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匙羹藤及其有效成分防治糖尿病研究现状



全 文 :— 86 — 现代中药研究与实践2011年第25卷第2期Chin Med J Res Prac,2011 Mar.,Vol.25 No.2
匙羹藤 Gymnema sylvestre (Retz) Schult,(以下
简称 GS)是一种传统民间中草药,具有降血糖、降
血脂和减轻体重的作用。此外,还有甜味抑制、抗龋
齿、抑菌等作用。该植物在我国药源比较丰富,具有
重要的研究和开发价值,但目前并没有受到国内学者
的重视,研究报道的并不多。
1 植物简介
GS 为萝摩科匙羹藤属植物,又称武靴藤、羊角
藤、金刚藤。分布于印度、越南、马来西亚、印度尼
西亚等亚洲热带地区及南非等非洲地区 ;我国约有 9
种,分布于广东、广西、云南、福建和台湾等省区。
GS 性凉,味微苦,具祛风止痛、解毒消肿之功效 [1]。
全株可药用。印度民间用于糖尿病、哮喘、眼疾、毒
蛇咬伤、痈疖肿毒等症。GS 为木质藤本,根圆柱形,
直径 1~3 cm,常切成 2~5 mm 厚的斜片 ;外表面灰
棕色,较粗糙,具裂纹及皮孔 ;切断面黄色,木部有
匙羹藤及其有效成分防治糖尿病研究现状
李娟娥,徐暾海,吴丽丽,王 磊,刘铜华 *
(北京中医药大学,北京 100029)
摘要: 匙羹藤作为一种传统民间药物,在我国分布广。近年来国外学者己对其作了多方面的研究,
发现它具有防治糖尿病的作用,其降糖的有效成分主要是命名为匙羹藤酸的一系列三萜皂苷类化合物和牛
弥菜醇 A,降糖机制主要有促胰岛素分泌、保护胰岛 β 细胞、增加外周葡萄糖的利用和抑制肠道葡萄糖的
吸收。本文从匙羹藤单方、活性成分及其复方在防治糖尿病方面的作用及其机制研究做一概况。
关键词: 匙羹藤 ;匙羹藤酸 ;活性成分 ;糖尿病
中图分类号:R587.1 文献标识码:A 文章编号:1673-6427(2011)02-0086-04
Research Status of Gymnema sylvestre and Its Active Component on Diabetes Mellitus
LI Juan-e,XU Tun-hai,WU Li-li,WANG Lei,LIU Tong-hua
(Beijng University of Chinese Medicine,Beijing 100029,China)
Abstract: As a traditional medicine,Gymnema sylvestre has wide distribution and large quantity in China.
Recently,There have been many researches on the effect of GS,including antidiabetic properties,controlling
obesity,etc.The main active compound of the plant is a group of triterpene saponins termed as gymnemic acids,the
hypoglycemic mechanism is that can stimulate insulin secretion, reduce blood lipid and inhibite intestinal glucose
absorption.This review will try to put forth an overall idea about the effect of GS, the active components and the
compouned recipe on diabetes mellieus.
