绞股蓝[6ynostemma pentaphyl7um(Thunb)Makino]又名七叶胆,为葫芦科绞股蓝属多年生草质藤本植物。绞股蓝的主要药效成分为绞股蓝皂苷(Gypenosides,GP),现已从绞股蓝中分离鉴定了80多种与人参皂苷有类似骨架的达玛烷型绞股蓝皂苷。研究表明,绞股蓝具有抑制肿瘤、防止衰老、降低血脂、增强免疫、防治糖皮质激素不良反应、保护心脏和肝脏、镇静止痛及抗溃疡等药理作用。其水提物无明显毒副作用…。近年来不断有研究表明,绞股蓝及其复方制剂有一定的降血糖、改善糖尿病并发症的作用,对其作用机制的研究正日趋深入。笔者现就近几年有关绞股蓝抗糖尿病的作用及相关机制的研究进展综述如下。
1降血糖
1.1刺激胰岛素释放
Norberg等在体外及动物实验中均发现,绞股蓝皂苷可刺激胰岛细胞释放胰岛素,且呈现剂量依赖性。他们从绞股蓝中分离提纯出一种新的皂苷,命名为phanoside,其为达玛烷结构,存在4种可以相互转化的立体异构体,都可以刺激大鼠离体胰岛细胞释放胰岛素。体外实验中,分离正常雄性Wistar大鼠胰岛组织,经RPMI 1640培养基体外培养24 h后,每组先加入含3.3 mmol/L浓度葡萄糖的Krebs—Ringer碳酸氢盐缓冲液,于
显著差异(月=4,P<O.001)。葡萄糖浓度为16.7 mmol/L时,对照组胰岛素释放浓度为(29.2±6.5)μu/(islet·h),2 mg/mL绞股蓝乙醇提取物组胰岛素释放浓度为(42.4±4.O)μU/(islet.h),4 mg/mL绞股蓝乙醇提取物组胰岛素释放浓度为(94.8±9.8)μU/(islet·h),与对照组相比有显著差异(月=4,P<O.05. P<O.001)。其提纯的化合物phanoside也可明显增加胰岛素的释放,且存在一定的量效关系,在最大给药浓度0.5 mmol/L时该化合物在3.3 mmol/L和16.7 mmol/L葡萄糖浓度下的胰岛素释放量分别是加药前的10倍和接近4倍,是格列本脲最大有效量作用的数倍。在动物实验中,正常雄性Wistar大鼠给予二甲基亚砜(2.5%,1 mL/
1.2对α一淀粉酶的抑制作用
淀粉酶抑制剂可抑制消化道,尤其是十二指肠的淀粉酶活性,因而减少或延缓消化道淀粉水解为单糖,使单糖的吸收减少而降低血糖,所以,对糖尿病患者餐后高血糖以及过食碳水化合物引起的脂肪增加有对抗作用。魏氏等研究发现,绞股蓝多糖在体外对α一淀粉酶具有较强的抑制作用,且呈剂量依赖性,其抑制率相当于同等浓度阿卡波糖抑制作用的50%左右。经比较绞股蓝多糖的量效曲线、时效曲线,提示其对α一淀粉酶的抑制作用可能是可逆的,并可能存在时间依赖性,即存在最佳作用时间。
1.3抑制α一糖苷酶的活性
糖苷酶与体内血糖关系密切,α一糖苷酶活性增加,加速了碳水化合物的消化,增加了双糖、低聚糖、多糖的吸收,竞争性抑制小肠黏膜刷状缘内的α一糖苷酶活性,可以延迟蔗糖、糊精、麦芽糖等多糖分解为单糖及在肠道的吸收从而降低血糖。 Megally等的体外实验表明,绞股蓝可以有效抑制a一糖苷酶
的活性,与阿卡波糖相比(IGo:53.9μg/mL),其50%有效抑制浓度更低(IGo:42.8μg/mL)。
2清除自由基、抗脂质过氧化
脂质过氧化反应是自由基介导的链式反应,机体内的自由基与细胞膜上不饱和脂肪酸反应形成脂质过氧化物,可导致膜结构和功能受损。糖尿病患者由于代谢紊乱,自由基产生增多,并抑制抗氧化酶的活性,使细胞膜的脂质过氧化反应增强,产生脂质过氧化物如丙二醛(MDA)等致使细胞受损,促进糖尿病的病情发展。线粒体脂质过氧化物(LPO)水平反映了体内脂质过氧化反应的速率。在机体内还存在着抵御自由基损伤的防御系统,其中,谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)及超氧化物歧化酶(SOD)是该系统中的重要抗氧化酶类,能还原过氧化物,保护组织免受损害。