朝鮮薊降血糖作用研究現狀和展望

師明月，曹清明，鐘文惠，張喜平，劉志文，劉 芳

（1.中南林業科技大學食品科學與工程學院，湖南長沙 410004；2.常德市農林科學研究院，湖南常德 415000；3.匯美農業科技有限公司，湖南常德 415137）

0 引言

朝鮮薊是菊科（Compositae） 紫菀屬（Aster） 植物，又稱洋薊、菜薊[1]等。原產于地中海地區且歷史悠久，后由法國引入中國，但因其對氣候、土壤和栽培技術的要求，未能在我國形成商業生產。目前在云南、上海、山東、浙江等地有小規模的種植基地[2]。國內外研究表明，朝鮮薊提取物具有較高的藥用價值，且對糖尿病具有一定的功效。朝鮮薊提取物中含有多酚類[3-4]、黃酮類[5]、萜類化合物[6]等多種生物活性成分，其降血糖功能往往不是通過其中一種成分起作用，而是多種成分相互協同的作用。目前，關于朝鮮薊降低血糖作用的研究主要以朝鮮薊提取物為研究對象，而針對某種特定成分降低血糖方面的研究較少。對朝鮮薊提取物降低血糖方面的作用、機制及其臨床研究進行了總結，為其進一步的開發利用提供參考。

1 朝鮮薊降血糖作用的動物研究

Heidarian E等人[7]以鏈脲佐菌素（STZ） 誘導的糖尿病大鼠作為試驗對象，來評價朝鮮薊葉水提取物的降糖效果，研究人員將大鼠隨機分為4組（n=6/組）：I組為正常對照組（冰凍生理鹽水），II組為糖尿病對照組（STZ單劑量誘導（60 mg/kg體質量），III組為朝鮮薊提取物治療的糖尿病大鼠（在STZ誘導5 d后口服朝鮮薊提取物（200 mg/kg/d）），IV組為朝鮮薊提取物治療的糖尿病大鼠（在STZ誘導5 d后口服朝鮮薊提取物（400 mg/kg/d）。給藥21 d后，結果表明：朝鮮薊提取物使糖尿病大鼠血糖顯著下降，因此朝鮮薊提取物的降血脂作用可以預防和治療糖尿病并發癥。為了評估朝鮮薊提取物通過除纖維作用之外的機制來降低血糖的能力，Fantini N等人[8]采用不含任何纖維成分的朝鮮薊花蕾提取物，排除了膳食纖維在降低血糖中的作用。其中，用70%乙醇對朝鮮薊花蕾進行提取，并研究了朝鮮薊花蕾提取物 （質量濃度 0，500，1 000，1 500 mg/kg） 對Wistar和遺傳肥胖的Zucker大鼠的影響，喂食提取物60，120，360 min后測定血糖。結果表明，用朝鮮薊花蕾提取物處理的2種大鼠品系的餐后血糖顯著降低，證實了朝鮮薊制劑在實驗室嚙齒類動物中降血糖作用。