Key words: Gymnema sylvestre;gymnemic acid;active component;diabetes melllitus
细密小孔。茎类圆柱形,灰褐色,具皮孔,被微毛。
叶对生,多皱缩,完整者展平后呈倒卵形或卵装长
圆形,长 3~8 cm,宽 1.5~4 cm,仅叶脉被微毛。嫩、
枯叶均具乳汁。花期 5~9 月,果期 10 月 ~ 翌年 1 月 [1]。
2 化学成分
目前该植物的化学成分主要有皂苷类、甾醇类、
多肽、果胶、黄酮、生物碱以及微量元素等。对其主
要活性成分三萜皂荐类物质研究较多,而对其它活性
成分研究较少。GS 降血糖的活性成分主要是一系列
的三萜皂荐类化合物 - 匙羹藤酸(Gymnemic acid,
GA),在叶中的含量为 3.9%~9.6%[2],其中大多属
于齐墩果烷型皂苷,亦有达玛烷型皂苷。近年来,
又发现了另一活性成分牛弥菜醇 A(conduritol A)。
Kanetkar PV 等 [3,4] 通过植物的愈伤组织在体外合成
GS 的次级代谢产物来进行 GA 的提取和量化。
3 匙羹藤防治糖尿病研究
GS 及其有效成分防治糖尿病的可能机制主要有
[5] :①促进胰岛素的分泌 ;②保护胰岛 β 细胞 ;③增
加葡萄糖的利用,增加胰岛素介导葡萄糖摄取酶和磷
酸化酶的活性,降低糖异生酶和山梨醇脱氢酶 ;④抑
制肠道葡萄糖的吸收。
收稿日期:2010-06-18
基金项目:北京市教育委员会共建项目
作者简介:李娟娥(1980-),女,在读博士,研究方向为中医药对糖尿病
及其并发症的防治。
*通讯作者:刘铜华(1963-),教授,博士生导师。Tel:010- 64286642,
E-mail: thliu@tom.com
DOI:10.13728/j.1673-6427.2011.02.013
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3.1 药理研究 近年来,国内的一些研究表明 GS
提取物具有降血糖的作用。余其卢 [6] 及甄汉深等 [7]
分别用广东、广西 GS 乙醇提取物干预四氧嘧啶、肾
上腺素、葡萄糖引起的高血糖小鼠,发现均有明显的
降血糖作用,但对正常小鼠血糖无明显影响。梁洁等 [8]
利用系统溶剂分离法提取 GS 茎正丁醇和 95% 乙醇
提取物,并观察到二者对四氧嘧啶性糖尿病小鼠有明
显的降血糖作用,且急性毒性实验结果表明该部位的
毒性很低。其机制可能为具有促进胰岛 β 细胞损伤的
修复,促进胰岛素分泌和降低胰岛素分解速度,促进
肝细胞糖原合成等类胰岛素样作用和抗氧化作用 [9]。
3.2 临床研究 Nahas R 分析了两个小样本开放标
记试验 [10],第一个试验中,22 例 T2DM 患者每日给
予 GS 乙醇提取物 18~20 个月,与基线值比较,空腹
血糖和糖化血红蛋白水平显著降低,然而与常规治
疗比较(格列本脲或甲糖宁,n=25),这些值增加或
保持不变。第二个试验中,27 名 T1DM 患者服用 GS
提取物 6~30 个月,与基线值比较,6~18 个月时糖化
血浆蛋白和血清淀粉酶都有显著降低,与常规治疗
相比(胰岛素,n=37),GS 在 16~18 个月时显著增
加血清 C 肽,但血糖控制并不理想。两项研究中,
GS 对患者的乏力等症状均有改善作用,并能减少常
规治疗药物的剂量。在另一个开放标记的 65 份样本
T1DM 和 T2DM 试验中
[11],每日给予 GS 提取物 3 个
月(400 mg,Bid),空腹血糖和糖化血红蛋白分别降
低了 11% 和 0.6%。Preuss HG[12] 通过临床的随机对
照实验发现,GS 提取物可增加一种减肥药物 HCA-
SX 降低体重和 BMI 的力度。
综上所述,GS 对 T1DM 和 T2DM 患者的血糖和
症状有改善作用,但目前临床的证据并不是十分充
分,尚需大样本的随机对照试验来进一步加以证实。
3.3 机制研究 ①在促胰岛素分泌方面,国外学者
