植物多酚降血糖機制的研究進展

       植物多酚是一類具有多元酚化學結構物質(zhì)的總稱，是常見的植物源生物活性物質(zhì)，廣泛存在于水果、茶、咖啡等食品中。酚類化合物結構復雜，分類方法也多種多樣，人們最初研究的植物多酚是單寧，按照單寧的化學結構特征，將單寧分為水解單寧和縮合單寧兩大類；同時，由于多酚的來源不同，也有人將多酚分為茶多酚、蘋果多酚、葡萄多酚等；此外，最常見的分類方法是根據(jù)其碳原子數(shù)量和排列不同分為類黃酮類、酚酸類、單寧類、芪類和木脂素類。類黃酮類主要有黃酮醇類、黃酮類、黃烷酮類、異黃酮類、花青素類和黃烷醇類，包含兒茶素和花青素，目前已經(jīng)分離鑒定了4000多種類黃酮類物質(zhì)，廣泛存在于蔬菜和水果中。酚酸類物質(zhì)分為兩類，一類為安息香酸衍生物，主要是羥基苯甲酸類，包含五倍子酸、兒茶酸，另一類為桂皮酸衍生物，主要是羥基桂皮酸，包含香豆素酸、咖啡酸、阿魏酸。酚醇類物質(zhì)包括酪醇和羥基酪醇，主要存在于橄欖油、紅酒、白酒和啤酒中，芪類物質(zhì)主要為白藜蘆醇，存在于葡萄、花生、漿果中，木酚素類物質(zhì)主要存在于亞麻子中。

       研究發(fā)現(xiàn)，多酚類化合物可以通過多種途徑發(fā)揮降血糖作用，如清除自由基、脂質(zhì)抗氧化、抑制腸道消化酶類、促進胰島素合成與分泌、抑制葡萄糖轉(zhuǎn)運、調(diào)節(jié)腸菌群等多種方式，降低人體內(nèi)血糖水平。

       1、植物多酚通過抑制自由基通路、脂質(zhì)抗氧化，發(fā)揮降血糖作用

       2型糖尿病（T2DM）的發(fā)生發(fā)展與機體的氧化應激反應密切相關，糖脂代謝紊亂會導致機體線粒體基質(zhì)自由基增多，產(chǎn)生過量的活性氧自由基（ROS）和活性氮自由基使氧化應激反應增強，破壞細胞內(nèi)信號通路并導致與胰島素分泌和信號通路相關基因的表達失調(diào)，最終產(chǎn)生胰島素抵抗或胰島素缺乏。植物多酚具有較強的抗氧化能力和自由基清除能力，可以提高機體抗氧化酶體系的活性，從而改善機體的氧化應激狀態(tài)。研究表明，葡萄籽多酚、金蕎麥黃酮均可提高經(jīng)鏈尿佐菌素（STZ）誘導的T2DM 鼠血清中超氧化物歧化酶活力，降低血清中丙二醛（MDA）含量，增強機體抗氧化能力并改善葡萄糖耐受程度?？嘀袢~黃酮也具有相似的降糖功能，可降低四氧嘧啶誘導的T2DM 小鼠的血清中 MDA的含量，提高超氧化物歧化酶活性，使空腹胰島素水平顯著提高，進而提高糖耐量和肝糖原的含量。因此，黃酮類植物多酚可提高抗氧化能力，減輕氧化應激對胰島β細胞造成的損傷，具有一定的降血糖活性。

