辅助降血糖功能的药食同源原料的应用概况

杨春红，潘琳，唐茜，赖先荣

根据2019年国际糖尿病联盟(IDF)官网发布，全球罹患糖尿病者约4.63亿，而中国首占1.16亿人，其人数逐步上增，预计至2045年，糖尿病患者将高达7.00亿[1]。糖尿病是由于胰岛素分泌及（或）作用缺陷引起的以血糖升高为特征的代谢性疾病，属多发常见类，已成为全球公共卫生问题。其病因和发病机制目前尚不明确，除细胞功能障碍等内在生物因子外，肥胖及其导致的胰岛素抵抗亦是导致糖尿病更重要的危险因素[2]。同时由于病程长，常伴随多器官多系统病变，治疗难度较大。

中医素有药食同源理念，传统中医药理论体系认为二者均可用以防治疾病。其应用观点早见于《黄帝内经》道“谷肉果菜、食养尽之，无使过之，伤其正也”[3]，诸多中药典籍中亦有相关药膳方记载，产生深远影响。现代药食同源贯彻养生理念，主要应用形式为食养、食疗、药膳，达到养生保健功效，以食代药预防治疗，作用人群更为宽泛[4]。大多人处于亚健康状态，但亦愈注重营养保健问题。同时中医药及药食同源文化发展趋势良好，被大众认识甚至走向国际，该市场需求无疑是大力发展我国中医药产业的机遇[5]。此外因该类原料具有丰富的功效成分，且安全范围大，已用于营养补充、美容减肥等用途[6]。与治疗药物相比，合理运用药食同源原料可改善症状和体征、提高生活质量，增加患者使用的顺应性，方便日常生活。

本文对辅助降血糖功能的药食同源原料，以黄芪、桑叶、葛根、姜黄、人参五味习用原料简述其辅助降血糖功能及当前市场产品应用，为其他尚未深入挖掘降血糖活性提供理论依据，进一步开发成功能性产品提供基础。

1 资料方法

中药用于治疗糖尿病已得到大量实验证实临床疗效明显，其所用中药及方剂俨然成为研究热点。为深入挖掘单味原料活性，大量收集中药古方古籍医刊[7]及民间传统防治糖尿病药物[8]，将高频药材纳入待选，对照卫健委公布的《按照传统既是食品又是中药材物质目录》及试点函公文进行初筛除，最后在CNKI数据库中于“全文”中检索“药材+降血糖”，时间为建库1998年至2021年6月，统计频数n汇总，纳入高频数前五者，最后确定黄芪、桑叶、葛根、姜黄、人参五味降血糖药材作为研究对象，其方法流程如图1所示。

2 原料来源

中药材来源丰富、种类繁多且易混淆，极具地域性及季节性，不同环境产区所致药材成分含量及活性等有显著差异，大有多基原多品种现象，故明确用药品种非常必要。按照药食同源目录规定该五类原料来源，同时依传统中医药理论考证其性味归经及功效，作以类比，其基本情况简述于表1。

表1 五类原料来源简介

可知，该五味原料使用部位大多来源于根茎，主味甘，归肺脾经居多，主要功效为补气益元、固表利水等，用药历史悠久。

3 原料功能

中药材中富含多种成分物质，全面定性分析利于充分了解其药效发挥机制。既用以鉴别评估质量，又可将其分离开发成新产品，促进新型应用产业的发展，同时化学成分研究可有效阐明药效物质基础。多成分药材作用机制多样、靶点通道丰富。

3.1 黄芪

经现代药物分析，黄芪中功效成分为黄酮类、皂苷类、多糖类及其他化学物质，其黄酮皂苷可表征为特征化学成分。其中黄芪多糖类有较好的降血糖疗效，多样的功能性成分可有效防病治病，固体保健[16-17]。

