★ 李穎萌 范雪梅 王義明1, 梁瓊麟 羅國安1,** (1.江西中醫(yī)學(xué)院 南昌330004;.清華大學(xué)化學(xué)系 北京100084)
葛根芩連湯出自張仲景所著《傷寒論》,主要用于治療太陽病邪熱內(nèi)傳、大腸傳導(dǎo)失司所致的下利,善于清利腸胃濕熱[1]。作為經(jīng)方,現(xiàn)代醫(yī)家溯本求源,靈活運(yùn)用,將其應(yīng)用于2 型糖尿病的治療,并取得良好臨床療效[2-3]。近年來有關(guān)葛根芩連湯治療2 型糖尿病的研究多有報(bào)道,現(xiàn)結(jié)合葛根芩連湯的化學(xué)成分就其治療2 型糖尿病的主要藥理作用:調(diào)節(jié)糖代謝、調(diào)節(jié)脂代謝、改善胰島素抵抗、改善氧化應(yīng)激的作用進(jìn)行綜述,為葛根芩連湯的全面開發(fā)和利用提供參考。
葛根芩連湯由葛根、黃芩、黃連、甘草4 味藥組成,化學(xué)成分復(fù)雜。宋氏等[4]采用高效液相色譜法(HPLC),建立了葛根芩連湯的HPLC 指紋圖譜。對指紋圖譜進(jìn)行分析,共得到12 個(gè)明確化學(xué)成分的色譜峰,12 個(gè)色譜峰所代表的化合物為:葛根素、大豆苷、甘草苷、黃芩苷、藥根堿,漢黃芩苷、大豆苷元、巴馬汀、小檗堿、甘草酸、黃芩素、漢黃芩素。
葛根中的化學(xué)成分主要為異黃酮類、三萜皂苷類、甾體類、香豆素類化合物等。其中,異黃酮類化合物的研究最多[5],主要包括:大豆苷元、大豆苷、葛根素、金雀異黃素、金雀異黃素苷等[6]。
黃芩的主要化學(xué)成分為黃酮類、揮發(fā)油類、萜類化合物等[7]。黃酮類化合物主要為黃芩苷、黃芩素、漢黃芩素、漢黃芩苷、漢黃芩素-5 -O-β-D-葡萄糖苷等[8]。
黃連中的化學(xué)成分以異喹啉類生物堿為主,如小檗堿、藥根堿、黃連堿、掌葉防己堿、甲基黃連堿、巴馬汀等[9]。
甘草的主要化學(xué)成分為黃酮類、三萜類、香豆素類、氨基酸類、生物堿類、有機(jī)酸類化合物等[10]。甘草中的黃酮類物質(zhì)主要為甘草黃酮、異甘草黃酮、甘草素、異甘草素等;三萜類物質(zhì)包括甘草酸、甘草次酸等[11]。
葛根芩連湯治療2 型糖尿病的主要藥效成分為黃酮類、生物堿類、三萜類化合物等。這些化合物在調(diào)節(jié)糖代謝、調(diào)節(jié)脂代謝、改善胰島素抵抗、改善氧化應(yīng)激方面具有較好療效,提示葛根芩連湯治療2型糖尿病的機(jī)制可能與其調(diào)節(jié)糖代謝、調(diào)節(jié)脂代謝、改善胰島素抵抗、改善氧化應(yīng)激的作用相關(guān)。
葡萄糖在葡萄糖激酶或己糖激酶的作用下進(jìn)行氧化磷酸化,生成6 -磷酸葡萄糖,進(jìn)行進(jìn)一步糖代謝,包括以下途徑:(1)合成肝糖元和肌糖元;(2)三羧酸循環(huán);(3)糖酵解等。胰島素分泌不足時(shí),葡萄糖激酶、己糖激酶、肝糖元合成酶的活性降低,葡萄糖的氧化磷酸化作用減弱,肝糖元合成減少,導(dǎo)致了高血糖的發(fā)生[12]。
葛根芩連湯中小檗堿和黃連堿是其調(diào)節(jié)糖代謝的主要藥效成分。歐陽氏[13]探討了小檗堿對大鼠糖代謝的影響,研究結(jié)果顯示,小檗堿能增強(qiáng)肝臟葡萄糖激酶活性,促進(jìn)肝糖元合成,調(diào)節(jié)糖代謝。時(shí)氏[14]以肝癌細(xì)胞HepG2 和大鼠骨骼肌細(xì)胞L6 為研究對象,評(píng)價(jià)了黃連堿對細(xì)胞糖代謝的影響,結(jié)果顯示:黃連堿能抑制線粒體呼吸鏈復(fù)合酶Ⅰ的功能,降低線粒體膜電位,促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)及氧化磷酸化用。提示黃連堿有改善細(xì)胞糖代謝的功能。
