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综述:沙棘(Elaeagnus rhamnoides (L.) A. Nelson)及其主要黄酮类化合物对糖尿病性骨病相关机制的有益作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月12日 来源:Pharmaceutical Biology 3.9
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这篇综述系统阐述了沙棘(SB)及其主要黄酮成分(槲皮素、异鼠李素、山奈酚)通过调控高血糖、炎症状态、胰岛素抵抗(IR)和晚期糖基化终末产物(AGEs)等关键机制改善糖尿病性骨病(DBD)的潜力,为开发天然抗糖尿病骨并发症疗法提供了新视角。
沙棘与糖尿病性骨病的天然防御机制
糖尿病性骨病(DBD)是糖尿病(DM)患者常见的骨骼并发症,表现为骨脆性增加和继发性骨质疏松。当前治疗依赖血糖控制联合抗骨质疏松药物,但疗效有限。沙棘(SB)及其富含的黄酮类化合物——槲皮素(quercetin)、异鼠李素(isorhamnetin)和山奈酚(kaempferol),通过多靶点作用机制展现出改善DBD的潜力。
调控高血糖与骨代谢失衡
持续高血糖通过抑制成骨细胞分化、促进凋亡和增强破骨细胞活性破坏骨微结构。沙棘果实提取物(1-2 mL/kg)在链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病大鼠中显著降低血糖,其种子残渣水提物(400 mg/kg)同样表现出降糖和抗氧化效应。三种黄酮成分中,槲皮素(0.04-0.08%饮食添加)通过调节葡萄糖代谢关键酶改善db/db小鼠的糖脂代谢,而异鼠李素(10 mg/kg)和山奈酚(100 mg/kg)分别在糖尿病模型中降低空腹血糖并提升胰岛素敏感性。
抑制炎症风暴与骨破坏
慢性炎症状态中,TNF-α、IL-6等促炎因子通过激活NF-κB和MAPKs通路促进骨吸收。沙棘叶乙醇提取物(100 μg/mL)可抑制LPS诱导的巨噬细胞炎症因子释放,其果油(5 μL/mL)能阻断NF-κB核转位。分子层面,槲皮素(50 μM)通过下调IKKβ磷酸化阻断炎症信号,山奈酚(87 μM)则抑制NADPH氧化酶介导的氧化应激。值得注意的是,黄酮C环的C2=C3双键和A/B环羟基是其抗炎活性的关键结构特征。
改善胰岛素抵抗与骨形成
胰岛素信号通路障碍是DBD的核心机制之一。沙棘叶黄酮苷(0.04% w/w)通过PI3K/Akt通路增强HepG2细胞的胰岛素敏感性。槲皮素(50 mg/kg)可逆转果糖诱导大鼠的IRS-1丝氨酸磷酸化,而异鼠李素(20 mg/kg)在STZ大鼠中显著降低HOMA-IR指数。这些作用与提升骨钙素(osteocalcin)水平和IGF-1信号密切相关。
阻断AGEs对骨胶原的破坏
晚期糖基化终末产物(AGEs)通过交联胶原纤维降低骨弹性。沙棘叶提取物(含异鼠李素-3-O-槐糖苷)在体外抑制AGEs形成,槲皮素则直接捕获活性羰基中间体(如甲基乙二醛)。动物实验中,山奈酚(10 mg/kg)使糖尿病大鼠骨骼AGEs沉积减少42%,其机制涉及下调RAGE/NF-κB轴。
槲皮素对骨结构的直接保护
目前仅槲皮素被证实可改善DBD骨微结构。给药8周后,糖尿病大鼠骨小梁厚度(Tb.Th)增加37%,连接密度(Conn.D)提升2.1倍,生物力学强度显著增强。临床研究显示,糖尿病患者补充槲皮素(500 mg/天)3个月后血浆骨钙素水平升高21%。
挑战与展望
尽管沙棘黄酮具有多靶点优势,但其低生物利用度(<5%)限制临床应用。新型递药系统如自微乳(提高吸收15倍)和可降解聚合物微球可能突破这一瓶颈。未来需开展更多高质量动物实验和多中心临床试验,尤其应关注不同糖尿病分型(T1DM/T2DM)患者的骨代谢差异响应。
沙棘及其黄酮成分作为天然多靶点调节剂,在糖尿病性骨病防治领域展现出独特价值。通过整合现代提取技术、结构优化和递药创新,有望开发出兼具安全性与疗效的新型植物疗法。
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