多糖降血糖活性构效关系及作用机制研究进展

杨玉洁，刘静宜，谭 艳，王淑惠，陈汉民，周爱梅,*

（1.华南农业大学食品学院，广东省功能食品活性物重点实验室，广东 广州 510642；2.广东展翠食品股份有限公司，广东 潮州 515634）

生活水平的提高导致人们生活和饮食方式发生转变，由此引发许多慢性疾病，如心血管疾病、肥胖症和糖尿病等[1]。近年来，糖尿病的患病率日益增长且有年轻化的趋势，临床表现为糖代谢紊乱，还伴随许多并发症包括中风、神经病变、视网膜病变和肾病等[2]，严重危害人们的健康。糖尿病包括1型糖尿病、2型糖尿病和其他类型如妊娠期糖尿病等，其中患病率最高的为2型糖尿病，2型糖尿病占糖尿病患者的90%以上，给患者造成心理和生理困扰，同时也给医疗系统带来巨大负担[3]。目前国内外尚未发现彻底根治糖尿病的方法，降低餐后血糖是一个重要的治疗思路。临床上一般采用注射胰岛素和口服降糖药进行治疗。口服降糖药包括双胍类降糖药物、α-葡萄糖苷酶抑制剂、噻唑烷二酮类、磺脲类药物（格列本脲、格列吡嗪和格列美脲）和非磺脲类胰岛素促分泌剂等[4]。其中有些药物会产生一定的不良反应，如二甲双胍导致部分患者消化不良[5]，磺脲类药物会增加患者体重与心血管疾病的发病率[6]。为避免这些药物的不良反应，科研工作者将目光放到具有降血糖作用的天然活性物质上，如黄酮类化合物[7]、皂苷类化合物[8]、生物碱[9]和多糖[10]等。其中多糖已经在许多工业领域中应用了几十年，如药品、生物材料、食品等[11]。与此同时，人们开始认识到多糖在生物体中的功能绝非仅仅作为支持组织结构和能量来源，更重要的是其具有生物活性[12]。目前研究较多的有多糖的免疫调节[13]、抗肿瘤[14]、抗氧化[15]、降血糖[16]等活性，所以多糖也称为“生物应答效应物”[17]。这些研究成果推动了多糖在生物分子领域的应用和发展。

多糖的降血糖活性十分重要，并且与多糖结构密切相关[18]，包括分子质量[19]、单糖组成[20-22]、支链结构[23-25]、高级结构等[26-29]。而多糖的降血糖机制也是研究热点，目前研究发现的机制主要包括调节相关酶活性[30-31]、调节肝脏糖代谢[32-33]、调节肠道菌群[34-38]、对胰岛细胞的保护和修复作用[33,39-40]及提高胰岛素的敏感性等[41-42]。本文综述了多糖的结构对其降血糖活性的影响，并总结了多糖的降血糖机制，为进一步开发和利用多糖的降血糖活性提供参考。

