《食品与发酵工业》
近年来,高糖高脂饮食引起全球糖尿病患者急剧增多,糖脂代谢紊乱引起的糖尿病、高血脂、肥胖等疾病发病率逐年上升[1]。桑叶为桑科植物桑的干燥叶[2],属“药食同源”植物。研究表明,桑叶的活性成分可通过促进胰岛素分泌、抑制脂质氧化、调节信号通路等多种途径实现对糖脂代谢的调节,达到降血糖和降血脂的效果[3]。在调节糖尿病血糖水平、糖原代谢、脂肪酸氧化等环节中,磷脂酰肌醇3 激酶/葡萄糖转蛋白-4(PI3K/GLUT-4)与腺苷酸激活蛋白激酶/乙酰辅酶A 羧化酶(AMPK/ACC)信号通路起着重要的作用[4]。同时,中药发酵技术的不断提升,对中药有效成分的提取改良做出了重要贡献。本文对桑叶及其有效产物的中药学价值、调节糖脂代谢的药理作用及其分子机制并结合PI3K/GLUT-4 与AMPK/ACC信号通路工作原理进行了综述,以期为桑叶资源的进一步研究开发提供新的思路。
1 桑叶的中药学价值
桑叶味苦、性寒,具有疏风清热、养肺明目等疗效,是临床常用的中药材[5]。其有效成分主要是黄酮、多糖、生物碱等[6],在调节胰岛素分泌、降糖降脂等方面具有较好的作用,现如今已被广泛应用于糖尿病、高脂血症等疾病的临床治疗。在既往桑叶对糖脂代谢影响的研究中,贺燕等[7]通过研究桑叶水提物对高血脂小鼠胆固醇代谢产物的影响,阐明了桑叶在降血脂方面的功效。王敏等[8]研究发现,桑叶水提物可以降低糖尿病小鼠空腹血糖,改善胰岛素抵抗和耐糖量,并能抑制小鼠肝脏组织TLRs 及其下游信号的基因表达。刘冬恋等[9]研究发现,桑叶总黄酮能够提高2 型糖尿病大鼠骨骼肌己糖激酶的活性,减少糖原合成激酶-3β(GSK-3β)蛋白的表达,增加大鼠骨骼肌中肌糖原含量,达到降低血糖的目的。
2 桑叶多种有效部位调节糖脂代谢的药理作用及其分子机制
有研究发现,桑叶水提物、黄酮、多糖等生物活性物质可以通过减轻胰岛氧化损伤、维持β 细胞功能、抑制α-糖苷酶、增强肝糖原合成、影响胰岛素信号通路等途径发挥降血糖功效,还可通过抑制脂质氧化、清除自由基等途径降血脂[3]。
2.1 水提物 桑叶水提物通过胰岛素抵抗机制、抗氧化作用及影响信号通路机制,可明显增强活性氧清除率,从而有效改善糖脂代谢紊乱情况。根据鱼晓敏等[10]研究可知,桑叶水提物能增加葡萄糖消耗量,使胰岛素水平及抵抗指数均降低,使抗氧化酶活性明显增强以此来降低血糖和血脂。田思敏等[11]研究发现,桑叶水提物的降糖降脂作用可能与下调糖尿病模型小鼠肝组织中TLRs 受体的基因表达有关;可能是通过抑制巨噬细胞分泌的炎性介质使血清中的TNF-α 含量显著减少,这在一定程度上对胰岛细胞有修复作用。最重要的是,桑叶水提物降糖作用温和缓慢,随治疗时间的延长而愈加明显,明显优于其他活性成分。最新研究表明,桑叶水提物可能还具有恢复肠道菌群紊乱状况,下调肥胖大鼠Lee’s 指数及脂体比,改善肝脏脂肪性病变状态的功能[12]。
2.2 多 糖 多糖依靠强效的抗氧化作用,可清除氧自由基,减轻糖尿病诱导胰腺氧化导致的一系列损伤;通过下调caspase-3 的活性机制抑制β 细胞凋亡,保持β 细胞数量与功能,从而达到保持胰岛效能的作用;还有调节胰岛素信号通路的作用(通过抑制PTP1B、激活PI3K/AKT 途径,有效改善糖尿病大鼠胰岛素抵抗),通过调节以上一系列作用机制来调节糖脂代谢。Jiao 等[13]通过高脂饮食和低剂量注射链脲佐菌素诱导大鼠糖尿病模型,最终发现桑叶多糖能明显缓解糖尿病症状,具有显著的降血糖作用。任春久等[14]认为,多糖可通过保护胰岛β 细胞线粒体以及减少NF-κB 和TNF-α 的表达,有效减轻氧化应激给2 型糖尿病模型大鼠的胰岛组织带来的破坏性损伤。且桑叶多糖还具有很明显的降脂功效,刘春连[15]发现,多糖可能是通过调节激素水平从而达到降血脂的效果。
2.3 黄 酮 黄酮作为强氧化物,通过抗氧化清除体内自由基的方式、发挥拟胰岛素作用和影响信号通路等方式降糖降脂,并且黄酮降糖降脂方面的作用在桑叶其他几种提取物中效果最为明显。陈冰等[16]发现,在吉富罗非鱼的食饵中添加或提高桑叶黄酮的含量后,吉富罗非鱼肌肉内的抗氧化指标明显提高,这从侧面证明黄酮是一种强抗氧化剂。另一方面,桑叶黄酮还可以影响信号通路,通过降低血清FFA 水平,抑制PKC 途径以及改善基于AK2、PGC1α 等表达的能量稳态达到降糖降脂的效果。最新研究表明,黄酮类衍生物(槲皮素、芦丁、异槲皮苷)降脂机制可能是由于其强效抗氧化作用,刺激肝脏脂质代谢加速,抑制脂肪在肝脏堆积[17]。
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