畢新穎， 王建南， 姜玲玲， 石 蕓

(河北醫(yī)科大學(xué) 生物化學(xué)與分子生物學(xué)研究室， 石家莊 050017)

南瓜是葫蘆科植物南瓜的果實(shí)，營(yíng)養(yǎng)全面，具有多種保健和藥用價(jià)值。南瓜多糖是南瓜中重要的活性成分，是公認(rèn)的降糖物質(zhì)。近年的研究發(fā)現(xiàn)，南瓜多糖不僅有明顯降糖作用，在降血脂、抗氧化、抗腫瘤及免疫增強(qiáng)等方面也有明顯功效，表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景[1]。本文就南瓜多糖的多重生理效應(yīng)作一綜述，為其進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 南瓜多糖的性質(zhì)和組成

從南瓜中提純得到的南瓜多糖，粗品為淺黃色，純品為白色，呈粉末狀。易溶于水，不易溶于乙醇、丙酮等有機(jī)溶劑。

南瓜多糖的分子量、組成以及各組成成分的含量，用不同的方法進(jìn)行檢測(cè)，所得結(jié)果并不一致。用聚丙烯酰胺凝膠電泳法測(cè)定南瓜多糖的分子量為1.6×104Da, 而用高效液相色譜法測(cè)得其分子量為1.15×105Da[2]。用紙層析法測(cè)定南瓜多糖中單糖的種類(lèi)發(fā)現(xiàn)，構(gòu)成南瓜多糖的單糖包括半乳糖、葡萄糖、阿拉伯糖、木糖和葡萄糖醛酸, 薄層掃描顯示此5種單糖峰面積的比值為15.09∶40.18∶10.73∶6.56∶26.44, 摩爾比為6∶3∶2∶1∶3；而用高效毛細(xì)管電泳法測(cè)得其單糖種類(lèi)為葡萄糖、葡萄糖醛酸、半乳糖、果膠糖、木糖和鼠李糖，摩爾比為21.7∶18.9∶11.5∶9.8∶4.4∶2.8[3]。

南瓜多糖純品的水溶液與茚三酮和氨基黑10B反應(yīng)呈陰性，說(shuō)明其中不含蛋白質(zhì)和氨基酸成分[4]。

2 南瓜多糖的降血糖作用

2.1 南瓜多糖的降糖作用

南瓜多糖對(duì)糖尿病動(dòng)物模型有明顯的降糖作用[5-7]。用四氧嘧啶(alloxan，ALX)選擇性破壞胰島β細(xì)胞誘導(dǎo)的糖尿病大鼠為模型，測(cè)定腹腔注射180 mg/kg和360 mg/kg南瓜多糖14 d后的血糖值。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，注射南瓜多糖后，大鼠的空腹血糖明顯下降[8]。大劑量鏈脲佐菌素(streptozotocin，STZ)誘導(dǎo)的糖尿病大鼠也發(fā)現(xiàn)，用南瓜多糖腹腔注射8周后，大鼠血糖也明顯下降[9]。

南瓜多糖的劑量影響其降糖效果。給予ALX誘導(dǎo)的糖尿病小鼠不同劑量的南瓜多糖，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，用高劑量(400 mg/kg)的南瓜多糖灌胃10 d后，與對(duì)照組及低劑量(200 mg/kg)組相比，小鼠血糖降低更明顯[10]。同樣，ALX誘導(dǎo)的糖尿病小鼠給予南瓜多糖灌胃處理，每天灌胃1次，持續(xù)灌胃2周，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，不同劑量的南瓜多糖均使血糖明顯降低，而中劑量組效果最好[11]。由此提示，南瓜多糖的降糖效果在一定范圍內(nèi)呈現(xiàn)劑量依賴(lài)性。

在臨床研究中，石楊等選取了50例2型糖尿病病人對(duì)南瓜多糖的臨床效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)，其中30例為治療組，服用南瓜多糖顆粒劑；20例為對(duì)照組，口服消渴丸。通過(guò)兩組治療前后空腹血糖、2 h餐后血糖、24 h尿糖定量的比較，發(fā)現(xiàn)治療4周后治療組療效較好，2組比較南瓜多糖顆粒劑治療糖尿病優(yōu)于消渴丸[12]。

