香椿研究成果專區

香椿降血糖      

     香椿降血糖功效....(詳內文)

     應用於人類糖尿病保健食品之開發....(詳內文)

     香椿葉水萃取液在Alloxan所誘發的糖尿病鼠中降血糖作用之研究....(詳內文)

     香椿葉經由adipocyte glucose transporter4改善血糖....(詳內文)

以上文字內轉載自繼往開來-台灣之椿一書

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香椿具有降血糖功效

            翁慶豐 博士　國立東華大學 生物技術研究所

糖尿病的種類與分類

    糖尿病（diabetic melltius, DM）是現今普遍的慢性疾病之一，且近年來國內糖尿病已經躍升為十大死因的第四位，在全球罹患糖尿病的人口數有逐年升高的現象，統計指出至西元2025年全球將會有三億人口遭受到糖尿病之苦 (King et al., 1998)。糖尿病主要病因是由於體內無法將吸收的糖份，有效地轉化為能量代謝的不平衡，過多的糖份積聚在血液中，血糖增高並經由尿液排出，故稱為糖尿(Anai and Kikuchi, 2002)。2001年世界衛生組織（W.H.O.）報告（committee report）將糖尿病分類為：

(1) 第一型糖尿病（Type 1 diabetes melltius, T1DM）

又稱為胰島素依賴型糖尿病（insulin dependent diabetes mellitus, IDDM），發生的原因不明或為先天性基因缺陷，導致免疫系統產生細胞媒介自體免疫反應（cellular-mediated autoimmune）攻擊胰島β細胞（Atkinson and Maclaren, 1994），病患免疫系統產生對抗自體胰臟β細胞的抗體，β細胞不斷的被破壞殆盡，導致無法正常地分泌足夠胰島素進行醣類代謝途徑（Castano and Eisenbarth, 1990）。第一型糖尿病通常是一種幼年時期發病（child-onset）的疾病，也由於體內胰島素遠低於正常個體，病患通常必須終身施打胰島素才能控制血糖（Ryan et al., 2005; Ola et al., 2006）。

(2) 第二型糖尿病（Type 2 diabetes melltius, T2DM）

    又稱為非胰島素依賴型糖尿病（non insulin dependent diabetes mellitus, NIDDM），與家族遺傳與肥胖等後天因素有密切的關係，通常在成年人或較為高齡的個體（adult-onset）產生。第二型糖尿病主要病徵是出現胰島素阻抗性（insulin resistance, IR）（Lipkin, 1999; Maccario et al., 2000; Ovalle and Azziz, 2002），1997年美國糖尿病協會（American Diabetic Association，ADA）也將胰島素抗阻性列為第二型糖尿病的必要特徵（Mellitus, 1997）。胰島素阻抗性的定義尚未明確，但普遍認為會造成血糖上升、葡萄糖不耐症（impaired glucose tolerance）及脂肪代謝障礙（Bloomgarden, 1998），目前所知造成IR原因有兩種可能性(1)胰島素與受體結合後之訊息傳遞中斷：胰島素可正常與接受器（receptor）結合，但細胞卻無法接收到應有的訊號執行代謝葡萄糖；(2)細胞上胰島素接受器有缺陷：胰島素與受體可能無法結合或是受體數目不足導致胰島素無法結合受體產生作用（Schwartz et al., 1996; Fritsche et al., 1998; Fox et al., 1999）。第二型糖尿病所出現的高血糖症狀的過程相當緩慢，通常需要數年時間才會有明顯的症狀出現，因此也較不容易察覺（Harris, 1989）。第二型糖尿病通常只需倚靠規律的飲食生活及運動即可控制症狀，不需施以胰島素治療。

(3)妊娠型糖尿病（Gestational diabetes mellitus, GDM）

婦女懷孕時才會出現糖尿病的高血糖症，分娩後又會恢復正常的血糖值。在懷孕期間發生葡萄糖耐受性異常，尤其在懷孕第2及3期間，稱為妊娠期糖尿病。此病因可能是懷孕時體內複雜的新陳代謝及內分泌變化所造成，例如胎盤產生抗胰島素因子而導致葡萄糖耐受度異常。 

