壳聚糖和壳寡糖治疗糖尿病的研究进展
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壳寡糖的功效与作用壳寡糖是一种天然的多糖类物质,主要存在于海洋生物体内如甲壳类动物、藻类、贝类等中,已知活性壳寡糖主要有壳寡糖、软壳寡糖等,其结构复杂,具有多种生物活性。
下面将详细介绍壳寡糖的功效与作用。
壳寡糖具有抗菌作用。
研究表明,壳寡糖能够抑制细菌和真菌的生长繁殖,对于一些常见的致病菌如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌以及霉菌等具有显著的抑制作用。
这是因为壳寡糖能够破坏细菌细胞壁的完整性,干扰细菌的代谢过程,导致细菌死亡。
壳寡糖还具有抗炎作用。
研究发现,壳寡糖能够抑制一系列炎症反应,包括炎症介质的释放、免疫细胞的黏附和迁移等过程,从而减轻炎症反应引起的损害。
此外,壳寡糖还能够调节免疫系统的功能,增强机体的抵抗力,促进自身免疫的修复与恢复。
壳寡糖还具有抗肿瘤作用。
研究表明,壳寡糖能够抑制肿瘤细胞的生长和扩散,诱导肿瘤细胞凋亡。
此外,壳寡糖还能够增强免疫系统对肿瘤细胞的识别和清除能力,促进肿瘤的消退和预防复发。
这使得壳寡糖成为一种重要的抗肿瘤剂。
壳寡糖还具有降血脂作用。
研究发现,壳寡糖能够降低血清总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇和甘油三酯的水平,增加高密度脂蛋白胆固醇的水平。
这是因为壳寡糖能够抑制胆固醇的吸收和合成,促进胆固醇的排泄,从而改善血脂代谢,预防心血管疾病的发生。
壳寡糖还具有促进肠道健康的作用。
研究发现,壳寡糖能够促进肠道菌群的平衡,增加有益菌的数量,减少有害菌的生长。
此外,壳寡糖还能够增加肠黏膜屏障的完整性,减少有害物质的吸收,提高肠道的健康状况。
壳寡糖还具有抗氧化作用。
研究发现,壳寡糖能够清除体内的自由基,减少氧化应激引起的损伤。
此外,壳寡糖还能够促进抗氧化酶的活性,增强机体对氧化应激的抵抗力。
寡糖的生物功能研究进展谢春锋1,王洁2*(1.南开大学药学院,天津300071;2. 中国食品发酵工业研究院,北京100027)摘要:寡糖具有奇特的结构和显著的生物功能,已成为目前糖化学和糖生物学领域的研究热点。
本文综述了近十年寡糖的生理功能研究进展,包括抗微生物、抗氧化、抗肿瘤、新生血管调节和增强免疫力等。
寡糖(oligosaccharides),亦称为寡聚糖或低聚糖,一般由2-10个单糖单元经苷键结合而成(分子量300-2000)。
寡糖常以稳定剂、膨松剂、免疫调节剂或益生素形式用于食品、饲料、药品或化妆品,常见的商品寡糖如低聚果糖、异麦芽低聚糖、麦芽低聚糖、低聚木糖、大豆寡糖、麦芽糖醇和低聚半乳糖等。
寡糖在人体内的生理功能有[1]:(1) 溶解于肠中形成粘胶,降低葡萄糖的吸收,因此不会导致血糖的增加或胰岛素的分泌;(2) 仅供应低量的能量,约为0-3 kcal/g;(3) 非致龋性;(4) 改善肠道内环境,增加有益菌群;(5) 抗腹泻;(6) 促进肠道对钙、镁和铁等矿物质的吸收;(7) 降低患现代“文明病”的发生概率,如心血管疾病、结肠癌等。
本文拟对近十年寡糖的生理功能研究进展作一综述,为研究和开发功能寡糖提供参考和科学依据。
1. 抗菌活性一些甜味食品中常含有易于被口腔致龋菌代谢的单糖或二糖,因此人们一直期望发现安全、低廉、非致龋性的甜味剂。
