齊墩果酸和熊果酸的抗糖尿病藥理

1、齊墩果酸和熊果酸的抗糖尿病藥理 中圖分類號:r961文獻標識碼:a文章編號:1006-1533(2010)08-0347-04 齊墩果酸(oleanolic acid,oa)是臨床上常用的保肝藥,而熊果酸(ursolic acid,ua)是oa的同分異構(gòu)體,兩藥分子立體結(jié)構(gòu)十分相似,藥理作用也相似。不少研究發(fā)現(xiàn),oa和ua都有改善糖代謝和脂代謝的作用,是許多蔬菜、水果和中藥所含的幾乎無毒的活性成分,可望開發(fā)成抗代謝綜合征藥物。本文對其抗糖尿病藥理作一綜述。 1 降糖作用 早在1981年,日本的吉川雅之等首先報告山茱萸所含的ua是其降糖活性成分,通過口服給藥能降低鏈脲霉素性糖尿病大鼠血糖和尿糖。

2、1986年,我國王云發(fā)等報道,女貞子中降血糖活性成分為oa,皮下注射oa 50和100mg/kgm,或腹腔注射ua或oa25、50和75ms/kgl,劑量依賴性降低正常小鼠血糖水平,oa在劑量依賴性降低大鼠血糖的同時,也相應地提高血漿胰島素和c-肽水平。皮下注射oa可顯著對抗外源性葡萄糖或腎上腺素引起的小鼠血糖升高,對四氧嘧啶引起的小鼠血糖升高有明顯的預防和治療作用。給四氧嘧啶性糖尿病大鼠灌服oa 100mg/kg,4次/d,療程7d或60和100 mg&g,療程40 d,可明顯降低血糖和升高血清胰島素及肝糖原含量。血糖測定和口服葡萄糖耐量試驗都顯示,oa或ua顯著降低鏈脲霉素性糖尿病大鼠和小

3、鼠血糖,并可提高血清胰島素水平和大鼠體重,也可降低高脂飼料喂養(yǎng)小鼠的血糖和胰島素水平及提高葡萄糖耐量,同時,還可降低高脂飼料喂養(yǎng)的鏈脲霉素性糖尿病小鼠血糖和升高血漿胰島素、c-肽水平。給鹽敏感的胰島素抵抗的遺傳性高血壓大鼠腹腔注射oa或ua 60 mg/kg,療程6 wk,在預防嚴重高血壓出現(xiàn)的同時,血糖分別下降20%和50%”2。可見oa和ua能降低多種高血糖模型動物的血糖,提示其降糖機制的多樣性。 2 抑制和延緩腸道吸收葡萄糖 吉川雅之等在報道ua降血糖作用后發(fā)現(xiàn),oa的一些糖苷化合物(如齊墩果酸3-0-葡糖苷酸、齊墩果酸3-0-b-d-吡喃葡萄糖苷、木鱉子苷i。等)的口服降糖作用明顯強于

4、oa。2000年他們發(fā)表了多年來研究oa糖苷化合物降口服葡萄糖大鼠高血糖機制的綜述”3t,認為oa糖苷主要是通過抑制胃排空,部分是通過抑制小腸刷狀緣的葡萄糖轉(zhuǎn)運,能延緩和減少腸道吸收葡萄糖,產(chǎn)生降血糖作用。而胃排空抑制機制的深入研究揭示,oa糖苷化合物是通過辣椒素敏感的感覺神經(jīng)和中樞神經(jīng),刺激多巴胺產(chǎn)生和(或)釋放,并作用于多巴胺受體習,引起前列腺素釋放,產(chǎn)生胃排空抑制作用。 抑制消化道中碳水化合物消化酶活性,可延緩碳水化合物水解成葡萄糖,也能抑制餐后血糖升高。oa和ua是0c一淀粉酶抑制劑,oa和ua混合物(2:)抑制此酶的ic50(半數(shù)抑制濃度)為2,01 mg/ln4弘m)t14j。oa