陶氏等观察了绞股蓝对四氯化碳所致Wistar大鼠肝脏过氧化的干预作用,结果显示,绞股蓝能明显减低 CCl4组LPO及MDA水平,升高GSH-Px水平,抑制脂质过氧化产物的形成,提高机体的抗氧化能力。张氏等在实验研究中发现,绞股蓝总皂苷40、50 mg/kg分别灌胃,每日1次,连续20 d,两剂量组均能明显升高老龄大鼠红细胞SOD活力,证明绞股蓝总皂苷能通过提高SOD活性增强老龄大鼠机体的抗氧化能力。马氏等利用电化学方法研究了绞股蓝及其制剂对O2一(邻苯三酚自氧化产生)和·OH(Fenton体系产生)的清除作用。结果表明,绞股蓝及其制剂均能有效地清除活性氧自由基,但对不同自由基的清除效能不同,绞股蓝样品对02一清除能力的顺序为:人参皂苷Rbl>绞股蓝双花茶>绞股蓝总甙片>安国药市绞股蓝>河北青县绞股蓝;而对·0H的抑制效能则为:人参皂苷Rbl>绞股蓝双花茶>安国药市绞股蓝>河北青县绞股蓝>绞股蓝总甙片。
3纠正脂肪代谢紊乱
对Zucker糖尿病肥胖大鼠使用绞股蓝250 mg/kg连续灌胃4 d后,其血浆三酰甘油水平下降33%,总胆固醇水平下降13%,低密度脂蛋白胆固醇水平下降33%,降脂作用呈现一定剂量依赖性,且停药后降脂作用可维持5周。Zucker肥胖大鼠用橄榄油10 mg/kg每日灌胃诱导产生高三酰甘油血症,经绞股蓝连续灌胃3至5周后可产生明显的降血脂作用。
4抗炎、抗肿瘤作用
Huang等从绞股蓝中分离提取出一种具有达玛烷结构的绞股蓝皂苷Gypenoside XLIX,证明其是天然的过氧化物酶体增殖物激活受体a(PPAR-а)激动剂,可以抑制核因子一K B的激活。他们在体外实验中发现,Gypenoside XLIX通过PPAR-а途径抑制细胞因子对于人内皮细胞表达血管粘附因子一l(vCAM-1)的诱导作用,其活性类似于Wy-14643。并应用酶联免疫实验方法证明Gypenoside XLIX可以抑制TNF-Ⅱ诱导人脐静脉内皮细胞表达VCAM一1 mRNA的作用。其抑制LPS诱导 THP-1单核细胞表达组织因子的作用也是通过PPAR-a途径。有研究表明,游离脂肪酸可通过抑制葡萄糖跨膜转运、影响胰岛素信号转导、引起胰岛细胞凋亡等多条途径而引起胰岛素抵抗。由于PPAR—а在调节脂肪代谢中起重要作用,PPAR—Q的激动剂可以降低血浆中游离脂肪酸的水平,达到改善胰岛素抵抗、降低糖尿病发病率的目的,因此,从PPAR—a配体的角度探讨绞股蓝对游离脂肪酸代谢等影响为我们研究其改善胰岛素抵抗的相关作用机理提供了新的思路。
5防治糖尿病并发症
5.1糖尿病血管病变
糖尿病随着病情进展常合并微小血管病变和动脉血管壁的硬化,从而导致各种心、脑、肾血管疾病和视网膜病变的发生。糖尿病血管并发症是糖尿病患者死亡的主要原因之一,而内皮细胞损伤是血管病变的基础。内皮素(ET)是迄今发现最强的内源性缩血管活性多肽,内皮细胞是合成分泌ET的主要细胞。大量研究表明,糖尿病时高血糖及糖脂代谢紊乱可以损伤内皮细胞,FT合成和分泌增多,导致血管张力增加,结构重建,斑块形成,最终导致动脉粥样硬化的发生。田氏等观察了绞股蓝总皂苷对高脂血症大鼠血浆和主动脉内皮素的影响,结果高脂模型组与正常对照组相比,血浆ET和主动脉ET阳性细胞率显著增高(P<0.01)。与高脂模型组相比,绞股蓝总皂苷中、高剂量组[50、100 mg/(kg·d)]血浆ET和主动脉ET阳性细胞率显著降低(P<0.01),提示绞股蓝总皂苷能降低血浆和主动脉ET,减少ET的合成和释放,保护内皮细胞,延缓动脉硬化的发展。由诱生型一氧化氮合酶(iNOS)所产生的过量N0也可对血管内皮细胞造成损伤。曾氏等研究发现,在较短时间内糖浓度升高可引起血管内皮细胞iNOS蛋白表达增高,对糖尿病血管病变早期进展起一定的作用。亦有研究表明,糖尿病微血管并发症早期,过量的N0可能通过细胞毒与细胞抑制作用导致微血管的损伤。Aktan等研究发现,绞股蓝皂苷可以通过直接抑制iNOS活性及下调核因子一x B介导的iNOS的蛋白表达水平来减少鼠类巨噬细胞NO的合成。因此,从抑制iNOS及保护内皮细胞功能角度进行探讨为进一步研究绞股蓝防治糖尿病向管病弯的作用及机制提供了新的思路。
