茶葉的降血糖活性及作用機理研究進展

◎ 張志靈，彭芳剛，單婭媚

（1.衡陽師范學院南岳學院，湖南 衡陽 421002；2.衡陽師范學院生命科學與環境學院，湖南 衡陽 421008；3衡陽師范學院南岳山區生物資源保護與利用湖南省重點實驗室，湖南 衡陽 421008）

現代人的不良飲食習慣和生活方式，導致慢性疾病的發病率逐漸提高。國際糖尿病聯合會統計， 2021年全球成年糖尿病患者達到5.37億，其中成年人患病率為10.5%，相比2019年增幅達16%，預計2045年將達7.83億。其中我國2021年糖尿病患者為1.4億，相比2011年增幅達56%，預計2045年將達1.74億。可見，糖尿病已成為困擾全球的慢性疾病，危害全球性公共健康，需引起重視。糖尿病（Diabetes Mellitus，DM）是一種由于機體胰島素分泌缺陷和（或）胰島素作用障礙所導致的以高血糖為特征的慢性內分泌代謝失常性疾病。持續高血糖會造成代謝紊亂，并導致全身組織器官發生功能障礙。

糖尿病目前無法治愈，只能通過科學合理的方式將血糖控制在合理范圍，使用藥物降糖是目前最常見最有效的方法。糖尿病患者多數需要長期甚至終身用藥，因而不可避免出現消化道反應、低血糖反應和心血管系統影響等藥物不良反應[1]。尋找安全有效的天然降糖物質成為糖尿病研究的熱點。20世紀70年代，福建省泉州人民醫院的蔡鴻恩醫生[2]選用清源山七十年以上的老茶樹治療糖尿病，研究發現采用單純飲茶法對輕型病癥有明顯療效，對嚴重病例無效；采用中西醫結合法（降糖藥+飲淡茶）不論輕重型病例，總有效率達70%。20世紀80年代，日本學者清水岑夫[3]以高血糖鼠為研究對象，發現相比茶溫水浸出物和茶沸水浸出物，服用茶冷水浸出物的老鼠血糖下降更明顯，下降率達40%。應劍等[4]統計近30年來主要期刊中關于茶與糖尿病的研究性論文發表情況發現，從1990—1999年的356篇，到2000—2009年的1 573篇，再到2010—2019年（截止到2019年6月）的15 456篇，近10年的相關成果是前10年的10倍，而且大多是英文論文，可見茶葉的降血糖效果引起了全球科研者的重視。本文通過對茶葉的降血糖活性及作用機理進行綜述，期望為相關研究提供理論依據。

1 茶葉的降血糖功效

我國是茶葉大國，茶葉種類繁多。按照發酵程度由低到高將茶葉分為6類：綠茶、白茶、黃茶、烏龍茶、紅茶和黑茶。多項研究證明各類茶均具有降血糖功效，其中綠茶和紅茶國內外研究最多，其他茶相對較少，尤其是白茶和黃茶。HAIDARI等[5]研究發現綠茶醇提物可以有效降低糖尿病大鼠的血糖、總膽固醇，還可緩解糖尿病引發的體重減輕。周陽等[6]比較同一鮮葉制備而成的紅茶和其發花紅磚茶（在紅茶的基礎上增加了汽蒸、壓制、發花及干燥等工藝）對高血糖模型小鼠的降血糖效果，結果發花紅磚茶在改善胰島素水平、血糖水平、口服耐糖量等方面都顯著優于紅茶。朱將雄等[7]比較茯磚茶、青磚茶、普洱茶、六堡茶 4種黑茶對T2DM小鼠的降血糖活性，發現4種茶能顯著降低小鼠體內的血糖，其中六堡茶的降血糖活性最佳。HOSODA等[8]以Ⅱ型糖尿病人為研究對象發現喝烏龍茶后，糖尿病人的血糖水平極顯著下降，烏龍茶與降糖藥物一起使用時，降糖效果更佳。周宇紅等[9]研究發現Ⅱ型糖尿病患者及糖耐受損傷受試者連續飲用白茶30 d后（原治療糖尿病藥物種類和劑量不變），口渴、多飲癥狀改善，空腹血糖和餐后2 h血糖下降，臨床觀察降糖總有效率為48%。TENG等[10]研究發現攝入大黃茶膳食補充劑的db/db小鼠，多飲多食癥狀明顯減少，血糖水平顯著降低，葡萄糖耐受性明顯增加。

2 茶葉中具有降血糖活性的功能成分

茶葉的降血糖活性與其所含的功能成分密不可分，已明確具有降血糖活性的茶功能成分主要有以下幾種。

2.1 茶多糖

茶多糖（Tea Polysaccharide，TPS）是一種與蛋白質結合的酸性雜多糖，是茶葉中降血糖活性及防治糖尿病功效最為突出的功能成分，其降血糖作用效果受到茶葉的產地、品種、加工工藝、茶多糖的攝入方式、提取方法及茶葉的陳化時間等因素的影響。