2 朝鮮薊降血糖作用的臨床研究

Nazni P等人[9]將未接受胰島素和服藥治療的30名II型糖尿病患者分為2組，一組為對照組（15名），另一組為添加6 g朝鮮薊粉的朝鮮薊小麥餅干（每天4個，早晚各2個），進行了為期90 d的研究。結果表明，對照組糖尿病患者空腹血糖和餐后血糖的初始值和最終值之間沒有顯著性差異，而試驗組糖尿病患者的空腹血糖由163.4±4.39 mg/dL降至138.8±3.9 mg/dL（p＜0.01），餐后血糖由 262.22±3.82 mg/dL降至 241.75±3.46 mg/dL（p＜0.01）。該研究表明 II型糖尿病患者血糖的顯著變化可能是由于球洋薊粉的降血糖作用所致。Rondanelli M等人[10-11]對于朝鮮薊提取物的研究進一步表明了朝鮮薊的降血糖作用。2011年，Rondanelli M等人[10]將含有α-淀粉酶抑制劑和植物血凝素的菜豆干提取物與高含量咖啡酰奎寧酸和類黃酮的朝鮮薊提取物，按一定比例組合，以此獲得膳食補充劑，通過每日3次（早餐，午餐和晚餐前）口服膳食補充劑或安慰劑，在39個超重受試者中進行了一項為期2個月的隨機、雙盲和安慰劑對照試驗（20個膳食補充組，19個安慰劑組），通過對飽腹感、人體測量參數（體重和身高）、血糖、脂質參數、心理動力學模式（三因素飲食問卷）的研究，評價膳食補充植物菜豆和朝鮮薊提取物的功效。治療結束后，膳食補充組的穩態模型評估、體重指數和易感性評分顯著下降，證實這種治療似乎對超重和血糖異常的治療作用。該研究只是證明了菜豆與朝鮮薊提取物相結合產生的降血糖功效，并未闡明朝鮮薊提取物單獨使用是否會有相同的療效，因此，在2014年，研究者又對空腹血糖受損（IFG）的患者進行了一項雙盲、隨機并以安慰劑為對照的臨床試驗[11]，試驗隨機選擇55例空腹血糖受損（IFG，空腹血糖6.11±0.56 mmol/L） 的超重受試者。其中，隨機選擇26位受試者口服朝鮮薊提取物片劑，而另外29位受試者口服安慰劑。治療8周后，對空腹血糖（FBG）、糖化血紅蛋白（HbA1c）、糖化血紅蛋白衍生平均血糖（ADAG）、脂質模式（包括TC，LDL-C，HDL-C和TG） 和人體測量參數等指標進行測定，并使用穩態模型（HOMA）考查了胰島素抵抗能力。試驗結果表明，與安慰劑組相比，朝鮮薊提取物組的FBG（-9.6%），HOMA（-11.7%），糖化血紅蛋白（-2.3%），ADAG（-3.1%） 和脂質模式均顯著降低；且該研究證實了朝鮮薊提取物對IFG超重受試者有降低糖代謝參數的功效。

3 朝鮮薊降血糖作用和機理研究

3.1 抗氧化作用阻止糖尿病的發生和發展

朝鮮薊抗氧化作用能夠通過保護胰島β細胞免受氧化應激的損傷來達到血糖的降低。糖尿病是一種代謝紊亂綜合癥[12]，其發病機制較為復雜，其病情與體內自由基水平有關[13]，且胰島β細胞內抗氧化酶的水平既影響細胞抗自由基損傷的能力，又影響胰島素的釋放[14]。糖尿病患者體內自由基的積聚可使血管，神經及晶狀體等組織嚴重受損，導致糖尿病性腎病、心腦血管疾病、周圍神經病變和眼部病變等并發癥[15]。許多研究證明，朝鮮薊提取物具有較強的抗氧化活性。宋曙輝等人[5]采用4種不同的體外抗氧化體系證明了朝鮮薊葉提取物具有抗氧化作用。楊海英等人[16]以蘆丁作為參照評價朝鮮薊葉提取物的抗氧化活性，當朝鮮薊提取物質量濃度為0.8 mg/mL時，對超氧陰離子的清除率達92.92%，超過同質量濃度的蘆丁；質量濃度為0.5 mg/mL時，對羥自由基的清除率達85.65%，略低于相應對照。朝鮮薊提取物質量濃度為1 mg/mL時，其清除DPPH自由基的能力超過同質量濃度的蘆丁。Jun N等人[17]對朝鮮薊（頭苞、葉片） 研究表明，朝鮮薊的抗氧化活性（ABTS法）與總黃酮含量密切相關。Wang M等人[18]和商豐才等人[19]也證明了酚類化合物含量越高，抗氧化活性越強。