當(dāng)機(jī)體攝入過多脂肪,形成脂代謝異常時(shí),脂毒性將損傷胰島β 細(xì)胞,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和胰島功能衰竭,加重高血糖病癥,推動(dòng)2 型糖尿病的發(fā)展[15]。因此,脂代謝異常在2 型糖尿病的發(fā)展中具有重要意義。
糖尿病患者的脂代謝異常伴隨著甘油三酯、低密度脂蛋白、游離脂肪酸含量的升高,高密度脂蛋白水平的降低。陳氏等[16]探討了葛根芩連湯對四氧嘧啶誘導(dǎo)的糖尿病小鼠的保護(hù)作用,研究結(jié)果顯示,葛根芩連湯能顯著降低血清中的甘油三酯,升高高密度脂蛋白。提示葛根芩連湯可能通過調(diào)節(jié)脂代謝發(fā)揮治療糖尿病的作用。趙氏等[17]研究發(fā)現(xiàn),葛根芩連湯有效部位群能降低代謝綜合征大鼠的血漿游離脂肪酸、甘油三酯、低密度脂蛋白水平,提高高密度脂蛋白水平,降低腹腔內(nèi)脂肪重量與體重的比值。提示葛根芩連有效部位可顯著改善代謝綜合征大鼠的脂代謝紊亂。葛根芩連湯中以葛根素、黃連素、甘草黃酮為調(diào)節(jié)脂代謝的主要藥效成分。
有研究結(jié)果顯示[18-19]葛根素和黃連素能顯著降低2 型糖尿病動(dòng)物的甘油三酯,總膽固醇,低密度脂蛋白,游離脂肪酸水平。提示葛根素和黃連素可通過改善2 型糖尿病大鼠的脂代謝紊亂,發(fā)揮治療2 型糖尿病的作用。Aoki 研究結(jié)果顯示[20]甘草黃酮可抑制小鼠腹部脂肪的積累,對于飲食引起的肥胖有調(diào)節(jié)作用,其機(jī)制可能與甘草黃酮抑制肝細(xì)胞中脂代謝基因表達(dá)有關(guān)。
胰島素抵抗是指胰島素介導(dǎo)的葡萄糖攝取、葡萄糖代謝能力減弱,胰島素的生物效能降低的癥狀。胰島素抵抗是2 型糖尿病發(fā)病的主要因素。改善胰島素抵抗是治療糖尿病,降低糖尿病血管并發(fā)癥發(fā)生率,提高糖尿病患者生存質(zhì)量的關(guān)鍵[21]。
糖尿病患者的胰島素抵抗癥狀伴隨著糖耐量減退,血清胰島素含量升高,胰島素敏感指數(shù)降低等癥狀。潘氏探討了葛根芩連湯對多種動(dòng)物模型胰島素抵抗的影響,結(jié)果顯示:葛根芩連湯能改善胰島素抵抗大鼠的糖耐量減退癥狀[22-23],有改善大鼠胰島素抵抗的作用。
葛根芩連湯中葛根、黃芩、黃連改善胰島素抵抗的作用多有報(bào)道。劉氏[24]通過建立胰島素抵抗的細(xì)胞模型,探討了葛根素、大豆苷、藥根堿對胰島素抵抗的改善作用。研究結(jié)果顯示,葛根素、藥根堿能促進(jìn)葡萄糖消耗量,且作用呈劑量依賴性。大豆苷改善胰島素抵抗的作用則無明顯劑量依賴性。王氏[25]等應(yīng)用高濃度的游離脂肪酸誘導(dǎo)HepG2 細(xì)胞的胰島素抵抗模型,研究小檗堿對胰島素抵抗的干預(yù)作用。結(jié)果表明:小檗堿可以改善高濃度脂肪酸誘導(dǎo)的胰島素抵抗。有研究顯示[26]黃芩苷可以顯著降低2 型糖尿病大鼠的血清胰島素,提升胰島素敏感指數(shù),改善胰島素抵抗癥狀。
機(jī)體血糖升高會(huì)導(dǎo)致糖酵解途徑增加,進(jìn)入線粒體的還原當(dāng)量增多,線粒體膜電位增加,活性氧簇(ROS)增多。ROS 超過機(jī)體的清除能力時(shí),即形成氧化應(yīng)激。氧化應(yīng)激將直接損傷β 細(xì)胞,誘導(dǎo)β 細(xì)胞凋亡,促進(jìn)糖尿病的發(fā)生發(fā)展[27]。因此,在糖尿病治療中,應(yīng)注意抗氧化劑對胰島β 細(xì)胞的保護(hù)作用。
氧化應(yīng)激的發(fā)生伴隨著活性氧簇的增多,氧化應(yīng)激產(chǎn)物的增加。陳氏[16]采用FRAP 法和DPPH法測定了葛根芩連湯全方及組方單味藥的抗氧化活性,結(jié)果表明,葛根芩連湯能清除自由基,具有一定的抗氧化能力,且復(fù)方的抗氧化活性高于單味藥。葛根芩連湯的抗氧化作用以葛根素、黃芩苷、黃芩素、甘草次酸、甘草黃酮為主要藥效基礎(chǔ)。
