当前，全球糖尿病发病率正逐年上升，已成为一个全球性的公共卫生问题。糖尿病是一种由胰岛素分泌不足引起的代谢紊乱，其特征是葡萄糖障碍，并伴有肾病、眼病和周围神经病变等并发症。从临床上看，传统的降血糖药物有着无法避免的副作用，如恶心、呕吐、低血糖和胃部不适。氧化导致细胞损伤，对人体产生多种健康问题，如心血管疾病、癌症和衰老等，也是目前讨论的热门话题。近年来，越来越多的学者关注天然产物来源物质对降血糖抗氧化的作用。
黄精是一种药食同源中药，多花黄精、滇黄精以及黄精是三大基原植物。黄精具有多种生物活性化合物，如酚类、黄酮类等，具有抗肿瘤、抗氧化、抗衰老、抗炎、降血糖等多种生物学特性。目前黄精多糖和甾体皂的降血糖、抗增殖和抑制宫颈癌活性已被广泛研究。然而，黄精中的酚类黄酮类化学物尚未得到充分的研究。同时，关于黄精多酚的抗氧化和降血糖作用的研究报道较少。
近期，重庆三峡学院的周浓教授团队，在Journal of Food Biochemistry (分区Q2,IF:4.0)期刊上发表了题为“Phenolic Composition, Antioxidant, and α-Glucosidase Inhibitory Activities of Extracts fromPolygonatum sibiricum”的研究论文。
本实验基于溶剂提取法提取黄精总酚和黄酮类化合物，鲜黄精切块烘干研磨过筛，将1 g黄精粉末分别与20 mL水、80 %乙醇和乙酸乙酯混合，在80 ℃恒温水浴中提取1小时，过滤后用相应溶剂提取两次。收集提取物，浓缩冻干，得到水提取物、乙醇提取物和乙酸乙酯提取物。接着使用福林酚试剂与7 %的碳酸钠溶液测定总酚含量，提取物与试剂混合后，黑暗静置6分钟，然后加入碳酸钠溶液并室温下反应90分钟，最后在760 nm波长处测定吸光度，以没食子酸为标准，总酚含量以mg/g干重表示。同理运用5 %亚硝酸钠和10 %的硝酸铝溶液，在510 nm处记录吸光度。结果表明，乙醇是提取黄精中酚类和黄酮类物质的最佳溶剂（图1）。采用高分辨液相-质谱(HPLC-MS/MS)，分离鉴定提取物中的主要成分，结果表明在黄精的三种提取物中鉴定出二十种化合物，并且羟基蜕皮酮、阿魏酸、儿茶素、对香豆酸、桔梗素D、桑蚕苷A和水杨酸仅在乙醇提取物中鉴定出来，可知乙醇提取物中获得的化合物较多。通过DPPH法将提取物与DPPH在黑暗中反应30 min，在517 nm处记录吸光度。采用ABTS法将提取物与ABTS在黑暗中混合20 min，在734 nm处测定吸光度。结果表明，乙醇提取物对DPPH自由基的清除活性最强，乙醇提取物和乙酸乙酯提取物对ABTS的清除活性均优于水提取物。通过制备FRAP溶液，将提取物与FRAP反应30分钟，593 nm处测定吸光度检测提取物的还原能力。结果发现，乙醇提取物仍然显示出更强的还原能力（图2）。采用甲基噻唑二苯基溴化四氮唑测定法，测定细胞增殖和细胞毒性，结果显示当浓度低于2.0 mg/mL时，三种提取物对HepG2细胞没有显著的毒性作用（图3）。根据活性氧（Reactive Oxygen Species，ROS）测定试剂盒测量HepG2细胞中的细胞内ROS水平，研究表明，三种提取物在减轻棕榈酸诱导的HepG2细胞氧化应激方面表现出较强的活性。同时发现，乙醇提取物显示出比其他两种提取物更强的清除ROS的活性(图4)。图 4 黄精不同提取物对HepG2细胞的抗氧化活性。（a）ROS水平；（b）MDA含量；（c）SOD活性。通过MDA和SOD活性测定试剂盒来研究MDA含量和SOD活性，结果表明黄精提取物，尤其是乙醇提取物，具有较强的清除自由基的活性，并具有较强的减轻棕榈酸诱导的HepG2细胞氧化损伤的能力。用三种提取物处理明显恢复了被棕榈酸抑制的SOD活性，此外，乙醇提取物表现出更好的提高SOD活性的能力（图4）。通过蛋白印迹方法（Western Blotting，WB），发现乙醇提取物处理明显刺激棕榈酸共孵育的HepG2细胞中HO-1的表达，有效地减轻氧化应激。乙醇提取物共同孵育显著促进p-Nrf2表达且效果更好。黄精提取物通过Nrf2依赖性途径刺激抗氧化酶的蛋白表达，从而提高抗氧化酶的活性（图5）。图 5 黄精不同提取物对HO-1, SOD2, and p-Nrf2的蛋白表达。采用α-葡萄糖苷酶的活性测定来检测提取物的降血糖活性，发现乙醇提取物对α-葡萄糖苷酶的抑制活性最好（图6）。通过HPLC-ESI-MS/MS检测，结果表明乙醇提取物具有较强的α-葡萄糖苷酶抑制活性，这可能与从黄精中提取的独特化合物有关。通过蔗糖负荷试验来研究0、15、30、60、90和120分钟时血糖水平的时间过程，结果表明乙醇提取物组显示出比其他两组更好的效果（图7）。图 6 不同提取物对α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用。图 7 不同提取物和阿卡波糖对对蔗糖灌胃后血糖的影响。（a）血糖含量;（b）血糖曲线下面积。综上，采用高效液相-质谱联用技术对黄精不同提取物的化学成分进行了研究，并对其体外和体内抗氧化、降血糖活性进行了评价，结果表明黄精总酚和黄酮类对自由基的清除能力和还原能力较强，抑制α-葡萄糖苷酶的活性。此外，还探讨了这些提取物改善棕榈酸诱导的HepG2细胞氧化应激的可能机制。这项研究结果证实了黄精中的总酚和黄酮类化学物的抗氧化活性，其中乙醇提取物对DPPH和ABTS自由基的清除能力和还原力最强。同时，黄精提取物，尤其是乙醇提取物，可通过Nrf2相关途径显著提高HepG2细胞SOD和HO-1的活性，改善棕榈酸诱导的氧化应激。此外，乙醇提取物可以显著抑制α-葡萄糖苷酶的活性，并有效降低蔗糖负荷引起的血糖快速升高。重庆三峡学院生物与食品工程学院石如洁为论文的第一作者，周浓为论文的通讯作者。
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