Seo等[2]以肠膜状明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides) B-512 FMCM菌株的右旋糖酐蔗糖酶催化蔗糖(2.5~4 M))合成了耐酸耐热的寡糖(TASO),其不饱和度在2至11之间。
TASO可显著抑制致龋菌茸毛链球菌(Streptococcus sobrinus)的生长,因此可作为食品或饮料中强效的龋病抑制剂。
β-半乳糖基-海藻寡糖是由6-β-半乳糖基-海藻糖和4-β-半乳糖基-海藻糖组成的混合物(9:1,w/w)。
其亦具有抗龋作用,与蔗糖相比,该寡糖作用的茸毛链球菌仅有10%的生长[3]。
第四章壳寡糖作用机理及功能
本世纪人类对糖的研究已经拉开了序幕,希望以此来揭开人类生命的奥秘。
为此研究焦点集中在功能糖类物质上,特别是壳寡糖,因为其独特的结构所显示出的功能,在应用研究上已经取得了一定的突破。
21世纪是壳寡糖研究、开发和应用的新时代。
第一节壳寡糖第六生命要素
大家都知道,糖、蛋白质、脂肪、维生素和矿物质是生命的五大要素。
然而,随着现代医学和生命科学的发展,近二十年来,科学家们又认识到人体还有不可缺少的“第六大生命要素”——壳寡糖。
壳寡糖存在于人的血液、淋巴、各脏器和骨骼中,它对人体有亲和性,杀菌、排胆固醇、氯离子和重金属的功能,均对现代人易患的癌症、心脑血管疾病、糖尿病、肝病等具有很好的辅助治疗功能。
因此,适时、适量的补充壳寡糖,对维护机体健康和抗病显得格外重要。
传统医学很早就把螃蟹,包括蟹壳、蟹脚视为“良药”,如《食疗本草》中就有螃蟹“主散诸热,治胃气、理筋脉、消食”的记述;《本草崇原》亦载有蟹壳“攻毒、散风、消积、行瘀”之说。
沿着上述思路,中国中医研究院的专家也研究发现,壳寡糖对I、II期高血压患者头痛、眩晕、心悸耳鸣、失眠和烦躁等症状有缓解的作用。
壳寡糖及其应用作者:兰建丽王慧敏杨晓波来源:《中国科技博览》2014年第23期[摘要]壳聚糖是甲壳素脱乙酰化后的产物,壳寡糖为壳聚糖的降解产物。
壳聚糖及其衍生物就是一类具有重要生理功能的天然氨基多糖。
壳寡糖的性质、功能及生理活性等方面的研究已经成为糖生物学科学研究中的热门领域之一。
[关键词]壳聚糖、壳寡糖、生物活性、应用中图分类号:TQ 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)23-0393-011、前言多糖、蛋白质和核酸为三大重要生物大分子物质,其中蛋白质和核酸的重要功能在生物学上研究广泛。
从生物学功能观点来看,多糖主要被认为是一种能量储源和结构物质。
然而,随着近些年来人们对其生物性质和功能的深入研究,多糖越来越多的引起了人们的关注。
壳聚糖及壳聚糖衍生物就是一类具有重要生理功能的天然氨基多糖。
壳聚糖的分子量较大,分子中的胺基的使得壳聚糖分子间具有较强的氢键作用,分子结构紧密,且不溶于水、碱性溶液或普通有机溶剂,大大影响了壳聚糖的实际应用。
所以需要选择适当方法,将其降解为壳寡糖,再加以利用。
壳寡糖是壳聚糖的降解产物。
分子量在3000以下,聚合度一般在2-20个单糖单位,具有良好的水溶性[1]。
壳寡糖在抗菌、提高机体免疫力和抗肿瘤等方面的生理功能更是近些年来多糖类研究及开发应用的热点,特别是在食品、保健品、医药以及日用化工领域等方面的应用前景引起了国内外学者的普遍关注。