雖然不同研究中，所用南瓜多糖的劑量，處理時(shí)間以及給予方式不盡相同，但這些實(shí)驗(yàn)均提示，南瓜多糖具有一定的降糖作用。

2.2 南瓜多糖的降糖機(jī)制

1)調(diào)節(jié)胰島素和胰高血糖素的分泌。胰島素和胰高血糖素是影響動(dòng)物血糖的主要激素，它們含量的變化可能是導(dǎo)致血糖變化的直接原因[13]。有研究證實(shí)，給予糖尿病模型鼠南瓜多糖后，用放免法檢測(cè)血清胰島素和胰高血糖素的含量，與對(duì)照組相比，糖尿病鼠胰島素含量和胰島素抵抗指數(shù)顯著下降，胰高血糖素含量顯著升高；給予南瓜多糖后，糖尿病鼠血胰島素含量增加、胰高血糖素降低[9, 14, 15]。表明南瓜多糖可能通過(guò)增加血胰島素和降低胰高血糖素的水平來(lái)降低血糖。

胰島β細(xì)胞維持正常的胰島素分泌與PDX-1基因的正常表達(dá)有關(guān)[16]。PDX-1是胰島內(nèi)分泌細(xì)胞群發(fā)育的主控基因，又稱(chēng)胰島素啟動(dòng)因子1、胰島十二指腸同源盒基因1、生長(zhǎng)抑素活化因子1、胰島素上游因子1等，是由Hox樣同源基因編碼的在胰島細(xì)胞特異性表達(dá)的轉(zhuǎn)錄激活因子。長(zhǎng)期高血脂、高血糖會(huì)下調(diào)PDX-1的表達(dá)水平，從而減少胰島素分泌，加重糖脂代謝紊亂[16]。南瓜多糖對(duì)PDX-1基因的表達(dá)有調(diào)節(jié)作用。2型糖尿病大鼠給予南瓜多糖后，用PCR技術(shù)檢測(cè)大鼠胰腺PDX-1的表達(dá)發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，糖尿病大鼠胰腺PDX-l mRNA表達(dá)量顯著降低；給予南瓜多糖后，PDX-l mRNA表達(dá)上調(diào)，尤以南瓜多糖高劑量組上調(diào)最明顯[17]。表明南瓜多糖可能通過(guò)上調(diào)PDX-1的表達(dá)來(lái)促進(jìn)胰島素分泌，從而降低血糖。

2)修復(fù)胰島細(xì)胞，改善胰島細(xì)胞凋亡。用ALX誘導(dǎo)的糖尿病家兔模型，甲醛固定胰尾后用堿性品紅和桔黃G-亮綠染色發(fā)現(xiàn)，胰島變小，β細(xì)胞內(nèi)顆粒脫失，呈現(xiàn)空泡樣變，細(xì)胞破壞嚴(yán)重；給予南瓜多糖飼喂后，胰島恢復(fù)正常大小，β細(xì)胞未見(jiàn)空泡樣變，胞漿內(nèi)紫紅色顆粒明顯增多[18, 19]。表明南瓜多糖可以在一定程度上恢復(fù)ALX造成的胰島損傷，保持胰島β細(xì)胞的結(jié)構(gòu)完整。

細(xì)胞凋亡是糖尿病胰島β細(xì)胞破壞的主要方式[20]。通過(guò)研究南瓜多糖對(duì)糖尿病大鼠胰島凋亡相關(guān)基因Fas、Fas-L、Bcl-2、Bax表達(dá)的影響，發(fā)現(xiàn)南瓜多糖可以降低糖尿病大鼠胰島組織中Fas及其配體Fas-L蛋白的表達(dá)，降低促凋亡基因Bax的表達(dá)，增加抑凋亡基因Bcl-2的表達(dá)，明顯升高Bcl-2/Bax的比值，改善細(xì)胞凋亡，從而阻止胰島β細(xì)胞受損，保證胰島素的分泌[21]。