1 多糖结构与其降血糖活性的关系

1.1 分子质量对多糖降血糖活性的影响

分子质量是影响多糖降血糖活性的一个重要因素。研究表明，多糖最佳活性的发挥有赖于其分子质量的大小[43]。多糖分子质量在合适的范围内才能发挥最佳活性，因为分子质量越大，多糖分子体积越大，其跨膜阻力也将随之增大，因此不利于吸收利用，进而影响降血糖活性的发挥；但相对分子质量太低，则多糖无法形成具有活性的结构，从而降低其降血糖活性[24]。不同来源的多糖产生生物活性的最佳分子质量范围不同[23-24,44-46]。如邵淑宏[46]在研究乌龙茶多糖降血糖活性时测定了3 种乌龙茶多糖（安溪铁观音多糖、凤凰单枞多糖和武夷大红袍多糖）的分子质量，结果显示这3 种多糖分子质量存在数量级差异（平均分子质量分别为817、930 kDa和2 640 kDa），其中较大分子质量的武夷大红袍多糖对α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用最强。Hu Juan等[19]的研究结果表明，高剂量的大分子质量太子参多糖PF40（52～210 kDa）降低糖尿病小鼠血糖的能力与二甲双胍相似，但分子质量小的太子参多糖PF90（3.0～6.8 kDa）的效果较差。有些来源的多糖，分子质量小则更有利于降血糖活性的发挥。如Xu Yaqin等[47]对黑加仑多糖（blackcurrant polysaccharides，BCP）进行降解，制备了两种分子质量较低的多糖（DBCP-1和DBCP-2），结果发现DBCP-1（1.30×104kDa）和DBCP-2（9.62×103kDa）比BCP（3.26×104kDa）具有更高的α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶抑制活性。Wang Cong等[22]将白桦茸多糖进行肠道内的模拟消化，消化后的多糖（UIOPS-1I）分子质量降低，但对α-葡萄糖苷酶的抑制活性却显著提高，其半抑制浓度（half-maximal inhibitory concentration，IC50）为52.97 μg/mL，远低于阳性对照阿卡波糖的IC50（101.12 μg/mL）。

1.2 单糖组成对多糖降血糖活性的影响

对多糖的单糖组成进行分析并研究其与多糖活性之间的关系具有重要意义，因为多糖的单糖组成不同，可能导致其生物活性也不同[20-22]。这是由于单糖组成能够影响多糖的链结构与高级结构，而高级结构是影响多糖活性强弱的一个重要因素。并且有研究认为，多糖结构中可能存在由寡糖片段形成的“活性中心”，例如糖醛酸能明显影响多糖的活性[48-49]。表1总结了部分具有降血糖活性的多糖的单糖组成。

表1 具有降血糖活性的一些多糖的单糖组成Table 1 Monosaccharide compositions of polysaccharides with hypoglycemic activity

从表1可以看出，大部分具有降血糖活性的多糖都具有阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖和木糖，还有少部分具有半乳糖醛酸、鼠李糖和岩藻糖。多糖中个别单糖的存在或缺失会影响其降血糖活性。如白桦茸多糖中D-木糖含量的减少对于α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶活性的抑制能力有增强作用[22]。陈庆等[20]在研究刺梨多糖（RSPs-40和RSPs-60）时发现，与RSPs-40相比，RSPs-60缺少果糖，但其抑制α-葡萄糖苷酶的能力更强，这可能是果糖的缺失造成的。但对于其他来源的多糖，果糖的存在不一定会导致降血糖活性的减弱。如Gong Yajun等[43]研究发现，3 种麦冬多糖（山麦冬多糖、沿阶草多糖和阔叶山麦冬多糖）仅含有葡萄糖和果糖，但对HepG2细胞和3T3-L1细胞的胰岛素抵抗模型均有较好的效果。

1.3 糖苷键对多糖降血糖活性的影响

多糖通常由各种单糖通过糖苷键连接而成。根据连接糖基的方式不同，可将糖苷键分为不同的类型。糖苷键在多糖活性方面发挥重要作用，其中一个关键点是多糖分子链的局部构象，由糖基之间糖苷键决定[55]。过去的观点认为，以1→4糖苷键连接的多糖很少有活性[44]，但随着研究的发展，发现具有降血糖活性的多糖大多具有1→3、1→4和1→6糖苷键。如Wang Huijun等[56]的研究表明，绿茶多糖主链由半乳糖1→3和1→6糖苷键连接，能够促进RIN-5F细胞（大鼠胰腺组织/胰岛细胞瘤）胰岛素分泌相关基因的表达。于晓凤[57]的研究表明，蛹虫草菌胞外多糖主链以1→4连接的半乳糖为主，能有效抑制α-葡萄糖苷酶活性，恢复小鼠糖耐受能力，降低小鼠血糖值，改善脂代谢紊乱现象。Wang Lei等[58]研究发现，刺梨多糖中1→或1→6的糖苷键数量占总糖苷键的37.8%，1→2或1→4的糖苷键占15%，能改变α-葡萄糖苷酶构象从而抑制其活性（IC50=4.15 mg/mL）。