2、壳寡糖的应用2.1 在食品、医药领域的应用壳寡糖具有一定的抑菌活性,又可以消除人体的自由基,抗氧化,延缓衰老,因此在提高食品的保健功能,改善食品结构方面具有良好的开发应用前景。
近些年来,壳寡糖更是作为一种新型的功能性低聚糖,引起世界各国的科研工作者的浓厚兴趣。
日本和欧洲国家已经将壳寡糖作为功能性甜味剂应用到食品工业中。
目前,在中国大连爱宝生物技术有限公司、青岛海马生物技术开发公司、武汉海瑞生物科技有限公司的壳寡糖产品、保健品都已推向市场,由浙江金壳生物化学有限公司生产的壳寡糖和高密度壳聚糖等系列保健食品已远销海内外。
本技术涉及一种辅助治疗二型糖尿病的壳寡糖复合固体饮料,按重量百分数计,所述壳聚糖复合固体饮料包括以下组分:壳寡糖5~30%;水苏糖2~18%;燕麦β葡聚糖5~20%;白芸豆提取物16~38%;亚麻籽油微囊粉10~20%。
该壳寡糖复合固体饮料具有辅助降低血脂及稳定血糖的作用,同时,该固体饮料可以改善肠道菌群、提高肠道免疫力以辅助二型糖尿病。
权利要求书1.一种辅助治疗二型糖尿病的壳寡糖复合固体饮料,其特征在于,所述壳聚糖复合固体饮料包括壳寡糖、水苏糖、燕麦β-葡聚糖、白芸豆提取物和亚麻籽油微囊粉。
2.根据权利要求1所述的辅助治疗二型糖尿病的壳寡糖复合固体饮料,其特征在于,按重量百分数计,所述壳聚糖复合固体饮料中各组分的含量如下:壳寡糖5~30%;水苏糖2~18%;燕麦β-葡聚糖5~20%;白芸豆提取物16~38%;亚麻籽油微囊粉10~20%。
3.根据权利要求2所述的辅助治疗二型糖尿病的壳寡糖复合固体饮料,其特征在于,按重量百分数计,壳寡糖28%;水苏糖18%;燕麦β-葡聚糖18%;白芸豆提取物16%;亚麻籽油微囊粉20%。
技术说明书一种辅助治疗二型糖尿病的壳寡糖复合固体饮料技术领域本技术涉及保健品技术领域,尤其是涉及一种辅助治疗二型糖尿病的壳寡糖复合固体饮料。
背景技术二型糖尿病(Type 2diabetes,T2DM)是一种以高血糖为特征 (往往还合并高血脂症状)的代谢紊乱症之一,常伴随如神经性病变、肾病、心脑血管疾病等多种慢性并发症发生。
可以导致多器官、多系统的损伤致残,致死率高。
它是公共卫生的主要威胁,据国际糖尿病联合会估计,2015年全球有4.15亿糖尿病患者,到2035年这一数字预计将增加到5.92亿,而我国糖尿病患者远超于其他国家,并且人数还在持续增加。
因此,我国在糖尿病的防治方面面临着巨大的挑战。
传统的抗糖尿病策略主要是药物治疗结合饮食及运动调节。
目前,二甲双胍、格列本脲、阿卡波糖等为临床上常见的口服抗糖尿病药物。
壳寡糖与对人体健康的有利作用壳寡糖(chitosan oligosaccharides)是一种天然产物,它是从壳聚糖(chitosan)中经过特殊酶解技术或酸碱法提取而得到的短链寡糖。
壳寡糖具有多种生物活性,对人体健康有许多有益作用。
首先,壳寡糖具有抗菌作用。
研究表明,壳寡糖能够抑制多种细菌的生长,包括大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等常见病原菌。
这是因为壳寡糖具有多种抗菌机制,如改变菌膜通透性、干扰细菌代谢等。
因此,壳寡糖可以用作食品保鲜剂和抗菌剂,促进食品安全和质量。
其次,壳寡糖对肠道健康有益。
壳寡糖可以增加有益菌(如乳酸菌)数量,抑制有害菌(如致病菌)生长,维持肠道菌群平衡。
正常肠道菌群对于消化、吸收和免疫功能的维持都至关重要。
壳寡糖还能增加肠道黏膜细胞的黏液分泌,提高肠道屏障功能,减少有害物质通过肠道进入体内。