3)增加血糖的利用。研究表明，給予適量南瓜多糖后，糖尿病大鼠肝糖原和肌糖原含量增加，可見(jiàn)南瓜多糖促進(jìn)了肝臟和肌肉對(duì)葡萄糖的利用，使肝糖原生成增加而輸出減少，從而降低血糖[22]。

4)減少糖類(lèi)物質(zhì)的吸收。α-葡萄糖苷酶是存在于小腸絨毛細(xì)胞刷狀緣的一種酶，通過(guò)水解α-1, 4糖苷鍵來(lái)促進(jìn)人體對(duì)碳水化合物的消化和吸收。研究發(fā)現(xiàn)，南瓜多糖對(duì)此酶有顯著抑制作用，表明抑制腸道對(duì)糖類(lèi)物質(zhì)的吸收可能也是南瓜多糖降血糖的機(jī)制之一[23]。

3 南瓜多糖的降血脂作用

早期動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)伴高脂血癥的大鼠給予南瓜多糖處理后，血清膽固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白含量較未處理組均明顯降低，而高密度脂蛋白含量明顯高于未處理組。主動(dòng)脈形態(tài)學(xué)觀(guān)察發(fā)現(xiàn)，AS伴高脂血癥大鼠血管壁增厚，內(nèi)膜不光滑，內(nèi)皮細(xì)胞呈連續(xù)性缺失，大量單核細(xì)胞浸潤(rùn)；給予南瓜多糖后，內(nèi)膜光滑, 內(nèi)皮細(xì)胞部分缺失，局部有少量單核細(xì)胞粘附[24]。表明南瓜多糖能調(diào)節(jié)脂代謝紊亂，減輕脂質(zhì)沉積對(duì)動(dòng)脈內(nèi)膜的毒性和損害作用。

南瓜多糖的上述效果與脂聯(lián)素基因的表達(dá)有關(guān)[9]。脂聯(lián)素是脂肪細(xì)胞特異性分泌的一種細(xì)胞因子，通過(guò)與靶細(xì)胞膜上受體結(jié)合來(lái)發(fā)揮作用，最終效應(yīng)是加強(qiáng)細(xì)胞糖異生，減少糖原分解和利用，從而降低胰島素抵抗[25]。劉洪鳳等在對(duì)南瓜多糖對(duì)2型糖尿病大鼠糖脂代謝和脂聯(lián)素基因表達(dá)的影響的研究中，采用高脂高糖飲食加小劑量STZ注射的方法復(fù)制大鼠2型糖尿病模型，證實(shí)南瓜多糖可上調(diào)脂肪組織脂聯(lián)素基因的表達(dá)，降低胰島素抵抗，改善脂代謝紊亂[9]。

4 南瓜多糖的抗氧化作用

目前公認(rèn)，氧化應(yīng)激是糖尿病發(fā)生發(fā)展的機(jī)制之一[26]。脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物丙二醛(malonaldehyde，MDA)含量和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)活性是反映機(jī)體自由基代謝的重要指標(biāo)。MDA含量增加，SOD活性下降，表明脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)增強(qiáng)，機(jī)體清除自由基能力降低[26]。ALX誘導(dǎo)的糖尿病小鼠，其胰腺、肝臟、腎臟和血中MDA含量增加，SOD活性下降；而給予南瓜多糖灌胃后發(fā)現(xiàn)，SOD活性升高，MDA含量降低。表明南瓜多糖可以對(duì)抗氧自由基造成的損傷，從而保護(hù)組織細(xì)胞免遭破壞[11]。一氧化氮(NO)是一種高活性自由基，由一氧化氮合酶(nitricoxide synthase，NOS)催化產(chǎn)生。補(bǔ)充南瓜多糖可降低NOS的活性和NO水平，這表明南瓜多糖能有效改善動(dòng)物體內(nèi)的自由基代謝紊亂，提高機(jī)體的抗氧化功能，減輕氧化損傷[11, 19, 27]。

