茶叶的降血糖活性及作用机理研究进展

◎ 张志灵，彭芳刚，单娅媚

（1.衡阳师范学院南岳学院，湖南 衡阳 421002；2.衡阳师范学院生命科学与环境学院，湖南 衡阳 421008；3衡阳师范学院南岳山区生物资源保护与利用湖南省重点实验室，湖南 衡阳 421008）

现代人的不良饮食习惯和生活方式，导致慢性疾病的发病率逐渐提高。国际糖尿病联合会统计， 2021年全球成年糖尿病患者达到5.37亿，其中成年人患病率为10.5%，相比2019年增幅达16%，预计2045年将达7.83亿。其中我国2021年糖尿病患者为1.4亿，相比2011年增幅达56%，预计2045年将达1.74亿。可见，糖尿病已成为困扰全球的慢性疾病，危害全球性公共健康，需引起重视。糖尿病（Diabetes Mellitus，DM）是一种由于机体胰岛素分泌缺陷和（或）胰岛素作用障碍所导致的以高血糖为特征的慢性内分泌代谢失常性疾病。持续高血糖会造成代谢紊乱，并导致全身组织器官发生功能障碍。

糖尿病目前无法治愈，只能通过科学合理的方式将血糖控制在合理范围，使用药物降糖是目前最常见最有效的方法。糖尿病患者多数需要长期甚至终身用药，因而不可避免出现消化道反应、低血糖反应和心血管系统影响等药物不良反应[1]。寻找安全有效的天然降糖物质成为糖尿病研究的热点。20世纪70年代，福建省泉州人民医院的蔡鸿恩医生[2]选用清源山七十年以上的老茶树治疗糖尿病，研究发现采用单纯饮茶法对轻型病症有明显疗效，对严重病例无效；采用中西医结合法（降糖药+饮淡茶）不论轻重型病例，总有效率达70%。20世纪80年代，日本学者清水岑夫[3]以高血糖鼠为研究对象，发现相比茶温水浸出物和茶沸水浸出物，服用茶冷水浸出物的老鼠血糖下降更明显，下降率达40%。应剑等[4]统计近30年来主要期刊中关于茶与糖尿病的研究性论文发表情况发现，从1990—1999年的356篇，到2000—2009年的1 573篇，再到2010—2019年（截止到2019年6月）的15 456篇，近10年的相关成果是前10年的10倍，而且大多是英文论文，可见茶叶的降血糖效果引起了全球科研者的重视。本文通过对茶叶的降血糖活性及作用机理进行综述，期望为相关研究提供理论依据。

1 茶叶的降血糖功效

我国是茶叶大国，茶叶种类繁多。按照发酵程度由低到高将茶叶分为6类：绿茶、白茶、黄茶、乌龙茶、红茶和黑茶。多项研究证明各类茶均具有降血糖功效，其中绿茶和红茶国内外研究最多，其他茶相对较少，尤其是白茶和黄茶。HAIDARI等[5]研究发现绿茶醇提物可以有效降低糖尿病大鼠的血糖、总胆固醇，还可缓解糖尿病引发的体重减轻。周阳等[6]比较同一鲜叶制备而成的红茶和其发花红砖茶（在红茶的基础上增加了汽蒸、压制、发花及干燥等工艺）对高血糖模型小鼠的降血糖效果，结果发花红砖茶在改善胰岛素水平、血糖水平、口服耐糖量等方面都显著优于红茶。朱将雄等[7]比较茯砖茶、青砖茶、普洱茶、六堡茶 4种黑茶对T2DM小鼠的降血糖活性，发现4种茶能显著降低小鼠体内的血糖，其中六堡茶的降血糖活性最佳。HOSODA等[8]以Ⅱ型糖尿病人为研究对象发现喝乌龙茶后，糖尿病人的血糖水平极显著下降，乌龙茶与降糖药物一起使用时，降糖效果更佳。周宇红等[9]研究发现Ⅱ型糖尿病患者及糖耐受损伤受试者连续饮用白茶30 d后（原治疗糖尿病药物种类和剂量不变），口渴、多饮症状改善，空腹血糖和餐后2 h血糖下降，临床观察降糖总有效率为48%。TENG等[10]研究发现摄入大黄茶膳食补充剂的db/db小鼠，多饮多食症状明显减少，血糖水平显著降低，葡萄糖耐受性明显增加。

2 茶叶中具有降血糖活性的功能成分

茶叶的降血糖活性与其所含的功能成分密不可分，已明确具有降血糖活性的茶功能成分主要有以下几种。

2.1 茶多糖

茶多糖（Tea Polysaccharide，TPS）是一种与蛋白质结合的酸性杂多糖，是茶叶中降血糖活性及防治糖尿病功效最为突出的功能成分，其降血糖作用效果受到茶叶的产地、品种、加工工艺、茶多糖的摄入方式、提取方法及茶叶的陈化时间等因素的影响。