另外,壳寡糖还能够促进肠道蠕动,预防和缓解便秘。
因此,壳寡糖对于改善肠道健康、促进消化吸收具有积极的作用。
此外,壳寡糖对血脂调节有一定功效。
研究发现,壳寡糖能够降低血清总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇和甘油三酯的水平,增加高密度脂蛋白胆固醇的含量,从而改善血脂代谢。
这可能是因为壳寡糖能够抑制胆固醇吸收和合成,并增加胆酸排泄。
因此,壳寡糖对降低血脂、预防心血管疾病具有重要意义。
壳寡糖还具有其他多种生物活性,如抗氧化、抗肿瘤、免疫调节等。
抗氧化作用是指壳寡糖能够中和自由基、抑制脂质氧化反应,减少细胞氧化损伤。
抗肿瘤作用是指壳寡糖能够诱导肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤细胞增殖和转移。
免疫调节作用是指壳寡糖能够增强机体免疫功能,调节免疫细胞的活性和数量。
这些作用对于预防和治疗多种疾病或症状具有重要意义。
然而,需要注意的是,每个人的体质不同,对壳寡糖的耐受性也不同。
一些人可能对壳寡糖过敏或引发胃肠道不适反应。
因此,在使用壳寡糖时要遵循适量原则,不可过量使用。
总之,壳寡糖作为一种天然产物,具有多种有益作用,包括抗菌、促进肠道健康、调节血脂、抗氧化等。
壳聚糖和壳寡糖相对分子质量壳聚糖和壳寡糖是一类重要的生物大分子,它们都是一种由N-乙酰葡萄糖胺(GlcNAc)和D-葡萄糖(Glc)交替排列形成的多糖化合物。
在自然界中,壳聚糖和壳寡糖广泛存在于海洋中的废物、真菌、昆虫、贝类等生物体内,具有多种生物学功能,如免疫调节、抗炎、抗菌、抗氧化等。
本文将就壳聚糖和壳寡糖的基本结构、相对分子质量、生物活性及应用进行介绍。
壳聚糖是由不同数量的N-乙酰葡萄糖胺和D-葡萄糖单元交替排列形成的多糖,通常由2-5个单元组成。
它的结构与硫酸软骨素类似,但没有硫酸酯基。
壳聚糖的分子式为(C8H13NO5)n,其中n为聚合度(DP,即单糖个数),在1-1000之间不等。
壳聚糖的相对分子质量一般在1万左右。
壳寡糖(Chitooligosaccharides, COS)是由2-6个N-乙酰葡萄糖胺单元组成的低分子量壳聚糖,它们的结构比壳聚糖更简单。
壳寡糖的通式为(C8H13NO5)x,其中x为壳寡糖的长度,一般在2-6之间。
壳寡糖的相对分子质量一般在几百到一千左右。
三、壳聚糖和壳寡糖的生物活性壳聚糖具有多种重要的生物活性,如促进生长、抗氧化、抗菌、抑菌、增强免疫等。
壳寡糖也具有类似的生物活性,但由于其结构更简单,因此相应的生物活性可能更强。
1.促进生长壳聚糖和壳寡糖具有显著的促进植物和海产品生长的作用。
壳聚糖在水稻等作物中应用广泛,可显著提高产量和品质。
研究表明,壳聚糖可以促进鲍鱼幼苗的生长和抗氧化状态,并在繁殖和抵御细菌侵袭方面发挥重要作用。
2.抗氧化壳聚糖和壳寡糖都具有优异的抗氧化作用,能够清除自由基和氧化物质,降低氧化应激并减轻组织损伤。
研究表明,壳聚糖和壳寡糖的抗氧化作用主要归因于它们的成分和结构。
3.抗菌壳聚糖和壳寡糖具有广泛的抗菌活性,对多种细菌和真菌均有一定程度的抑制作用。
这种抗菌作用可能与其分子链结构有关,同时也可能与其自身电荷性质、亲水性质和聚合度密切相关。
壳聚糖的抑菌机理及抑菌特性研究进展吴小勇 曾庆孝 阮征 张立彦(华南理工大学轻工与食品学院,广州510640) 摘 要:本文介绍了壳聚糖的抑菌作用及其在食品防腐保鲜方面的应用,还对壳聚糖的抑菌机理及其影响因素进行了较为全面的讨论。
