摘要:刺梨是蔷薇科植物缫丝花的果实,富含多糖、有机酸、黄酮、多酚、三萜以及维生素等活性成分。本文对刺梨及其活性成分治疗代谢综合征的药理作用与机制的研究进行综述,发现刺梨及其活性成分在降血糖、降血脂上具有良好治疗效果,但在治疗肥胖和高血压的效果和机制方面有待进一步研究。
代谢综合征(metabolic syndrome, MS)是一种合并有高血压以及葡萄糖与脂代谢异常的综合征,伴有血糖异常、低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol, LDL-C)升高、高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol, HDL-C)降低、肥胖(尤其是中央体脂肪)和高血压等一系列症状[1]。
刺梨为蔷薇科植物缫丝花(Rosa roxburghii Tratt)的果实,是传统中药,用于消食健脾、收敛止泻。《本草纲目拾遗》记载刺梨“味甘而酸涩”“食之已闷消积滞”[2]。刺梨广泛生长在暖温带和亚热带地区,在我国主要分布在云贵川三省。现代药理学研究发现,刺梨具有抗衰老、抗动脉粥样硬化,调节糖脂代谢、防癌抗癌、提高免疫力等作用[3]。本文综述刺梨治疗糖脂代谢紊乱、肥胖、高血压等病症的作用与机制,为下一步研究提供理论依据。
1、刺梨的化学和功能特征
1.1 刺梨的化学成分
刺梨中有多种活性成分,如刺梨多糖、有机酸类、黄酮、多酚、维生素、三萜类以及SOD等。刺梨有机酸类主要是苹果酸、草酸、乳酸、琥珀酸、柠檬酸和酒石酸等,是中药发挥其药效的重要成分。刺梨多酚种类众多,主要为原花青素B1、原花青素B2、原花青素B3、鱼腥草素-(4a.8)-儿茶素和鞣花酸[4]。吴翔等[5]检测出刺梨含有维生素C、维生素E、维生素B1、维生素B、维生素P、胡萝卜素、维生素K1,其中维生素C是苹果、香蕉含量的数百倍。刺梨含有多种三萜类化合物例如刺梨苷、五环三萜脂苷、蔷薇酸、委陵菜酸、刺梨酸、野蔷薇苷等[6]。此外,刺梨鲜果中还含有SOD(2140 U/g)。
1.2 营养价值与医疗价值
刺梨果实兼具营养和医疗价值。古书中记载了刺梨根和叶的传统功效,如刺梨叶性苦、凉,入肺经,可治疗疥、痈、金疮,还可以治小儿热疮[7]。苗医体系中用刺梨治疗积食和腹泻已有超过320年的历史。2004年,刺梨被卫生部收录为新资源食品[8]。2013年,刺梨提取物被国家食药监督管理总局批准为化妆品原料[9]。刺梨具有“三王水果”的美誉,其黄酮含量是红枣的三倍,SOD的含量是菠菜的23.5倍[7]。刺梨及其活性成分具有解毒、抗氧化、抗动脉粥样硬化、抗肿瘤、治疗高血糖高血脂、以及防治高血压的医疗价值。此外刺梨还有镇静、治疗失眠的作用,治疗失眠有效率达88.2%,同时有较好的解酒和提高雄性小鼠生育能力等作用[10]。
2、调节糖脂代谢
2.1 降血糖
糖尿病是因胰岛素绝对或相对分泌不足或胰岛素利用障碍引起的碳水化合物、蛋白质、脂肪代谢紊乱性疾病,以高血糖为主要标志。糖尿病分为4种类型,即1型糖尿病、2型糖尿病、妊娠型糖尿病以及其他类型糖尿病,其中1型糖尿病患者占5%~10%,多发生在儿童和青少年阶段,2型糖尿病占95%以上,大多是由于人们不良生活方式所导致。
刺梨汁可以通过促进胰岛素分泌以及肝糖原合成,降低1型糖尿病小鼠的空腹血糖,并抑制糖尿病模型小鼠体重下降,同时明显改善多饮多食症状[11]。胰岛素信号通路的主要蛋白是磷脂酞肌醇3-激酶(phosphatidylin-ositol-3-kinase, PI3K)和蛋白激酶B(protein kinases B,PKB)。研究发现当体内血糖浓度升高时激活PI3K蛋白,同时介导PKB mRNA表达并在磷酸化后诱导葡萄糖转运蛋白2(glucose transporter 2,GLUT2)和 GLUT4表达上调,在细胞膜上形成葡萄糖通道,从而促进细胞吸收葡萄糖[12,13]。刺梨果酒能显著上调PI3K/PKB mRNA,GLUT2 mRNA以及GLUT4 mRNA的表达量,从而改善1型糖尿病[14]。
