郭勝男，張莉，吳深濤，劉弘毅

1天津中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科，天津 300380；2天津河?xùn)|盛世眾康醫(yī)院中醫(yī)科；3云南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的提高，全球2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）的患病人數(shù)呈爆炸式增長(zhǎng)，據(jù)預(yù)測(cè)，全世界成年人（20～79歲）的糖尿病(diabetes mellitus，DM)患病率將達(dá)到6.4%，到2030年將增加到7.7%，達(dá)到4.39億成年人。2010—2030年，在發(fā)展中國(guó)家，成年人中DM患者人數(shù)增加了69%，發(fā)達(dá)國(guó)家增加了20%［1］。

胰島素抵抗（insulin resistance，IR）和胰島素分泌受損是T2DM發(fā)生、發(fā)展的病理生理基礎(chǔ)，導(dǎo)致IR的因素很多，如肥胖、高脂血癥、炎癥、氧化應(yīng)激增強(qiáng)、線粒體功能障礙和非酒精性脂肪肝（nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD）等。目前，臨床改善IR的藥物有噻唑烷二酮類(lèi)和雙胍類(lèi)，雖然能夠改善外周組織對(duì)胰島素的敏感性，但副作用大，會(huì)增加體質(zhì)量和導(dǎo)致水腫，嚴(yán)重者會(huì)增加骨折和心衰風(fēng)險(xiǎn)，甚至危及生命。因此，尋找安全、有效、無(wú)毒副作用的改善IR的藥物成為研究者關(guān)注的重點(diǎn)。

目前生物醫(yī)學(xué)研究人員和臨床醫(yī)學(xué)工作者都在尋找維持正常血糖和改善胰島素敏感性的治療方法。中藥治療具有多層次、多途徑、多靶點(diǎn)和多環(huán)節(jié)等特點(diǎn)，在發(fā)病機(jī)制較復(fù)雜的代謝疾病的治療中有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。因此，越來(lái)越多的研究人員把目光聚集在純天然且毒副作用較小的中藥方面。

黃酮類(lèi)化合物是一類(lèi)廣泛存在于自然界植物和中草藥中的以2-苯基色原酮為基本母核的化合物，種類(lèi)較多，主要分為黃酮、異黃酮、黃酮醇、黃烷酮、黃烷醇、查爾酮和花青素等。黃酮類(lèi)化合物大部分與糖結(jié)合成苷類(lèi)形式存在，也有少部分以游離形式存在［2］。近年來(lái)研究表明，黃酮類(lèi)化合物具有抗氧化、抗癌、抗病毒、抗炎、降脂、降血糖和改善IR等生物學(xué)活性［3］。前期研究證實(shí)，番石榴葉總黃酮具有降低BALB/C小鼠血糖及改善其胰島素信號(hào)通路的作用［4］。黃酮類(lèi)化合物中4種典型的化合物黃芩苷、黃芩素、槲皮素和蘆丁均可通過(guò)降糖、降脂、抗氧化、抗炎以及影響胰島素信號(hào)通路等多種途徑改善IR。現(xiàn)就近年來(lái)4種典型黃酮類(lèi)化合物改善IR的作用及機(jī)制綜述如下。

1 黃芩苷與IR

黃芩苷是從傳統(tǒng)中草藥黃芩中提取的重要黃酮類(lèi)化合物，具有抗氧化、抗腫瘤、抗炎、清熱解毒及調(diào)節(jié)免疫等作用［5-6］。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)，黃芩苷具有降糖、降脂及改善代謝等的藥理作用［7-8］。

黃芩苷能通過(guò)抑制活性氧介導(dǎo)的損傷，防止線粒體膜極化損害，發(fā)揮抗DM活性，保護(hù)機(jī)體免受DM及其并發(fā)癥損害［9］；黃芩苷納米脂質(zhì)體能降低大鼠總空腹血糖、總膽固醇和甘油三酯［10］；XI等［5］研究發(fā)現(xiàn)黃芩苷能改善IR小鼠血脂紊亂，降低高血糖和空腹血清胰島素水平，從而改善糖耐量和胰島素耐量異常。

