降血糖天然物质

降血糖天然饮品及其分子结构姓名：石杰学号：2013021665摘要糖尿病是一种多病因的代谢性疾病，以慢性高血糖症为主要特征，并伴随胰岛素分泌缺陷引起的糖、脂肪及蛋白质代谢紊乱。本文介绍了几种降血糖的天然饮品，及其分子结构，并分析了其降血糖的机理。关键字降血糖桑叶南瓜麦冬茶花分子结构近年来，我国糖尿病患病率在逐渐上升，造成了巨大的社会负担，已成为越来越严重的公共卫生问题。当前糖尿病防治的重点除了提高诊疗水平外，更需要加强预防，通过人群健康教育、饮食控制及化学药物预防等多项措施达到降低糖尿病发病率的目的。糖尿病患者由于长期持续高血糖可导致多种急慢性并发症。糖尿病视网膜病变、糖尿病肾病、糖尿病神经病变及大血管病变等慢性并发症可严重影响患者的生存质量。将血糖水平尽量控制在接近正常水平可预防这些并发症的发生及延缓其发展。β型糖尿病(T2DM)是一种常见的具有遗传倾向的全身性代谢疾病。其特点是病因复杂、病程长、难根治。在天然药物的开发中,近十多年的研究己发现了不少有降血糖作用的天然药物,主要活性成分根据化学结构不同有皂苷类、萜类、多肽与氨基酸类、多糖类、不饱和脂肪酸类、生物碱和黄酮类等,在探讨其活性机理方面也取得了较大进展。下面介绍几种天然物质中降血糖的活性成分。1桑叶桑叶中降血糖成分主要是生物碱类、多糖类、黄酮类。桑叶中含有其它动、植物所没有的特殊生物碱，即DNJ(1-脱氧野尻霉素)。其主要作用是抑制蔗糖酶，麦芽糖酶、α-葡萄糖苷糖、α-淀粉酶的分解，从而达到预防糖尿病的作用[1]。通过研究发现，桑叶中DNJ含量为0.11%，桑根中DNJ含量为0.14%。在目前发现的含DNJ的植物中，桑叶DNJ的含量最高。DNJ是一种非常重要的生物碱，其化学名称是3,4,5-三羟基-2-羟甲基四氢吡啶，其是一种天然糖的结构类似物。DNJ的化学分子式为C6H13NO4，分子量为163。因其在可见-紫外光波段内无吸收峰，不能采用常规的分光光度法检测。给其定性分析，以及定量带来一定困难[2]。桑叶总多糖(TPM)促进胰岛素β细胞分泌胰岛素，促进细胞对糖的利用、肝糖原合成、改善糖代谢，加强糖尿病人病变胰岛细胞与结构的恢复功能，增加糖尿病人对外周组织的胰岛素受体并提高受体敏感性的功能[1]。多糖是一类由醛糖或酮糖通过糖苷键连接而成的天然高分子多聚物。由于多糖结构的微观不均一，或结构键中有缺陷，或是分子量分散，使多糖的一级结构分析难以得出完全正确的结构式。一般多糖结构描述包括多糖分子量、单糖组成、单糖连接点、单糖和糖苷键构型、重复单元等[4]。桑叶脱皮固酮也能促进葡萄糖转化为糖元，最终达到降血糖的效果。不影响健康人的血糖水平，起到全方位的预防糖尿病和保健功效[1]。桑叶中黄酮类化合物基本可分为四种类型的结构：苷元、葡萄糖苷、乙酰化糖苷、丙二酰化的糖苷，其苷元主要由黄酮醇类化合物构成[5]。2南瓜南瓜是我国天然的传统降糖食物之一。南瓜中多糖类物质是防治T2DM的理想功能因子。南瓜糖类物质的降糖作用与其修复受损的胰岛β细胞有密切关系。可以提高胰岛细胞的增殖活性，促进高浓度葡萄糖刺激下的胰岛素分泌，能有效抑制蛋白质糖基化终产的形成及醛糖还原酶活性。