明日叶查尔酮对2型糖尿病防护作用的研究进展

认识第2型糖尿病

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研究地点:

1潍坊护理职业学院,山东青州

2青岛大学医学院,山东青岛

摘   要

综述了明日叶查尔酮抗氧化、抑制血管内皮损伤、降血糖、保护胰岛素受体等生理活性及其对2 型糖尿病防护作用的研究进展。

关键词: 明日叶查尔酮; 2 型糖尿病; 胰岛素受体; 血糖

 

近20 年来,我国每年新增的糖尿病病人大约有101万,其中2 型糖尿病病人占总糖尿病病人的95% 左右1。现有的降糖药物对机体组织器官有一定的损害和不良反应,因此有不少学者尝试研究天然植物中某些具有抗糖尿病及其并发症的化学物质,在糖尿病防治工作中取得了重大突破。

黄酮类植物具有抗炎、抗肿瘤、抗氧化、抗心脑血管等疾病的作用,已由国内外学者通过大量的实验研究充分得到了证实2-4。黄酮类植物对糖尿病及其并发症具有防护作用,我国已经将其列为防治糖尿病的重要植物资源之一。

 

1 明日叶概述

明日叶( Ashitaba) 系野生芹科植物,原产地为日本的八丈诸岛,被当地居民作为一种普通蔬菜长期食用。我国开发利用明日叶的时间较晚,在1995 年和1999 年分两次引进到我国云南、海南地区试种。

在我国,明日叶主要集中用于简单加工和食用,采摘时主要收集明日叶的嫩叶,老叶可以加工成饲料喂养奶牛,经明日叶喂养的奶牛产奶量会大大增加。如果将明日叶的根茎或叶子折断后,会有黄色汁液流出,这些黄色汁液主要成分是查尔酮和香豆素类物质,其中查尔酮类物质的含量高达90. 2%[5,6

 

2 明日叶查尔酮的生理活性

明日叶查尔酮也称查耳酮,属于黄酮类化合物中的一种,化学结构为1,3-二苯基丙烯酮,是明日叶的主要功效成分,以它为母体的天然化合物广泛存在于植物界中。现将明日叶杳尔酮( AX) 的生理活性和对2 型糖尿病的防护作用的研究进展综述如下。

2.1 抗氧化作用

近年来,国际上对于明日叶的研究主要集中在其生物功效以及开发利用方面。国内外一些学者对明日叶查尔酮的抗氧化、抗肿瘤、抗糖尿病等作用进行了深入的研究,最近几年,我国学者在对明日叶查尔酮的抗氧化研究方面取得了较大进展。

有研究者认为,胰岛素抵抗、糖尿病和心血管疾病的共同发病基础均为氧化应激7,氧化应激与糖尿病的发病密切相关8

实验证明,高糖环境下细胞中的活性氧自由基( 超氧阴离子) 浓度会增加,同时2 型糖尿病患者血浆和尿液中会出现氧化应激的标志物( 8 - 羟基脱氧鸟苷酸) 水平增高[9],抗氧化能力下降。自由基水平升高、脂质过氧化程度增强可能会引起血糖升高,使病情进一步恶化10

黄酮类植物本身具有保护胰岛β 细胞的功能,从而使胰岛素受体免受损伤,减轻胰岛素抵抗,其作用机理主要是由于这种植物具有抗氧化、抗炎的作用。

有实验报道11,给荷H22 肝癌小鼠经口灌胃明日叶查尔酮后,通过检测其血清脂质过氧化物水平、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶、总抗氧化能力等指标,得出明日叶查尔酮能增强H22 肝癌小鼠的抗氧化能力、并能够减弱自由基对脂质的氧化作用。

王先红等12也通过实验证实,高剂量AC 组大鼠血清MDA、ox-LDL 与糖尿病模型组比较显著性降低,而SOD 及T-AOC 的值则升高,此结果也证实了明日叶查尔酮可以提高2 型糖尿病大鼠的抗氧化能力,减轻脂质过氧化程度。查尔酮类化合物可以有效地抑制肿瘤细胞的生长,减轻机体的抗氧化损伤、增强机体免疫力、延缓机体的衰老13

Toshihiro 等15证实了明日叶的茎叶中含有多种查尔酮类物质,对糖尿病有很好的治疗作用; 另外明日叶中还含有一般植物性食物很少有的维生素B、丰富的叶绿素、高浓度的天然有机锗以及人体所需的20 多种矿物质,具有抗菌消炎、增强免疫力、促进成长、补血、增进食欲和预防癌症等功效16

朱少华等17的研究表明,甘草中的查尔酮可以减少动物体内脂质过氧化物水平,对动物脑组织内MDA 水平升高有明显的抑制作用,减少脂质过氧化产物对机体的损伤。

2.2 抑制血管内皮损伤

血管病变是2 型糖尿病的主要并发症,血管内皮损伤是导致糖尿病血管病变机制之一。

内皮细胞功能障碍与心脑血管疾病,特别是动脉粥样硬化的形成密切相关。

国内外研究结果表明,2 型糖尿病病人存在血管内皮功能障碍高浓度葡萄糖可诱导血管内皮细胞功能的异常18

VE-ca 反映血管内皮细胞损害的有效指标,王占华等19研究显示,晚期糖基化终产物可引起VE-ca 分布和形态改变;