另有研究表明，黃芩苷降糖降脂作用可能與激活腺苷酸活化蛋白激酶有關(guān)［11］。劉婭群［12］研究發(fā)現(xiàn)，黃芩苷能改善2種T2DM小鼠的IR和胰島功能，促進(jìn)肝臟和骨骼肌對(duì)胰島素的敏感性，刺激胰島素分泌，其機(jī)制可能與調(diào)節(jié)肝臟和骨骼肌AMPK/蛋白激酶B/糖原合成酶激酶-3信號(hào)通路有關(guān)；另一方面，黃芩苷能夠改善高脂飲食T2DM大鼠的IR，可能與其調(diào)節(jié)肝臟鈣/鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶/AMPK/乙酰輔酶A羧化酶通路和骨骼肌AMPK/ACC脂肪酸從頭合成通路有關(guān)。

細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究表明，黃芩苷的體外降糖作用是通過(guò)影響葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白增加葡萄糖攝取，增加糖元合成進(jìn)而加快糖的消耗從而改善肝臟的IR狀態(tài)［13-14］。另有體外研究表明：黃芩苷可增加BRL-3A細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取利用，減輕脂質(zhì)代謝紊亂，從而改善IR，具體作用機(jī)制可能與其誘導(dǎo)細(xì)胞自噬有關(guān)［15］。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)，當(dāng)機(jī)體出現(xiàn)IR時(shí)，細(xì)胞自噬被抑制，而升高肥胖小鼠肝臟自噬水平后，IR能得到明顯改善，說(shuō)明黃芩苷改善IR的機(jī)制與誘導(dǎo)自噬有關(guān)［16］。

白細(xì)胞介素1β（interleukin-1β，IL-1β）升高后增加IR，誘發(fā)肝細(xì)胞脂肪變性，促進(jìn)炎癥發(fā)生［17］。黃芩苷能夠減少腫瘤壞死因子α、IL-1β、白細(xì)胞介素6（interleukin-6，IL-6）等炎性因子產(chǎn)生，其機(jī)制可能是通過(guò)增強(qiáng)谷胱甘肽和超氧化物歧化酶活性，進(jìn)而減輕NAFLD模型大鼠的脂肪變性和炎癥反應(yīng)，發(fā)揮其通過(guò)抗炎改善IR的作用［18］。

研究發(fā)現(xiàn)過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ（peroxisome proliferators-activated receptor-γ，PPAR-γ）是葛根芩連湯治療T2DM的靶點(diǎn)，可改善IR［14］，現(xiàn)代研究顯示黃芩苷是葛根芩連湯中的重要活性成分之一，可能通過(guò)此靶點(diǎn)改善IR［19］。

綜上所述，黃芩苷具有較好的改善細(xì)胞和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物IR的作用，與其抗氧化、抗炎、降糖、降脂、誘導(dǎo)自噬及改善葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白等有關(guān)，研究主要集中在其對(duì)肝臟及骨骼肌IR的改善作用方面，對(duì)脂肪、胰腺及腸道等其他器官的影響研究較少，因此，應(yīng)進(jìn)一步研究黃芩苷在其他器官改善IR的相關(guān)機(jī)制，為臨床抗糖尿病藥物的開(kāi)發(fā)提供依據(jù)。

2 黃芩素與IR

黃芩素是我國(guó)傳統(tǒng)中藥黃芩中含量最高的黃酮類(lèi)化合物之一。

研究表明，高脂飲食導(dǎo)致的肥胖大鼠，黃芩素可以降低其FBG，減少胰島β細(xì)胞凋亡，減輕胰島β細(xì)胞功能紊亂，改善葡萄糖耐受性和胰島素水平。同樣，黃芩素可以保護(hù)INS382/13細(xì)胞及人胰島的活力，促進(jìn)其分泌功能［20-21］；另一方面，黃芩素還可通過(guò)下調(diào)血糖血脂改善T2DM SD大鼠的IR［22］。