关键词:甲壳素,壳聚糖,抑菌,防腐保鲜Progress in the Study of Antimicrobial Activities of ChitosanXiaoyong Wu,Q ingxiao Z eng,Zhen Ruan,Liyan Zhang(College of Light Industry&Food Science,South China Univ.of Tech.,Guangzhou510640)Abstract:The antimicrobial activities of chitosan and its a pplication in food preservation were introduced in this article. Moreover,the antimicrobial mechanisms and the effect factors of chitosan were com pletely discussed.K ey w ords:Chitin,Chitosan,Antimicrobial activities,Preservation0 简介甲壳素是可以再生的生物大分子物质,在自然界中广泛存在,是自然界中存在的数量仅次于纤维素的第二大有机物,估计每年的生物合成量达100亿吨[1]。
甲壳素的脱乙酰产物%%壳聚糖,由于存在自由氨基,其溶解性和化学反应活性大大改善,表现出比甲壳素更广泛的应用前景。
壳聚糖在食品工业的应用主要有:食品防腐保鲜、酒类除浊和果汁的澄清、功能性食品添加剂、水净化等。
Fereidoon Shahidi 等综述了甲壳素和壳聚糖在这方面的应用[2],宋清华等也有类似的介绍[3]。
一、实验目的本实验旨在通过酶解法制备壳寡糖,并对其结构、性质及活性进行初步研究。
二、实验原理壳寡糖是壳聚糖经酶解得到的低分子量多糖,具有多种生物活性。
本实验采用壳聚糖为原料,利用壳聚糖酶对其进行酶解,得到壳寡糖。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:(1)壳聚糖:纯度≥95%,分子量10000-20000;(2)壳聚糖酶:活力≥5000 U/g;(3)其他试剂:NaOH、HCl、蒸馏水等。
2. 实验仪器:(1)恒温恒湿箱;(2)磁力搅拌器;(3)离心机;(4)紫外-可见分光光度计;(5)高效液相色谱仪;(6)凝胶渗透色谱仪。
四、实验方法1. 壳聚糖酶解:(1)称取一定量的壳聚糖,加入适量的蒸馏水,搅拌溶解;(2)将溶液pH调至7.0;(3)加入适量的壳聚糖酶,于50℃、pH 7.0的条件下酶解3小时;(4)酶解结束后,用离心机离心分离,取上清液即为壳寡糖溶液。
2. 壳寡糖纯化:(1)将壳寡糖溶液用乙醇沉淀,离心分离;(2)将沉淀用蒸馏水溶解,再次用乙醇沉淀,离心分离;(3)将沉淀用蒸馏水溶解,冷冻干燥,得到壳寡糖固体。
3. 壳寡糖结构鉴定:(1)红外光谱分析:对壳寡糖进行红外光谱分析,确定其官能团;(2)高效液相色谱分析:对壳寡糖进行高效液相色谱分析,测定其分子量;(3)凝胶渗透色谱分析:对壳寡糖进行凝胶渗透色谱分析,确定其聚合度。