(4)葡萄糖耐受不良症（impaired glucose tolerance, IGT）

是指某些個體對“葡萄糖”的代謝不正常，但還未達到糖尿病的嚴重度，是一種介乎正常個體與糖尿病病人中間的狀態，可由口服葡萄糖、血糖偏高証明之這些「糖尿病前期」的人，以後有一部分會真正變成糖尿病。

(5)其他情況所引起的糖尿病

包括β細胞之基因缺陷、胰島素作用之基因缺陷、胰臟外分泌疾病、內分泌疾病、藥物或化學治療引起、感染引起及罕見免疫媒介引起及其它基因型症候群。

在以上諸多糖尿病類型中，較常見的為第一型糖尿病（占糖尿病人口約5∼10%）及第二型糖尿病（占糖尿病人口約90∼95 %）（A. D. A., 2004），而其餘的糖尿病類型則屬於較為罕見的。引起糖尿病的原因有很多，除先天的基因缺陷、遺傳或是自體免疫反應所造成的糖尿病外，生活習慣不良及飲食控制不當造成肥胖，也是誘發糖尿病的重要成因。美國於2000年大規模檢測成年人BRFSS（Behavioral Risk Factor Surveillance System）數據中顯示，肥胖與糖尿病的發生率各為19.8及7.3%（Mokdad et al., 2001），比起1991年發生率12.0及5.0%增加近50%（Mokdad et al., 2001）。此外，在1990至1998年間抽樣150,000人發現糖尿病與肥胖間存在著高度正相關性（r＝0.64，P＜0.001）（Mokdad et al., 2001），代表糖尿病的發生與肥胖率上升成正比。

糖尿病的診斷

    典型糖尿病症狀包括（診斷糖尿病必須符合以下3種標準之任一種，並需隔日再用以上任何一點確定）：

(1)多尿、多渴及無法解釋的體重減輕，加上任意血漿葡萄糖濃度＞200 mg/dl（11.1 mM）。

(2)空腹至少8小時之禁食血漿葡萄糖濃度（Fasting plasma glucose, FPG）＞126 mg/dl（7.0 mmol/l）。

(3)口服葡萄糖耐量試驗（Oral glucose tolerance test, OGTT），2小時之血漿葡萄糖濃度＞200 mg/dl。

另外，在臨界範圍之血漿葡萄糖濃度亦可分為空腹血糖異常（impaired fasting glucose, IFG）及葡萄糖耐受性異常（impaired glucose tolerance, IGT），OGTT 2小時之血漿葡萄糖濃度140 mg/dl，但＜200 mg/dl則為IGT，而空腹血漿葡萄糖濃度100 mg/dl，但＜126 mg/dl則為IFG（ADA, 1997）。

糖尿病的症狀與併發症

    糖尿病初期所造成的症狀相當多且複雜，在發病時除有熟知的尿中帶糖及三多──吃多（容易飢餓、食量大增）、喝多（容易口渴）與尿多（尿量增加）的現象外，患者常常感受到疲勞、全身睏倦、性慾減退、月經異常、皮膚發癢、容易發疹等較輕微的症狀；若患者持續未進行治療改善高血糖的現象，常會導致病情急遽惡化，至後期則會引起相當嚴重的併發症，最常見的如眼睛、腎臟、神經、心血管及腦血管的病變等症狀（如表一），這些併發症的產生，往往是造成糖尿病患者死亡的主要因素。

