0 引言
芦丁在自然界中广泛存在,传统提取方法往往提取率低、提取时间长,科研人员不断改进技术使提取工艺愈发成熟,为大规模生产提供了保障。芦丁作为一种天然产物,具有很强的药理活性,在药物开发上受到了科研界的重视。
糖尿病(diabetes mellitus,DM)作为一种慢性病,主要以胰岛素分泌不足或胰岛素抵抗为特征,临床表现为高血糖和其他多种并发症。芦丁具有降糖、降脂、抗氧化、抗炎及清除自由基等作用,可改善糖尿病患者的代谢及器官损伤。近年来,芦丁越来越多地被用于治疗糖尿病及其并发症的研究,本文主要对芦丁治疗糖尿病及其并发症的相关研究展开综述,为芦丁治疗糖尿病及其并发症提供依据。
1 芦丁抗糖尿病并发症
1.1 糖尿病肾病
糖尿病肾病(diabetic nephropathy,DN)作为糖尿病最常见的并发症之一,是糖尿病患者死亡的重要原因。细胞转化生长因子(TGF)-β1可以使肾小球系膜细胞肥大和细胞外基质增多,芦丁干预后,(TGF)-β1 mRNA明显减少,可延缓肾小球硬化进程。此外,高血糖会影响多元醇代谢通路,导致细胞结构被破坏。芦丁可以通过抑制此通路中的关键酶—醛糖还原酶的活性,改善DN的病理状态。芦丁可以降低血清中血管紧张素II(Ang II)、血管内皮生长因子(VEGF)的水平,改善肾小球的滤过功能,减轻肾脏纤维化,延缓DN进程。芦丁还可发挥抑制自由基通路及抗脂质过氧化的作用,缓解机体的氧化应激和脂代谢紊乱,以此来防治DN。应用芦丁后,糖尿病小鼠的血肌酐和尿素氮的水平也会在一定范围内降低,表明芦丁可以减轻肾脏的损害程度,对DN有治疗作用。
1.2 糖尿病中枢神经病变
糖尿病主要造成脑组织的结构和功能改变,导致认知功能出现障碍,并伴有学习记忆能力下降,严重时甚至可发展为痴呆。糖尿病的中枢神经病变的机制与氧化应激密切相关。芦丁改善认知功能的作用可能主要与核因子E2相关因子2(Nrf2)在应激状态下激活抗氧化酶基因有关,借此增强机体的抗氧化能力。屈昌会以链脲佐菌素(STZ)诱导的大鼠为实验对象进行研究,结果表明糖尿病曲克芦丁组的血红素氧合酶-1的mRNA和蛋白表达水平均较糖尿病对照组和糖尿病盐水组有所上升。李红岩和康亚兴等用同样的方法分别对STZ大鼠的GCLM、GCLC和NQO1的表达进行测定,结果发现这些表达均明显升高,超氧化物歧化酶(SOD)活力明显升高,过氧化脂质(MDA)生成明显减少。这些结果均表明曲克芦丁可以改善糖尿病大鼠的氧化应激,保护中枢神经系统,改善认知障碍。
1.3 糖尿病心肌病
糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy,DCM)是指继发于糖尿病的心肌疾病,主要病理表现为心肌肥厚及心肌纤维化。Rho/ROCK通路在多种纤维化、硬化性病中均有参与,可以被组织转谷氨酰胺酶(tTG)激活。李晓华等对4组的心肌细胞进行观察,发现芦丁组可降低高糖诱导的心肌细胞中的tTG蛋白及mRNA的表达,减轻心肌的纤维化程度。冀晓茹等对1型糖尿病小鼠的心肌组织病理切片进行观察,发现经芦丁治疗后,小鼠心肌细胞的萎缩和坏死的症状有所减轻,血清心肌酶活性较模型组降低,表明芦丁可以对DCM的心肌损伤起到一定的保护作用。
1.4 糖尿病肝病
肝脏是机体进行糖代谢的重要器官,糖尿病长期的高血糖状态可以对肝脏造成慢性损伤。正常肝脏的肝小叶结构清晰、肝细胞排列整齐、胞质均匀,仅可见少量的胶原纤维。糖尿病肝病的肝脏在镜下可见肝细胞肿胀,胞浆内含大量脂滴,并出现线粒体及内质网形态的改变、胶原纤维大量增生。芦丁可以改善2型糖尿病肝脏的病理状况、明显降低血糖,这提示芦丁可以延缓脂肪肝、肝纤维化及肝硬化的进程。在降脂方面,芦丁可以降低甘油三酯和低密度脂蛋白的含量,并可在一定程度上逆转线粒体结构的病理改变,改善肝脏的脂肪变性和纤维化。