倪德江等[11]采用3種相同鮮葉原料分別加工成綠茶、烏龍茶和紅茶，再提取茶多糖進行實驗型DM小鼠的降血糖試驗，結果表明3類茶多糖都具有降血糖效果，烏龍茶多糖降血糖效果最好，3種鮮葉原料以湖北福鼎大白茶種為原料的降血糖效果最好。王丁剛等[12]以正常小鼠和四氧嘧啶高血糖模型小鼠為研究對象，發現腹腔注射綠茶多糖的降血糖作用均優于口服綠茶多糖。陳浩等[13]研究陳化1年、3年、5年的普洱茶的茶多糖降血糖作用，發現陳化時間為5年的普洱茶多糖得率最高，抑制餐后血糖升高的能力最佳，對ɑ-葡萄糖苷酶的抑制作用也最高。李布青等[14]比較不同的處理方式得到的茶多糖的降血糖效果，發現丙酮沉淀法效果最好，小鼠血糖降低了70%，高于乙醇處理法（59.7%）、酚處理法（54.0%）、冷水浸提法（51.9%）、TCA法（36.6%）。

2.2 茶多酚

茶多酚（Tea Polyphenols，TP）是茶葉中所有酚類物質的總稱，其中包括兒茶素、黃酮和黃酮醇類、花青素類及酚酸和縮酚酸類，其中兒茶素（黃烷醇類）約占80%。除動物試驗外，臨床試驗也證實茶多酚具有降血糖效果。陳士軍等[15]通過臨床試驗發現，服用茶多酚的患者，“三多一少”癥狀都有得到改善，且其空腹血糖下降比率高達20%。茶多糖還可與其他物質復配，增強降血糖效果。李星亞等[16]以腹腔注射鏈脲佐菌素的方法建立糖尿病大鼠模型，根據茶多酚和茶多糖在綠茶、紅茶和烏龍茶中實際比例進行復配使用，發現3種配比均能顯著降低糖尿病大鼠的空腹血糖，且效果比單獨使用茶多酚和茶多糖好。

2.3 茶色素

茶色素是從茶葉發酵過程中產生的水溶性酚性色素，包括茶黃素、茶紅素和茶褐素等，其主要存在于黑茶中。張玉葉等[17]將茶色素用于臨床輔助治療II型糖尿病患者，結果顯示治療后空腹血糖降低至治療前的52%，同時血液流變性改善，微循環障礙緩解。除上述3種成分外，茶葉中含有的咖啡因、茶蛋白、泛酸、6,8-硫辛酸和維生素B1等物質，也被證實具有降血糖活性。例如，FANG等[18]通過給小鼠灌喂咖啡因，發現其空腹血糖值下降了30%。蘇可盈等[19]研究發現給小鼠灌胃茶蛋白后，高血糖小鼠的血糖顯著降低。

3 茶葉中各成分的降血糖機理

茶葉中茶多糖、茶多酚、茶色素等成分的降血糖機理可以歸納為4個方面，即影響糖代謝相關酶、影響糖代謝相關轉運載體、影響胰島細胞活性及清除自由基。

3.1 影響糖代謝相關酶的活性

人體攝入的淀粉等碳水化合物，需要經酶催化水解生成葡萄糖等單糖后，才會被人體吸收利用。ɑ-葡萄糖苷酶是最主要的碳水化合物消化酶，ɑ-淀粉酶、6-磷酸葡萄糖酶和脂肪酸合酶等也參與了糖代謝。舒婷等[20]研究發現青磚茶粗多糖對α-葡萄糖苷酶的半抑制濃度IC50與陽性對照品阿卡波糖（一種口服降糖藥）IC50大小接近。XIAO等[21]通過比較西湖龍井、安溪鐵觀音等4種綠茶茶多糖均對α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶具有較強的抑制作用，其中以西湖龍井茶的抑制作用最強。ABE等[22]研究發現兒茶素可通過下調6-磷酸葡萄糖酶和脂肪酸合酶的表達，上調過氧化物酶體增殖物激活受體α的表達，降低葡萄糖生成，從而預防糖尿病。MATSUI等[23]研究表明茶黃素比兒茶素具有更強的抑制α-糖苷酶活性，尤其是對麥芽糖酶，茶黃素-3-沒食子酸酯的半抑制濃度IC50是表沒食子兒茶素沒食子酸酯IC50的1/4。