糖尿病的治療

    目前治療糖尿病的方法，主要可以分為口服降血糖藥物及胰島素治療兩種方法，其中口服降血糖藥物依其作用機轉主要可分四大類：(一)胰島素分泌促進劑（insulin secretagogues），如磺醯尿素（sulfonylureas, SU）主要作用在磺醯尿素接受器，以增加胰島素之分泌；Glinides（又稱Meglitinides類似物）主要之作用機轉為刺激β細胞之碘醯尿素接受器，藉以促進胰島素分泌。(二)雙胍類（Biguanides）：主要作用為減少肝臟之葡萄糖新生作用，但不會增加胰島素之分泌，現今最常使用的雙胍類為二甲雙胍（dimethyl biguanide, metformin）。(三)Glitazones（Thiazolidinediones）：作用機轉為活化peroxisome proliferative-activated receptor-γ（PPAR-γ），會增加胰島素之敏感度，降低空腹血糖及血中胰島素濃度。(四)α-葡萄糖苷酶抑制劑（α-glucosidase inhibitor）：主要之作用機轉為抑制澱粉及雙醣類之分解，延緩葡萄糖的吸收。胰島素的種類大致上可分為超短效、短效、中效、長效及超長效胰島素，其作用時間及高峰期也不同（表二），需視病情嚴重性給予不同的類型及劑量。

表二：不同胰島素製劑效力時間、高峰期、作用期之比較

香椿及糖尿病

引用大家常在廣告中耳熟能詳的一句台詞「天然的最好」，這句話也就可說明現代人對於飲食及健康的講究，認為天然的食品及藥物對身體較為溫和且副作用較少，因此在藥物的研發上，而天然的中草藥對疾病治療上投入不少心力，因此近年來除利用西藥治療糖尿病有很大的進展外，中草藥在降血糖研究上也有很大的突破，許多研究中都指出民間常用來做為香料的中草藥─香椿，對於糖尿病患者穩定血糖有很大的效用。

香椿（Cedrela sinensis Juss.），又稱為椿、紅椿、椿甜樹，是一種楝科（Meliaceae）多年生落葉性喬本植物，西方稱為Chinese mahogany，原生於中國東南，西南至華北地區。香椿的用途十分的廣泛，常用來做景觀及園藝的造景，樹幹部分則常用作為家俱及建築使用的原料，在食品部分是蜜源、油料、香料廣泛使用的一種植物也是一種中草藥，且樹皮、根皮、葉及果實都可以加工利用，是頗具發展潛力的植物物種。香椿樹皮含兒茶酚（catecol）、川楝素（toosendanin），葉含胡蘿蔔素（carotene）、維生素B、C及蛋白質等。川楝素為良好之驅蛔蟲劑，並對肉類中毒有治療效果。中醫應用上，根有收斂、止痛、止血功效；樹皮則可去燥熱、澀腸止血。花含揮發油，樹幹含有樹膠（xylan）；葉具香氣無味，主治女子血崩，小兒疳痢，瘡疥風疽等。

近年研究指出香椿、人蔘（Ohnishi et al., 1996）、薏仁、枸杞子（Hao et al., 1992; Yamahara et al., 1981）、樟芝、靈芝、山藥（Chen et al., 2001; Liu et al., 1999; Miura and Kato, 1995; Kato and Miura, 1993）、冬蟲夏草（Kiho et al.,1999; Kiho et al., 1996; Gomes et al., 1995; Kiho et al., 1993）等中草藥對糖尿病患者，具有降低血糖及穩定血糖有相當大的助益。其中香椿葉粗萃取液不但具有抑制人類肺臟腺癌細胞增生（Lung adenocarcinoma cells；A549 cells）的療效（Chang et al., 2001），並有協助降低糖尿病患者的高血糖之功能，但並不會產生低血糖之症狀，對於使用一般降血糖藥物而空腹血糖仍居高不下（200∼300 mg/dl）如伴隨飲用香椿葉水萃取液後，空腹血糖竟可降至200 mg/dl以下（王佩憓， 2000），所以香椿葉粗萃取液不僅是保健佳品，亦是一種控制糖尿病良藥。