黃芩素可通過(guò)抑制高糖誘導(dǎo)的細(xì)胞通路激活，下調(diào)其下游炎癥分子表達(dá)，減少成分堆積。提示黃芩素改善IR與抑制炎癥信號(hào)通路的激活密切相關(guān)［23］。進(jìn)一步探究顯示，黃芩素對(duì)高脂引起的肝臟脂肪變性有保護(hù)作用，可能與它抑制高脂引起的游離脂肪酸、炎癥因子（如TNF-α、IL-1β、IL-6）的大量釋放，促進(jìn)具保護(hù)性的脂聯(lián)素合成、分泌有關(guān)［24］；另一方面與其調(diào)節(jié)血脂、肝脂質(zhì)、抑制脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物的產(chǎn)生和提高機(jī)體清除自由基的能力相關(guān)［25］。還可能與最終抑制cleaved Caspase-3的表達(dá)有關(guān)［26］。

此外，黃芩素對(duì)營(yíng)養(yǎng)性肥胖大鼠模型具有較好的減肥作用，并對(duì)營(yíng)養(yǎng)飼料誘導(dǎo)的瘦素抵抗具有改善作用，進(jìn)而增加胰島素作用靶器官的敏感性，改善IR［27］。另外，黃芩素可通過(guò)減少細(xì)胞因子信號(hào)傳導(dǎo)抑制因子的表達(dá)、增加胰島素受體底物1和AKT1的磷酸化水平、降低GSK3β的磷酸化水平和增加肝糖原水平來(lái)改善IR［28］。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明［29］，富含黃芩素的黃芩-黃連藥對(duì)可通過(guò)調(diào)控MAPK/PI3K/AKT信號(hào)通路改善T2DM大鼠的葡萄糖和脂肪代謝，從而改善IR，可能是黃芩素改善代謝的機(jī)制之一。

總之，黃芩素一方面可通過(guò)降糖、降脂、保護(hù)胰島β細(xì)胞、提高靶器官對(duì)胰島素的敏感性來(lái)改善IR；另一方面主要通過(guò)調(diào)控MAPK/PI3K/AKT信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)抗炎、抗氧化，降低IR指數(shù)。黃芩素對(duì)PPAR-γ、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激及自噬等是否也有調(diào)控作用應(yīng)進(jìn)一步研究確認(rèn)。此外，黃芩素對(duì)T2DM患者的療效及有效濃度和有效劑量還有待進(jìn)一步研究。

3 槲皮素與IR

槲皮素是一種五羥基黃酮，存在于很多植物及中草藥的葉、花和果實(shí)中，如蘆薈，具有一定抗氧化、抗炎作用［30］，也可通過(guò)減少脂質(zhì)合成和抑制炎性因子釋放改善IR。

槲皮素可降低空腹高血糖和HOMA-IR指數(shù)，從而改善肝臟IR［31］。體外實(shí)驗(yàn)表明，槲皮素可抑制脂多糖誘導(dǎo)小鼠RAW264.7細(xì)胞炎癥，其機(jī)制可能與調(diào)節(jié)toll樣受體4信號(hào)通路有關(guān)，進(jìn)而抑制細(xì)胞炎性介質(zhì)、炎性細(xì)胞因子和趨化因子［32］。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，槲皮素能通過(guò)調(diào)控PI3K/AKT/NF-κB信號(hào)通路改善非酒精性脂肪性肝炎大鼠肝組織脂肪變性程度，減輕肝臟炎癥，改善肝臟IR。

此外，槲皮素還可通過(guò)增加肝臟脂聯(lián)素和脂聯(lián)素受體2表達(dá)改善肝臟功能、炎癥和血脂等，發(fā)揮其抗炎及調(diào)控脂質(zhì)代謝進(jìn)而改善IR的作用［33］。

槲皮素主要是通過(guò)降糖、降脂及抗炎改善IR，但主要集中在體外實(shí)驗(yàn)，有關(guān)這類(lèi)物質(zhì)體內(nèi)活性的研究有限，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)也只針對(duì)肝臟的研究較多。因此，一方面要研究槲皮素如何在其他臟器（如脂肪、骨骼肌、胰腺等）改善IR，另一方面針對(duì)關(guān)鍵靶點(diǎn)進(jìn)行體內(nèi)活性的研究是主要方向。