α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶是促进淀粉消化吸收,调节餐后血糖的关键酶。刺梨多糖能够显著抑制α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的活性[15]。刺梨多糖和刺梨不溶性膳食纤维可以协同作用,改善糖尿病小鼠对糖的代谢功能,显著降低糖尿病小鼠血糖水平[16]。副干酪乳杆菌(lactobacillus paracasei)SR10-1的菌悬液与胞外分泌物可以显著抑制α-葡萄糖苷酶的活性,从而降低血糖含量。利用SR10-1与发酵乳杆菌GZSC-1两种乳酸菌对刺梨汁进行发酵,发现增加了膳食纤维或胞外多糖的含量,从而提高了吸附葡萄糖的能力[17]。刺梨冻干粉、总多糖、总黄酮均可以显著降低2型糖尿病小鼠空腹血糖,改善糖耐量,增加葡萄糖激酶活性,促进肝糖原合成[18]。
总之,刺梨及其活性成分可以通过促进胰岛素分泌,促进肝糖原合成,调节胰岛素信号通路等多种方式发挥降血糖的功效,对预防和治疗1型、2型糖尿病具有重大意义。
2.2 降血脂
高脂血症是引发动脉粥样硬化的主要危险因素,控制血脂水平,减少高血脂症的发生,是预防心血管疾病的重要策略。近几年来,有多项研究表明刺梨果汁或刺梨提取物干预后可调节高脂血症大鼠和小鼠的甘油三酯、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇的水平,有效改善血脂异常,降低心脑血管病变的发病率[19,20]。
刺梨水醇提取物可显著降低高脂血症大鼠的体重及血清和肝脏脂质水平,提高抗氧化酶、脂蛋白脂肪酶和肝脂肪酶的活性,下调甾醇调节元件结合蛋白1c和乙酰辅酶A羧化酶的mRNA和蛋白表达量,上调过氧化物酶体增殖物激活受体以及肝组织中的低密度脂蛋白受体[20]。刺梨多糖提取物提升高脂血症小鼠结肠组织的总抗氧化能力,增强谷胱甘肽过氧化物酶以及过氧化氢酶的活性,降低丙二醛(malondialdehyde, MDA)的水平,同时减少血清中脂多糖和促炎细胞因子白介素6(interleukin 6,IL-6)、白介素1β(interleukin 1-β,IL-1β),肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor, TNF-α)的含量,抑制Toll样受体4(toll-like receptor 4,TLR4)、核因子-κB(nuclear factor-kappar B,NF-κB)炎症信号通路,从而改善高脂血症小鼠肠黏膜屏障的紊乱,平衡小鼠肠道菌群的失调[19]。
刺梨汁和刺梨果渣悬浮液可以显著降低高血脂小鼠血清中总胆固醇(total cholesterol, TC)、甘油三酯(triglyceride, TG)的含量,并显著升高HDL-C的含量,从而缓解高血脂症状[21]。冯丹丹等[17]发现刺梨汁经乳酸菌发酵后能够显著抑制胰脂肪酶的活性,提高胆酸盐结合能力以及结合胆固醇胶束。此外,陈萍等[22]也发现刺梨饮料可以逆转高血脂症TC、TG、LDL-C含量升高和HDL-C含量降低,调节血脂平衡。
综上所述,刺梨通过调节肝脏中脂代谢相关酶的活性以及相关蛋白的表达,以及改善肠道环境,从而降低血清TC、TG以及LDL-C 水平,提升HDL-C,最终发挥降血脂的功效。
3、治疗肥胖症
许多研究[23,24]表明,肥胖与动脉粥样硬化、心血管疾病、炎症性肠病、高脂血症、非酒精性脂肪性肝病等多种慢性疾病有关。机体质量决定于能量的摄取和消耗之间的动态平衡,当机体消耗的能量少于摄取的能量时,过多的能量就会转换成脂肪储存在脂肪组织中,形成肥胖。
3.1 刺梨醇提物通过减轻瘦素抵抗治疗肥胖及肥胖相关并发症
瘦素是人体内一种循环激素,由脂肪组织分泌,具有调节能量代谢、抑制中枢神经系统摄食行为等作用。正常情况下,机体脂肪含量增加会促进瘦素的释放来抑制中枢神经系统摄食行为,但肥胖人群血液中瘦素含量远高于正常人群,却依旧没有改善肥胖症状,肥胖人群利用瘦素效价降低的现象被称为“瘦素抵抗”[25]。隋怡等[26]发现预防性给与刺梨醇提物后,能显著降低食源性肥胖小鼠体重,减少血清瘦素含量,改善瘦素抵抗。