1.4 高级结构对多糖降血糖活性的影响

多糖分子质量相对较大且结构复杂，因此具有装载丰富生物信息的能力。多糖结构与蛋白质类似，也可分为一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。多糖的生物活性与其一级结构和高级结构都有密切的关系；高级结构对多糖降血糖活性的影响与其来源有关[26-28]，但大多数多糖的高级结构对降血糖活性是有利的。表2总结了部分具有降血糖活性的多糖的立体构型。

由表2可以发现，一般来说，高级结构的存在有利于多糖降血糖活性的发挥。其原因可能是如糖、醛、酸这类具有光学活性的生色团存在，导致多糖光学活性等发生变化[28]，从而影响降血糖活性。还有观点认为，多糖特殊的空间构型能够突出其合适的活性作用部位，而使部分活性片段更好地发挥作用。但多糖活性的发挥是一个分子识别过程，不同多糖的分子识别机制不同[62]，因此也有研究发现例外。如表2中金线莲多糖不具备三股螺旋立体结构，而是一种棒状的聚集体，无分支且大小均一，但同样表现出较强的α-葡萄糖苷酶抑制活性[54,59]。又如黄精多糖、滇黄精多糖均具有三股螺旋结构，且滇黄精多糖在溶液中分子螺旋结构数量多于黄精多糖，但黄精多糖的α-葡萄糖苷酶抑制活性却高于滇黄精多糖[32]。

表2 具有降血糖活性的一些多糖的立体构型Table 2 Stereoscopic configurations of polysaccharides with hypoglycemic activity

1.5 多糖基团对其降血糖活性的影响

多糖引入基团后其生物活性会发生改变[23-25]，多糖之间可能因为引入新的基团而产生了分子间作用力，使得多糖的高度和宽度发生变化并且产生聚集[50]，导致多糖的高级结构发生变化从而影响其活性。也有观点认为，引入基团会影响多糖的溶解性从而影响其活性[63-64]。

1.5.1 多糖的硫酸酯化对其降血糖活性的影响

多糖硫酸酯化后得到多糖硫酸酯，其原理是多糖大分子链上单糖分子中的羟基被硫酸基团取代，此过程可天然形成或人工合成。一般来说，硫酸酯化对于多糖的活性有提高作用[65-67]，这是因为硫酸化修饰可以改变多糖的空间结构，从而影响其构效关系。例如中性茶多糖本身有显著的降血糖作用，硫酸酯化后的中性茶多糖粒径变大、变粗糙，同时聚集性增强，其降血糖活性高于未硫酸酯化的中性茶多糖，表现在糖尿病小鼠口服硫酸酯化的中性茶多糖后，其血糖浓度在7 h内从造模后0 h的（16.85±6.76）mmol/L降低到（6.87±1.36）mmol/L[66]。Wang Yufen等[65]从粒毛盘菌Lachnumsp.YM240的发酵液中分离出一种该菌种的胞外多糖并进行硫酸化处理，研究表明硫酸化的粒毛盘菌胞外多糖抑制α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶活性的能力相比未硫酸化的更高，且随着浓度提高，抑制率为68%左右。表3总结了具有降血糖活性的多糖硫酸酯。

表3 具有降血糖活性的多糖硫酸酯Table 3 Sulfated polysaccharides with increased hypoglycemic activity