倪德江等[11]采用3种相同鲜叶原料分别加工成绿茶、乌龙茶和红茶，再提取茶多糖进行实验型DM小鼠的降血糖试验，结果表明3类茶多糖都具有降血糖效果，乌龙茶多糖降血糖效果最好，3种鲜叶原料以湖北福鼎大白茶种为原料的降血糖效果最好。王丁刚等[12]以正常小鼠和四氧嘧啶高血糖模型小鼠为研究对象，发现腹腔注射绿茶多糖的降血糖作用均优于口服绿茶多糖。陈浩等[13]研究陈化1年、3年、5年的普洱茶的茶多糖降血糖作用，发现陈化时间为5年的普洱茶多糖得率最高，抑制餐后血糖升高的能力最佳，对ɑ-葡萄糖苷酶的抑制作用也最高。李布青等[14]比较不同的处理方式得到的茶多糖的降血糖效果，发现丙酮沉淀法效果最好，小鼠血糖降低了70%，高于乙醇处理法（59.7%）、酚处理法（54.0%）、冷水浸提法（51.9%）、TCA法（36.6%）。

2.2 茶多酚

茶多酚（Tea Polyphenols，TP）是茶叶中所有酚类物质的总称，其中包括儿茶素、黄酮和黄酮醇类、花青素类及酚酸和缩酚酸类，其中儿茶素（黄烷醇类）约占80%。除动物试验外，临床试验也证实茶多酚具有降血糖效果。陈士军等[15]通过临床试验发现，服用茶多酚的患者，“三多一少”症状都有得到改善，且其空腹血糖下降比率高达20%。茶多糖还可与其他物质复配，增强降血糖效果。李星亚等[16]以腹腔注射链脲佐菌素的方法建立糖尿病大鼠模型，根据茶多酚和茶多糖在绿茶、红茶和乌龙茶中实际比例进行复配使用，发现3种配比均能显著降低糖尿病大鼠的空腹血糖，且效果比单独使用茶多酚和茶多糖好。

2.3 茶色素

茶色素是从茶叶发酵过程中产生的水溶性酚性色素，包括茶黄素、茶红素和茶褐素等，其主要存在于黑茶中。张玉叶等[17]将茶色素用于临床辅助治疗II型糖尿病患者，结果显示治疗后空腹血糖降低至治疗前的52%，同时血液流变性改善，微循环障碍缓解。除上述3种成分外，茶叶中含有的咖啡因、茶蛋白、泛酸、6,8-硫辛酸和维生素B1等物质，也被证实具有降血糖活性。例如，FANG等[18]通过给小鼠灌喂咖啡因，发现其空腹血糖值下降了30%。苏可盈等[19]研究发现给小鼠灌胃茶蛋白后，高血糖小鼠的血糖显著降低。

3 茶叶中各成分的降血糖机理

茶叶中茶多糖、茶多酚、茶色素等成分的降血糖机理可以归纳为4个方面，即影响糖代谢相关酶、影响糖代谢相关转运载体、影响胰岛细胞活性及清除自由基。

3.1 影响糖代谢相关酶的活性

人体摄入的淀粉等碳水化合物，需要经酶催化水解生成葡萄糖等单糖后，才会被人体吸收利用。ɑ-葡萄糖苷酶是最主要的碳水化合物消化酶，ɑ-淀粉酶、6-磷酸葡萄糖酶和脂肪酸合酶等也参与了糖代谢。舒婷等[20]研究发现青砖茶粗多糖对α-葡萄糖苷酶的半抑制浓度IC50与阳性对照品阿卡波糖（一种口服降糖药）IC50大小接近。XIAO等[21]通过比较西湖龙井、安溪铁观音等4种绿茶茶多糖均对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶具有较强的抑制作用，其中以西湖龙井茶的抑制作用最强。ABE等[22]研究发现儿茶素可通过下调6-磷酸葡萄糖酶和脂肪酸合酶的表达，上调过氧化物酶体增殖物激活受体α的表达，降低葡萄糖生成，从而预防糖尿病。MATSUI等[23]研究表明茶黄素比儿茶素具有更强的抑制α-糖苷酶活性，尤其是对麦芽糖酶，茶黄素-3-没食子酸酯的半抑制浓度IC50是表没食子儿茶素没食子酸酯IC50的1/4。