2 芦丁对糖尿病的治疗机制
2.1 抑制氧化应激
氧化应激指机体活性氧和活性氮的产生量与清除量之间的失衡,导致氧化产物的堆积,对机体细胞及生物大分子物质造成损伤。氧化应激可损坏胰岛β细胞及诱导胰岛素抵抗,是2型糖尿病发病的主要机制。王兰等给大鼠注射小剂量STZ来建立T2DM大鼠模型,发现芦丁可以大幅提高糖尿病大鼠体内SOD活力,降低MDA含量,缓解氧化应激,对糖尿病大鼠进行保护。郝慧慧等发现芦丁给药后的STZ大鼠谷胱甘肽过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性、总抗氧化能力均较模型组提高,提示芦丁具有抗氧化能力,可以减轻细胞膜的损伤程度。
2.2 影响糖脂代谢
糖脂代谢紊乱是糖尿病的主要特征之一。对用高脂高热量饮食加小剂量STZ诱导的T2DM大鼠,荞麦花叶芦丁可以显著降低甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇、血浆总胆固醇和MDA的含量,并且使胞浆中脂滴数目、线粒体空化及纤维化减少,这些形态学指标也提示芦丁可以恢复线粒体功能,改善脂代谢。此外,芦丁还可以剂量依赖性地降低糖尿病大鼠的血糖。
2.3 改善胰岛素抵抗
胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)是糖尿病发生发展的重要病理生理学基础。潘静芳等用芦丁治疗四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠,用药组较模型组的胰岛素敏感指数、血清胰岛素含量和糖耐量均明显升高,表明芦丁可以改善胰岛素抵抗。芦丁可以解除自由基对胰岛β细胞的损害作用,促进胰岛β细胞的修复与再生,提高机体对胰岛素的敏感程度,减轻胰岛素抵抗。肿瘤坏死因子α(TNF-α)也可能是诱发胰岛素抵抗的一个因素,高血糖可以使TNF-α含量升高。芦丁可以调节糖尿病大鼠的胰岛素及TNF-α的含量,改善胰岛素抵抗。
2.4 抗炎作用
炎症因子广泛参与了糖尿病及并发症的发生发展过程。TNF-α、白介素6(IL-6)等炎症因子不仅会对血管内皮造成损伤,还会影响胰岛的功能。李光民等将大鼠分为正常组、糖尿病模型组、芦丁高中低剂量组及罗格列酮阳性药物对照组,进行TNF-α蛋白表达的检测,结果表明芦丁可以降低TNF-α蛋白的表达。芦丁组的大鼠肝脏形态得到改善,表明芦丁可以通过减少炎症因子的数量进而改善糖尿病的病理状态,具有一定抗炎作用。
3 结语
糖尿病及各种并发症的发病机制尚未明确,其治疗药物的研发前景广阔。在药物研发时,不仅要考虑药物对糖尿病及其并发症的治疗作用,也要考虑药物对靶器官的副作用,而目前尚未研发出非常理想的药物。芦丁以其低副作用、来源广泛、天然成分等优点受到了人们的青睐,在针对糖尿病、静脉病、脑血管及镇痛等方面均表现出了良好的疗效。芦丁在进行动物实验时已经表现出了治疗糖尿病的作用,但芦丁作为药物应用于临床还需开展更多研究。
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收稿日期:2018-10-16
作者简介:孟徐兵(1996-),女,河北唐山人,华北理工大学学生,研究方向:中药单体治疗糖尿病。
基金项目:国家级大学生创新创业训练计划项目(编号:201710081009)。