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苦荞调控糖脂代谢作用及其生物学机制研究进展

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-01-12
核心提示: 随着经济的发展和人民生活方式的改变,以肥胖、高脂血症、2型糖尿病为代表的糖脂代谢异常性疾病的发生率呈逐年升高的趋势。
   随着经济的发展和人民生活方式的改变,以肥胖、高脂血症、2型糖尿病为代表的糖脂代谢异常性疾病的发生率呈逐年升高的趋势。
 
  近些年研究表明,苦荞中不仅含有多种氨基酸、丰富的脂肪酸、维生素,而且含有芦丁等黄酮类化合物。现代药理研究表明,苦荞具有降血糖、降血脂、抗氧化等多种药理学活性;其调控血脂代谢的作用机制呈现多靶点、多通路的特性。因而,中粮营养健康研究院的肖 杰、王 曦、应 剑*等人对苦荞的研究和应用有助于开发适用于肥胖、高血脂症、2型糖尿病等糖脂代谢异常疾病患者的日常主食及功能性食品,为临床治疗糖脂代谢异常疾病提供新思路和新途径。
 
  1、苦荞对糖代谢的调节作用
 
  苦荞饮食改善糖代谢的实验研究
 
  对156 例2型糖尿病患者进行的随机对照实验结果显示,和接受饮食教育的对照组相比,接受苦荞饮食(荞麦饭、荞麦面或者荞麦粉饮品)的干预组(摄入量大于110g/d)糖尿病人的空腹胰岛素水平(2.46~2.39 Ln mU/L)、总胆固醇浓度(5.08~4.79 mmol/L)以及低密度脂蛋白胆固醇浓度(3.00~2.80 mmol/L)等指标明显降低,且呈一定程度的剂量依赖性。苦荞饮食组摄入的蛋白质、膳食纤维和黄酮类化合物含量均显着增加。此外,随机对照实验结果显示,苦荞饮食干预可以显着降低2型糖尿病并发糖尿病肾病患者的尿白蛋白(2.43~2.35 mg/g肌酐当量)和尿素(5.12~4.91 mmol/L)水平,对糖尿病肾病具有改善作用。
 
  苦荞改善糖代谢的物质基础
 
  1)苦荞黄酮
 
  苦荞中的黄酮类化合物含量丰富。有文献报道,其含量大约占到苦荞籽粒干质量的3.05%。芦丁是苦荞中最主要的黄酮类化合物,其含量范围为1.49%~1.62%。芦丁经水解后可生成槲皮素以及异槲皮素等。
 
  2)D-手性肌醇
 
  D-CI被认为是胰岛素受体促敏剂,能够提高胰岛素敏感性,在胰岛素信号传导通路中发挥着重要的作用。在2型糖尿病患者血液内几乎检测不到D-CI,而在尿液中的含量则高于正常人数倍,提示其可能由于代谢紊乱导致D-CI流失,最终导致胰岛素作用的信号传递受阻,胰岛素的调节能力降低。
 
  3)碱性提取物
 
  制备苦荞碱性提取物,其成分为与葡萄糖结构类似的苦荞碱和以天冬氨酸为母核的7 种聚合寡肽。在STZ诱导的糖尿病SD大鼠模型中,以86 mg/(kg·d)的苦荞碱性提取物每天灌胃给药两次,连续灌胃6 周,可显着降低大鼠的空腹血糖水平、饮水量、进食量和尿量;并有效改善血清胰岛素水平、胰岛素抵抗指数以及糖化血红蛋白水平;且干预组安全性良好,提示苦荞碱性提取物具有降血糖、改善胰岛功能,增加胰岛素敏感性的功效。
 
  苦荞对糖代谢改善的机制
 
  1)抑制α-葡萄糖苷酶
 
  α-葡萄糖苷酶位于小肠刷状缘上,是多糖水解的关键酶类,也是调控人体糖代谢最重要的酶之一。糖尿病一线用药阿卡波糖即是α-葡萄糖苷酶抑制剂。来源于苦荞麸皮的3 种黄酮类化合物(槲皮素、异槲皮素以及芦丁)均被证实具有抑制α-葡萄糖苷酶的作用。这3 种化合物均具有一个结合位点,结合常数(KA)排序为槲皮素>异槲皮素>芦丁,槲皮素、异槲皮素以及芦丁的半数抑制浓度分别为0.017、0.185 mmol/L和0.196 mmol/L。
 
  2)激活PI3K-Akt信号通路改善糖代谢,促进胰岛素敏感性
 
  激活的胰岛素受体可以使胰岛素受体底物(IRS)-1/2赖氨酸残基磷酸化,进而激活PI3K/AKT信号通路。PI3K/AKT信号通路激活后,可以通过葡萄糖转运、促进葡萄糖合成以及抑制糖异生等多种途径改善糖代谢,并可促进胰岛素敏感性。
 