    糖尿病後期的併發症相當複雜，如神經病變、心血管病變等，而這些併發症的發生，部分是由於糖尿病會造成體內的抗氧化物（如維生素E）的降低，造成細胞氧化壓力上升，進而導致其他身體的病變。聯合國亞蔬中心針對百餘種的蔬菜做抗氧化能力的比較，發現香椿抗氧化能力位居第一，而且其抗氧化性不因經過烹煮或是胃液消化而改變其抗氧化性，有助於對抗體內自由基的破壞。在中國醫藥大學楊新玲教授的研究中也指出，在體外的抗氧化活性分析中，若添加香椿萃取液後，會抑制LDL受到氧化修飾，進而減少Aporprotein B蛋白裂解的現象、減少LDL蛋白表面電荷改變程度及脂質過氧化產物 MDA（Malondialdehyde）之生成量，同時亦減少膽固醇氧化的情形，表示香椿萃取液具有良好的抗氧化能力，可保護低密度脂蛋白之氧化作用，因此可能具有預防心血管疾病發生。因此，在諸多研究中香椿萃取液均有降低體內自由基及抗氧化壓力的功用，可有效的延緩或防止糖尿病患出現嚴重併發症。

    而香椿是否有減緩高血糖症狀的功效？在高雄醫學院生理科許勝光教授利用Alloxan進行化學性誘導糖尿病的動物模式中，發現糖尿病大鼠在施予香椿萃取粉劑後，血糖有明顯下降的結果；Alloxan誘導產生糖尿病的原理為選擇性的破壞胰臟中分泌胰島素的β細胞，而導致胰島素含量減少，因而可能影響白脂、褐脂、心肌、白肌和紅肌等組織之細胞膜上的胰島素所依賴的葡萄糖轉運蛋白（GLUT4）及GLUT4 mRNA的表現量，在結果中也有發現糖尿病鼠施予香椿粉劑後無論是在脂肪（白脂、褐脂）GLUT4 mRNA或蛋白質都有明顯上升，所以椿葉粗萃取粉劑的降血糖作用機轉中，主要以調節脂肪組織上GLUT4 mRNA及蛋白質表現。另外，在本研究室利用Streptozotocin（STZ）誘導第二型糖尿病大鼠及肥胖大鼠中，在施予香椿粗萃取液後，發現無論在較年輕糖尿大鼠或年老糖尿病大鼠中，均有明顯改善血糖的作用；肥胖糖尿病大鼠同樣在施予香椿粗萃取液後，也明顯改善其惡化的高血糖症狀。由以上的實驗更可證明，香椿對糖尿病患血糖穩定有實質上的幫助。同時本研究室更進一步證實，香椿具有防止肝臟纖維化的功能。

    中草藥的運用在中國古代即非常興盛，而現代人追求自然，在藥物上也認為天然的中草藥對於身體的負擔較輕，因此中草藥對於現代人治療疾病也越來越重要，在動物實驗上香椿的確有減緩許多疾病的惡化及症狀，早已經是一種常用的健康食品，若往後能夠進一步臨床試驗為佐證，或是能夠純化、萃取香椿內有效治療成分，運用在醫療上，其價值將相當十分可觀。

參考文獻

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王珮憓(2000) 椿葉水萃取液在Alloxan所誘發的糖尿病鼠中降血糖作用之研究。高雄醫學大學醫學研究所碩士論文。

（致謝國立東華大學生科系曾緯中協助完成本文）

  化學性誘發糖尿病大鼠模式之研究：應用於人類糖尿病保健食品之開發

          許勝光*　黃卓治＃　王珮憓* 呂勝義*  余玉林*　　　　

*高雄醫學大學醫學院生理學科*　＃屏東科技大學食品科學系  *中央研究院

 利用Alloxan 及Streptozotocin胰臟破壞β細胞誘發糖尿病，而Streptozotocin還會破壞和δ細胞，利用此三種誘發高血糖鼠的模式可能有助於了解各種保健食品之降血糖機轉及功能。

綜合結果保健食品之降血糖作用應利用各種動物模式來研究，以進行篩選及判斷保健食品是對何種類型之高血糖動物模式有降血糖的作用，如此可能有助於了解保健食品之降血糖機轉及功能。