从南瓜中分离出两种具有显著降血糖效果的四糖(QGMG-2、QGMG-3)。南瓜粗多糖(PP)主要由鼠李糖、阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖组成。它是一种由五种单糖组成的杂多糖。对南瓜粗多糖(PP)采用依次不同浓度酒精与凝胶柱分级，并在分离过程中适中追踪降血糖效果显著的组分，最终得到南瓜多糖(PP-e)，PP-e中维持其降血糖活性的主要组分为分子量相对较低的糖类物质。PP-e主要由鼠李糖、阿拉伯糖、葡萄糖和半乳糖组成，经计算这四种单糖之间的近似摩尔比为鼠李糖：阿拉伯糖：葡萄糖：半乳糖=1.12:5.19:1.00:3.91。南瓜多糖体外具有清除DPPH自由基、清除超氧自由基及清除羟基自由基的能力，且均存在计量依赖关系[6]。果胶是一种亲水性植物胶，其主要成分为半乳糠醛酸[7]。南瓜中含有极为丰富的果胶。向糖尿病患者膳食中加入果胶，餐后血糖明显下降，可能是果胶吸收水分后在肠道能形成胶冻样的“植物纤维基质”，使消化酶与营养物质不能均匀混合，延迟肠道对营养物质的消化吸收，从而控制饭后血糖升高。果胶纤维还能减少胃肠道激素“胃抑多肽”的分泌，使餐后血糖及血清胰岛素水平下降[8]。研究发现糖尿病的病因是患者胰脏细胞缺乏一种clut-2蛋白质。该物质能促进胰岛素将血液中的葡萄糖输送到β细胞，降低血糖水平。南瓜中的亚甲基环丙基氨基酸(CTY)降血糖因子通过增加Glut-2含量，促进胰脏分泌胰岛素因而对糖尿病的防治有明显效果[8]。3麦冬麦冬块根中的甾体皂苷类、高异黄酮类、多糖类是麦冬的主要有效成分[10]。湖北麦冬的抗糖尿病活性物质主要为其多糖成分。总多糖(TLSP)是湖北麦冬主要的抗糖尿病活性成分。为探究湖北麦冬多糖的抗Ⅱ型糖尿病活性的物质基础，进一步对TLSP分离、纯化，制得两个分子量相对单一的均已多糖(LSP1和LSP2)。TLSP、LSP1和LSP2能显著改善胰岛素抵抗(HOMA-IR)，均可显著降低Ⅱ型糖尿病小鼠的血糖、改善糖耐量并降低胰岛素抵抗指数。而引起胰岛素抵抗的直接原因就是胰岛素新号转导障碍。当胰岛素限号转导的任一环节发生障碍或异常都会干扰胰岛素的生理功能，进而导致胰岛素抵抗和高血糖等一系列症状。TLSP、LSP1和LSP2均能提高糖尿病小鼠肾脏组织中胰岛素信号因子-胰岛素受体(InsR)、胰岛素受体底物-1(IRS-1)、磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)的表达水平，进而改善胰岛素新号传到，中增加组织对胰岛素的敏感性，从而改善糖尿病症状。同时，TLSP、LSP1和LSP2还能增加肝糖原含量及葡萄糖激酶(GK)活性，降低葡萄糖-6-磷酸酶(G6Pase)活性，从而改善糖尿病小鼠肝内糖代谢紊乱增强肝细胞合成糖原及促进葡萄糖利用，进而改善糖尿病症状[9]。麦冬中甾体皂苷类化合物是麦冬的重要活性成分，在降低血糖浓度方面具有显著的疗效。甾体皂苷是一类极性较强的大分子化合物。其皂苷元不同，糖基种类和连接顺序不同，药理活性也有较大的差别，因此必须对其甾体皂苷类成分进行系统的分离鉴定和深入的药理活性研究[10]。