辣椒降糖機制研究進展

劉新華 曹春信 王東飛 鄢繼瓊 張偉春

（1.金華市農業科學研究院， 浙江金華 321000； 2.金華市婺城區椒椒農業有限公司，浙江金華 321000； 3.金華三才種業公司， 浙江金華 321000）

隨著人們生活方式的改變，糖尿病的患病率迅速增加，已成為影響我國居民健康和高品質生活的重要疾病之一[1-2]。據統計，2021年全球約有5.37億糖尿病患者，其中我國糖尿病患者人數約占26%。糖尿病是一種常見的內分泌代謝性疾病，在我國糖尿病患者主要為2-型糖尿病（NIDDM），占到糖尿病患者總數的90%～95%[3-4]。因此，研究如何有效的防治糖尿病仍是未來研究熱點。近年來，人們陸續開發出了多種治療糖尿病的藥物，如胰島素及其類似物、胰島素促進劑、α-葡萄糖苷酶抑制劑等[5]；但這些藥物及傳統的降血糖藥物往往產生一定的毒副作用，且有可能產生機體依賴性。有研究發現從天然食物中獲取的活性分子也具有顯著的降糖作用，因其幾乎不產生副作用，其降糖作用引起了廣泛關注[6]。

辣椒是中國重要的蔬菜之一，播種面積達到世界辣椒總播種面積的35%，產量為世界辣椒產量的46%，是我國重要的蔬菜之一[7]。辣椒中辛辣物質主要是含香草酰胺的生物堿類物質，包括辣椒素、二氫辣椒素等[8]。除辣椒素類物質外，辣椒中還富含維生素類、多酚、黃酮以及多糖等活性功能物質[9]，已有研究表明辣椒中活性物質能調節機體糖代謝以及脂肪代謝，具有降糖降脂的作用，在治療心血管病、止痛、減肥、鎮痛、止癢、預防癌癥方面也有特殊的功效[10]。

大量的研究表明，辣椒中生物活性分子具有顯著的降糖效果，能夠調節機體的糖脂生理代謝活動。王倩倩[11]研究表明辣椒素能夠促進大鼠的腸道蠕動，而且一定程度上能夠抑制小腸的吸收和糖類消化酶的活性。應長江等[12]研究發現辣椒素能有效降低糖尿病腎病大鼠的血糖水平，提高血漿胰島素含量。張世奇等[13]發現辣椒素能夠通過抑制腸道對糖的吸收以及提高胰高血糖素水平等來改善糖代謝和降糖效果。此外，該研究還發現辣椒素的辛辣基團能夠刺激胰島素的分泌來降低血糖含量。也有研究分析了辣椒葉片提取物的降糖效果，研究表明辣椒葉片提取物對α-葡萄糖苷酶的抑制活性為21.4%～43.4%，而果實提取物抑制率僅為2.4%～6.9%[14]。

1 辣椒素降糖作用機制

1.1 與瞬時受體TRPV1結合

瞬時感受電位香草酸受體（transient receptor potential vanilloid type-1，TRPV1）是一種非選擇陽離子通道，可被辣椒素激活，又被稱為辣椒素受體，激活后能夠介導神經元活動、細胞增殖和凋亡等一系列細胞基本活動[15-16]。激活后的TRPV1離子通道可充當鈣通道，促使胰島β細胞分泌更多的胰島素而達到降糖作用[17]。脂肪細胞分化中細胞間Ca2+的轉運是通過間隙連接蛋白43（connexin43，Cx43）介導的，Chen等[18]研究發現辣椒素激活TRPV1后能有效提高Cx43的表達。Zhang等[19]和Li等[20]以TRPV1敲除小鼠和野生型小鼠以及3T3-L1前脂細胞為研究對象，發現辣椒素通過激活TRPV1導致脂肪細胞內Ca2+的迅速升高形成鈣離子流，進而抑制了脂肪細胞的分化。此外，辣椒素激活TRPV1后能有效改善糖尿病引起的相關病癥如糖代謝紊亂等，TRPV1離子通道在調控降糖作用中發揮著至關重要的作用[21]。