3.2 阻止脂肪代謝紊亂，減緩糖尿病的發生

脂質代謝紊亂可導致糖尿病人產生胰島素抵抗[20-21]，即胰島素的敏感性降低。肥胖患者脂肪分解代謝旺盛，細胞內三酰甘油分解釋放游離脂肪酸增多，而游離脂肪酸分泌增多會造成胰島中脂質水平增加，損害胰島β細胞的功能，使胰島素分泌減少，出現高血糖，加劇糖尿病的發生和發展[22]。Shimoda H等人[23]研究發現，朝鮮薊甲醇提取物顯著抑制血清甘油三酯（TG）升高，使機體血脂水平趨向正常，防止脂類代謝紊亂，對糖尿病并發癥有防治作用。進一步地，Gebhardt R[24]研究表明，朝鮮薊提取物有效阻斷了胰島素對HMG-CoA還原酶活性的刺激，且還發現木犀草素也有效阻斷了胰島素對膽固醇生物合成的影響，從而起到降脂作用。

3.3 朝鮮薊降血糖的功能物質基礎

3.3.1 降血糖活性成分

天然產物中具有降血糖作用的活性成分有黃酮類[25-26]、 萜 類[27]、多 糖 類[28-29]、 皂 甙[30-31]和 生 物 堿[32-33]等。目前，從朝鮮薊中制備單體化合物并進一步研究其降血糖作用的文章不多，但其他植物中黃酮類、咖啡酰奎尼酸類和萜類化合物的降血糖功效已經研究較多，功能顯著。從化合物的角度綜述其降糖功效，旨在為朝鮮薊降血糖功能成分的研究提供一定的基礎。

（1）黃酮類。黃酮類化合物可通過刺激胰島素釋放、抑制α-糖苷酶、增加胰島素敏感性等作用起到降血糖作用。肖更生等人[34]研究發現，柑橘皮黃酮對四氧嘧啶誘導的糖尿病小鼠具有降血糖作用，其中，高劑量組均顯著降低糖尿病小鼠的血清血糖值，增強血清及肝臟中SOD活性，抑制MDA的產生，降低血漿中TG，TC，LDL-C含量，提高HDL-C含量。李丹[35]以STZ誘導的糖尿病大鼠為動物模型表明，山莓葉總黃酮能顯著降低糖尿病大鼠血糖水平(降糖率為31.5%)，提高血清胰島素水平，增加大鼠血清中SOD活性，且降低了血清中丙二醛含量。寧月寶等人[36]用黑洋蔥粗黃酮溶液對四氧嘧啶誘發的高血糖小鼠進行灌胃處理，14 d后觀察小鼠血糖值的變化，結果表明中、高劑量的黑洋蔥粗黃酮組血糖下降率分別為40.85%，64.41%。

此外，木犀草素作為黃酮類化合物中的主要成分，對降低血糖或許也發揮著一定的作用。有研究表明木犀草素對α-葡萄糖苷酶的抑制活性強于降糖藥阿卡波糖，表明其或許能有效抑制非胰島素依賴型糖尿病患者的餐后高血糖[37]。而Brown J E等人[38]將木犀草素（1 μmol/L） 與富含木犀草素的朝鮮薊提取物（20 μg/ml）進行降血糖作用比較，二者抑制脂質過氧化的能力相似，表明木犀草素可能是降血糖成分。

（2） 酚酸類化合物。Vinayagam R等人[39]研究表明咖啡酸補充劑可以顯著降低血漿糖化血紅蛋白、尿糖化白蛋白、醛糖還原酶和山梨糖醇脫氫酶的活性等；而綠原酸可通過改善葡萄糖和脂質代謝發揮抗糖尿病作用，可以抑制糖異生關鍵酶G6Pase活性，從而減少腸內葡萄糖轉運和肝臟葡萄糖生成。朝鮮薊含有豐富的咖啡酰奎尼酸類化合物：單咖啡酰奎尼酸含量最豐富的是綠原酸[40]，雙咖啡酰奎尼酸含量最豐富的是1,5-二咖啡酰奎寧酸[41]。

