糖尿病是一种慢性代谢性疾病，其特征是由于胰岛素分泌的绝对或部分缺乏，或胰岛素生物作用受到阻碍，或两者混合作用引起的血糖水平异常升高[1]。糖尿病容易导致并发症和死亡，长期的高血糖患者更易出现心血管疾病危险，还会导致各种组织特别是眼、肾、心脏等的慢性损害和功能障碍[2]。
药食同源原料指既能作为食材，也能作为药材使用的原料。药食同源原料的临床应用常见于糖尿病、高血压等慢性及常见代谢类疾病的控制和调理，大多在患者饮食中加入药食同源原料或根据不同疾病选择相应的药食同源原料进行组合干预，结果表明其具有降糖、降压等功效[3]。
与常见的降糖药品相比，以药食同源原料为基本原料研制的产品具有以下几个特点：同时含有多种降血糖活性成分；安全性高、无副作用；性质稳定、作用温和[2]。从国家卫健委公布的按照传统既是食品又是中药材的物质目录出发，结合中医传统的消渴方筛选出7种关键原料，包括桑叶、枸杞、葛根、黄精、桔梗、茯苓、昆布。并通过测定上述原料对α-葡萄糖苷酶的抑制作用，筛选出降糖效果较好的4种原料，分别为桑叶、葛根、桔梗、枸杞。
桑叶是桑科植物桑树（Morus alba L.）的干燥叶，桑叶中含有黄酮、多糖、生物碱类等活性成分[4]。研究表明，桑叶有降血糖的生理功效，其中1-脱氧野尻霉素（1-deoxynojirimycin，DNJ）是降血糖的主要活性成分，其降血糖作用主要通过抑制α-葡萄糖苷酶活性和糖异生、促进糖酵解等方式降低血糖水平，还可以改善小鼠胰岛素抵抗，达到降血糖目的。
α-葡萄糖苷酶是存在于肠细胞刷状缘膜表面的一种水解酶，能够将二糖、低聚糖、芳香糖苷等水解为葡萄糖[5]。在体外条件下和离体器官中，DNJ对小肠黏膜上的葡萄糖苷酶有一定的抑制作用，随着DNJ浓度的增加，其抑制作用也不断增强[6]。DNJ结构与寡糖结构类似，可以与α-葡萄糖苷酶竞争性地结合，而使寡糖无法水解为单糖，继而使餐后血糖值降低，达到降低血糖的目的[7]。胡雪芹等[8]研究发现，经过DNJ干预后，小鼠尿液中的3-磷酸甘油醛、半乳糖醇含量显著降低，顺乌头酸含量明显提高，表明DNJ具有促进糖代谢的作用。由非糖物质转变成葡萄糖的过程称为葡萄糖的异生作用，简称糖异生。Hu等[9]研究发现，纯化的DNJ能显著降低血糖水平（P<0.01）、胰岛素水平（P<0.05）、血脂水平（P<0.05）和逆转胰岛素抵抗（P<0.05）。增加了胰岛素受体和糖酵解酶的蛋白表达（P<0.05），减少胰岛素受体底物和糖异生酶的蛋白表达（P<0.05），从而减轻葡萄糖耐受，起到降血糖的作用。高脂血症模型小鼠用桑叶DNJ治疗后，空腹血清胰岛素、餐后1 h的血液胰岛素活力和胰岛素抵抗指数均显著降低，表明DNJ可以通过改善小鼠的胰岛素抵抗起到降血糖的作用[10]。
葛根是野葛的干燥根，也被称为葛藤。葛根是异黄酮的重要来源，包括葛根素、异黄酮苷、染料木苷、大豆黄酮和染料木素[11]。葛根在治疗糖尿病的传统中医方剂中也应用广泛，如葛根芩连汤、黄芪葛根汤、玉泉丸等。葛根素在糖尿病治疗中显示出巨大的益处，具有促进葡萄糖代谢、改善胰岛素抵抗、增加胰岛素的敏感性、保护胰岛β细胞等作用，对糖尿病有防治作用。