1.2 作用于腸道菌落

腸道菌落在維持機體各種生理代謝中有著重要的作用，其結構發生紊亂往往會引起糖尿病、心血管疾病和肥胖等相關疾病[22]。近年來，研究糖尿病患者在服用降糖藥物后腸道菌落的變化成為眾多研究者所關注的熱點，糖尿病患者腸道內由于環境、菌落組成與菌落的多樣性有所變化導致外界病毒和細菌更易入侵[23]。辣椒素具有抗菌的活性，對腸道中多種致病菌具有明顯的抑制作用，且在一定的辣椒素范圍內還可以促進乳酸桿菌等有益菌的生長[24-25]。在辣椒素的作用下腸道內菌落結構會發生改變，因此辣椒素的降糖作用可能與改善了腸道內菌落的結構有關系。研究表明糖尿病患者腸道內菌群中厚壁門的細菌數量升高，擬桿菌門細菌數量降低，辣椒素作用后，可明顯觀察到糖尿病患體腸道厚壁門的細菌數量減少，擬桿菌門的細菌數量增加，促使腸道內菌落環境趨于正常的健康狀態[26]。Kim等[27]研究發現腸桿菌科細菌的數量在肥胖和糖尿病小鼠的腸道中數量比正常小鼠高，在辣椒素作用之后明顯降低。長期攝入辣椒素有可能對腸道內菌落產生不良的影響，目前，辣椒素對腸道菌群的調控究竟有利還是有害仍然存在較大的分歧[28]。

1.3 調節血糖代謝

糖尿病患者往往由于胰島素分泌缺陷或胰島素抵抗而導致體內糖代謝紊亂，從而使體內血糖含量長期處于較高的水平。Ahuja等[29]研究發現辣椒素能有效促進胰島素的分泌，Zhang等[30]和Kang等[31]也研究證實辣椒素對STZ誘導大鼠中肝臟、胰腺以及回腸中糖代謝的紊亂具有明顯的改善作用。因此研究辣椒素與糖代謝之間的關系，對糖尿病的治療具有重要意義。進入人體的淀粉在淀粉酶的作用下被逐漸分解為葡萄糖，糖尿病患者由于胰島素分泌不足，導致血液中過多的葡萄糖無法進入機體代謝，從而引起血液中的血糖濃度升高。趙蓉[32]和呂鳳霞等[33]研究發現辣椒素能夠顯著抑制淀粉酶的分泌，從而使血液中的血糖濃度得到了一定程度的緩解。人體血糖含量的動態平衡主要靠胰島α細胞，胰島β細胞分泌的胰島素和胰高血糖素共同維持；而糖尿病患者往往由于胰島β細胞發生功能障礙，致使其分泌的胰島素降低，導致血糖動態平衡被破壞，進而出現高血糖癥狀[34]。研究發現辣椒素具有促進胰島β細胞增殖以及減少胰島β細胞凋亡的作用，并通過調節機體胰島素水平來降低血糖濃度[35]。

2 辣椒中其他功能因子降糖研究進展

目前研究大多數認為在提取物中起到降糖作用的物質主要是辣椒素等生物堿性類物質，盡管在辣椒中除辣椒素外的降糖功能因子的研究相對較少，但在其他植物中已有較多的相關研究。林珠燦等[36]研究表明青錢柳和養心草兩種中藥的多酚提取物能抑制α-葡萄糖苷酶的活性，能降血糖、血壓。杜陽吉等[37]研究結果顯示番石榴葉中提取的總黃酮以及多糖類化合物對α-葡萄糖苷酶具有抑制作用。此外，也有研究表明辣椒素含量極低的辣椒籽提取物具有降低血糖的效果。Kim等[38]研究證實辣椒籽提取物能改善糖尿病小鼠的空腹血糖、糖化血紅蛋白和胰島素水平等。另外也有研究表明在食物中添加15 mg/kg純辣椒素對降低糖尿病大鼠的血糖和血脂含量效果不明顯[39]；而在食物中添加辣椒提取物抑制了α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的活性，并且降低了糖尿病大鼠的血糖[40]。這些結果表明在降糖過程中起作用的有可能是多糖、黃酮、酚類以及可溶性蛋白等活性物質。綜上分析，辣椒中起主要降糖作用的有效成分不一定是辣椒素等生物堿性類物質，而是酚類、可溶性蛋白、黃酮以及多糖等活性物質。

3 結語

辣椒作為日常重要的蔬菜，且富含的生物活性成分降糖效果顯著，因此辣椒在治療糖尿病應用上有重要的意義。大量動物試驗及臨床研究表明辣椒中辣椒素主要通過介導TRPV1離子通道、調控糖代謝、改善胰島素水平，以及調節腸道菌群等途徑發揮降糖作用。也有研究表明辣椒含有的酚類、黃酮以及多糖等生物活性分子也有重要的降糖作用。筆者研究發現在辣椒活性分子中起主要降糖作用的可能是黃酮和可溶性蛋白質類物質，但究竟何種物質起主導作用，還有待進一步研究。因此，采用現代生物技術手段，選育富含酚類、可溶性蛋白和黃酮等生物活性分子的新品種已成為今后辣椒的發展方向。