另有研究發(fā)現(xiàn)，給予南瓜多糖后，AS大鼠血中MDA含量降低，SOD含量升高，表明南瓜多糖的降血脂作用也可能與氧化應(yīng)激有關(guān)，但具體機(jī)制還需要進(jìn)一步證實(shí)。

在體外對(duì)南瓜多糖的抗氧化應(yīng)激作用進(jìn)行研究，支持了上述體內(nèi)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。在鄰二氮菲-金屬鐵離子-H2O2體系中，南瓜多糖對(duì)羥基自由基有一定的清除能力，且隨劑量升高，清除作用加強(qiáng)。用鄰苯酚自氧化法測(cè)得南瓜多糖對(duì)超氧陰離子自由基也有部分清除效果[28, 29]。南瓜多糖的抗氧化效果與提取方法有關(guān)。低溫提取的南瓜多糖自由基清除率顯著高于高溫提取的南瓜多糖，且在濃度增大時(shí)，清除效果更加明顯[30]。水提南瓜多糖對(duì)羥基自由基的清除率高于超聲法提取的南瓜多糖，而復(fù)合酶法與水提法相比，清除效果更好[31]。南瓜多糖分子上均具有還原性的半縮醛羥基，可使具有高度氧化性的自由基還原，從而阻止自由基的連鎖反應(yīng)，這可能是南瓜多糖具有抗氧化作用的主要原因[29]。

5 南瓜多糖抑制腫瘤的作用

小鼠肝癌22(H22)細(xì)胞是最常用的小鼠可移植性腫瘤細(xì)胞之一，廣泛用于小鼠腫瘤模型的制備。給予H22荷瘤小鼠灌胃南瓜多糖，觀(guān)察南瓜多糖對(duì)H22細(xì)胞在荷瘤小鼠模型體內(nèi)的增殖情況，瘤塊重量及紅細(xì)胞免疫吸附腫瘤細(xì)胞能力的影響。從腫瘤細(xì)胞增殖、瘤重、紅細(xì)胞免疫功能多項(xiàng)指標(biāo)的觀(guān)察表明，南瓜多糖可抑制小鼠H22細(xì)胞的增殖，高中低劑量南瓜多糖平均生長(zhǎng)抑制率分別為40.3%、33.7%和28.5%，其中高劑量組接近傳統(tǒng)抗腫瘤藥環(huán)磷酞胺的平均生長(zhǎng)抑制率；南瓜多糖也可降低荷瘤小鼠瘤重，抑瘤率為55.8%，接近抗腫瘤藥安瘤乳的抑瘤率[32]。這些結(jié)果表明南瓜多糖具有一定的抑制腫瘤生長(zhǎng)的作用，同時(shí)，南瓜多糖還可增強(qiáng)紅細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的免疫吸附能力。由此可見(jiàn)，南瓜多糖具有一定的抗腫瘤作用。

6 南瓜多糖增強(qiáng)細(xì)胞免疫的作用

包曉瑋等通過(guò)研究南瓜多糖對(duì)正常小鼠免疫功能調(diào)節(jié)作用的影響，證實(shí)南瓜多糖能明顯增加小鼠胸腺指數(shù)和脾臟指數(shù)．具有細(xì)胞免疫增強(qiáng)作用，同時(shí)，還能明顯增加小鼠腹腔巨噬細(xì)胞吞噬雞紅細(xì)胞百分率和吞噬指數(shù)，有非特異性細(xì)胞免疫增強(qiáng)作用[33]。由此可見(jiàn)，南瓜多糖具有免疫調(diào)節(jié)作用。

7 南瓜多糖的抗疲勞作用

ICR小鼠口服不同劑量南瓜多糖后發(fā)現(xiàn)，15 min游泳測(cè)試后，小鼠血中乳酸和氨的含量以及肌酸激酶的活性均呈劑量依賴(lài)性降低，表明南瓜多糖有明顯的抑制疲勞的作用[34]。