4. 壳寡糖活性测定:(1)抑菌活性测定:采用纸片扩散法,测定壳寡糖对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等细菌的抑菌活性;(2)抗氧化活性测定:采用DPPH自由基清除法,测定壳寡糖的抗氧化活性。
五、实验结果与分析1. 壳寡糖结构鉴定:(1)红外光谱分析:壳寡糖在红外光谱中呈现典型的多糖特征峰,如C-O伸缩振动峰(1040 cm-1)、C-H伸缩振动峰(2920 cm-1)等,表明其结构中含有糖环、羟基等官能团;(2)高效液相色谱分析:壳寡糖分子量为2000-5000,表明其分子量分布较窄;(3)凝胶渗透色谱分析:壳寡糖聚合度为2-20,表明其聚合度分布较宽。
壳寡糖与人体健康一、前言壳寡糖来源于甲壳素(或称几丁质,Chitin)。
以陆地植物发展而来的植物纤维素,成为自然界资源量位居第一的有机物,而以海洋动物(如:虾、蟹、鱿鱼等)发展而来的动物纤维素——甲壳素成为自然界资源量位居第二的有机物。
同时甲壳素又是到目前为止自然界中发现的唯一带正电荷的多糖类物质。
国际上早在16世纪民间开始将甲壳素应用于维持、增进健康,恢复体力等方面。
至1977年第一届甲壳素国际会议后,先后已召开了十届国际会议,许多国家及地区组织成立了专业从事甲壳素研究的学术组织。
甲壳素诸多特殊的生物学特性,倍受学术界及企业界的关注。
甲壳素又名甲壳质,壳多糖,是法国科学家布拉克诺(Braconnot) 1811年首先从蘑菇中提取到一种类似于植物纤维的六碳糖聚合物,把它命名为Fungine(蕈素)。
1823年,法国科学家欧吉尔(Odier)在甲壳动物外壳中也提取了这种物质,并命名为chitin(几丁质),chitin希腊语原意为"外壳"、"信封"的意思。
自然界中,甲壳素广泛存在于低等植物菌类、藻类的细胞,节肢动物虾、蟹、昆虫的外壳,贝类、软体动物(如鱿鱼、乌贼)的外壳和软骨等,其每年生物合成的资源量高达100亿吨,是地球上仅次于植物纤维的第二大生物资源,其中海洋生物的生成量在10亿吨以上,可以说是一种用之不竭的生物资源。
其中节支动物如虾、蟹、昆虫的外壳含量最为丰富,占其外壳含量的20-60%,另外在一些真菌中如子囊菌、担子菌等中细胞壁中也有很高的含量。
甲壳素在自然界中几乎以相等的循环速率产生和消失,环境中的微生物,主要是细菌和真菌产生的甲壳素酶和壳聚糖酶等参与甲壳素和壳聚糖的降解,实现碳和氮循环,对地球生态环境起着重要的调控协同作用。
甲壳素有α,β,γ三种晶型。
α—甲壳素的存在最丰富,也最稳定。
由于大分子间强的氢键作用,导致甲壳素成为保护生物的一种结构物质,结晶构造坚固,一般不溶于水,也不溶于一般的有机溶剂和酸碱,化学性质非常稳定,应用有限。
刘小华等壳聚糖和壳寡糖治疗糖尿病的研究进展第2l期 壳聚糖和壳寡糖治疗糖尿病的研究进展 刘小华 李舒梅夏芳莲 邱 伟 (赣南医学院预防医学系,江西 赣州 341000) (关键词]壳聚糖;壳寡糖;糖尿病;综述 [中图分类号)R587.1 (文献标识码]A (文章编号]1005-9202(2009)21-2837-03