1.5.2 多糖的羧甲基化对其降血糖活性的影响

羧甲基化修饰是目前多糖改性应用最广泛的方法之一，是利用多糖与酸或羧酸衍生物的醚化反应向多糖链上引入羧甲基来实现多糖空间结构和水溶性的改变，从而影响其生物活性[68,70-71]。Liu Wei等[71]制备了羧甲基化的草珊瑚多糖，研究发现羧甲基化的草珊瑚多糖在质量浓度1 mg/mL时的α-葡萄糖苷酶抑制活性高于阳性对照药物阿卡波糖，抑制率为83.38%（IC50=（146.06±15.74）μg/mL）。Wang Yufen等[68]将从粒毛盘菌Lachnumsp. YM240发酵液中获得的多糖进行羧甲基修饰，结果表明饲喂羧甲基化的粒毛盘菌多糖的糖尿病小鼠空腹血糖及血清甘油三酯水平显著降低，胰岛素敏感性也显著提升。但也有研究发现，一些多糖进行羧甲基化修饰后，其降血糖活性下降。如Ren Yuanyuan等[70]研究发现，羧甲基化的虫草多糖抑制α-葡萄糖苷酶活性的能力并没有提高反而有所下降，低于未羧甲基化的虫草多糖。这可能是因为取代基没有被引入到准确位置，这也说明并不是所有的化学修饰都能显著提高多糖的生物活性，这也与多糖的结构特征有关，包括官能团、主链的糖单元、支链的类型和聚合度、糖苷键以及多糖的构象。

1.5.3 多糖的乙酰化对其降血糖活性的影响

乙酰化修饰也是多糖最常用的化学修饰法之一，一般采用乙酸酐吡啶法，可以简单、快速并高效地制备乙酰化多糖。研究发现，多糖经过乙酰化修饰后其降血糖活性有所改变，原因是乙酰化可使多糖空间结构发生改变，使其形状变得不规则，同时分子质量也会发生变化，从而影响多糖的降血糖活性[24,70,72-73]。但乙酰化处理后，多糖的降血糖活性是提高还是降低与多糖来源有关。如徐雅琴等[73]通过体外活性实验发现，乙酰化的黑穗醋栗果实多糖比未乙酰化的多糖具有更强的α-淀粉酶（IC50分别为0.071 mg/mL和0.323 mg/mL）和α-葡萄糖苷酶抑制活性（IC50分别为0.011 mg/mL和2.079 mg/mL）。焦中高[24]研究发现，红枣多糖对α-葡萄糖苷酶仅有很微弱的抑制作用（IC50=16.61 mg/mL），但采用乙酸酐法对其进行乙酰化处理后其对α-葡萄糖苷酶的抑制活性提高了3.91 倍。相反，Chen Shuhan等[72]研究发现，乙酰化处理降低了水溶性玉米丝多糖的降血糖活性，其α-淀粉酶抑制活性（IC50=10.31 mg/mL）比未修饰过的玉米丝多糖（IC50=10.07 mg/mL）要低，可能原因是没有找到合适的乙酰化度或乙酰化修饰过程中多糖分子质量不在合适的范围内。

2 多糖的降血糖机制

2.1 多糖调控相关消化酶活性

人体肠道内存在多种酶，例如α-葡萄糖苷酶、淀粉酶和麦芽糖酶等。这些酶在消化吸收中充当了重要的角色，可破坏糖类物质的α-1,4-糖苷键，将淀粉、麦芽糖、蔗糖和寡糖等水解为人体易于消化吸收的物质如葡萄糖等。葡萄糖的产生是餐后血糖水平升高的原因，可引起糖尿病患者胰岛素敏感性降低，从而导致严重的并发症而加重病情[74]。大量研究表明，多糖可以有效抑制这类酶的活性而发挥其降血糖活性[75-78]。

α-葡萄糖苷酶是一种重要的糖类消化酶，被认为是调节餐后高血糖的临床治疗靶点，能够催化α-(1,4)-糖苷键水解，使寡糖水解生成葡萄糖。因此，抑制α-葡萄糖甘酶的活性能够降低餐后血糖水平，从而预防糖尿病及其并发症[58,79]。如陈庆等[20]研究发现，刺梨多糖RSPs-40和RSPs-60表现出较强的α-葡萄糖苷酶抑制活性，且均优于阳性对照阿卡波糖。尹红力等[74]研究发现，黑木耳酸性多糖对α-葡萄糖苷酶的抑制率超过50%，体内实验也证明黑木耳酸性多糖可以减缓糖尿病小鼠体质量的降低，提高己糖激酶、琥珀酸脱氢酶的活性，有效缓解糖尿病小鼠的病情。Bu Tong等[30]研究发现，海带多糖可以有效抑制α-葡萄糖苷酶的活性（IC50=38 μmol/L），体内实验也证实海带多糖可以降低糖尿病小鼠的血糖浓度从而缓解病情。Chen Juncheng等[31]的研究证明，灰兜巴多糖能很好地抑制α-葡萄糖苷酶活性（IC50为0.019 mg/mL，而阳性对照阿卡波糖的IC50为0.097 mg/mL），并减轻胰岛素抵抗。