4 蘆丁與IR

蘆丁是橡黃素的一個(gè)配糖體，橡黃素屬黃酮類(lèi)，蘆丁是典型的黃酮類(lèi)化合物，廣泛存在于植物界，如槐米、蕎麥等藥用植物中，具有抗氧化、調(diào)節(jié)糖脂代謝及血管保護(hù)的作用，對(duì)炎癥亦有治療作用［34-35］。VEERAPUR等［36］研究表明富含蘆丁的桂皮提取物能夠改善鏈脲霉素誘導(dǎo)的DM大鼠IR狀況。

氧化應(yīng)激和炎癥可誘發(fā)IR［37］，是T2DM發(fā)病的主要機(jī)制。蘆丁主要通過(guò)抗氧化應(yīng)激和炎性反應(yīng)減輕IR，進(jìn)而治療DM。

4.1 蘆丁抗氧化改善IR研究發(fā)現(xiàn)，翻白草總黃酮、蘆丁及其組合物有較好改善IR的能力，可能與其提高SOD、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活力，降低MDA含量有關(guān)［38］。中草藥的治療機(jī)制是多種治療機(jī)制共同發(fā)揮作用?；泵滋J丁不僅能增強(qiáng)T2DM小鼠的抗氧化能力，進(jìn)而改善IR，還能降低DM小鼠血糖，改善小鼠體質(zhì)量下降趨勢(shì)，降低血清中TC、TG含量，抑制糖脂代謝紊亂［39］。

研究發(fā)現(xiàn)，蘆丁和二甲雙胍可降低丙二醛和炎癥因子水平，增加抗氧化酶過(guò)氧化氫酶、GPX和SOD活性，提示蘆丁具有與二甲雙胍相同的抗氧化應(yīng)激和抗炎作用［40-41］。王蘭等［39］發(fā)現(xiàn)蘆丁可提高T2DM大鼠體內(nèi)SOD活力，降低MDA含量，緩解氧化應(yīng)激。曲克蘆丁具有抗氧化作用，能清除由于氧化應(yīng)激和脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)生的過(guò)多自由基和超氧離子，有減弱氧化應(yīng)激的作用，同時(shí)還具有抗炎作用［42］，中藥的治療作用是多途徑、多靶點(diǎn)、多層次共同起效。

4.2 蘆丁抗炎改善IR蘆丁另一方面通過(guò)抑制炎癥子的釋放改善IR和治療DM。GAO等［43］研究表明蘆丁能改善高脂飲食誘導(dǎo)的小鼠脂肪細(xì)胞炎性反應(yīng)、促進(jìn)白色脂肪組織棕色化，從而改善IR。蘆丁可降低TNF-α蛋白表達(dá)。改善大鼠肝臟形態(tài)，表明蘆丁可通過(guò)減少炎癥因子的數(shù)量進(jìn)而改善DM的病理狀態(tài)，具有一定抗炎作用。

4.3 其他途徑蘆丁除了通過(guò)抗氧化和抗炎改善IR外，還能影響胰島素信號(hào)通路、促進(jìn)脂肪細(xì)胞分化和改善內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激等多種途徑改善IR。楊靜博等［44］研究發(fā)現(xiàn)槐米蘆丁能夠調(diào)節(jié)糖尿病db/db小鼠的胰島素信號(hào)通路相關(guān)蛋白表達(dá)，減輕小鼠肝臟IR，可提高db/db小鼠糖耐量，同時(shí)強(qiáng)化葡萄糖代謝酶磷酸果糖激酶以及丙酮酸脫氫酶的活性，在此基礎(chǔ)上Akt（Ser 473）以及Akt（Thr 308）磷酸化水平升高，改善葡萄糖利用水平。Hsu等［45］研究提示在骨骼肌細(xì)胞中蘆丁能激活胰島素信號(hào)通路從而增加GLUT4對(duì)糖的攝取。

現(xiàn)有研究結(jié)果支持內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激是導(dǎo)致慢性代謝性疾病的重要機(jī)制之一［46］。運(yùn)動(dòng)聯(lián)合蘆丁干預(yù)能夠降低內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激標(biāo)識(shí)蛋白蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶和肌醇必需酶1α的表達(dá)，改善高脂飲食誘導(dǎo)的磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶表達(dá)水平的升高，并能升高過(guò)氧化物酶體增殖物活化受體協(xié)同刺激因子1α表達(dá)水平，改善NAFLD引起的IR［47］。