糖尿病(DM)是机体胰岛素绝对或相对不足引起的以血 糖、尿糖增高为主要特征的慢性代谢异常综合症,常伴有心脑 血管、肾、眼及神经等多种并发症。它是继恶性肿瘤、心脑血管 病后第3位严重威胁人类健康的慢疾病。根据大量临床观察, 常用降糖药如胰岛素、优降糖等,虽有一定疗效,但其毒副作用 比较明显,尚无一种能同时有效治疗DM又能控制并发症的药 物,给临床医生治疗DM带来了巨大的挑战…。壳聚糖(Chi— tosan)是甲壳素脱乙酰化的产物,是自然界中产量仅次于纤维 素的第二大天然碱性多糖,具有免疫调节、抗癌、降血糖、降血 脂等多种功能以及良好的生物黏附性、生物相容性,在医药方 面有广泛用途 。壳寡糖(Chitooligosaccharides,COS)是壳聚 糖的降解产物,溶于水,利于人体肠道的消化吸收,比壳聚糖具 有更高的生物活性和更多的生理功能,是一种安全可靠的天然 多糖 J。近年来国内外有关COS用于DM治疗的研究不断增 多,为DM及其并发症的治疗开辟一个新方向。 1壳聚糖对DM的影响与作用 1.1 壳聚糖对DM血糖的影响 众所周知,合理有效地控制 血糖水平是DM治疗的关键所在。郑铁生等¨ 研究显示,龙虾 壳聚糖对四氧嘧啶DM模型小鼠具有降血糖和增强糖耐量的 作用,而对正常小鼠的血糖水平无明显影响;也有研究用四氧 嘧啶复制SD大鼠DM,经壳聚糖治疗后,血糖浓度明显下降,血 清胰岛素含量升高,其机制可能与其减轻自由基的损伤,影响 血浆内皮素、一氧化氮产生以及促进胰岛13细胞损伤的恢复有 关 。Kondo等研究认为壳聚糖可以直接作用于胰岛素受体, 使其敏感性增强,抑制血糖增高的作用 ;还有资料显示,壳聚 糖有良好的降糖效果,且毒副作用小,可避免口服化学降糖药 的低血糖作用 J。 1.2 壳聚糖对DM血脂的影响 有研究表明,壳聚糖是带正 电荷的有机高分子化合物,能吸附食物中带负电的脂肪,阻断 脂肪分解,同时吸收胆固醇和胆汁酸,使脂肪在肠内不被吸收 排出体外,从而降低了血脂的含量 ;杨铭铎等 模拟体外消 化研究显示,壳聚糖与胆汁酸比例为1:8时,可较好地络合胆汁 酸,干扰机体对脂肪的吸收。用链脲佐菌素(STZ)诱导的Ⅱ型 通讯作者:李舒梅(1955一),女,教授,硕士生导师,主要从事营养与慢性 病研究。 第一作者:刘小华(1973一),男,讲师,硕士,主要从事营养学教学与研究 工作。 2837· DM模型大鼠血胆固醇含量增高,通过壳聚糖吸收胆汁酸后,胆 固醇不能被胆固醇酶催化,起到减少血液胆固醇浓度的作 用 ;王淑玲等 ”也进一步指出由于血糖降低导致了血清胆 固醇和甘油三酯含量明显下降。壳聚糖对DM血中脂类的影 响还有其他机制。比如,有研究” 认为壳聚糖降脂作用可能 与其结构中的氨基含量有关,可通过氨基的静电桥联作用吸附 游离脂肪酸,使Ⅱ型DM血脂下降。 1.3 壳聚糖对DM胰岛素利用的影响 随着全球DM患病率 的上升,使用胰岛素的人数亦相应增加,由于其易被消化道蛋 白酶降解而口服无效,必须注射给药,这给病人带来了不便和 痛苦。有研究认为,由于壳聚糖的生物黏附性、正电荷性等使 其对胰岛素具有良好促吸收作用,对提高胰岛素的生物利用率 有着重要作用 。有研究 利用壳聚糖包覆胰岛索脂质体, 得出在最佳制备工艺条件下的产品经大鼠和小鼠口服后,血糖 值下降至最低时分别为实验前的39.13%和16.94%。黄慧 等 进一步指出,壳聚糖胰岛素微球口服制剂对链脲菌素致 DM大鼠具有一定的降糖效果机制可能是由于壳聚糖的碱性、 其对胰岛素的包裹性以及微球优良靶向性,逐渐释放出胰岛素 而起到降血糖作用,并且在给药3 h后大鼠肠内上皮细胞和壳 聚糖微球间有强交互作用 。胰岛移植也是治疗DM的比较 有效的手段之一,它可缓解胰岛供体严重不足的矛盾。楼文晖 等 用STZ给小鼠造模成功后,发现海藻酸一壳聚塘.聚乙烯乙 二醇微囊化异种胰岛移植可纠正小鼠DM,并且克服了其他一 些材料生物相容性差的缺点,并认为壳聚糖微囊的优良生物相 容性、可调控降解特性在胰岛移植领域有广阔的应用前景。 