3.2 影响胰岛细胞活性

人体中唯一的降血糖激素是由胰岛β细胞分泌的胰岛素。当胰岛素的产生与消耗不能达到平衡时，胰岛细胞对胰岛素的敏感性会下降，导致胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能受损，进而促使糖尿病的发生[24]。可以通过提高或保护胰岛细胞活性、促进胰岛素的分泌及提高胰岛素的敏感性，达到降血糖的效果。刘丹奇等[25]发现绿茶、红茶、白茶茶多糖均可降低血糖、降低胰岛素抵抗指数、提高糖耐受量，作用机制是下调糖异生过程中G6Pc和PEPCK基因的表达量，抑制葡萄糖的生成；下调Foxo1基因的表达，减弱对胰岛β细胞的抑制，其中红茶多糖效果最优；可抑制细胞炎症分子TXNIP基因的表达，缓解胰岛β细胞的凋亡，其中白茶多糖效果最优。NAGAO等[26]以Ⅱ型糖尿病人为模型，给予富含绿茶儿茶素的饮料，发现患者12周后血液中胰岛素水平显著升高，并且能够辅助恢复胰岛β细胞的分泌功能。王志荣等[27]通过临床观察发现无论高血压患者有无合并糖代谢的异常，服用茶色素后空腹血糖明显降低，胰岛素敏感性改善。孙伶俐等[28]研究发现茶多肽对糖尿病肾病有较好的治疗作用，保护肾脏的同时，还能降低血糖水平，增加胰岛素的敏感性，改善胰岛素抵抗现象。

3.3 影响糖代谢相关转运载体

碳水化合物分解产生的葡萄糖，只有通过葡萄糖转运载体的运载，才能参与人体正常的血液循环。茶多酚虽然自身不通过葡萄糖转运载体转运，但可作为一种类似于拮抗物的分子结合在葡萄糖转运载体上去，从而竞争性的抑制小肠内葡萄糖的运输，抑制葡萄糖转运载体的活性。NISHIUMI等[29]分别用绿茶和红茶灌喂高血糖小鼠14周后发现，两者均可加强葡萄糖载体Ⅳ在肌肉细胞质膜上的移位，从而提高血糖利用率、减弱胰岛素抵抗，改善高血糖症状。李兰等[30]通过体外淀粉酶消化实验得出，儿茶素是绿茶水提物中抑制淀粉消化酶的主要成分，表没食子儿茶素没食子酸酯（Epigallocatechin Gallate，EGCG）又是儿茶素中起作用的主要成分；在相同的EGCG浓度下，绿茶水提取物（Green Tea Extract，GTE）、8种儿茶素的混合溶液（Catechin Mixture，CM）和纯EGCG溶液均能显著抑制小肠中葡萄糖的转运，且抑制率由大到小依次为GTE、CM、EGCG，说明绿茶提取物的各功能成分之间存在一定的协同作用。

3.4 清除自由基

人体在高血糖和高游离脂肪酸的刺激下，生产大量自由基，进而产生氧化应激。氧化应激会导致破坏胰岛β细胞和导致胰岛素抵抗，促使Ⅱ型糖尿病发生，还会加重糖尿病并发症。俞东宁等[31]采用水提醇沉法得到龙井茶多糖，再对四氧嘧啶致糖尿病小鼠进行干预，35 d后发现茶多糖能抑制脂多糖，显著提高血清中谷胱甘肽过氧化物酶、肝组织中谷胱甘肽还原酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶的含量，清除过多的自由基。研究发现，绿茶多酚能够降低血糖水平和改善肝肾功能，改善糖尿病病情，可能与抑制脂质过氧化、清除羟自由基和氧自由基等能力有关。

3.5 调节肠道菌群

肠促胰岛素受损导致肠道菌群失调，成为糖尿病发病原因之一，可以通过调节肠道菌群的多样性，改善糖脂代谢来降低血糖浓度。GAO等[32]研究发现富含多酚和咖啡碱普洱茶，能够重塑肠道菌群，改善糖脂代谢。

4 结语

茶叶自古以来就是药食同源的佳品，各类茶叶（绿茶、白茶、黄茶、乌龙茶、红茶和黑茶）和多种茶叶成分（茶多糖、茶多酚、茶色素等）都通过体外试验、动物试验、人体流行病学调查及人体干预试验等证实具有降血糖活性，但在临床未能广泛作为糖尿病的治疗药物，仅有少数作为糖尿病的辅助治疗药物。市面上以茶叶作为降血糖原料的保健食品也屈指可数，可见还需要进一步明确各功能成分的作用机制及其协同作用，及其对各类型糖尿病轻重型病例的作用效果。考虑到茶叶除降血糖外，还具有降血脂、降血压、抗癌及抗衰老等多种生物活性，建议推广饮茶作为一种健康的生活方式，并研究适合现代人的泡茶方式、速溶茶、茶饮料、茶叶提取物及功能型茶制品等，充分利用现有的茶叶资源。