LDL含量，说明桑叶黄酮可以降血脂。综上，桑叶黄酮治疗和预防糖尿病及其并发症有较好效果［18］。

2.3 桑叶生物碱治疗糖尿病的作用机制 桑叶中含有多种多羟基生物碱，包括 DNJ、NMe-DNJ、2-氧-α-D半乳吡喃糖苷-1-DNJ、fagomine等。DNJ含量较丰富，占生物碱含量＞50%，而且DNJ是一种强α-葡萄糖苷酶抑制药，可以抑制小鼠和人类餐后血糖的升高［19］，所以备受关注。研究表明，DNJ类似双糖结构，可以通过竞争性抑制与α-葡萄糖苷酶上的位点结合，从而抑制酶水解体内的双糖，延缓葡萄糖的吸收，从而降低血糖水平。

KONG等［20］用桑叶 DNJ喂养 OLETF糖尿病小鼠，发现DNJ可以降低餐后血糖，改善糖耐量，同时增加胰岛素敏感性，是一种强的抗糖尿病成分。

XIAO等［21］取小鼠骨骼肌进行体外培养，给予桑叶提取物处理后，发现可以增加葡萄糖吸收的速率。实验证明桑叶提取物激活了腺苷单磷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)及其下游酶AS160的磷酸化，从而促使促葡萄糖转运蛋白4(glucose transporter protein 4，GLUT4)的转位，促进骨骼肌组织对葡萄糖的吸收，稳定体内血糖水平。GLUT4是脂肪细胞和骨骼肌细胞协助葡萄糖转运的主要蛋白质，其介导的葡萄糖转运是骨骼肌的糖代谢的主要限速步骤。研究显示，小鼠GLUT4表达失常导致胰岛素抵抗，在DB/DB大鼠模型中GLUT4过多表达可以明显改善糖尿病症状。GLUT4转位涉及胰岛素信号传导途径和AMPK途径，AMPK是一种异源三聚体蛋白，其活化后能够调节葡萄糖和脂类代谢，抑制胰岛素抵抗，对2型糖尿病患者骨骼肌和肝脏具有明显的保护作用。不过该实验并没有进一步研究到底是哪一种活性成分发挥了作用。国外有报道称小檗碱［22］有相同的作用途径，而 TSUYOSHI等［23］发现DNJ和meDNJ可以上调AMPK和脂联素的表达，激活β-氧化系统，改善糖尿病小鼠的胰岛素抵抗。因此可以推断DNJ可以激活AMPK磷酸化，促进GLUT4转位。

3 展望

糖尿病是一种受遗传和环境因素影响的多因素内分泌疾病，临床以高血糖、葡萄糖耐量降低及胰岛素释放试验异常为主要标志，严重危害人类健康。目前，全球共有1.5亿糖尿病患者，预计到2025年会达到3亿患者。临床上治疗糖尿病的药物包括二甲双胍、磺脲类、二肽基肽酶IV抑制药，PPAR-γ激动药、α-葡萄糖苷酶抑制药、胰岛素、胰高血糖素样肽-1类似物，这些药物虽有一定的疗效，但都存在疗效低、耐用性低、毒性大等问题。例如，磺脲类和胰岛素能增加体质量，并增加低血糖风险;二甲双胍和α-糖苷酶抑制药有消化道反应;噻唑烷二酮类可引起水肿、体质量增加，并有可能增加心力衰竭和骨折风险。因此，寻求疗效高、不良反应小的降糖药物是目前国内外研究开发治疗糖尿病药物的热点。桑叶作为国家卫生部公布的药食两用中药，具有滋阴补血、疏风散热、益肝通气、降压利尿之功效。综上所述，桑叶在对糖尿病及其并发症的预防和治疗方面具有药性平和、作用广泛和不良反应小等特点，因此桑叶的开发应用具有重大意义。

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