1.4壳聚糖对DM基因治疗的作用 I型DM的治疗除注射 外源性胰岛素外,既无其他切实有效的方法能使病人达到长期 缓解,也无有效方法预防该病的发生。壳聚糖用于I型DM的 基因治疗已有了一些可喜的探索。国外研究 利用壳聚糖在 体内或体外将质粒DNA导入细胞内或体内组织,认为其最大 优点是安全、无毒,并具有良好的组织相容性;研究也表明,壳 聚糖和DNA相互作用是通过静电结合的,只有当它们进入细 胞后才会解离,而且它还能有效包埋DNA,防止DNA被DNA 酶降解,提高转染效率 。国内研究 ”报道,采用壳聚糖体 外转染鼠成纤维细胞,结果重组质粒转染大约10%的细胞有胰 岛素表达,并且发现接受胰岛素表达载体细胞的DM大鼠血糖 明显下降,体重逐渐恢复。这些都说明人胰岛素基因能成功转 染非胰岛B细胞,并且所表达的目的基因使血糖水平下降,因 此,壳聚糖是一种很有前途的胰岛素基因载体。 2838· 2 COS对DM的作用 2002年日本就有专利 报道低分子量壳聚糖(即COS)及 其盐具有抗糖尿的作用,可以用来治疗DM。有研究 表明, 中、高剂量COS能使DM小鼠血糖显著降低,高剂量能使其胰 岛 细胞明显增多,其降血糖机制可能与促进胰岛B细胞的增 殖有关。Hayashi等 研究指出,0.8%甲壳低聚糖对于STZ DM小鼠和肥胖型DM小鼠有显著改善血清餐后高血糖的作 用;有研究进一步指出,甲壳素及其衍生物(包括COS)在胃酸 的作用下可以被溶解并呈现胶态,延长胃中食物排空时间,并 延缓与减少小肠对糖分的吸收;加上在小肠中抑制ot一葡萄糖苷 酶的作用,从而可以降低餐后高血糖,减轻对胰岛素分泌的刺 激和p细胞的负担,保持其恢复正常功能 J。另有文献报道, 甲壳低聚糖能促使体外培养非肥胖DM小鼠胰岛细胞增殖而 使胰岛素分泌增加 。 国内一些研究 报道,采用STZ诱导DM大鼠,灌胃低 分子壳聚糖,结果表明,COS可显著降低大鼠血糖、血脂浓度, 使血胰岛素含量升高,并能对抗体重的降低,缓解DM症状;同 时指出,在血糖异常时,可能通过促进胰岛p细胞的修复,提高 胰岛素分泌,增加外周组织对胰岛素的敏感性等机制来降低血 糖;并进一步指出COS能够调节DM大鼠血脂机理主要与COS 吸附脂肪、胆汁酸、促进胆固醇在肝脏内转化等有关。国外Lee 等 “研究显示,给予STZ致非胰岛素依赖型DM大鼠0.3%低 聚糖后空腹血糖降低了19%,葡萄糖耐量逐渐升高,甘油三酯 水平下降了49%,胆固醇下降了10%,胰岛素分泌显著增加, 这可能是胰岛B细胞功能改善和胰岛素分泌正常化的结果。
3研究展望 壳聚糖及其降解产物COS是近年来世界各国都在开发的 第四代功能性保健品,在防治DM及其并发症方面显示了广阔 的应用前景。当然,它们应用于DM的防治还有许多方面值得 进一步探讨。比如,其结构中除了含有氨基外,还有羟基,引入 些功能基团可增加其生物活性,拓宽应用领域;用壳聚糖为 载体制备胰岛素微球来实现胰岛素口服应用尚需对其生物利 用度的提高、改进微球的制作工艺以及在体内壳聚糖生物降解 的半衰期等方面进一步研究;I型DM的基因治疗虽取得了一 些进展,但还只是起步阶段;COS对DM的影响研究还不多,应 该加强这方面的研究;还有,壳聚糖和COS对DM及其并发症 的研究大部分停留在动物实验阶段,尚未进入临床应用。
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