据现代药理实验研究，已发现黄芪多糖、黄芪甲苷等功效物质可有效控制糖尿病大鼠体内血糖含量。研究表明，黄芪通过内质网应激途径，减弱其损伤程度，合成胰岛素信号蛋白，增强糖原合成酶活性，改善糖尿病物质代谢系统，保护心肌超微结构等以此调节血糖水平[18]。黄芪多糖作用机制[19]表现为：其一，减弱内质网应激作用（ERS）。降低蛋白激酶R样内质网激酶(PERK)磷酸化表达，调节CHOP、Bax、Bcl- 2、miR- 203a- 3p等相关蛋白的表达水平，有效缓解ERS，以增强胰岛素敏化效应而降低血糖；其二，加强葡萄糖转运,促进糖原合成。改善AMPK信号通路，促进腺苷一磷酸激活的蛋白激酶(AMPK)磷酸化，提高细胞内AMP水平，通过AMP- AMPK- AS160途径增加糖转运及刺激葡萄糖摄取，改善胰岛素抵抗现象。亦可增强葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)活性表达，使胰岛素增敏，调节血糖水平含量。还能改善肝脏糖原合成酶激酶‐ 3β(GSK‐3β)、内质网上蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)、ATF6的活化及ⅠKK/NF‐ κB多信号通路，增加胰岛素信号转导，增加其敏感性，达到降血糖目的。同时黄芪甲苷[20-21]也具有良好降血糖功效，主要通过抑制肝糖原磷酸化酶 (GP) 和葡萄糖-6-磷酸酶 (G-6-Pase)活性，降低血清中糖基化血红蛋白、以及胰岛素抵抗指数等，稳定血糖水平。此外有研究证实，黄芪皂苷抑制葡萄糖和肝糖原相关磷酸酶活性，促进脂肪细胞分化，改善胰岛素抵抗现象[22]。除外，也发现黄芪中芒柄花素[23]直接结合过氧化物酶体增值物激活受体γ，可明显使脂肪细胞具产热效应，有防治肥胖及类似代谢性疾病的价值，可加以进一步挖掘。

3.2 桑叶

因桑叶在我国农、食、药等领域的特殊地位，其相关研究价值早已显露。据相关研究证明[24]，桑叶中化学成分复杂多元，桑叶多糖、生物碱类及黄酮类为降血糖功效物质，可通过多途径直接或间接共同作用。

目前关于桑叶降血糖机制主要分为两种途径[25-26]：其一，生物碱类活性成分1-脱氧野尻霉素（1-DNJ）[27]竞争抑制体内α‐葡萄糖苷酶，影响蔗糖和麦芽糖二糖消化吸收,降低餐后血糖高峰水平。其二，桑叶多糖可促进胰岛素分泌。桑叶多糖通过抑制PTP1B的表达,激活PI3K–AKT信号通路，以减轻氧化应激反应改善肝糖代谢紊乱；调节有关蛋白表达效应，上调抗凋亡蛋白Bcl-2及下调促凋亡Bax、caspase-3蛋白等通道以促进胰岛B细胞分泌，增加胰岛素水平量。此外，有研究发现没食子酸可增强过氧化物酶激活受体(PPAR‐γ)的mRNA表达和脂蛋白酶生理活性，加速脂肪细胞葡萄糖摄取。亦有学者认为抵抗氧化应激反应可延缓糖尿病发展进程，其富含黄酮类成分可在肠道菌群作用下发挥抗氧化活性。

3.3 葛根

目前已在葛根中分离出的组分有葛根素等异黄酮及苷类可有效防治血管循环疾病等多种并发症；另外，葛根中富含生物碱、淀粉、氨基酸、微量元素、矿物质、多糖等功能性物质，抗糖基化、雌激素样作用及调节免疫等效果明确。其中主要药理活性物质为含葛根素、大豆素等的异黄酮类治疗糖尿病及心血管病变作用显著。葛根化学成分复杂，其功效机制多样且降血糖作用显效确切，大有潜在挖掘价值。[28-29]

中医学中以葛根治疗消渴症即糖尿病渊源颇深，疗效甚佳。借助现代科学技术，已明确葛根中关键活性成分为葛根素等，作用于糖尿病相关靶点，其降血糖机制有：（1）干预HIF-1信号通路，增强HⅠF‐1αmRNA表达，延缓糖尿病及并发症的发生及病变程度。（2）干预PI3K/PDK通路，提高糖原生成率及抑制糖异生。通过上调瘦素受体和胰岛素受体底物2（IRS2）蛋白表达来调节该信号通道；调节胰岛素抵抗的HepG2细胞的糖转运蛋白表达量，加速葡萄糖转运进入肝细胞；促进糖原合成反应，增强细胞胰岛素敏感性。（3）干预FoxO信号通路，调控肝脏组织中糖异生途径关键酶的表达。葛根素能显著上调FoxO1、FoxO3和FoxO4蛋白质水平，降低血糖含量值。（4）干预PPAR信号通路，加速脂肪细胞里胰岛素受体后的信号传导，刺激糖摄取利用和脂肪酸氧化来改善机体糖脂代谢。可抑制活性氧自由基（ROS）及核因子κB（NF‐κB）活性，调节胰岛素信号转导中IRS-2、PPARγ及下游基因脂联素等活性表达，改善胰岛素抵抗现象；（5）肾素-血管紧张素系统（RAS）为改善胰岛素抵抗及防治糖尿病的干预靶点，葛根素可通过抗氧化作用抑制AngⅡ的释放，产生相关降血糖效应。（6）其他研究发现葛根黄酮类化合物可抑制α‐葡萄糖苷酶活性，减少体内还原型谷胱甘肽 (GSH) 、一氧化氮合成酶 (NOS)含量，增强胰腺关联蛋白表达，调节血糖水平防治糖尿病等。[12,30,31]