5、和ua也抑制c)c一葡萄糖苷酶活性,icso分別為2,88m夕l和3,30 mg/l,明顯強于阿卡波糖的1,08 g/lt”j。國外報道,oa及齊墩果酸甲酯的icso分別為11,2弘m和19,0 l&m1161。 3 保護胰腺b細胞,刺激胰島素表達和分泌 oa和ua在降血糖時往往升高動物血清胰島素和c-肽水平,提示它們有刺激胰島素分泌的作用。離體大鼠胰腺b細胞實驗發(fā)現(xiàn),oa能刺激b細胞大量分泌胰島素,在6,25、12,5、25和50mg/l濃度時,刺激產(chǎn)生的胰島素含量分別為20,25、87,97、1,13和6,38 nr/mg蛋白。這種量效曲線與葡萄糖刺激的量效曲線相似。12,5 mg/l的o

6、a刺激分泌作用與4 mm葡萄糖相當“”。葡萄糖濃度處于基礎水平時,oa急性促分泌作用與甲苯磺丁脲相當;在高濃度葡萄糖刺激時,oa促分泌作用與擬腸促胰島素分泌激素的exendin-4相當;而ca2+和c-amp并不增強oa的作用。0a長時間作用于b細胞可促進胰島素蛋白和mrna表達”。膽堿攝取抑制劑密膽堿或囊泡乙酰膽堿轉(zhuǎn)運抑制劑vesamicol可取消oa的降低血糖,升高血漿胰島素和c-肽水平作用,而膽堿酯酶抑制劑毒扁豆堿可增強oa的這些作用,但不受神經(jīng)節(jié)n-受體阻滯劑影響。臺灣有學者認為,oa通過促進神經(jīng)末梢釋放乙酰膽堿,從而刺激胰腺細胞上的m,受體,促進胰島素釋放pl。但用轉(zhuǎn)基因小鼠的胰島素

7、瘤b7c3細胞(能穩(wěn)定分泌胰島素)體外實驗證實,oa在不抑制b了c3細胞增殖的0,1一o pm濃度卻抑制胰島素分泌25%一29%”。 ua在降低高脂飼料”和高脂飼料+鏈脲霉素性糖尿病大鼠血糖時,都能保護胰腺b細胞免受損傷”“,。給鏈脲霉素損傷胰島引起糖尿病后再移植胰島的小鼠腹腔注射oa 0,5 mg/d,不僅能迅速逆轉(zhuǎn)糖尿病體征,而且能保護移植的胰島免受免疫性傷害:延遲供體特異性抗體生成,抑制前炎性細胞因子如r-千擾素及白介素一2、4和17產(chǎn)生,使移植物中cd4+和cd8+t細胞浸潤減少和延遲,延長移植的胰島壽命達(23 i 3)d。 4 對抗胰島素抵抗,促進組織細胞攝取和利用葡萄糖 韓國學者

8、發(fā)現(xiàn),ua在濃度50 ms0時有擬胰島素作用,濃度在1 moq,時是胰島素增敏劑。用表達人胰島素受體的中國倉鼠卵巢細胞(cho/m)體外實驗顯示,ua增強胰島素受體e亞基酪氨酸磷酸化的活性,也能增加胰島素激活的受體數(shù)量,增強胰島素介導的信號轉(zhuǎn)導(胰島素受體b亞基酪氨酸磷酸化及蛋白激酶b和糖原合酶激酶一3 e磷酸化)以及373-l1脂肪細胞中葡萄糖運載體一4的易位,表明ua能促進各種胰島素受體自動磷酸化p”,產(chǎn)生胰島素的生物效應:ua和oa都能促進肝細-胞”及基礎的和胰島素刺激的l6肌管“,”攝取和利用葡萄糖,顯著提高鏈脲霉素性糖尿病小鼠肝中葡萄糖激酶活性,降低葡萄糖6-磷酸酶活性,升高肝糖原含

9、量”,抑制四氧嘧啶性糖尿病大鼠肝小葉內(nèi)糖原顆粒流失和肝糖原分解”,。當然,ua和oa抑制()c一淀粉酶(糖原酶)”“和肌糖原磷酸化酶”以及保肝作用也能抑制糖原分解,即通過上調(diào)對葡萄糖的利用、糖原儲存和抑制糖原異生,阻滯血糖升高。 蛋白酪氨酸磷酸酶lb是負性調(diào)節(jié)胰島素信號轉(zhuǎn)導通路的關(guān)鍵酶,抑制此酶的負性調(diào)節(jié)作用也可產(chǎn)生胰島素增敏效應。ua和oa是蛋白酪氨酸磷酸酶1b競爭性抑制劑,其中ua的ics0為(3,80,5)llm,它們還能抑制胰島素通路中的其它磷酸酶,如t細胞蛋白酪氨酸磷酸酶和。rp同源性磷酸酶一2,但不抑制白血病抗原相關(guān)性磷酸酶或蛋白酪氨酸磷酸酶一c)l和一s23,24,27。最近有報

