川北醫學院(637100)文靜 張建武 吳小橋 朱澤超 徐海薏 牛娜
川北醫學院附屬醫院(637100)李智
辣木(Moringa oleifera Lam.)為辣木科辣木屬多年生熱帶落葉喬木,原產于印度,廣泛分布于我國廣東、臺灣、云南等省份[1]。辣木具有很高的經濟價值,其長期開花可用于綠化觀賞;其辣木樹干、樹根可用于雕刻;其種子含有凈水活性很高的蛋白質,可用于凈水,且凈水蛋白具有天然、綠色、無毒、易降解的優點。因此,辣木也有“奇跡之樹”之美譽[2]。同時辣木的根、葉和嫩果均可食用,是我國衛生部門批準的作為新型中國國家新資源食品[3]。
辣木生長迅速,主枝的延伸無一定規律,樹冠像一把傘。辣木含有維他命A、B、C及蛋白質,多種人體所必需的元素如鈣、鐵、鉀等[4]。現代藥理研究表明,辣木具有降血糖、調血脂、抗氧化、調節腸道、抗腫瘤及改善睡眠狀態的作用[5]。據印度本草醫學記載辣木可預防300多種疾病,長期食用可顯著增強人體的免疫功能,美容養顏,延緩衰老,抵御疾病。由辣木制成的辣木葉粉可作為輔料加入湯內、牛奶或拌入面粉做成面包、饅頭等,適用于低血壓、糖尿病、肥胖癥及腫瘤患者食用。本文基于辣木化學成分,藥理作用機制對其在糖尿病方面的作用進行綜述,以期為辣木資源合理性開發,合理利用提供參考,也為進一步挖掘其對糖尿病的臨床治療作用和價值提供借鑒。
辣木含有多種營養成分,對其化學成分進行研究結果顯示,降血糖主要成分為多酚類成分、植物固醇、不飽和脂肪酸、蛋白質、維生素以及黃酮類植物。
1.1 辣木黃酮及多酚類成分 辣木黃酮作為一種重要的活性物質,在辣木中以根部最少,柄中最多,含量約為0.53%~4.47%,研究發現其有抗氧化,抑制細菌生長,抗病毒,降血糖,調血脂的功效[6]。從辣木黃酮中提取、分離出的異槲皮苷,胡蘿卜苷、槲皮素、山奈酚等活性成分與降血糖關系密切。辣木中富含多酚類活性成分如槲皮素、綠原酸及山奈酚等也有很好的降糖、調脂作用。有學者[7]通過構建高脂動物模型,給予辣木葉黃酮類成分發現其能降低調節血脂作用機制與降低血清中TC、TG、LDL-C含量,并促進HDL-C的生成相關。同時辣木葉黃酮還能增強機體抗氧化能力,維持肝功能穩定,預防脂肪肝的形成[8]。孫朦等[9]研究辣木黃酮具有一定抗氧化能力,且總抗氧化能力隨黃酮含量增加呈線性增長。陳瑞嬌等[10]采用乙醇回流法從辣木中提取黃酮類成分,研究其對小鼠血糖功能調節作用。結果顯示辣木黃酮能降低糖尿病小鼠血糖,提高血清中SOD活力,降低MDA含量。
1.2 辣木脂肪酸 辣木種子中含有豐富的脂肪酸,有優良的抗氧化性。有學者研究表明辣木種子油中油酸含量可在62%~78%之間,單不飽和脂肪酸的含量均高達70%。單不飽和脂肪酸有降血脂作用機制與降低血清中TC、TG、LDL-C含量,改善胰島素敏感性有關[11]。
辣木不同器官中均含有一定量的單不飽和脂肪酸,其中以種子中含量最高。辣木籽油也被廣泛應用于殺菌、瘦身、降脂、降血壓等方面。
1.3 辣木蛋白質 辣木蛋白質為其主要活性成分,具有很高的營養價值。研究表明新鮮辣木樹葉中6.7g/100g所含的蛋白質超過菠菜2.8g/100g,辣木為高蛋白質,零膽固醇食物[11]。Dr.Rajnish Gupta[12]提取辣木中蛋白類成分給予經鏈脲佐菌素構建大白鼠模型,每天150~300mg/kg共21天,結果顯示可顯著降低血清中糖和一氧化氮含量,增加血清胰島素和蛋白質水平。辣木蛋白質治療可提高胰腺組織抗氧化水平,同時還可降低硫代巴比妥酸活性氧的含量。辣木種皮中提取的蛋白組分對化學誘導的糖尿病小鼠具有降血糖活性作用,增加了對口服葡萄糖的耐受性[13]。