胰岛素抵抗是机体对胰岛素的敏感性下降，胰岛素无法发挥降低血糖的生物学作用，导致血糖升高。胰岛素抵抗参与2型糖尿病发生、发展的整个阶段[12]。葛根素可显著降低血糖水平和糖化血红蛋白水平，增加胰岛素的敏感性，从而改善胰岛素抵抗[13]。胰岛β细胞是胰岛细胞的一种，能分泌胰岛素，起调节血糖含量的作用。胰岛β细胞功能受损，会引起胰岛素分泌不足，从而引发糖尿病[14]。研究发现，葛根素对高糖处理的小鼠胰岛β细胞具有保护作用[15]。胰腺切片免疫染色显示，葛根素处理后糖尿病小鼠的β细胞凋亡减少，体积和增殖有明显增加。葡萄糖转运蛋白-4（glucose transporter 4，GLUT4）主要分布于脂肪细胞和肌肉细胞，是在胰岛素作用下肌肉以及脂肪细胞中的主要的葡萄糖转运载体，负责葡萄糖的跨膜转运[16]。Hsu等[17]研究发现，链脲佐菌素（streptozotocin，STZ）诱导的糖尿病大鼠经葛根素干预后，其血糖浓度显著降低，并且成剂量依赖性。在STZ-糖尿病大鼠离体比目鱼肌中，葛根素也以浓度依赖的方式增强对放射性葡萄糖的摄取；此外，反复静脉给药葛根素3 d后，比目鱼肌中mRNA和GLUT4蛋白水平升高。由此可见，葛根素可增加葡萄糖的利用率，降低缺乏胰岛素的糖尿病大鼠的血糖水平。
桔梗为中医药常用药，是桔梗植物的根部。其活性成分主要包括桔梗皂苷、黄酮类、桔梗多糖和生物碱等，都具有降血糖功效[18]。桔梗皂苷具有降血糖、调节血脂、减少糖尿病并发症的功能。桔梗多糖除了能够直接降低血糖、促进胰岛素的分泌外，还能通过提高抗氧化能力和葡萄糖耐量达到降血糖的效果。
栾海艳等[19]通过观察不同剂量桔梗总皂苷对链脲佐菌素诱导的2型糖尿病肝病大鼠糖脂代谢的影响，发现桔梗总皂苷干预后，与模型对照组相比，桔梗总皂苷高剂量组的空腹血糖水平显著降低（P＜0.01）达到正常标准，骨形态蛋白-9（bone morphogenetic protein-9，BMP-9）mRNA 的表达显著增加（P＜0.01），而 BMP-9能抑制肝内糖异生并促进肌糖原合成，起到降低血糖作用。此外与模型对照组相比，桔梗总皂苷高剂量组还能改善糖、脂代谢紊乱。乔彩虹等[20]研究显示，桔梗多糖干预后，STZ糖尿病大鼠的进水量、进食量和空腹血糖水平均明显降低，而胰岛素水平以及对葡萄糖的耐受能力则明显升高；此外桔梗多糖还能提高超氧化物歧化酶的活性，降低丙二醛含量。推测桔梗多糖可能通过改善空腹胰岛素水平和提高抗氧化能力来达到降血糖的功能。
枸杞是茄科枸杞属枸杞的果实，味甘、性平，经常用来治疗癌症、糖尿病等疾病，用作中药及补品[21]。其活性成分枸杞多糖由杂多糖和各种碳水化合物组成，能够促进葡萄糖代谢和胰岛素分泌、改善胰岛素抵抗、提高胰岛素对受体的敏感性、调节肠道菌群结构、增强细胞免疫功能。
枸杞多糖通过促进骨骼肌组织中GLUT4的表达，增加机体对胰岛素的反应性及敏感性并改善胰岛素抵抗[22]。髓源抑制性细胞（myeloid-derived suppressor cells，MDSCs）是一种未成熟髓样细胞，在正常状态下，会分化为成熟细胞如粒细胞、巨噬细胞或树突状细胞，发挥重要免疫功能。枸杞多糖干预后，2型糖尿病大鼠的MDSCs在外周血、肾脏及脾脏中大量增殖，抑制向成熟髓系细胞分化，发挥免疫功能[23]。研究发现，2型糖尿病与肠道菌群失调有关，益生元可以改善肠道屏障功能和改善胰岛素抵抗[24]。枸杞多糖可以促进双歧杆菌和嗜酸乳杆菌等乳酸菌的增殖，调节肠道菌群结构[25]。枸杞多糖还可以通过增加葡萄糖代谢和胰岛素分泌，促进胰腺β细胞增殖，起到降血糖和胰岛素增敏作用[26]。