       2、植物多酚通過抑制腸道消化酶，發(fā)揮降血糖作用

       食物中的單糖、雙糖和淀粉是人體攝取的主要糖類物質(zhì)，人體腸道中含有豐富的消化酶類，各類酶相互協(xié)作，將多糖、雙糖水解為單糖后被人體吸收。其中，α-淀粉酶和 α-葡萄糖苷酶是人體代謝途徑中重要的酶類，對人體吸收、利用糖類起到重要作用。植物多酚可抑制α-葡萄糖苷酶和 α-淀粉酶活性，對機體糖代謝調(diào)節(jié)起一定作用，如蘋果多酚可顯著抑制 α-葡萄糖苷酶、蔗糖酶和麥芽糖酶活性，加強葡萄糖向外周細胞的轉(zhuǎn)運作用從而降低 STZ 誘導的糖尿病大鼠的血糖濃度；紅米多酚富含原花青素，對 α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶、麥芽糖酶、蔗糖酶活性均有顯著抑制作用，且抑制作用與紅米多酚濃度呈正相關，紅米多酚對碳水化合物消化吸收的抑制作用可減緩體內(nèi)葡萄糖的生成與利用速度，從而減緩人體血糖升高的速度，對糖尿病起一定的預防及控制作用；黑豆花青素可抑制α-葡萄糖苷酶和 α-胰淀粉酶活性并表現(xiàn)出良好的劑量效應關系，有較好的降血糖活性；綠茶多酚及表沒食子兒茶素沒食子酸酯可通過抑制α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶活性起到降糖作用，且一定濃度的綠茶多酚及 EGCG與阿卡波糖具有協(xié)同作用，能顯著提高多酚與阿卡波糖單獨作用的效果。

       3、調(diào)控相關信號通路，促進胰島素合成與分泌，發(fā)揮降血糖作用

       植物多酚可調(diào)控相關信號通路，促進胰島素合成與分泌，首先可通過保護和刺激胰島 β細胞，增加血清胰島素的含量，其次，可增加胰島素的敏感性，改善胰島素抵抗。植物多酚可以通過調(diào)控胰島素的信號通路而改善糖脂代謝紊亂作用。研究表明，葛根素可通過上調(diào)過氧化物酶體增殖物激活受體（PPAR）γ的表達，上調(diào)脂肪、骨骼肌組織中細胞膜葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白4（GLUT-4）基因的表達，增加葡萄糖向細胞內(nèi)轉(zhuǎn)運和葡萄糖的消耗，從而降低血液葡萄糖的濃度，改善高血糖和胰島素抵抗（IR）狀態(tài)，還可修復受損的胰島β 細胞，保護和增強正常胰島細胞活力。茶多酚可通過調(diào)控轉(zhuǎn)化生長因子-beta/Smad（TGF-β /Smad）、Tribbles 同源蛋白3/蛋白激酶（TRB-3/AKT）等胰島素信號通路，上調(diào)PPAR-γ 表達，增加葡萄糖向細胞內(nèi)轉(zhuǎn)運和胰島素敏感性，改善IR 和脂代謝紊。此外，葛根黃酮與黃芪黃酮配伍使用還可通過調(diào)控 IRS/PI3K/Akt 信號通路調(diào)節(jié)胰島素分泌、改善 IR 與糖脂代謝，提高抗氧化能力。白藜蘆醇可以上調(diào)大鼠胰島 β細胞功能的關鍵基因（如 GLUT-2，線粒體轉(zhuǎn)錄因子）表達，還可通過激活 cAMP 通路抑制磷酸二酯酶基因（Pde3b、Pde8a 和 Pde10a）的表達，增加胰島素的分泌、提高 β 細胞功能。肉桂多酚提取物具有阻礙誘生型-氧化氮合酶的基因表達、抑制轉(zhuǎn)錄因子 NF-κB 的活性，進而阻礙一氧化氮（NO）產(chǎn)物的產(chǎn)出，對胰島素瘤 RINm5F 細胞及胰臟具有一定的保護作用，能夠維持胰島素分泌量以及胰島β細胞活性。肉桂多酚提取物還能激活肝糖原合成酶和胰島素受體激酶，增加體內(nèi)葡萄糖攝取量，抑制糖原合成酶激酶-3β，抑制胰島素受體脫磷酸作用，提高胰島素敏感性等功能。