Waisundara[28]應(yīng)用黃芩苷治療2 型糖尿病大鼠,觀察黃芩苷對大鼠抗氧化酶基因表達(dá)的影響。結(jié)果表明,黃芩苷能上調(diào)抗氧化酶基因的表達(dá),降低氧化應(yīng)激標(biāo)志物的含量,阻礙高血糖介導(dǎo)的氧化應(yīng)激,發(fā)揮保護(hù)機(jī)體的作用。體外實(shí)驗(yàn)表明[29],甘草次酸對羥自由基和超氧陰離子自由基均有較強(qiáng)的清除能力,且作用呈劑量依賴性。有研究顯示[30-32]葛根素、黃芩素和甘草黃酮均能顯著提高2 型糖尿病大鼠的超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽-過氧化物酶(GSH-Px)、降低丙二醛(MDA)含量。提示葛根素、黃芩素和甘草黃酮可顯著提高2 型糖尿病大鼠的抗氧化能力,減輕自由基對糖尿病大鼠組織的氧化損傷,延緩糖尿病及其并發(fā)癥的發(fā)展。
目前關(guān)于葛根芩連湯調(diào)節(jié)糖代謝的研究,主要集中于葛根芩連湯對葡萄糖激酶、己糖激酶、肝糖元合成酶的影響。2 型糖尿病的糖代謝是一個(gè)極其復(fù)雜的過程,胰島素不足會(huì)影響糖代謝過程中多種酶(如磷酸果糖激酶、檸檬酸合成酶、丙酮酸羧化酶等)的活性。因此,葛根芩連湯對糖代謝的調(diào)節(jié)作用機(jī)制有待進(jìn)一步的研究。此外,糖尿病大鼠的脂代謝紊亂、胰島素抵抗及氧化應(yīng)激癥狀會(huì)影響一系列細(xì)胞因子、炎癥因子、免疫相關(guān)基因的表達(dá),如瘦素、白細(xì)胞介素6(IL -6)等。因此,葛根芩連湯對機(jī)體基因表達(dá)的影響有待進(jìn)行深入研究。
葛根芩連湯的化學(xué)成分和藥理作用仍在不斷的探索研究中?;谀壳案鸶诉B湯的研究現(xiàn)狀,葛根芩連湯的分子藥理學(xué)研究存在較大的發(fā)展前景。從分子層面、基因表達(dá)角度闡釋葛根芩連湯治療2型糖尿病的作用機(jī)理,有助于葛根芩連湯的全面開發(fā)和利用。
[1]趙林華,連鳳梅,姬航宇,等.仝小林教授運(yùn)用不同劑量葛根芩連湯治療2 型糖尿病驗(yàn)案[J].中國實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志,2011,17(4):249 -251.
[2]金莉,安文燦,安文鐸.葛根芩連湯治療糖尿病120 例[J]. 長春中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2012,28(2):315.
[3]王芬,何華亮.張發(fā)榮運(yùn)用葛根芩連湯治療糖尿病經(jīng)驗(yàn)[J].中醫(yī)雜志,2005,46(2):103。.
[4]宋麗軍,譚曉梅,羅佳波. 多成分可定性的葛根芩連湯的HPLC圖譜解析[J].中藥材,2010,33(11):1 791 -1 794.
[5]柳航.葛根化學(xué)成分的研究[D].沈陽:沈陽藥科大學(xué),2009:3.
[6]尹麗紅,李艷楓,孟繁琳.葛根的化學(xué)成分、藥理作用和臨床應(yīng)用[J].黑龍江醫(yī)藥,2010,23(3):371 -373.
[7]唐杰芳,任婷婷.中藥黃芩的研究進(jìn)展[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,(4):128 -132.
[8]徐玉田.黃芩的化學(xué)成分及現(xiàn)代藥理作用研究進(jìn)展[J].光明中醫(yī),2010,25(3):544 -545.
[9]沈曉慶,降雪,賈天柱.黃連的研究進(jìn)展[C].貴州:中國中醫(yī)藥學(xué)會(huì)中藥炮制分會(huì)2011 年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集,2011:576 -579.
[10]陶晡,劉曉清,屈振剛.甘草化學(xué)成分研究進(jìn)展[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,13(3):77 -79.