（3）萜類。王婧茹等人[42]研究了番石榴葉總三萜對高糖高脂飲食加腹腔注射小劑量鏈脲佐菌素方法建立的Ⅱ型糖尿病大鼠的血糖影響。結果表明，番石榴葉總三萜能顯著降低Ⅱ型糖尿病大鼠的血糖水平，改善糖脂代謝紊亂，升高血清胰島素水平。邵長森等人[43]用STZ誘導的糖尿病SD大鼠為對象，也證實了翻白草中的三萜類化合物的良好降糖效果。

Shimoda H[23]研究表明，朝鮮薊葉的甲醇提取物能抑制橄欖油負荷小鼠的血清甘油三酯升高，對其活性最強的乙酸乙酯萃取部位進行分離，得到了菜薊苦素，Aguerin B和Arosheimin 3種萜類化合物，進一步研究表明，具有α-亞甲基-γ-丁內酯環中的氧官能團和外亞甲基部分的倍半萜具有抗高血脂活性，其降脂功能可能改善心血管功能，是否可以阻止糖尿病的發生，有待研究。

3.3.2 朝鮮薊中的主要降血糖成分活性及含量

朝鮮薊中的酚類化合物主要是咖啡酰奎寧酸類化合物、木犀草素衍生物和芹菜素，咖啡酰奎寧酸類化合物主要有綠原酸（5-O-咖啡酰奎寧酸）、1,5-、3,4-二-O-咖啡酰奎寧酸和洋薊素，這些酚類物質對活性氧（ROS）和自由基具有顯著的清除活性，可作為抵抗生物分子（如蛋白質，脂質和DNA） 氧化損傷的保護池[44]。

Wang M等人[18]對分離得到的化合物進行DPPH法活性檢測，其活性順序為洋薊素＞木犀草苷、木犀草素-7-蕓香糖苷（B環上有2個相鄰的羥基）＞綠原酸、1-咖啡酰奎寧酸（同一酚環上2個相鄰羥基）＞芹菜素-7-蕓香糖苷、柚皮蕓香苷（2個羥基在不同的酚環上）。

Wang M等人[18]研究發現，朝鮮薊葉酚類含量最高，未成熟的頭具有比成熟頭更高的酚含量。在朝鮮薊花序中，芹菜素衍生物含量為2 644（品種Tondo di Paestum） ～7 478 mg/kg（品種Cimiciusa of DM），咖啡酰奎寧酸含量為71（品種Cimiciusa） ～2 514 mg/kg（品種Violetto di Sicilia），木犀草素衍生物含量為 25（品種 Cimiciusa） ～492 mg/kg（品種Tondo di Paestum），結果表明朝鮮薊花序中可以作為酚酸和黃酮類化合物的來源，并且表明食用洋薊是芹菜素和其他黃酮類化合物的一個很好的飲食來源。咖啡酰奎寧酸類化合物在內苞片中含量高達5 771 mg/kg（品種Violetto di Sicilia的內苞片），花托中芹菜素衍生物含量高達5 397 mg/kg（品種Tema 2000的花托）。有研究檢測到朝鮮薊葉中木犀草素-7-糖苷占酚類化合物35.19%。綠原酸是朝鮮薊的主要單咖啡酰奎寧酸類化合物。每千克Violetto di Sicilia內苞片干物質中，含有14 841 mg，朝鮮薊頭中含量為3 143 mg/kg DM，其含量僅次于1,5-O-二咖啡酰奎尼酸。

4 結語

朝鮮薊含有的多種酚酸、黃酮類和愈創木酚內酯化合物，可通過多條途徑來改善糖尿病及其并發癥，但具體是哪種成分起主要作用、成分之間是相互協同作用還是拮抗作用，都有待深入研究。由于威脅人們健康的糖尿病及其并發癥的逐年增長，開發具有降血糖功能的朝鮮薊保健品將會受到大眾的歡迎。