此外,微循环障碍及血栓形成在糖尿病血管病变的病理发展中起重要作用。近年来的研究表明,绞股蓝有改善微循环、抗血栓形成的作用,有助于改善糖尿病血管病变。给新西兰健康兔喂食高脂饲料并同时泡服绞股蓝微粉,连续60 d,结果绞股蓝微粉泡服可显著降低机体血脂、全血粘度、血浆粘度及红细胞压积,红细胞变形能力也明显增加,微循环明显改善,血流加速。绞股蓝皂苷对大鼠实验性脑血栓形成、体外动脉血栓形成、小鼠急性肺血栓形成也有不同程度抑制作用。也可抑制大鼠体内血栓形成,并能延长凝血时间、凝血酶原时间、部分凝血活酶时间。
5.2糖尿病肾病
糖尿病肾病(DN)的发病率在逐年上升,其发病机制复杂,至今尚未明确。1997年,Mason等首次报道体外培养的肾脏细胞可以表达结缔组织生长因子(CTGF)。近年来的研究表明,CTGF作为一种新的促纤维化生长因子,在DN的发生中占有重要地位。DN状态下多种因素可上调CTGF的表达,上调的CTGF可导致肾脏肥大、肾小球硬化以及肾小管纤维化,介导DN的发生与发展。张氏等观察了绞股蓝总皂苷对单侧输尿管结扎大鼠(uu0)CTGF表达及肾间质纤维化的影响,采用UUO大鼠模型,于术前3 d至术后9 d每天给予绞股蓝总皂苷200 mg/kg灌胃,RT—PCR方法检测各组CTGF mRNA含量,Masson染色评定各组肾小管问质损害程度。实验结果提示,CTGF与肾小管问质损伤指数为正相关关系,绞股蓝总皂苷可以抑制肾纤维化时 CTGF表达,从而遏制肾纤维化的进展。糖尿病氧化应激也与DN的发生发展密切相关。朗氏等对用链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠模型给予绞股蓝皂苷60 mg/kg灌胃,每日1次,连续8周,结果显示,与糖尿病组相比,绞股蓝治疗组血糖、血脂、尿蛋白,肾重/体重等指标明显降低,肾皮质脂质过氧化物MDA含量降低氧化酶XOD、MPO活性降低,抗氧化酶SOD活性增加。提示绞股蓝总皂苷可以明显改善糖尿病大鼠肾脏的氧化应激,延缓肾脏损害的进展。
5.3糖尿病神经病变
目前,糖尿病性神经病变(diabetic neuropathy,DNP)的发病机制仍不明确,临床尚缺乏有效的治疗药物。近年来有研究表明,神经生长因子(NGF)与DNP的发生发展密切相关。包氏等应用RT—PCR技术观察了绞股蓝总皂苷对2型糖尿病大鼠NGF mRNA表达的影响。实验发现,2型糖尿病大鼠脑神经生长因子mRNA表达下降,服用绞股蓝总皂苷的2型糖尿病大鼠脑神经生长因子mRNA表达上调,提示绞股蓝总皂苷能增加2型糖尿病大鼠脑神经生长因子基因的表达,为绞股蓝在防治糖尿病性神经病变方面的应用提供了初步的理论依据。
6结语
绞股蓝防治糖尿病的研究已取得不少新进展,呈现出多角度、多层次、纵深研究的良好开端,且对其有效成分的分离提纯及从分子水平进行的探讨为我们更好的认识绞股蓝抗糖尿病作用的相关机制提供了新的思路。王氏等。提出发展中药血清药物化学,在全面分析中药入血成分的基础上,通过药效相关性实验确定真正的有效成分,并对有效成分的体内动态、代谢及消长规律进行研究,从而阐明中药及复方的整个药动学特征。其正逐渐成为快速、准确的研究确定中药药效物质基础的有效途径。目前,关于绞股蓝的药物代谢动力学研究仍很欠缺,其在体内直接发挥作用的有效成分仍不清楚。今后,应加强绞股蓝有效成分的血清药理学及血清药物化学的相关研究,以期早日明确其体内直接作用物质,为新药开发提供更科学的理论和实验依据,更有利于临床推广其应用于糖尿病及其并发症。
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