 香椿葉水萃取液在Alloxan所誘發的糖尿病鼠中降血糖作用之研究

            王珮憓　　指導教授許勝光　　高雄醫學大學醫學研究所

       目前糖尿病在台灣地區保守估計總數約在30萬~40萬人之間，且佔台灣十大死因之第五位糖尿病致病機轉是因葡萄糖的代謝及吸收不當所致。在糖尿病的治療方面，目前降血糖藥物被認為對病情並無建設性及保護性，且易出現低血糖症狀之副作用。所以目前糖尿病藥物對血糖的控制仍有待改進或開發。香椿(Toona sinensis Roem.)為楝科(Meliaceae)原產於中國之落葉喬木，目前已在全世界均有種植。在著名的「中藥辭典」，「台灣藥用植物誌」及文獻報導可知全植物各部分均有保健或治療之功能。在美國及台灣於民間飲用椿葉水萃取液後發現可改善高血壓及糖尿病症狀。而且於民間飲用椿葉水萃取液後，發現有些糖尿病人除了能降低一般降血糖藥物所不能改善之高血糖症狀，且不會產生低血糖之情形。所以令我們有興趣的是，香椿是透過什麼機轉來降低血糖？我們用Alloxan及Streptozotocin誘發糖尿病及Epinephrine誘發高血糖的動物模式，來觀察香椿之降血糖能力。由實驗結果顯示，Alloxan所誘發的糖尿病鼠投予椿葉粗萃取粉劑後有明顯降血糖的功能，而Streptozotocin及Epinephrine所誘發的糖尿病和高血糖鼠卻無降血糖的效果。所以我們以Alloxan所誘發糖尿病鼠的動物模式來探討香椿降血糖之機轉。我們發現椿葉粗萃取粉劑不但能降低糖尿病鼠的血糖值、增加葡萄糖的耐受性，亦無急性及慢性的毒性，而且也不會影響正常老鼠的血糖值。但是臨床常見的糖尿病用藥，例如：Glibenclamid雖然也能降低血糖值，增加葡萄糖的耐受性，但卻會使正常老鼠產生低血糖的情形。Alloxan誘導產生糖尿病的原理為選擇性的破壞胰臟中分泌胰島素的b細胞，而導致胰島素含量減少，因而可能影響白脂、褐脂、心肌、白肌和紅肌等組織之細胞膜上的胰島素所依賴的葡萄糖轉運蛋白(GLUT4)及GLUT4 mRNA的表現量有關係。由實驗結果得知椿葉粗萃取粉劑可改善Alloxan所誘發的糖尿病鼠中的血中胰島素分泌量。而在GLUT4蛋白質表現方面結果顯示，糖尿病鼠的白脂、褐脂及白肌之GLUT4蛋白質表現量減少了，投予椿葉粗萃取粉劑與Glibenclamide後，白脂及褐脂的GLUT4蛋白質表現量增加，但白肌卻減少了。在紅肌及心肌方面，不論在糖尿病的狀態或投予椿葉粗萃取粉劑或Glibenclamide的GLUT4表現量皆無明顯變化。而在GLUT4 mRNA表現方面結果顯示，糖尿病鼠的白脂及褐脂的GLUT4 mRNA表現量減少了，投予椿葉粗萃取粉劑及Glibenclamide後GLUT4 mRNA表現量增加了。在心肌、紅肌及白肌方面，不論在糖尿病的狀態或投予椿葉粗萃取粉劑或Glibenclamide的GLUT4 mRNA表現量皆無明顯變化,肝臟是影響葡萄糖的調控中一重要器官，GLUT2與肝臟的葡萄糖轉運蛋白有密切關係。但由實驗結果得知，Alloxan所誘發的糖尿病鼠的肝臟之GLUT2蛋白質表現量並無明顯的變化，而投予椿葉粗萃取粉劑與Glibenclamide後亦不改變GLUT2之蛋白質表現量。綜合以上的結果我們認為，椿葉粗萃取粉劑的降血糖作用機轉中，脂肪組織上的GLUT4 mRNA及蛋白質表現應扮演一重要的角色。

香椿葉經由adipocyte glucose transporter4改善血糖

翁慶豐等人　　東華大學

香椿葉可減輕thioacetamide 誘導的rat 肝損傷

香椿的血糖過少機制在糖尿病和肝損傷上仍沒obscure

結果意示香椿葉具有意義的功效於肝損傷可增加解毒和代謝的途徑

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