10、道8281提到,oa和ua又是選擇性g蛋白偶聯(lián)膽汁酸受 體7gr5激動劑,能調(diào)控糖、脂代謝體內(nèi)平衡穩(wěn)定。oa和ua激動/gr5可以促進胰高血糖素樣肽-i(glp-1)分泌。這也許是它們保護b細胞、刺激胰島素合成和分泌的機制。 5 防治糖尿病并發(fā)癥 高血糖是誘發(fā)各種并發(fā)癥的基本原因。高血糖通過各種病理性生化途徑(如糖代謝紊亂、脂代謝紊亂)損傷大血管和微血管組織,誘發(fā)高血壓、動脈粥樣硬化、缺血心臟病、腎病、視網(wǎng)膜病、神經(jīng)病變等。 高血糖時多元醇通路代謝中的關(guān)鍵限速酶醛糖還原酶被激活,大量催化葡萄糖生成不易透過細胞膜的山梨醇,山梨醇又在山梨醇脫氫酶作用下,大量轉(zhuǎn)化成滲透壓較山梨醇大5倍的果糖,而且果

11、糖對蛋白的非酶糖基化作用高于葡萄糖7,5。10倍,因此山梨醇和果糖的大量生成可引起細胞內(nèi)高滲性損傷和非酶糖基化蛋白性細胞組織成分損傷,是糖尿病并發(fā)癥的生化基礎之一。 喂含0,05%ua高脂飼料,在降高脂飼料鏈脲霉素性糖尿病小鼠血糖的同時,也顯著抑制肝臟醛糖還原酶和山梨醇脫氫酶活性,改善多元醇代謝通路ii真l。給糖尿病小鼠喂含0,05%、0,1%和o,2%oa或ua飼料10wk,在喂養(yǎng)5和lo wk時劑量依賴性降低糖尿病小鼠血糖和腎臟重量,提高血漿胰島素水平和體重,與此相平行,顯著降低腎臟醛糖還原酶mrina表達、醛糖還原酶和山梨醇脫氫酶活性,從而降低腎臟山梨醇和果糖濃度,羧甲基賴氨酸、尿的糖基

12、化白蛋白和白蛋白,糖化血紅蛋白水平,提高糖尿病小鼠腎臟的肌酐清除率”。另外,oa還劑量依賴性(但ua并不是這樣)增強腎臟乙二醛酶活性,上調(diào)乙二醛酶mrna表達并降低腎臟甲基乙二醛水平,也可間接抑制糖基化終產(chǎn)物形成c2”。試管試驗證實,oa和ua濃度依賴性抑制非酶糖基化終產(chǎn)物戊糖苷啶(pentosidine)和羧甲基賴氨酸生成”,。灌服oa 60 m夕此,bid,療程5 wk,顯著增加鏈脲霉素性糖尿病大鼠和非糖尿病大鼠的尿na*排出率(不影響尿流量、r、cl一排出率)和肌酐清除率,并降低血漿肌酐濃度和平均動脈壓l,這些都顯示出對糖尿病腎病的防治作用。 高血糖可通過非酶糖基化產(chǎn)物的形成及自動氧化,

13、促進自由基生成和氧化應激。oa和ua都有抗氧化活性,試管內(nèi)抗非酶氧化活性都高于維生素e,也濃度依賴性清除超氧陰離子和抑制黃嘌呤氧化酶活性po)。50 nm的ua可通過清除活性氧作用,抑制高濃度葡萄糖氧化損傷u937細胞中的dna、線粒體功能和凋亡標志蛋白生成,從而對抗高濃度葡萄糖誘導細胞凋亡p21。整體實驗也證實,oa和ua在降糖尿病大鼠血糖的同時升高超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶活性,降低肝、,腎中的丙二醛水平。 6 結(jié)語 由此可見,oa和ua不僅通過抑制醛糖還原酶和山梨醇脫氫酶活性,阻滯非酶糖基化產(chǎn)物形成,也可通過清除非酶糖基化反應中生成的自由基,防治糖尿病并發(fā)癥。oa和ua也通過抑制()l一葡萄糖苷酶活性,減少胃腸道吸收葡萄糖;通過保護胰腺o細胞,刺激胰島