随着人们对药食同源原料了解的不断深入，添加药食同源原料的一系列饮品也相继推向市场。目前降血糖饮品的研究开发较多，主要包括复合饮料、功能性茶和酸奶。
2.1.1 复合饮料
复合饮料一般以一种或几种原料为主，添加各种辅料，并通过调整各添加料的配比，从而获得口感最佳、效果最好的目标饮料。陈小敏等[27]选取具有降糖效果的苦瓜、桑叶与刺梨汁进行复配，研发出一款降血糖功效的配方饮料。通过感官评定试验确定配方饮料的最优配比为桑叶汁20%、苦瓜汁6%、刺梨汁74%，并通过动物实验验证该配方饮料具有辅助降糖效果。陈艳等[28]以枸杞、百合、山药为主，以甜菊糖为辅，研制出具有辅助降血糖功能的低能量功能性饮料。其中枸杞、百合、山药都具有辅助降血糖的作用，通过复配试验，确定枸杞、山药、百合原汁最佳配比为 20∶2∶1，枸杞、山药、百合复合饮料最佳配方为混合汁60%、甜菊糖0.02%、柠檬酸0.08%。此外还有青钱柳叶、辣木叶、葛根等原料制成的固体饮料；桑叶、雅连根茎、枸杞子、葛根等原料制成的植物饮料；以上都是由具有降血糖功能的药食同源原料经过复配制成的辅助降血糖功能性饮料[29-30]。
2.1.2 功能性茶
茶是我们生活中常见的饮品，可以开发能够预防糖尿病、降低血糖的糖尿病功能性茶[31]。功能性茶的本质是中药茶，只是配方各不相同，最终研发出的功能性茶也不同。通过采用不同生长期，不同部位的苦荞、木耳、荷叶、花椒、肉桂和葛根，能缓解和改善2型糖尿病人的胰岛素抵抗，恢复代谢功能，改善胰岛功能，使2型糖尿病患者的症状得到缓解[32]。由枸杞、山药、黄芪、麦冬、桑叶等原料组成，经过一系列方法制备而成的中药茶，可用于辅助治疗糖尿病，能明显控制糖尿病前期血糖及体重指数，在一定程度上预防或者延缓糖尿病的发生[33]。老白茶、青钱柳、番石榴、葛根等制备的降糖茶，具有益气养阴、生津止渴的功效，能减轻糖尿病患者口渴喜饮，多食多饮多尿等症状。此降糖茶温和无副作用，饮用方便，可用于糖尿病患者日常辅助衡糖[34]。
2.1.3 酸奶
随着生活水平的提高，人们对牛奶等食品的要求越来越高；降血糖酸奶不仅丰富了酸奶的种类，还满足了糖尿病患者多样化的需求，是大势所趋。张英[35]在酸奶中添加了山药、山楂、枸杞和蔬菜粉，使其营养均衡；此外还添加了中药提取物（荔枝核、桂圆核、皱皮木瓜籽、玉米须、霜桑叶、葛根、青钱柳叶、玉竹），使其具有降血糖功效。所用原料或药食两用植物，或普通食品及营养强化剂，无副作用；并经临床验证具有明显的降低血糖的作用。马建忠[36]将黄芪、乌梅、枸杞、丹参、绿茶烘烤粉碎并与牛奶混合，经发酵冷却后与绿茶粉混匀，即得降血糖酸奶。该降血糖酸奶营养丰富，原料普遍，采用黄芪、丹参、枸杞、乌梅和绿茶的组合，长期食用具有降血糖的功效。该降血糖酸奶配比科学，具有保护胰岛功能，改善糖代谢，降低糖吸收等效果，使其降血糖效果显著。