1.4 辣木多糖 多糖為一類分子結構復雜的糖類物質,廣泛存在于植物中,辣木多糖為辣木中重要的有效成分之一。有學者研究[14]提取分離辣木多糖,并研究其體外降糖活性,以HepG2細胞建立胰島素抵抗模型,以葡萄糖消耗量為指標結果顯示,辣木多糖組分MOs-2-a、MOs-2-b均能顯著增加胰島素抵抗HepG2細胞葡萄糖消耗量,具有良好的降糖效果。Mbikay M[15]等研究辣木多糖提取物對羥自由基及超氧陰離子均有清除作用,具有很好的抗氧化活性。
2.1 抗氧化應激 氧化應激(Oxidative Stress,OS)是指體內氧化與抗氧化作用失衡,為糖尿病發病的主要促成因素,蛋白酶分泌增加,產生大量氧化中間產物,從而引起胰島β細胞的凋亡[16]。有研究顯示,從辣木葉甲醇提取物中分離出槲皮苷6''-O-草酸酯和紫云英苷6''-O-草酸酯對1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基活性有清除作用[17]。辣木葉中提取粗多糖類成分對羥自由基有清除作用,且隨多糖濃度的增加逐漸增強,濃度在12mg/ml后,對自由基的消除效果趨于平緩。同時經過體外實驗研究表明,辣木葉能顯著降低人血漿LDL氧化修飾功能,且作用結果與劑量呈相關性[18]。
2.2 改善胰島功能 胰島β細胞屬于內分泌細胞,為胰島細胞的一種,能分泌胰島素,主要起到調節血糖含量的作用。有研究證實辣木葉有通過修復受損胰島β細胞,糾正胰島素抵抗,而起到改善胰島功能的作用。辣木葉的不同部位均有修復受損的胰島細胞的功能。
有學者以STZ作為誘導構建大鼠糖尿病模型,持續給予大鼠灌注辣木莢甲醇提取物150mg/kg劑量或300mg/kg劑量,連續喂養21d,通過與對照組比較分析,觀察組能顯著提高退化胰島細胞功能[19]。Khan W等[20]采用水提取法,提取辣木葉中有效成分,改善胰島抵抗,通過進一步實驗研究發現辣木葉提取物能提高酵母細胞葡萄糖耐量和葡萄糖提取率。辣木葉在降低血糖濃度作用的同時,也能改善大鼠β細胞面積由60%增加至91%,進一步研究證實辣木葉對糖尿病血糖大鼠胰腺病理學改變的逆轉,增加胰島素釋放的作用。
2.3 抑制肝臟糖異生,促進糖酵解 從辣木葉中提取的綠原酸能顯著抑制葡萄糖-6-磷酸轉移酶(G6P)含量,減少肝臟糖異生和糖原分解。其作用機理與降低丙酮酸羧化酶mRNA的表達相關。Olayaki L A等[21]以微波輔助法提取辣木葉黃酮,并測定了辣木葉黃酮對胰脂肪酶活性的抑制作用,結果顯示純化后的辣木葉黃酮類化合物對胰脂肪酶有較好的抑制作用,半數抑制濃度(IC50)為0.94mg/mL,且其抑制作用類型為非競爭性抑制。有研究辣木葉提取物能通過增加糖原合成酶活性,促進肝臟和肌肉對葡萄糖的攝取,促進胰島素分泌,降低血糖濃度[22]。
2.4 降低血糖和膽固醇 高血脂癥是代謝綜合征的高危危險因素之一,血漿低密度脂蛋白(LDL-C)濃度及血脂常規指標等是衡量高血脂癥重要參數。唐大軒等[23]利用四氧嘧啶構建小鼠Ⅰ型糖尿病模型,并探討辣木粉對其降糖作用機制的影響,結果顯示辣木粉各劑量組能顯著降低大、小鼠高脂血癥模型中TC、LDL-C的含量,能明顯提高高脂血癥大鼠模型HDL-C的含量,表明辣木粉具有較好的調脂降糖作用。Ghasi等[24]研究發現,從辣木葉中提取物有效成分能顯著降低血清、肝臟和腎臟中膽固醇的含量,降低血膽固醇的活性。辣木葉能很好地降低大鼠甘油三酯和膽固醇的水平,以及脂肪酸合成酶的mRNA基因表達,通過一系列的抑制HepG2細胞代謝基因表達來減少膽固醇和脂質復合體。從辣木中提取出來的辣木油具有輔助降低甘油三酯功效,同時有學者將辣木葉打成粉末制備成膠囊服用表現出很好的降血糖活性,被用于糖尿病患者的輔助治療。