Persaud SJ [13] 体外实验证实 GS 的乙醇提取物(GS4)
可以促进胰岛素的释放,并表明其机制是增加细胞膜
的通透性而不是刺激通路调节的胞吐作用。Liu B[14]
针对已报道的 GS 在体外促胰岛素分泌胰岛 β 细胞的
非生理性分泌,采用了 MINI 6 β 细胞系和分离的人
胰岛细胞来观察新型的 GS 提取物 OSA 对胰岛素的
分泌作用,发现 OSA 的胰岛素分泌效应呈浓度依赖
模式,低浓度 OSA 的促胰岛素分泌作用只有部分是
Ca2+ 内流的结果,对 β 细胞并没有损伤。② Snigur
GL[15] 发现 GS 可诱导 STZ 大鼠的 β 细胞再生。在降
血脂和控制体重方面,Anupam Bishayee 等 [16] 通过
实验证实 GS 降总胆固醇、甘油三酯的能力与对照药
安妥明相近。Luo H[17] 通过食物和饮水干预肥胖的
OLETF 大鼠 2 周后,大鼠的进食量和饮水量分别降
低了约 1/3 和 2/3,该药物可通过降低血脂来控制体
重,并且无反弹。Shigemotsu N 等 [18] 长期喂养 GS
能够显著抑制高脂诱导的大鼠体重的增加,降低血清
甘油三酯和胆固醇,但对肝脏总胆固醇无明显影响,
肝、肾组织病理学无变化。
4 活性成分防治糖尿病研究
4.1 匙羹藤酸 ①促胰岛素分泌 :Sugihara Y 等 [19]
发现其 GS 总皂甙和 GA- Ⅳ分别在腹腔给药 24 h 和
6 h 后降低实验性 STZ 大鼠血糖水平,但没有降低
正常大鼠血糖,大剂量时可升高血清胰岛素水平,1
mg/mL 的 GA- Ⅳ没有对正常小鼠的小肠有抑制 α- 糖
苷酶的作用。国内也有研究表明 GA 能明显地降低
四氧嘧啶所致糖尿病小鼠的血糖,但对正常小鼠血
糖则无明显影响 [20,21]。②抑制肠道葡萄糖的吸收 :
Shimizu K[22,23] 通过实验证明 GA 通过抑制 ATP 酶活
性使葡萄糖的主动吸收过程减弱而实现降血糖,其
机制主要是依赖 4 β 上的 -CH2OH 起作用。有人提出
使 GA 与伏格列波糖或者阿卡波糖的联合应用能更
好地抑制麦芽糖的吸收,因此可以考虑把二者结合
起来提高糖尿病的治疗作用 [24]。Yoshikawa M[25,26] 从
GS 中分离出对小肠葡萄糖吸收都有抑制效应的 6 种
三萜化合物。③降血脂 :Wang LF[27] 通过对大鼠小肠
灌注的方法观察 GA 对油酸的吸收后发现,GA 能抑
制油酸在小肠的吸收,而且呈可逆和剂量依赖模式,
其抑制和恢复程度与抑制葡萄糖非常相似,胆酸盐对
这种抑制效应没有影响,但浓度降低可以促进抑制
效应的恢复。Nakamura Y [28] 发现大鼠通过口服大剂
量的 GA 可明显增加粪便胆固醇、总中性类固醇和总
胆汁酸,并且与粪便 GS 皂苷水平有显著性相关性。
Daisy P[29] 从 GS 的丙酮提取物中分离出的化合物二
羟基三乙酸酯不仅降低了大鼠肝脏的 AST、ALT,长
期给药还降低了 STZ 所致糖尿病大鼠的血糖和血脂
水平。有研究 [30] 发现 GA 可能通过与甘油 -3- 磷酸
脱氢酶的相互作用,而有抗糖尿病和降低脂质的药理
作用。Izutani Y[31] 通过 GA 可诱导兔骨骼肌的 3- 磷
酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)的脱磷酸作用,而阻止
GAPDH 活性的抑制对糖尿病慢性并发症的防治及胰
岛素通路的调节将有实际的临床意义 [32]。
4.2 牛弥菜醇 A 牛弥菜醇 A 是从 GS 茎中提取出
来一种多元醇。韦建华等 [33] 通过牛弥菜醇 A 可降低
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实验性四氧嘧啶大鼠的血糖水平,其降糖机制可能与
改善机体对胰岛素的敏感性、清除自由基、促进肝糖
原合成、提高机体抗氧化能力和增强免疫功能等作用