除了α-葡萄糖甘酶外，淀粉酶、麦芽糖酶的活性与血糖含量也有关，多糖可通过抑制这些消化酶的活性进一步延缓碳水化合物的吸收，从而达到降低餐后血糖的目的。王飞[75]在研究桃胶多糖的降血糖活性作用时，发现桃胶多糖能抑制淀粉酶、麦芽糖酶的活性而实现较好的降血糖效果，而阳性对照阿卡波糖仅能抑制淀粉酶活性，不能抑制麦芽糖酶活性。Hasan等[80]研究证明，石岩枫多糖具有α-淀粉酶抑制活性（IC50=2.038 mg/mL），并且在口服葡萄糖耐量实验中发现其能有效降低大鼠血糖浓度。BelHadj等[81]研究也发现，接受石莼多糖治疗的糖尿病大鼠，其血浆和小肠中α-淀粉酶和麦芽糖酶活性下降，且血浆中甘油三酯和总胆固醇的水平也降低，而高密度脂蛋白胆固醇的水平则升高，证实了石莼多糖具有治疗糖尿病的潜在作用。

2.2 多糖调节肝脏糖代谢中关键酶表达

肝脏是调控机体内血糖水平和生理机能十分重要的器官。在调控过程中发挥关键作用的主要有以下4 种酶：葡萄糖激酶能将葡萄糖磷酸化并转化为葡萄糖-6-磷酸；糖原合成酶（glycogen synthetase，GS）能将多余的葡萄糖逐个转化为糖原储存起来；而葡萄糖-6-磷酸酶（glucose-6-phosphatase，G6Pase）和糖原磷酸化酶（glycogen phosphorylase，GP）能催化糖原分解生成葡萄糖[82-83]。研究发现，多糖可以调节肝细胞的耗糖量和肝糖原的生成而实现降血糖作用[32-33]，其机制是多糖通过影响葡萄糖代谢途径中的关键酶表达，从而调节肝脏糖代谢。如灵芝多糖能使糖尿病小鼠肝脏中G6Pase和GP的mRNA水平显著降低，并且空腹血糖水平也降低[84]。Xiao Zuoqi等[82]给予糖尿病大鼠麦冬多糖后，大鼠肝中GK和GS的活性和mRNA水平明显升高，而G6Pase、GP活性和mRNA水平显著降低，并降低了空腹血糖浓度。

2.3 多糖调控肠道菌群

摄入过多高糖高脂肪食物会破坏正常肠道菌群，从而引发2型糖尿病[85]。目前有研究证实，阿卡波糖和二甲双胍可以通过调节肠道菌群增加益生菌的含量，特别是乳酸杆菌和双歧杆菌的含量，从而改善慢性低度炎症、减轻胰岛素抵抗[34]。同样，许多研究表明，多糖对于肠道菌群也有调控作用[34-38]。Nguyen等[86]研究发现，海带多糖降低了高脂饮食小鼠肠道内潜在致病细菌ClostridiumXIVb（梭状杆菌XIVb）和ClostridiumXI（梭状杆菌XI）的丰度，增加了有益细菌副杆菌属（Parabacteroides）和拟杆菌属（Bacteroides）的丰度，逆转了高脂饮食诱导所造成的不良影响。灵芝多糖降低了胰岛素抵抗小鼠血浆胰岛素浓度，逆转了全身胰岛素抵抗，还在属水平上减少了对炎症和胰岛素抵抗起到了促进作用的明串珠菌属（Leuconostoc）的丰度[87]。