綜上所述，南瓜多糖來(lái)源于南瓜，原料豐富，物美價(jià)廉，且具有多重生理效應(yīng)，有廣闊的開(kāi)發(fā)前景。但有關(guān)南瓜多糖的研究還不深入，很多機(jī)制尚不明確，比如食入的南瓜多糖在消化系統(tǒng)如何被消化和吸收，吸收入血并轉(zhuǎn)運(yùn)到組織細(xì)胞后又以何種形式發(fā)揮作用，南瓜多糖在發(fā)揮作用的過(guò)程中，有哪些分子參與等等，這些問(wèn)題都是南瓜多糖開(kāi)發(fā)利用道路上的絆腳石，需要進(jìn)一步研究與探討。

參考文獻(xiàn):

[1]Fu C L, Huan S, Li Q H. A review on pharmacological activities and utilization technologies of pumpkin [J]. Plant Foods for Human Nutrition, 2006, 61(2):73-80.

[2]張擁軍，徐曉暉，李昌敏，等. 活性南瓜多糖的提取與分析[J]. 食品工業(yè)科技, 2002, 23(11):19-21.

[3]Yang X, Zhao Y, Lv Y. Chemical composition and antioxidant activity of an acidic polysaccharide extracted fromCucurbitamoschataDuchesne ex Poiret [J]. J Agric Food Chem, 2007, 55(12):4684-4690.

[4]Huang G, Chen Y, Wang X. Extraction and deproteinization of pumpkin polysaccharide [J]. Int J Food Sci Nutr, 2011, 62(6):568-571.

[5]Adams G G, Imrana S, Sheng W, et al. The hypoglycaemic effect of pumpkins as anti-diabetic and functional medicines [J]. Food Research International, 2011, 44(4):862-867.

[6]張擁軍, 李 佳, 朱麗云, 等. 不同品種的南瓜多糖對(duì)糖尿病小鼠血糖的影響研究[J]. 食品研究與開(kāi)發(fā), 2009, 30(8):5-7.

[7]朱紅艷, 朱 清, 顧錦華, 等. 南瓜多糖降血糖作用的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 南通大學(xué)學(xué)報(bào):醫(yī)學(xué)版, 2005, 25(6):418-419.

[8]朱小蘭, 黃金華. 南瓜多糖對(duì)四氧嘧啶致糖尿病大鼠降糖作用研究[J]. 中國(guó)藥業(yè), 2007, 16(15):19-20.

[9]劉洪鳳, 韓智學(xué), 聶 影. 南瓜多糖對(duì)2型糖尿病大鼠胰島素抵抗及脂聯(lián)素基因表達(dá)的影響[J]. 中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng), 2011, 17(3):63-65.

[10]?；燮? 南瓜多糖的降血糖作用研究[ J ]. 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào), 2007, 13 (19):75-76.

[11]盂志卿, 王 玲. 南瓜多糖對(duì)糖尿病小鼠血糖值、SOD、MDA的影響[J]. 信陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版, 2010, 23(1):75-78.

[12]石 揚(yáng), 熊學(xué)敏, 曹 玨, 等. 南瓜多糖對(duì)血糖調(diào)控及2 型糖尿病療效評(píng)價(jià)[J]. 中南藥學(xué), 2003, 1(5):275-277.

[13]Schaller S, Willmann S, Lippert J, et al. A generic integrated physiologically based whole-body model of the glucose-insulin-glucagon regulatory system [J]. CPT Pharmacometrics Syst Pharmacol, 2013, 14(2):e65.

[14]Li Q H, Fu C L, Rui Y K, et al. Effects of protein-bound polysaccharide isolated from pumpkin on insulin in diabetic rats [J]. Plant Foods Hum Nutr, 2005, 60(1):13-16.

[15]劉麗華, 黃金華. 南瓜多糖對(duì)四氧嘧啶致糖尿病小鼠降糖作用的研究[J]. 中國(guó)傷殘醫(yī)學(xué), 2007, 15(1):27-29.

[16]Yang B T, Dayeh T A, Volkov P A, et al. Increased DNA methylation and decreased expression of PDX-1 in pancreatic islets from patients with type 2 diabetes [J]. Mol Endocrinol, 2012, 26(7):1203-1212.