體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，蘆丁能促進(jìn)3T3-L1前脂肪細(xì)胞分化，促進(jìn)分化的脂肪細(xì)胞吸收葡萄糖［48］。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，蘆丁能改善高脂飼養(yǎng)SAMP8小鼠胰島素耐量受損狀況。且蘆丁干預(yù)能升高脂肪組織P-Aktser473和P-AMPK蛋白表達(dá)，可能是其改善IR的另一機(jī)制［49］。另有細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，蘆丁能降低脂肪變性HepG2細(xì)胞TG含量，在轉(zhuǎn)錄和翻譯水平上增加細(xì)胞內(nèi)PPAR-α表達(dá)，并且能抑制TG合成過(guò)程途徑中二?；视王；D(zhuǎn)移酶的表達(dá)［50］。

以上體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，蘆丁從不同層次、不同途徑、不同靶點(diǎn)來(lái)改善IR，如抗炎、抗氧化、影響胰島素信號(hào)通路以及改善內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激等，但其對(duì)T2DM脂代謝的關(guān)鍵靶點(diǎn)過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator-activated receptor，PPAR)研究甚少，PPAR是DM脂代謝研究中的關(guān)鍵靶點(diǎn)，在參與體內(nèi)血糖平衡調(diào)節(jié)的同時(shí)，可促進(jìn)脂肪細(xì)胞分化和脂肪生成，增加機(jī)體對(duì)胰島素的敏感性，是改善IR、治療T2DM的關(guān)鍵靶點(diǎn)，未來(lái)應(yīng)重點(diǎn)研究蘆丁對(duì)過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體的調(diào)控作用。

5 總結(jié)及展望

IR及T2DM的發(fā)病機(jī)制尚未完全明確，其治療藥物的研發(fā)前景廣闊。黃酮類(lèi)化合物具有明確的抗DM作用，其副作用低、來(lái)源廣泛、成分天然（部分可藥食兩用）以及多層次、多途徑、多靶點(diǎn)的藥理活性受到人們的青睞，這4種黃酮類(lèi)化合物均具有改善IR及治療T2DM的作用，其主要通過(guò)降糖、降脂、抗炎、抗氧化、影響胰島素信號(hào)通路、改善內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激等方式起作用。前期臨床研究及基礎(chǔ)研究（體內(nèi)和體外）證明化濁解毒方具有降糖降脂及改善IR的作用［51-52］，方中黃芩、黃連、柴胡等中草藥含有黃酮類(lèi)化合物，如黃芩素、黃芩苷、槲皮素等，發(fā)揮改善IR和治療T2DM作用可能與其影響PPAR及二?；视王；D(zhuǎn)移酶2表達(dá)有關(guān)；而且該方對(duì)多氯聯(lián)苯暴露大鼠的IR具有改善作用［53］，具有解“環(huán)境污染之毒”的作用，可能也與黃酮類(lèi)化合物的功效有關(guān)，具體機(jī)制正在研究中。

近年來(lái)，全球胰島素抵抗和T2DM人群龐大，本文綜述了國(guó)內(nèi)外典型黃酮類(lèi)化合物改善IR的部分分子機(jī)制，在中醫(yī)理論指導(dǎo)下，可為臨床研究抗DM藥物提供思路和方向，為臨床實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)提供支持，也為新藥研發(fā)提供證據(jù)支撐。改善IR的黃酮類(lèi)化合物主要定位在胰島素增敏劑研發(fā)方面，但另一方面又要注意預(yù)防低血糖的問(wèn)題。

目前，對(duì)于黃酮類(lèi)化合物的研究多停留在細(xì)胞和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段，有關(guān)臨床報(bào)道較少，轉(zhuǎn)化科研能力差，而如何利用現(xiàn)代藥物制備方法改善工藝，靶向精準(zhǔn)治療以提高療效，將是臨床試驗(yàn)及應(yīng)用推廣的關(guān)鍵。因此，深入研究4種典型黃酮類(lèi)化合物的藥理作用及作用機(jī)制對(duì)開(kāi)發(fā)抗DM中藥復(fù)方或單體具有重要價(jià)值。