3.4 姜黄[13,32]

姜黄中广泛应用的功效成分属姜黄素类物质，包含姜黄素、去甲姜黄素、双去甲姜黄素、四氢姜黄素、环姜黄素等，可用以抗癌、多途径降解肾肝心肺及神经毒性以保护内脏[33]、抗氧化、抗炎镇痛、降血糖血脂等。姜黄内含成分多样，有学者将除姜黄素类分子外的物质称之为非姜黄素类化合物，并证实同有抗癌生理活性[34]。常将姜黄提取物作为整体有效部位，其功能成分作用良好且毒性小，但具体某物质的药效基础现仍需深入研究。

姜黄素类化合物为其强效生理活性物质，显著改善糖尿病代谢紊乱，在防治糖尿病及并发症方面取得良好成效，作用广泛。姜黄发挥降血糖作用机制：①抑制α‐葡萄糖苷酶、α‐淀粉酶活性，减慢肠道吸收葡萄糖等碳水化合物速率，有效降低餐后高血糖阈值。②调控肝脏葡萄糖代谢相关酶类，维持血糖水平常态稳定。可降低G-6-Pase和磷酸烯醇丙酮酸羧激酶(PEPCK)活性，抑制糖异生、糖原分解过程，改善胰岛素抵抗，增加血液中葡萄糖耐量。③作用PⅠ3K/Akt/GSK‐3β途径，促进合成肝糖原，增加胰岛素的分泌表达，加速葡萄糖转运蛋白膜转运，提高细胞对葡萄糖摄取率，进而缓解血糖代谢平衡，有效降低血糖水平，改善胰岛素抵抗。④修复和保护胰岛β细胞，主要为减少炎症和氧化应激反应。抑制脂质过氧化以及清除超氧阴离子和羟自由基，抑制NF-kB和TNF‐α的活性和表达，降低ⅠL1‐β、核转录因子(Nrf-2)活性，减少炎性因子对胰岛β细胞损伤；抑制PTPIB表达以提高胰岛素受体敏感性及保护胰岛β细胞，进而消除胰岛素抵抗，发挥降血糖作用。⑤促进葡萄糖的代谢和转运利用，激活胰岛素受体及其下游通路，诱导葡萄糖GLUT1/GLUT2/GLUT4表达，增加外周葡萄糖摄取，从而改善胰岛素抵抗。⑥其他，姜黄素类功能性物质在糖尿病及慢性病症等方面亦表现出潜在价值，对糖尿病引起的心肌疾病、视网膜病变和糖尿病肾病等具有保护作用，可有效减慢其病变进程。[35-36]

3.5 人参

人参作为传统且极具药用价值药材，极具研究价值，且取得诸多科研成果，习用五年以内人工栽培种。查询各文献资料[14,37]知，人参皂苷和多糖主要功能成分，可促进降血糖，对人体有重要作用，且临床使用率高，应用范围广。

人参素有“百草之王”的美称，古时便对其治百病疗效评价颇高，经现代医药科学探究，人参亦可改善糖尿病病情，起到辅助降血糖作用，其功效成分主要为提取物、多糖、皂苷及多肽等。通过查阅实验资料，将其作用机制综述如下：（1）促胰岛素分泌，提高血清胰岛素含量。人参皂苷Re增加肠道胰高血糖素样肽-1 (GLP-1) 的分泌，呈葡萄糖浓度依赖性降糖作用，刺激胰岛B细胞直接分泌胰岛素，同时还可增强胰岛B细胞神经丛的酶及海马区ACHE的活性功能，有效阻碍糖尿病发生进程。人参皂苷Rh2作用于神经末梢乙酰胆碱释放，以活化胰岛细胞M受体，促进其分泌。另外人参皂苷Rb3可调节血清胰岛素水平，显著修复糖尿病小鼠模型胰岛损伤组织，防止细胞凋亡。也有研究发现人参皂苷Rb1能增强胰岛B细胞活力作用，稳定细胞组织正常功能，促进分泌。（2）提高胰岛素敏感性，改善抵抗。人参皂苷激活PI3K传导过程,调控葡萄糖转运载体GLUT2和GLUT4蛋白质，减少肠道对葡萄糖和脂肪的吸收，逆转胰岛素抵抗现象。如Rb1作用PPARγ的转录,并且提高其下游基因脂肪酸结合蛋白 (ap2) 的表达和细胞内甘油三酯的含量, 以促分化脂肪细胞, 转运葡萄糖。（3）加强葡萄糖利用，延缓糖吸收。人参可调节肝脏糖原合成酶激酶‐3β (GSK‐3β)，增强肝糖原合成、促进外周组织摄取葡萄糖，减少糖异生。此外，人参提取物可使脂肪与糖相互转化，将葡萄糖转化成甘油三酯用储存；并明显抑制α‐葡萄糖苷酶，阻碍多糖水解，降低血糖。（4）参与糖代谢，人参多糖可改善糖代谢紊乱，增强酶活性，调节相关代谢基因表达。升高环磷酸腺苷水平和降低乳酸脱氢酶活性，加速葡萄糖利用；调节线粒体氧化磷酸化环节，加速糖的有氧酵解代谢过程。（5）提高免疫、保护肾脏功能。人参总皂苷可提高血清IgG、IgM的含量，促进发挥非特异免疫功能，减少损伤；同时人参醇提物改善机体状况，调节免疫作用，良好修复胰岛B细胞，使其发挥正常功能。另外，人参皂苷可明显抑制纤维连结蛋白和IV型胶原 (Col-IV)表达，提高肾组织基质金属蛋白酶9 (MMP-9)活性，减少肾组织外基质聚集纤维化，以此保护维持肾脏组织功能，改善其病变损害。[38-39]