事实上，多糖调控肠道菌群降血糖并不是单纯地通过调控肠道菌群丰度实现的。Larsen等[88]研究发现拟杆菌门（Bacteroidetes）和厚壁菌门（Firmicutes）的丰度之比与血糖浓度呈正相关，但Chen Yuqing等[89]的研究证明，给予冬菇多糖处理的糖尿病小鼠，其粪便中Bacteroidetes数量显著增加，而Firmicutes和变形菌门（Proteobacteria）丰度下降，糖尿病小鼠血糖浓度降低。这可能是由于多糖和肠道菌群是相互作用的，部分多糖可以在不被降解的情况下通过消化系统进入大肠，多糖调控肠道菌群的同时也能被肠道菌群分解利用，将多糖降解为短链脂肪酸（short chain fatty acids，SCFAs），而SCFAs在维持上皮屏障功能、降低血糖浓度、降低胰岛素抵抗和缓解炎症方面有重要作用[90-91]。因此，在研究多糖通过调控肠道菌群降血糖时，部分肠道菌群门、属上丰度的变化，不能直接代表多糖降低血糖的能力。

2.4 多糖保护和修复胰岛细胞

虽然大部分糖尿病患者都为2型糖尿病，但随着患病率的攀升，1型糖尿病患者的总数也越来越大，其患病机制为Fas（又称APO-1/CD95，是存在于细胞表面与凋亡有关的抗原）系统介导的胰岛细胞凋亡和胰岛素绝对不足[92]。胰岛素是由胰脏内的胰岛β细胞分泌的一种蛋白质激素，也是机体内唯一降低血糖的激素，同时可促进糖原、脂肪、蛋白质合成[93]。研究证实，多糖具有保护和修复胰岛细胞的作用[33,39-40]。李承德等[40]的研究表明，黄芪多糖通过下调Fas表达抑制β细胞凋亡，阻止胰岛β细胞受损，促进胰岛素的分泌，血糖浓度下降。杨荣敏[39]研究发现，枸杞多糖能提高胰岛β细胞的存活率，有效降低细胞培养液上清中的一氧化氮和丙二醛含量，提高细胞培养液上清的超氧化物岐化酶活性，达到降血糖的效果。Wu Guangjie等[33]研究发现，从绿豆、小豆、豌豆和豇豆中提取出的4 种豆类多糖均具有修复糖尿病小鼠胰腺组织的损伤和减少胰岛萎缩的作用，其中以小豆多糖和豇豆多糖的效果最为显著，观察切片可以发现这两组胰岛细胞基本恢复正常。

2.5 多糖提高胰岛素的敏感性

胰岛素是机体内唯一能降低血糖的激素，当机体发生胰岛素抵抗时，胰岛素识别受体异常，导致葡萄糖摄取和利用的效率下降，然后机体代偿性地分泌过多胰岛素产生高胰岛素血症，易导致代谢综合征和2型糖尿病。研究表明，多糖具有提高胰岛素敏感性的能力，能够调节胰岛素信号改善胰岛素抵抗[41,82]，其机制是多糖能够调节胰岛素信号通路上受体的表达。下面介绍两种经典的胰岛素信号通路。