有关。Miyatake K 等 [34] 研究表明,0.2 mg/mL 的牛
弥菜醇 A 可以完全抑制糖尿病大鼠肠道葡萄糖的吸
收。
5 复方研究
朱家谷 [35] 研究了 GS 复方颗粒(山植、蚕蛹)
的对糖尿病的作用,发现该颗粒具有明显降低实验性
糖尿病鼠的高血糖和饲喂性高脂血症大鼠的总胆固
醇和甘油三酯作用。
6 其他作用
①抗氧化 :GS 具有较强的抗氧化性,其作用与
α-tocopherol( 维生素 E) 相似 [36]。吴向阳等 [37,38] 利用
体外实验发现 GS 粗多糖具有清除羟自由基能力,并
且其清除能力与浓度有明显的量效关系,为其做为功
能性食品添加剂的开发利用提供了科学依据。②甜味
抑制剂 :印度产 GS 叶具有抑制砂糖等甜味觉作用这
一事实,已得到了世界上众多的味觉研究者的公认。
但目前还没有研究证实中国及其他地区所产 GS 叶有
此作用。③抗龋齿 :GA 能明显抑制葡萄糖基转移酶
的活性,阻断变形链球菌胞外水不溶性葡聚糖的合
成,抑制牙菌斑形成,使致龋菌失去致龋环境,从而
达到防龋作用 [39,40]。④抑菌 :GS 提取物对多种细菌
具有抑菌作用 [41]。
7 问题与展望
森林 GS 作为一种印度传统草药,在印度的使
用历史已有 2000 多年。近年来的研究报道主要来自
日本与欧洲,并已成功开发且生产出 GS 叶产品,如
口香糖、食品添加剂、茶叶以及减肥药等,但还未
有降血糖的相关产品。在我国,GS 广泛分布于南方
各省区,藏量大,但还未受到我国学者的广泛关注。
目前,国内对 GS 降血糖的研究大多停留在药效学的
水平上,其降糖机制和活性成分还不是十分透彻,
有待于进一步的深入研究。在临床研究方面,尚缺
乏大样本的随机对照试验来证明 GS 防治糖尿病的有
效性 ;在有效成分提取方面,国内大多仍沿用大孔
树脂与硅胶柱层析进行分离,处于相对落后的水平。
这一天然药物及相关产品的研究和开发还有待于国
内学者的重视,为天然药物及其有效成分防治糖尿病
开辟一个新的领域。
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溶液 pH 值、提取温度对原花青素 B2 的提取影
响差异极显著(P < 0.01),溶剂种类、提取时间对原
花青素 B2 的提取影响差异显著(P < 0.05),影响原
花青素 B2 提取的主次因素为 C> B > A >D,即提取
温度 > 溶液 pH 值 > 溶剂种类 > 提取时间。确定最佳
提取工艺条件为:A1B1C3D2,即 50% 乙醇,pH 为 7(原
溶液 pH 值),温度 65℃,提取 3 次,每次 2 h。二种
指标所确定的最佳工艺,只有在提取时间不同,考虑
总原花青素是抗癌有效成分和生产实际的需要,确定
金荞麦抗癌成分提取最佳工艺为 50% 乙醇,pH 为 7
(原溶液 pH 值),温度 65℃,提取 3 次,每次 1 h。
经验证实验,原花青素 B2 提取量为 0.135 6、0.137 3、
0.132 4 mg•g - 1,表明该提取工艺稳定。
3 讨论
原花青素类物质根据聚合度的不同,具有不同的
极性,在水溶液中有一定的溶解性。这类物质在植物
体内通常与蛋白质、多糖等以氢键和疏水键形成稳定
的分子复合物,在提取时不仅要对原花青素有很好的
溶解性,且必须具有断裂氢键的作用,因此有一定极
性的有机溶剂比较适合提取。乙醇可以抑制低聚原花
青素的氧化,同时乙醇作为提取溶剂,还可以除去一
些亲水性的蛋白质、黏液质、果胶、淀粉和部分多糖
及其它水溶性杂质。乙酸乙酯对低聚原花青素有很
好的选择性,乙酸乙酯相中原花青素主要为二聚体,
水相中的原花青素多为高聚体。有报道认为提取剂乙
酸乙酯 - 水,在水的质量分数为 10% 时,可获得较
高的提取率及提取纯度 [5],因此本实验对此溶剂进行
了考察,结果表明 50% 的乙醇溶剂提取效果最佳。
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