[11]吳宗耀,牛李義,梁喜愛.甘草化學(xué)成分及藥理作用分析[J].河南中醫(yī),2010,30(12):1 235 -1 236.
[12]陳灝珠,林果為.實(shí)用內(nèi)科學(xué)第13 版上冊[M].北京:人民衛(wèi)生出版社2009:1 023 - 1 024.
[13]歐陽禮枝.小檗堿改善胰島素抵抗大鼠糖代謝紊亂的分子機(jī)制[D].武漢:華中科技大學(xué),2007:4.
[14]時(shí)麗麗.丹酚酸A、黃連堿對糖代謝的作用及機(jī)制研究[D].北京:北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院,2011:2.
[15]Kahn SE,Hull R,Utzschneider KM. Mechanisms linking obesity to insulin resistance and type 2 diabetes[J]. Nature,2006,444(7121):840 -846.
[16]陳瑞平,陳瑞戰(zhàn),皮子鳳,等. 葛根芩連湯對糖尿病小鼠降血糖機(jī)制的研究[A]. 黑龍江:Proceeding of 2010 first international conference on cellular,molecular biology,biophysics and bioengineering(Voiume)[C].2010:103 -106.
[17]趙瑛,李文亭,孟曉紅,等. 葛根芩連湯與其有效部位群對代謝綜合征大鼠作用的比較[J].中藥藥理與臨床,2009,25(4):7 -10.
[18]孫衛(wèi),鄭學(xué)芝,崔榮軍,等. 葛根素對2 型糖尿病大鼠脂代謝及脂肪酸分化相關(guān)蛋白基因表達(dá)的影響[J]. 醫(yī)學(xué)導(dǎo)報(bào),2008,11(7):1 161 -1 163.
[19]王立琴,張潔,冷萍.黃連素對實(shí)驗(yàn)性2 型糖尿病小鼠脂代謝異常的影響[J]. 中西醫(yī)結(jié)合心腦血管雜志,2003,1(8):467 -468.
[20]Aoki F,Honda S,Kishida H. Suppression by Licorice flavonoids of abdominal fat accumulation and body weight gain in high -fat diet-induced obese C57BL/6J mice[J]. Biosci biotechnol biochem,2007,71(1):206 -214.
[21]謝利芳,許志華,郭凱霞.2 型糖尿病胰島素抵抗研究進(jìn)展[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2010,10(15):3 664 -3 670.
[22]潘競鏘,韓超,劉惠純,等. 葛根芩連湯降血糖作用的實(shí)驗(yàn)研究[J].中國新藥雜志,2000,9(3):167 -170.
[23]潘競鏘,肖柳英,韓超,等. 葛根芩連湯拮抗D -半乳糖誘導(dǎo)大鼠糖耐量減退作用[J].廣東藥學(xué),2004,14(1):31 -33.
[24]劉志霞. 雙益降糖方對2 型糖尿病大鼠的作用及其機(jī)制初探[D].河北:河北聯(lián)合大學(xué),2011:2.
[25]王慧蓮,王琦,尹春梅.大黃素和小檗堿改善HepG2 細(xì)胞胰島素抵抗的機(jī)制研究[J]. 中國病理生理雜志,2009,25(10):2 044-2 046,2 049.
[26]郝玉美,劉紅琪.苦瓜、黃芪、黃芩苷對2 型糖尿病大鼠模型胰島素抵抗的影響[J].遼寧中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2007,9(5):6 -7.
[27]楊月蓮,梁瑜禎.氧化應(yīng)激與2 型糖尿?。跩]. 醫(yī)學(xué)綜述,2008,14(3):429 -451.
[28]Waisundara VY,Siu SY,Hsu A et al. Baicalin upregulates the genetic expression of antioxidant enzymes in Type-2 diabetic Goto-Kakizaki rats[J].Life Sciences,2011,88,23 -24:1 016 -1 025.
[29]賀建榮,張琰,程建峰,等. 黃芪總黃酮,黃芪多糖,甘草次酸及阿魏酸清除氧自由基作用的研究[J]. 中國美容醫(yī)學(xué),2001,10(3):191 -193.
[30]郭研,周傳偉,許健.葛根素對糖尿病大鼠腎臟非酶糖基化和氧化應(yīng)激的抑制作用[J].江蘇醫(yī)藥雜志,2003,29(9):669 -671.
[31]吳澤成,劉慎微,尹超.黃芩素對2 型糖尿病大鼠腎組織氧化應(yīng)激的影響及其作用機(jī)制[J]. 實(shí)用醫(yī)學(xué)雜志,2009,25(10):1 566 -1 570.
[32]趙海燕,楊少娟,馬永平,等.甘草黃酮對2 型糖尿病大鼠抗氧化能力的影響[J].中國現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志,2011,21(35):4 359 -4 362.