第一条是磷脂酰肌醇3激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B， PKB，也称Akt）通路。当胰岛素激活细胞表面胰岛素受体（insulin receptor，INsR）之后，INsR与胰岛素受体底物（insulin receptorsubstrate，IRS）结合，使IRS靠近质膜的同时被磷酸化，磷酸化的IRS激活PI3K。随后，活化的PI3K催化磷脂酰肌醇(4,5)二磷酸盐（phosphatidyl inositol 4,5-bisphosphate，PIP2）磷酸化成磷脂酰肌醇(3,4,5)三磷酸盐（phosphatidyl inositol 3,4,5-trisphosphate，PIP3）。PIP3再与Akt相互作用，磷酸化糖原合成激酶3（glycogen synthase kinase 3，GSK3）并使之失活，恢复其催化合成糖原的活性，糖原合成增加促使血糖降低。第二条经典通路是PKB/葡萄糖转运体4（glucose transporter 4，GLUT4）通路。葡萄糖易化扩散转运家族是细胞吸收葡萄糖过程的主要载体。其中GLUT4作为己糖易化扩散转位体家族的一员，负责将葡萄糖运输到细胞内。正常情况下，GLUT4在细胞的内部，接收到胰岛素信号就会迅速往细胞膜上转移，大大提高葡萄糖的转运效率，因此GLUT4水平出现异常会导致胰岛素抵抗。PKB是GLUT4易位的主要上游调节因子，PKB的磷酸化可以促进GLUT4的表达和向细胞膜上的转移。事实上，这两条经典通路是相互联系的，图1是这两条通路降低血糖的示意图。

图1 胰岛素通过PI3K-Akt-GLUT4通路降血糖示意图Fig. 1 Insulin reduces blood glucose through phosphatidylinositol 3-kinase-protein kinase B-glucose transporter 4 (PI3K-Akt-GLUT4) pathway

综上所述，胰岛素信号通路蛋白主要包括第一条经典通路中的胰岛素受体、胰岛素受体底物、磷脂酰肌醇3-激酶、Akt、糖原合成酶激酶-3和第二条经典通路中的GLUT 4，这些信号通路被认为是参与胰岛素抵抗发生的主要因素，多糖可以通过调节这些通路蛋白的表达来缓解胰岛素抵抗，提高胰岛素敏感性。

如Xiao Zouqi等[82]的研究证明，麦冬多糖可以上调肝组织胰岛素受体、胰岛素受体底物-1、磷脂酰肌醇3-激酶、Akt和GLUT 4蛋白的表达，下调糖原合成酶激酶-3的表达，并且能有效增加糖尿病大鼠肝糖原含量，降低空腹血糖浓度。Liu Min等[41]研究发现，黄芪多糖可部分恢复糖尿病小鼠骨骼肌中PKB磷酸化和GLUT4向细胞膜上的转移，并且降低了糖尿病小鼠的体质量增加和空腹血糖浓度，改善了糖尿病小鼠的胰岛素抵抗。

另外，多糖还能影响胰高血糖素介导的环磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）-激活蛋白激酶A（protein kinase A，PKA）信号通路，恢复血液中胰岛素与胰高血糖素的比例从而降低血糖浓度[56]。信号分子作用于膜受体后，通过G蛋白激活腺苷酸环化酶（adenylate cyclase，AC）系统产生cAMP，cAMP作为第二信使可以激活PKA进行信号传递与放大，调节PKA下游通路蛋白的表达。如Liu Yage等[94]研究发现，铁皮石斛多糖显著降低了小鼠肝脏中cAMP-PKA信号通路相关蛋白胰高血糖素、胰高血糖素受体、AC、PKA-C及p-PKA的蛋白表达量，从而降低糖尿病小鼠的血糖。

3 结 语

多糖作为一种毒副作用低、生物相容性好的活性物质备受关注。研究发现，具有降血糖活性的多糖可通过调控相关消化酶活性、糖代谢途径、肠道菌群和影响相关通路蛋白的表达等达到降血糖的目的，并且其降血糖活性与多糖的分子质量、取代基和初高级结构等密切相关。目前，多糖在降血糖方面的研究主要集中在降血糖活性的验证及作用机制上，存在的问题和未来研究发展的方向主要体现在以下几点。一是对多糖的构效关系及糖尿病有关的并发症研究较少；二是部分研究从肠道菌群的角度出发，却未能揭示具体作用机制；三是多糖在体内的代谢途径也未明确。以上均是多糖未来的重点研究方向，应结合更先进的技术手段解析多糖结构，并在化学分析技术的基础上，结合物理、生物等技术手段进一步深入研究。同时在此基础上，应从较新的角度揭示降血糖作用机制，为未来筛选高降血糖活性多糖奠定基础。