       4、植物多酚通過抑制葡萄糖轉(zhuǎn)運，降低血糖濃度

       胰島素的正常分泌除了需要胰島素基因的正常表達外，還需要蛋白質(zhì)葡萄糖激酶（GK）和葡萄糖轉(zhuǎn)運體 2（GLUT2）的正常表達。葡萄糖轉(zhuǎn)運體是一類廣泛存在于細胞膜上的膜蛋白，主要介導細胞對葡萄糖的攝取。腸道對葡萄糖的吸收是通過 Na+依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運體-1（SGLT-1）和易化型葡萄糖轉(zhuǎn)運體-2（GLUT-2）的介導來實現(xiàn)的。碳水化合物進入機體后被分解，產(chǎn)生人體所需的葡萄糖，葡萄糖只有通過腸細胞上的葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白的轉(zhuǎn)運才可以被人體利用，參與人體正常的血液循環(huán)。研究發(fā)現(xiàn)，木犀草素和異葒草素可通過下調(diào) SGLT1 和 GLUT2 的 mRNA 及蛋白表達水平，減緩葡萄糖的攝取，從而降低血糖。體外細胞試驗發(fā)現(xiàn)，番石榴葉和果實的多酚提取物抑制葡萄糖和果糖的轉(zhuǎn)運是由單一多酚通過各種方式與糖轉(zhuǎn)運蛋白相互作用來實現(xiàn)的，以時間依賴的方式顯著降低血糖水平。

       5、植物多酚通過調(diào)節(jié)腸道菌群，發(fā)揮降血糖作用

       植物多酚從多個方面和層次來影響腸道內(nèi)的微生物菌群。一方面，植物多酚能直接影響腸道微生態(tài)，通過抑制病原菌的生長，從而提升益生菌的數(shù)量，同時還影響細菌對腸道細胞的粘附達到調(diào)節(jié)血糖的目的；另一方面，植物多酚可以促進腸道激素分泌，影響機體對胰島素的敏感程度。腸道菌群已經(jīng)成為了人體內(nèi)調(diào)節(jié)能量和血糖水平的重要調(diào)節(jié)因子。研究發(fā)現(xiàn)，百香果果皮各部位多酚提取物均能改善患病大鼠腸道菌群失調(diào)的狀況，被高血糖大鼠腸道菌群利用產(chǎn)生短鏈脂肪酸，能不同程度地富集乳酸桿菌、雙歧桿菌，抑制致病菌。葡萄多酚可通過促進艾克曼菌等有益菌的生長減少腸道局部 ROS，改善腸道菌群失衡造成的低度炎癥和代謝綜合征。原花青素可通過增加雙歧桿菌和乳酸菌的含量，降低疣微菌含量，調(diào)節(jié)腸道菌群平衡及腸道微環(huán)境維持機體穩(wěn)態(tài)，并改善糖脂代謝、胰島素抵抗和腸道屏障功能。烏龍茶兒茶素可促進雙歧桿菌和乳酸桿菌的生長，產(chǎn)生短鏈脂肪酸，調(diào)節(jié)人體腸道菌群組成并發(fā)揮類似益生元活性，乳酸桿菌屬和雙歧桿菌屬含量增加，可使胰高血糖素樣肽-2（glucagonlike peptide-2，GLP-2）增加，降低腸道通透性，減少慢性炎癥，提高葡萄糖耐受量和胰島素敏感性，對防治T2DM 及其并發(fā)癥有積極作用。

       參考資料

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       [2]周爽,黃莉,王彥美等.植物多酚的生物利用度及其降血糖活性研究進展[J].食品研究與開發(fā),2023,44(06):211-217.

       [3]翟清波,李誠,王靜等.植物多酚降血糖和降血脂作用研究進展[J].中國藥房,2012,23(03):279-282.

       作者簡介：小泥沙，食品科技工作者，食品科學碩士，現(xiàn)就職于國內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司，從事營養(yǎng)食品的開發(fā)與研究。