单味药材亦可通过多组织成分作用多信号靶点途径共同发挥降血糖效用。综上可知，降血糖的临床表现主要围绕胰岛素功能水平发挥，常通过增加胰岛素分泌，促糖转运代谢，改善胰岛素耐受性等作用实现，其相关靶点通路复杂多样且部分未知，有待进一步整理归纳及研究。

4 现代应用

鉴于以上五味药材其多样化及功效显著的药理活性，且为药食两用，安全性高，在防治糖尿病以辅助性降血糖方面，现已被开发成多种产品供市场应用。为了解现阶段的发展现状，积极促进产学研性能，现将其进行简要统计如下表2。经市场调查统计可知，该五种药材除作药用成方外，其应用现状大都将其制成日常可食用品。茶饮料及保健品营养制剂居多，根据各自特点制成特色产品，如黄芪人参可作为汤料炖煮用、桑叶熬制粥、姜黄则可为食用色素及调味品等食品添加剂等。

表2 五味辅助降血糖类药材现代辅用用法统计

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原该类药材其安全性高，现市场药食同源类产品多以搭配日常饮食，如与肉蔬烹食、制成营养素保健品类、茶饮大量销售等，应用需求量大且范围宽泛。因此市场亦需时时监督，通过服务健康大众、不贩卖过量产品并告知用法用量等方法管制，积极推动功能性产品的良性推广，以达预防未病及辅助药用之效。

5 总结与展望

本文以降血糖为研究方向，以药食同源为着手点，分析黄芪、桑叶、葛根、姜黄、人参五味辅助性可降血糖药材的功能活性作用机制及现代市场应用产品种类。在确定药材品种后，明确黄芪多糖及黄芪甲苷、桑叶生物碱及多糖类、葛根素、姜黄素、人参皂苷及多糖等生物活性物质为主要发挥降血糖作用关键因素，且阐释相关机制大多通过增加胰岛素分泌，促糖转运代谢，改善胰岛素耐受性等靶点通路作用，并统计现市场应用广泛的功能性产品多为茶饮料及保健品类，有待进一步多元化开发。该类药材活性作用成分并不单一，故应加强药材质量管控，将其制成功能性产品时也应充分考虑其他物质对人体健康影响，保证产品的高安全性。

糖尿病早已成为困扰大众健康问题，其确切治疗尚不能满足治愈性，故须以预防及控制为主。药食同源辅助类药材贴近日常生活，既可减少糖尿病患者长期用药依赖性及毒蓄积，又能辅以主药强效降血糖，改善其顺应性，还能有效预防糖尿病，降低发生率，提高免疫力达保健之效，适应各年龄层人群即作用范围广，且各产品与时俱进丰富了日常生活方式。该类降血糖药材既可入药功效显著，亦可食用辅以主药，为市场降血糖产品提供原料，发展前景可观，其市场需求量潜力巨大。但该文章在梳理药食同源辅助降血糖类药材未尽完整，目前对于此研究亦不够全面，望有更多药材被深入挖掘、开发创新加工产品，以期药材利用价值更大化，为大众防治疾病提供越多的选择。药食同源降血糖药材类应用市场前景广阔，值得进一步研究，积极推动产学研模式发展。

在2020版中国防治2型糖尿病指南中明确指出中医药在糖尿病治疗中具有协同降糖、改善症状和体征、防治并发症等重要作用，故应当重视中医药理论的传承，大样本研究并发扬中药宝库中特色医药文化[40]。同时我国民族医药体系独具特色，如藏医药将糖尿病列为优势病种，有较好的临床疗效，但碍于种种因素未能将之大范围应用。我们应将中医药及民族医药等我国的传统医药文化与现代技术联之契合共同防御疾病，打造良好的医药卫生发展壮局，促进我国医药事业进步。