代餐食品，是取代部分或全部正餐达到减重减脂等目的的食品。随着近几年的发展，代餐食品的形式不断丰富，如代餐粉、代餐果冻、代餐粥等[37]。研究表明，代餐饮食对空腹血糖的影响与生活方式干预的效果相当。代餐饮食能有效改善空腹血糖的升高和胰岛素浓度增加，这些都是糖尿病前期状态的重要标志[38]。以桑叶、苦荞麦、黑果枸杞和木糖醇等作为原料，利用分别发酵和冻干方法获得的代餐粉，具有良好的降血糖效果，可以作为糖尿病患者的代餐食物[39]。陈亮等[40]公开了一种具有降血糖功能可吸代餐果冻，由魔芋胶、山楂、桑叶、马齿苋、荷叶等按比例混合而成。这种可吸代餐果冻不仅能够替代日常餐饮，还能控制过多糖分的摄入，具有降血糖的功效。选取葛根粉、薏仁粉、百合粉、菊粉和苦瓜粉中的一种或几种，辅以木糖醇和燕麦粉，按照比例混合而成的代餐粉，能够通过调节2型糖尿病人群的肠道微生物，进而达到降血糖的功效[41]。
糖尿病是一种慢性终身性疾病。糖尿病的典型症状为“三多一少”，即多饮、多食、多尿、体重减少。糖尿病患者往往有非常明显的饥饿感觉，因此急需一种既能果腹、消除饥饿感而又不影响患者血糖水平，甚至具有降低血糖水平的产品。白长山[42]研发了一种降血糖饼干，由中药组合物、黄油、糖粉、低筋面粉、玉米淀粉、甘蔗渣、开心果碎、花生碎等组成。其中中药组合物主要由黄芪、白术、葛根、地黄组成。在配方中加入有降血糖功效的中药组合物，使制得的饼干既具有传统饼干果腹的功能，还具有降低血糖的作用，可减少糖尿病患者饮食治疗的痛苦。高海燕等[43]在蛋糕粉中加入药物组合物，制作出具有预防糖尿病的保健蛋糕。该蛋糕能降低空腹血糖、糖耐量曲线下面积及糖化血红蛋白，可以减轻、改善、预防和治疗1型糖尿病、2型糖尿病或因糖尿病引起的包括高血糖、糖耐量异常、脂代谢异常以及上述疾患引起的并发症。
除以上典型食品之外，还有罐头制品、肉制品、保健食品口服制剂和口服液等形式也颇受大家欢迎[44-46]。
药食同源原料降糖机制主要分为3种。（1）直接降低血糖。主要通过以下3个方面进行：抑制糖异生，主要为抑制外源多糖降解为葡萄糖来降低血糖；抑制糖苷酶的活性，从而延缓葡萄糖的吸收；促进糖酵解，促进葡萄糖代谢从而降低餐后血糖水平。（2）改善胰岛素抵抗、增加胰岛素的敏感性。胰岛素抵抗是靶细胞对胰岛素的敏感性降低，需要分泌更多胰岛素才能维持正常血糖浓度。某些功能性成分可能通过促进GLUT4的表达，增加胰岛素的敏感性，促进葡萄糖摄取，进而改善胰岛素抵抗。（3）保护胰岛β细胞。胰岛β细胞能分泌胰岛素，与胰岛A细胞分泌的胰高血糖素共同起到调节血糖的作用。胰岛β细胞功能受损、胰岛素分泌绝对或相对不足（胰岛素抵抗），会使血糖升高，从而引发糖尿病。某些功能性成分通过保护胰岛β细胞，从而起到降糖的作用。
随着降血糖活性成分及其作用机制研究的不断深入，人们对药食同源原料也有更深入的了解，具有降血糖功效的产品数量也逐渐增加。但是目前市场上的产品还存在以下问题：市面上相关产品种类单一，许多加工技术不成熟；产品的作用机制不明确，许多原料没有发挥出功效；缺少科学有效的评价方法。因此，明确产品作用机制、丰富产品种类、建立相应的质量标准是今后研究的重点。
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