张照杰等20通过实验也证实了糖尿病对照组大鼠的VE-ca 的水平明显高于对照组,喂饲了高剂量AC 的大鼠血清中VE-ca 水平显著性低于糖尿病组,说明了明日叶查尔酮有保护血管内皮的作用。

2.3 降低血糖,减轻胰岛素抵抗

2 型糖尿病的特点是机体可以分泌胰岛素,但细胞对其利用率下降,胰岛素的效果大打折扣,导致血糖和胰岛素水平均升高。胰岛素抵抗状态长期持续存在时机体血糖就会升高,进而出现糖尿病的临床症状11

有文献报道,明日叶查尔酮可以降低糖尿病氧化应激和胰岛素水平,改善胰岛素抵抗21-22

明日叶查尔酮可增加2型糖尿病大鼠肝脏葡萄糖转运蛋白Clut2 的表达,进而增强葡萄糖由血液到肝细胞内的转运和肝糖原合成,使血糖浓度降低,同时还可以使骨骼肌细胞膜表面葡萄糖转运蛋白Clut4 含量增加,提高葡萄糖转运,维持血糖稳定23

2.4 保护胰岛素受体,减轻胰岛素抵抗

胰岛素受体是一种胰岛素刺激的酪氨酸特异性蛋白激酶。受体α 亚基与配体结合后,β 亚基酪氨酸蛋白激酶活性区域发生自身磷酸化,处于下游的信号分子被激活,引起一系列胞内的生物学效应,同时细胞的新陈代谢增加,使其不断增值、分化14

胰岛素受体存在于机体的所有组织中,并且不同部位受体的密度明显不同,红细胞中受体含量较少,脂肪细胞或肝细胞中含量最多。虽然胰岛素受体在体内的分布非常不均匀,但是它的生理功能却是相同的。胰岛素要想发挥其生理功能首先需要与受体结合,并且胰岛素受体的活性与胰岛素是否能正常发挥生物学效应关系密切。胰岛素与靶细胞膜结合的受体亲和力降低可以引发胰岛素对葡萄糖的代谢功能降低,进而使血糖升高,引起胰岛素抵抗。

目前研究认为,2 型糖尿病病理改变的基础是胰岛素抵抗伴胰岛素分泌相对不足,胰岛素抵抗时靶细胞对胰岛素的敏感性降低,胰岛素不能与受体很好的结合,使的胰岛素生物学效应低于正常水平。胰岛素抵抗是2型糖尿病的主要始发因素24。在胰岛素抵抗最初阶段,为了保持正常的糖代谢,机体会代偿性的使胰岛素的分泌增加,最终造成胰岛β 细胞功能的损伤,继而出现高血糖和高胰岛素血症。

有报道指出25,糖尿病患者可能同时伴有胰岛素受体数目减少及结合能力下降。

有实验证实某些黄酮类植物可以通过增加胰岛素受体的敏感性,使胰岛素充分发挥它的生物学效应,从而起到降低空腹血糖的作用,同时还具有减轻胰岛β 细胞负荷,防止其分泌功能降低、过量凋亡以及病情加重的作用。

同时,也有文献证实26,明日叶查尔酮可以提高2 型糖尿病大鼠红细胞胰岛素受体的结合容量和结合常数,从而起到提高胰岛素受体亲和力的作用。

有报道指出27,高剂量AC 组大鼠肝脏IR 蛋白表达的平均光密度值比糖尿病对照组显著性升高说明补充明日叶查尔酮可以增加2型糖尿病大鼠胰岛素受体表达,增强胰岛素的敏感性,从而降低血糖和血清胰岛素水平,改善胰岛素抵抗。2型糖尿病出现的胰岛素抵抗及胰腺β 细胞分泌功能异常的原因是胰岛素的受体结合及受体后信号转导异常28

肝脏胰岛素信号转导过程中的关键分子是胰岛素受体( InsR) 与胰岛素受体底物- 2 ( IRS-2) ,肝脏IRS-2 含量增加可使胰岛素的生物学效应增强和胰岛素敏感性增强29, 30

刘贝等31通过实验证实高剂量AC 组IRS-2mRNA 和InsR 的mRNA 与蛋白表达水平均较糖尿病对照组显著增高,说明AC 可以通过改善胰岛素信号转导障碍从而提高胰岛素敏感性。

 

3 结论

由于目前应用于治疗糖尿病药物具有较多的副作用和不良反应,使得现有的糖尿病治疗药物在开发和利用方面受到很大程度的限制,所以开发利用天然的抗氧化剂来防治糖尿病将会成为一种可行性途径。

明日叶查尔酮作为一种天然的抗氧化剂,能有效改善2 型糖尿病大鼠的一般情况和高血糖症状,降低氧化应激对机体的损伤,能有效清除体内自由基,保护胰岛β 细胞免受损伤,保持细胞膜的完整性,使细胞膜上的胰岛素受体敏感性、亲和力增加,提高胰岛素受体的生物学活性,降低2 型糖尿病的发生率。

 

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