4茶花茶花是茶树的重要组成部分，绿茶是一种在中国、日本等国广受喜爱的健康饮品，已有数千年的历史。茶多糖作为一种茶源性天然多糖，其安全性得到广泛证实。茶花多糖与茶叶多糖的许多性质类似。二次造模时，短时间、高剂量的四氧嘧啶给大鼠的胰岛又造成了一次氧化损伤，胰岛素生成量降低，大鼠血糖值迅速升高，而体内的茶多糖和多酚仍在发挥抗氧化作用以及对胰β细胞进行了修复，刺激胰β细胞的再生，从而使得体内胰岛素含量增加，从而降低血糖。茶多糖有促进葡萄糖转变为肝糖原和提高肝葡萄糖激酶活性的作用，使得葡萄糖向肝糖原的转化与氧化分解速度增加，因此在造模后不久血糖值就迅速下降，基本恢复到了灌胃后的血糖水平[11]。茶花中所含的成分除含有多糖以外，还含有茶多酚，氨基酸，茶色素，芳香类物质，咖啡碱等有效成分。茶源多糖分子链是由五元呋喃环或六元七喃环链接而成由于不同链接方式的。糖苷键具有不同的柔顺性，使多糖在溶液中可以形成不同的构想[12]。茶花中包括总糖、糖醛酸、多酚、黄酮、可溶性蛋白、咖啡碱、果胶、脂肪。茶多糖可降低四氧嘧啶所致糖尿病大鼠的空腹血糖及餐后血糖，其降血糖机制可能与其抑制α-淀粉酶活性，从而延缓碳水化合物在小肠的吸收有关。茶多糖是一种大分子化合物。茶多糖的单糖组成以阿拉伯糖、半乳糖以及葡萄糖等3种单糖为主，含有少量的木糖和甘露糖，部分茶多糖还含有糖醛酸，说明茶多糖化学组成和结构非常复杂[13]。多糖类物质治疗糖尿病及其并发症的机理，调节糖代谢酶的活性，调节激素水平的，抗氧化和免疫调节作用，对脂代谢有调节作用[14]。参考文献[1]刘丽平,黄键,陈必链.天然产物降血糖成分的研究进展[J].海峡药学;2004.[2]王尉.桑叶中降血糖成分1-脱氧野尻霉素及其类似物的研究[硕士].北京工商大学;2010.[3]李秋萍,董静静,胡章,李思东.天然药物中降血糖活性成分的研究进展[J].广东化工;2011.[4]应芝.桑叶多糖提取分离、结构鉴定及其降血糖活性的初步研究[硕士].浙江工商大学;2009.[5]俞坚.桑叶黄酮类化合物提取、分离鉴定及其抗氧化活性的研究[硕士].浙江工商大学;2007.[6]金晖.南瓜多糖的功能性质及其降糖作用机制研究[硕士].中国计量学院;2013.[7]徐雅琴,任建辉,翠充实.南瓜果胶制备工艺的研究[J].东北农业大学学报;2010.[8]谷满仓,李大鹏.南瓜活性成分降血糖作用药理研究新进展[J].医学前沿;2008.[9]陈祥洪.湖北麦冬抗Ⅱ型糖尿病活性与物质基础研究[博士].2011.[10]马海波.麦冬化学成分的研究[硕士].北京中医药大学,2013.[11]蔡旋,王元凤,毛芳芳,俞兰,刘纯西,朱清,张华,魏新林.茶花粗多糖的降血糖作用和对高血糖的预防作用[J].现代食品科技;2011.[12]毛芳芳.茶源多糖理化性质、结构和活性的研究[硕士].上海师范大学;2013.[13]俞兰.茶花多糖的放哪里、纯化及其结构初步探讨[硕士].上海师范大学;2010.[14]韩铨.茶树花多糖的提取、纯化、结构鉴定及生物活性的研究[博士].浙江大学;2011.