3.2 影響胰島細胞活性

人體中唯一的降血糖激素是由胰島β細胞分泌的胰島素。當胰島素的產生與消耗不能達到平衡時，胰島細胞對胰島素的敏感性會下降，導致胰島素抵抗和胰島β細胞功能受損，進而促使糖尿病的發生[24]。可以通過提高或保護胰島細胞活性、促進胰島素的分泌及提高胰島素的敏感性，達到降血糖的效果。劉丹奇等[25]發現綠茶、紅茶、白茶茶多糖均可降低血糖、降低胰島素抵抗指數、提高糖耐受量，作用機制是下調糖異生過程中G6Pc和PEPCK基因的表達量，抑制葡萄糖的生成；下調Foxo1基因的表達，減弱對胰島β細胞的抑制，其中紅茶多糖效果最優；可抑制細胞炎癥分子TXNIP基因的表達，緩解胰島β細胞的凋亡，其中白茶多糖效果最優。NAGAO等[26]以Ⅱ型糖尿病人為模型，給予富含綠茶兒茶素的飲料，發現患者12周后血液中胰島素水平顯著升高，并且能夠輔助恢復胰島β細胞的分泌功能。王志榮等[27]通過臨床觀察發現無論高血壓患者有無合并糖代謝的異常，服用茶色素后空腹血糖明顯降低，胰島素敏感性改善。孫伶俐等[28]研究發現茶多肽對糖尿病腎病有較好的治療作用，保護腎臟的同時，還能降低血糖水平，增加胰島素的敏感性，改善胰島素抵抗現象。

3.3 影響糖代謝相關轉運載體

碳水化合物分解產生的葡萄糖，只有通過葡萄糖轉運載體的運載，才能參與人體正常的血液循環。茶多酚雖然自身不通過葡萄糖轉運載體轉運，但可作為一種類似于拮抗物的分子結合在葡萄糖轉運載體上去，從而競爭性的抑制小腸內葡萄糖的運輸，抑制葡萄糖轉運載體的活性。NISHIUMI等[29]分別用綠茶和紅茶灌喂高血糖小鼠14周后發現，兩者均可加強葡萄糖載體Ⅳ在肌肉細胞質膜上的移位，從而提高血糖利用率、減弱胰島素抵抗，改善高血糖癥狀。李蘭等[30]通過體外淀粉酶消化實驗得出，兒茶素是綠茶水提物中抑制淀粉消化酶的主要成分，表沒食子兒茶素沒食子酸酯（Epigallocatechin Gallate，EGCG）又是兒茶素中起作用的主要成分；在相同的EGCG濃度下，綠茶水提取物（Green Tea Extract，GTE）、8種兒茶素的混合溶液（Catechin Mixture，CM）和純EGCG溶液均能顯著抑制小腸中葡萄糖的轉運，且抑制率由大到小依次為GTE、CM、EGCG，說明綠茶提取物的各功能成分之間存在一定的協同作用。

3.4 清除自由基

人體在高血糖和高游離脂肪酸的刺激下，生產大量自由基，進而產生氧化應激。氧化應激會導致破壞胰島β細胞和導致胰島素抵抗，促使Ⅱ型糖尿病發生，還會加重糖尿病并發癥。俞東寧等[31]采用水提醇沉法得到龍井茶多糖，再對四氧嘧啶致糖尿病小鼠進行干預，35 d后發現茶多糖能抑制脂多糖，顯著提高血清中谷胱甘肽過氧化物酶、肝組織中谷胱甘肽還原酶、超氧化物歧化酶、過氧化氫酶的含量，清除過多的自由基。研究發現，綠茶多酚能夠降低血糖水平和改善肝腎功能，改善糖尿病病情，可能與抑制脂質過氧化、清除羥自由基和氧自由基等能力有關。

3.5 調節腸道菌群

腸促胰島素受損導致腸道菌群失調，成為糖尿病發病原因之一，可以通過調節腸道菌群的多樣性，改善糖脂代謝來降低血糖濃度。GAO等[32]研究發現富含多酚和咖啡堿普洱茶，能夠重塑腸道菌群，改善糖脂代謝。

4 結語

茶葉自古以來就是藥食同源的佳品，各類茶葉（綠茶、白茶、黃茶、烏龍茶、紅茶和黑茶）和多種茶葉成分（茶多糖、茶多酚、茶色素等）都通過體外試驗、動物試驗、人體流行病學調查及人體干預試驗等證實具有降血糖活性，但在臨床未能廣泛作為糖尿病的治療藥物，僅有少數作為糖尿病的輔助治療藥物。市面上以茶葉作為降血糖原料的保健食品也屈指可數，可見還需要進一步明確各功能成分的作用機制及其協同作用，及其對各類型糖尿病輕重型病例的作用效果。考慮到茶葉除降血糖外，還具有降血脂、降血壓、抗癌及抗衰老等多種生物活性，建議推廣飲茶作為一種健康的生活方式，并研究適合現代人的泡茶方式、速溶茶、茶飲料、茶葉提取物及功能型茶制品等，充分利用現有的茶葉資源。