[17]劉洪鳳, 韓智學(xué), 宋高臣, 等. 南瓜多糖對(duì)2型糖尿病大鼠PDX-1 mRNA表達(dá)的影響[J]. 中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng), 2012, 18(2):64-65.

[18]張擁軍, 孟祥河, 蔣家新, 等. 南瓜多糖對(duì)糖尿病家兔血糖及胰島組織形態(tài)影響的研究[J]. 營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào), 2008, 30(2):211-215.

[19]朱紅艷, 陳 霞, 任亞麗, 等. 南瓜多糖對(duì)鏈脲菌素誘導(dǎo)的大鼠胰島損傷的保護(hù)作用[J]. 中國(guó)醫(yī)院藥學(xué)雜志, 2007, 27(12):1647-1649.

[20]Yang Y H, Johnson J D. Multi-parameter, single-cell, kinetic analysis reveals multiple modes of cell death in primary pancreatic beta-cells [J]. J Cell Sci, 2013, [Epub ahead of print].

[21]朱紅艷, 徐濟(jì)良, 朱 清. 南瓜多糖對(duì)糖尿病大鼠胰島Fas、Fas-L、Bcl-2及Bax表達(dá)的影響[J]. 中國(guó)藥理學(xué)通報(bào), 2009, 25(2):248-251.

[22]張擁軍, 孟祥河, 李 佳, 等. 南瓜多糖對(duì)糖尿病小鼠降血糖作用的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào), 2009, 28(4):492-495.

[23]于斐, 李全宏. 南瓜多糖主要成分對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制作用[J]. 食品科技, 2011, 36(9), 202-206.

[24]湯龍海, 徐濟(jì)良, 楊麗云, 等. 南瓜多糖降血脂抗動(dòng)脈粥樣硬化的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 南通大學(xué)學(xué)報(bào)：醫(yī)學(xué)版, 2006, 26(3):184-185.

[25]Wanders D, Plaisance E P, Judd R L. Lipid-lowering drugs and circulating adiponectin [J]. Vitam Horm, 2012, 90: 341-374.

[26]Matough F A, Budin S B, Hamid Z A, et al. The role of oxidative stress and antioxidants in diabetic complications [J]. Sultan Qaboos Univ Med J, 2012, 12(1): 5-18.

[27]劉 穎. 南瓜多糖對(duì)1型糖尿病大鼠的降糖作用及其機(jī)制探討[D]. 北京：軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院, 2006： 47-50.

[28]Nara K, Yamaguchi A, Maeda N, et al. Antioxidative activity of water soluble polysaccharide in pumpkin fruits (CucurbitamaximaDuchesne) [J]. Biosci Biotechnol Biochem, 2009, 73(6):1416-1418.

[29]柳 紅, 張 靜.不同南瓜多糖體外清除羥基自由基作用的研究[J]. 武漢植物學(xué)研究， 2007, 25(4):356-359.

[30]于 斐, 李全宏. 低溫提取南瓜多糖的理化性質(zhì)及清除DPPH自由基作用[J]. 食品研究與開(kāi)發(fā)， 2011, 32(4):28-31.

[31]Sun J, Yin G Y, Chen L Y, et al. Extraction of pumpkin polysaccharide by complex enzyme method and its antioxidant research [J]. Agricultural Science & Technology, 2010, 11(5):34-37.

[32]王傳棟, 藍(lán) 天, 郭效東, 等. 南瓜多糖抑瘤及增強(qiáng)紅細(xì)胞免疫吸附作用研究[J]. 中國(guó)當(dāng)代醫(yī)藥, 2012, 19(4):17-18.

[33]包曉瑋, 李鳳鳴, 韓海霞, 等. 南瓜及刺山柑多糖對(duì)小鼠免疫功能的影響[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué), 2010, 47(3):508-511.

[34]Wang S Y, Huang W C, Liu C C, et al. Pumpkin (Cucurbitamoschata) fruit extract improves physical fatigue and exercise performance in mice[J]. Molecules, 2012, 17(10):11864-11876.