3.2 刺梨果醋通过调节肠道微生物群干预肥胖及相关并发症
肠道菌群及其代谢物与肥胖和2型糖尿病的发生有着紧密的联系。富含多酚类、有机酸类和萜类等生物活性成分的食物对肠道微生物有重要影响,可能减轻肥胖及相关代谢综合征。高脂肪饮食引起的肥胖会破坏肠道微生物群平衡,引发血脂异常、脂肪变性和肝脏炎症等综合征。越来越多的研究证实了肥胖与肠道菌群失衡之间的因果关系。因此,调节肠道菌群平衡以对抗肥胖及其相关并发症是一种新的潜在治疗方法。Li等[27]研究了刺梨果醋对高脂饮食小鼠肥胖、血脂异常和肠道菌群紊乱的影响,发现刺梨果醋可显著抑制小鼠体重增加,改善高脂饮食肥胖小鼠肠道菌群结构与多样性。促进肥胖小鼠血脂异常的主要细菌是厚壁菌门,而起缓解作用的主要是拟杆菌门。与模型组相比,刺梨果醋处理后厚壁菌门与拟杆菌门之比至少降低了15.75%。
综上所述,刺梨果醋通过调节小鼠肠道微生物群,在高脂饮食小鼠肥胖及相关并发症的干预中发挥了重要作用。
4、刺梨多酚对高血压的影响
高血压是由动脉压持续升高造成的心血管疾病,据统计全球范围内高血压患者约有11.3亿人次,其中80%的患者因为不重视而未得到妥善管理和及时治疗[28]。研究显示三分之一的高血压患者都伴有代谢综合征[29]。刺梨多酚具有降血糖、降血脂、解酒护肝以及抗氧化等作用,同时还具有降低血压的作用。高血压可以导致心肌肥大引起心脏重量增加[30],以及肾素-血管紧张素-醛固酮系统(renin angiotensin aldosterone system, RAAS)的组成成分血管紧张素(angiotensin Ⅱ,AngⅡ)、肾素和醛固酮(aldosterone, ALD)的水平上升[31]。此外一氧化氮(nitric oxide, NO)的缺乏和内皮素-1(endothelin-1,ET-1)含量的上升也会导致高血压[32]。徐青等[33]研究刺梨多酚对高血压小鼠的治疗作用,结果显示,刺梨多酚能显著降低高血压小鼠的血压以及ET-1的含量,升高NO的含量,从而改善NO缺乏以及缓解与ET-1相关的内皮功能障碍;此外,刺梨多酚可以降低AngⅡ、肾素和ALD水平,也能显著改善高血压小鼠肾脏和肝脏中 SOD、MDA、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase, GSH-PX)水平,减轻高血压小鼠氧化应激反应。
综上所述,刺梨多酚可以通过提高NO的含量,降低ET-1的水平,从而改善内皮功能障碍、抑制RAAS过度激活以及减轻高血压小鼠氧化应激反应来治疗高血压。
5、结语
古代医书中记载刺梨具有很好的中医疗效,被广泛用于中药药方[7]。现代研究表明刺梨具有极高的营养价值和医疗价值,其体内的活性成分刺梨多糖、黄酮、多酚、维生素等,具有治疗糖尿病、高血脂、高血压的功效[10]。近年来越来越多的人因为不良的生活方式导致机体糖脂代谢紊乱,患上了糖脂代谢相关疾病,如糖尿病和高血脂症等,从而也引起了肥胖、高血压等相关疾病的发生。这些疾病对患者的身体健康造成了严重的影响。从已取得的研究进展来看,刺梨对高血糖、高血脂具有明显的治疗效果,但在治疗肥胖和高血压方面的研究较少,有待进一步研究其作用机制。此外,刺梨治疗代谢综合征的研究大部分局限于刺梨产品,如刺梨汁、刺梨发酵液、刺梨饮料、刺梨醇提物等,其发挥活性的物质基础研究较少。深入研究刺梨中发挥代谢调节作用的化合物的组成与结构及其活性的量效关系,有利于促进刺梨在治疗代谢综合征方面的研究与应用。
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基金资助:湖北科技学院糖尿病心脑血管病变重点实验室糖尿病专项基金(2022TNB06);湖北科技学院校内博士科研启动项目(BK202332);
文章来源:程文敬,万哲,莫启贵.刺梨治疗代谢综合征的研究进展[J].湖北科技学院学报(医学版),2024,38(02):176-179.
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