2.5 抗炎與調節免疫 炎癥是具有血管系統的活體組織對損傷因子所發生的防御反應,是炎癥過程的中心環節。炎癥與免疫分泌的大量細胞因子是造成肥胖、高血壓、高血脂及糖尿病生理過程的主要組成部分。抗炎與調節機體免疫也是辣木降低血糖作用機制之一[25]。已有大量研究證實,辣木或其提取物有顯著抗炎、抗感染、改善和調節體液和細胞免疫活性的作用。以辣木葉占復方比為13.9%~16.9%作君藥,輔助以黃細心、羊蹄草等粉碎成細粉后混合或提取,加工成可接受的制劑,臨床應用表現出很好的改善免疫應答,調節免疫系統作用,降低血糖??捎脕碇委煱┌Y,緩解慢性疲勞綜合征[26]。從辣木葉中提取分離出多糖組分(MOP-2和MOP-3)顯著提高小鼠巨噬細胞RAW264.7增殖和胞飲能力,能夠激活RAW264.7細胞內iNOS、IL-6和TNF-α基因表達,促進ROS、NO、IL-6和TNF-α分泌。Cheenpracha等[27]研究表明從辣木果實中分離的異硫氰酸酯類衍生物有抑制一氧化氮分泌活性,為?;鲂Щ鶊F,特別是對鼠李糖基C-2'或C-3'的乙?;?,進而發揮抗炎活性。
2.6 其他降糖作用機制 王遠等[28]從辣木中提取總黃酮類成分,并篩選出用于降血糖的活性組分。提示辣木提取物對α-葡萄糖苷酶具有抑制作用,其抑制濃度隨著總黃酮含量增強效果逐漸增大,半數抑制濃度(IC50)為4.18mg·mL-1。洪明昭[29]以自發性ZDF糖尿病大鼠為模型研究辣木醇提取物(EoM)對大鼠降糖作用機制。結果顯示EoM能使ZDF糖尿病大鼠擬桿菌門、普雷沃氏菌科、普雷沃菌屬豐度顯著降低,改善大鼠腸道菌群多樣性、調整腸道菌群物種結構分布,通過調節腸道菌群發揮治療糖尿病的作用。另有研究表明從辣木提取物中酚類、黃酮類、鞣質類成分也可能通過參與抑制腸道蔗糖酶活性,胰α-淀粉酶活性,從而達到降低血糖的目的[30]。國外相關學者[31]從辣木種皮中分離出蛋白片段MO-SC能降低由STZ誘導的糖尿病小鼠血糖,并能提高其糖耐量。
糖尿病是一組以高血糖為顯著特征的代謝性疾病,被認為是較為普遍的一種慢性疾病。根據國際糖尿病聯盟(International Diabetes Dederation,IDF)最新統計數據結果顯示,截止到2015年,全球糖尿病患者已經達到了4.15億,其中我國糖尿病患者為1.096億,居于世界首位,并且糖尿病患者正呈現出逐年上升的趨勢。目前尚未發現根治糖尿病的有效方法,由糖尿病所引起的并發癥如高血壓、血脂異常、冠心病、動脈硬化等疾病也嚴重危害人們健康。降糖藥物二甲雙胍為從植物中提取活性成分制備成制劑應用于臨床。近年來采用中藥材或中藥復方制劑用于治療和防治并發癥也取得了很好的臨床療效。因此,對于從植物中開發降糖類活性成分仍是今后研究的重點。
辣木是一種資源分布廣泛,價格相對低廉,生長迅速,且營養全面豐富新資源食品。辣木在化學成分及藥理活性研究方面已開展了大量地研究工作。已證實其含有的多種化學成分如總黃酮類、多糖類、綠原酸和辣木蛋白類成分均顯示出了很好的降低血糖的作用。同時現代藥理研究已經證實,其降低血糖的作用機制可能與抗氧化應激、改善胰島功能、抗炎及調節機體免疫等相關。同時現代研究還進一步證實辣木在抗菌、抗腫瘤、保護肝腎功能、延緩老年癡呆癥等方面效果顯著。但目前對于辣木質量標準控制方面的研究仍需進一步提高,辣木及其附屬產品在臨床上應用安全性需深入研究探討。本文對辣木降糖機制及作用途徑進行綜述,旨在為辣木及相關產品開發提供參考。