芹菜素是一种广泛存在于植物界的黄酮类化合物,在芹菜、甘菊等多种常见植物中均有发现。近年来,其在控制血糖水平方面的潜在作用逐渐受到科学界的关注,为糖尿病及其相关代谢紊乱疾病的防治提供了新的研究方向。
芹菜素的来源与化学特性
芹菜素主要源于天然植物,其化学结构包含多个酚羟基,这种独特的结构赋予了它较强的抗氧化活性以及与生物大分子相互作用的能力,是其发挥多种生理功能包括调节血糖的结构基础。
芹菜素控制血糖水平的作用机制
(一)调节胰岛素分泌与敏感性
1.促进胰岛素分泌
在胰腺的胰岛 β 细胞中,芹菜素能够影响细胞内的信号传导通路。它可以激活特定的离子通道和酶,如钾离子通道和蛋白激酶,进而促进胰岛素的分泌。例如,芹菜素可通过调节 ATP 敏感钾通道(KATP 通道)的活性,使细胞内 ATP/ADP 比值发生改变,导致 KATP 通道关闭,细胞膜去极化,从而触发钙离子内流,最终促使胰岛素颗粒释放到细胞外。
2.增强胰岛素敏感性
芹菜素还能够作用于外周组织(如肝脏、肌肉和脂肪组织),增强胰岛素敏感性。它可以调节胰岛素信号转导通路中的关键分子,如胰岛素受体底物(IRS)蛋白的磷酸化状态。通过抑制某些抑制性蛋白激酶的活性,使得 IRS 蛋白能够更好地被胰岛素受体激活,进而促进下游的磷脂酰肌醇 3 - 激酶(PI3K)/Akt 信号通路的传导,增强细胞对葡萄糖的摄取和利用,降低血糖水平。
(二)抑制糖异生作用
在肝脏中,芹菜素可以抑制糖异生相关基因的表达和酶的活性。糖异生是指非糖物质(如氨基酸、乳酸等)转化为葡萄糖的过程,在糖尿病患者或血糖升高时往往过度活跃。芹菜素能够抑制磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)和葡萄糖 - 6 - 磷酸酶(G6Pase)等关键糖异生酶的活性,减少肝脏葡萄糖的输出,从而有助于维持血糖的稳定。
(三)抗氧化与抗炎作用对血糖的间接影响
1.抗氧化作用
芹菜素具有强大的抗氧化能力,能够清除体内过多的自由基,如超氧阴离子、羟基自由基等。高血糖状态下,自由基生成增多,会引起氧化应激反应,损伤胰岛 β 细胞和外周组织细胞的功能,导致胰岛素分泌减少和胰岛素抵抗加重。芹菜素通过减轻氧化应激,保护胰岛 β 细胞功能并改善外周组织对胰岛素的反应性,间接有利于血糖水平的控制。
2.抗炎作用
炎症反应在糖尿病的发生发展中也起着重要作用。芹菜素能够抑制炎症细胞因子(如肿瘤坏死因子 - α、白细胞介素 - 6 等)的产生和释放,减轻炎症对胰岛 β 细胞和胰岛素信号通路的干扰。炎症反应的缓解有助于维持正常的胰岛素分泌和作用,进而对血糖水平产生积极的调控作用。
(一)体外实验研究
在体外培养的胰岛 β 细胞实验中,加入芹菜素后,可观察到胰岛素分泌量明显增加,且呈剂量依赖性。同时,在肝细胞培养实验中,芹菜素处理能够显著降低糖异生相关酶的活性和葡萄糖的生成量。例如,在一定浓度的芹菜素作用下,肝细胞中 PEPCK 和 G6Pase 的活性可降低约 30% - 50%,葡萄糖生成量减少约 20% - 40%。
(二)动物实验研究
在糖尿病动物模型(如链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠或小鼠模型)中,给予芹菜素干预后,动物的血糖水平得到显著改善。研究发现,芹菜素治疗组动物的空腹血糖和餐后血糖水平均明显低于未治疗组,同时胰岛素敏感性指标(如胰岛素抵抗指数)也有所改善。例如,在一项为期 8 周的糖尿病小鼠实验中,芹菜素治疗组小鼠的空腹血糖从约 20mmol/L 降至约 12mmol/L,胰岛素抵抗指数降低了约 35%。此外,动物模型中胰岛 β 细胞的形态和功能也得到一定程度的保护,炎症和氧化应激指标明显降低。
(三)临床研究初步探索
虽然目前关于芹菜素控制血糖的临床研究相对较少,但一些初步研究也显示出了其潜在的应用价值。在小规模的糖尿病患者临床试验中,给予芹菜素补充剂后,部分患者的糖化血红蛋白(HbA1c)水平有一定程度的下降,同时血糖波动幅度减小。例如,在一项针对 30 名 2 型糖尿病患者的为期 12 周的试验中,有 15 名患者在补充芹菜素后 HbA1c 水平较基线降低了约 0.5% - 1%,且患者的低血糖事件发生率未增加。
芹菜素凭借其多方面的作用机制,包括调节胰岛素分泌与敏感性、抑制糖异生以及抗氧化抗炎作用,在控制血糖水平方面展现出了良好的潜力。从体外实验到动物模型研究,再到初步的临床探索,均为其在糖尿病防治中的应用提供了依据。尽管目前仍需要更多大规模、长期的临床研究来进一步证实其疗效和安全性,但芹菜素无疑为开发新型天然降糖药物或营养补充剂提供了一个极具吸引力的候选对象,有望为广大糖尿病患者带来新的治疗希望和健康管理策略。