  3)抗氧化和抗炎作用
 
  苦荞中的主要抗氧化物质是槲皮素及其代谢产物槲皮素-3-O-葡萄糖醛酸,能显着抑制棕榈酸(PA)引起的活性氧(ROS)过量产生,并能恢复下降的线粒体膜电位,进而抑制PA诱导的IκB激酶β(IKKβ)和核因子κB(NF-κB)的激活,降低炎症因子IL-6水平以及减少TNF-α的产生,表现出抗炎活性。
 
  4)抑制糖基化终产物形成
 
  持续高血糖可以引起多种蛋白质的非酶糖基化,并形成糖基化终产物(AGEs),这在糖尿病及其并发症的发生发展中发挥着重要的作用。体外研究表明,苦荞醇提物抑制AGEs形成的能力最强,1 g/L时,对牛血清白蛋白糖基化产物的抑制率为69.2%,远高于阳性对照盐酸二甲双胍(抑制率为35.0%)。
 
  2、苦荞对脂代谢的调控作用
 
  苦荞饮食调节脂代谢的实验研究
 
  结果显示,与高脂模型组相比,苦荞麸皮提取物干预可以有效地降低血清TG和TC水平,低剂量干预组肝中TC和TG水平与模型组相比分别下降了36.4%和73.9%,差异显着。
 
  苦荞调节脂代谢的物质基础
 
  1)苦荞淀粉
 
  利用高脂饮食诱导的C57BL/6小鼠高脂模型,研究苦荞对脂代谢的影响,发现苦荞中的主要成分(蛋白质、淀粉、黄酮类化合物)能够降低小鼠的血浆TC、TG、LDL-C水平,同时动脉硬化指数显着下降,其中苦荞淀粉干预组最为显着。
 
  2)苦荞蛋白
 
  在高脂诱导小鼠高脂血症模型中,发现苦荞清蛋白高剂量组干预后,小鼠TC、TG、LDL-C、HDL-C水平分别为3.26、0.38、0.84、1.42 mmol/L,球蛋白高剂量组干预后小鼠TC、TG、LDL-C、HDL-C水平分别为4.23、0.51、0.72、1.50 mmol/L,与模型组相比,改善效果显着。
 
  3)苦荞黄酮
 
  在高脂肪高胆固醇饲料建立的大鼠高脂血症模型中,通过苦荞醇提物(含质量分数59%黄酮)干预的大鼠,TG、TC浓度分别由干预前的6.73、5.95 mmol/L降低至干预后的1.58、2.35 mmol/L,提示苦荞醇提物可以有效改善实验性高脂血症大鼠的血脂水平。
 
  苦荞调节脂代谢的作用机制
 
  1)促进胆固醇代谢
 
  胆酸盐是胆固醇分解后的产物,通过吸附胆酸盐并将其排出可以有效降低胆酸盐在肝肠循环过程的积累,促进胆固醇代谢,最终降低机体内胆固醇水平。荞麦蛋白提取物能够增加小鼠粪便中中性甾醇的含量,提示其降低胆固醇机理可能与膳食纤维类似。有研究者通过体外实验对苦荞水溶性蛋白对胆酸钠、脱氧胆酸钠以及牛磺胆酸钠的吸附能力进行探究,发现苦荞水溶性蛋白对胆酸钠和脱氧胆酸钠的吸附率均达到了90%以上,对较难被吸附的牛磺胆酸钠的吸附率也高于50%。提示荞麦蛋白能够通过吸附胆酸盐从而促进胆固醇在体内的代谢转化,起到降低机体胆固醇水平的作用。
 
  2)抗氧化
 
  有研究显示,苦荞主要成分(蛋白、淀粉、黄酮类化合物)能够提高高脂膳食诱导的脂代谢紊乱小鼠血浆总抗氧化能力以及过氧化氢酶(catalase,CAT)和SOD活力,降低肝脏中脂质过氧化反应产物MDA的产生。
 
  结 语
 
  苦荞对于糖脂代谢作用的改善是多成分、多靶点的,作用机制集中于对糖脂代谢过程关键酶的调控、抗氧化作用。但是,由于苦荞产地众多、不同产地间主要成分含量差异较大,作为糖脂代谢改善类食品及其提取物的开发,需要明确主要功能成分组成和含量特征,并将其作为标志物。将苦荞与其他功能性原料或成分相组合,也是一种协同增效的模式。例如将其与南瓜多糖、苦瓜皂苷等其他天然产物提取物进行配合,已取得初步成效。
 
 
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