CN109999087A - 一种具有抑制α-葡萄糖苷酶活性的天然组合物用于调控血糖及醣类的吸收 - Google Patents

一种具有抑制α-葡萄糖苷酶活性的天然组合物用于调控血糖及醣类的吸收 Download PDF

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Abstract

一种天然组合物，包含土肉桂及山楂，土肉桂是指土肉桂叶的水萃物，山楂是指山楂果实的水萃物，其中土肉桂与山楂的重量比例为1:0.05～2，较佳比例为1:0.5～1.5，最佳比例为1:0.9～1.1。本药物组合物具有抑制α‑葡萄糖苷酶(α‑glucosidase)的功效。本天然组合物还可进一步抑制α‑淀粉酶(α‑amylase)，以调控血糖及醣类的吸收。

Description

一种具有抑制α-葡萄糖苷酶活性的天然组合物用于调控血糖 及醣类的吸收
技术领域
本发明有关于一种天然组合物，特别是一种抑制α-葡萄糖苷酶(α-glucosidase)的天然组合物，用于调控血糖及醣类的吸收。
背景技术
糖尿病(diabetes mellitus)是慢性的高血糖代谢疾病，亦是全球公认最严重的慢性疾病之一，主要病因为胰岛素分泌不足或生物体的组织无法有效利用葡萄糖，而造成血液中葡萄糖含量过高。已知胰岛素是由胰脏内的β细胞所分泌，其具有调节血糖的功效，可刺激脂肪及肌肉细胞进行葡萄糖运输(glucose transport)。当生物体由于肥胖、老化等因素而造成体内胰岛素分泌量不足或对胰岛素敏感性不佳时，血糖浓度会升高，造成糖尿病。糖尿病患者可能会出现例如口渴、多尿、视力模糊、体重减轻等症状，且长期高血糖可能导致各种器官的功能障碍及衰竭。
糖尿病主要可分为第一型、第二型糖尿病、妊娠型糖尿病及其他类型糖尿病(《Diabetes Cares》第33期第63-65页)，其中第一型糖尿病因胰脏无法正常分泌胰岛素，故需终生接受胰岛素治疗，第二型糖尿病患者约占糖尿病患者的90-95％，致病机理主要因***组织对胰岛素产生抗阻现象，使胰岛素利用率下降，或伴随胰岛素相对不足，故导致血糖上升(《Clinical&Investigative Medicine》第18期第303-11页)。
目前用于治疗第二型糖尿病患者的药物主要分为四类：
1.磺酰尿素类：刺激胰脏分泌胰岛素。
2.双胍类：抑制肝脏糖质新生作用及增强肝脏与骨骼肌对于胰岛素的敏感性。
3.Thiazolidinedione类：减少脂肪分解、增加肝脏与骨骼肌对于胰岛素的敏感性。
4.α-葡萄糖苷酶抑制剂：减少碳水化合物于肠道的吸收。
然而前三类药物易有严重的副作用例如，低血糖、乳酸血症等，相对的α-葡萄糖苷酶抑制剂的药物副作用较小。在α-葡萄糖苷酶抑制剂中，目前广为使用的药物为阿卡波糖(Acarbose)，其为一种伪四糖(pseudo-tetrasaccharide)结构物，可同时抑制α-葡萄糖苷酶与α-淀粉酶，达到延缓血糖上升的功效。
随着人类生活水平的提高，糖尿病患者遍布全世界，且有逐渐增加的趋势，其中九成以上的糖尿病患者被诊断出是属于第二型糖尿病。而糖尿病是一种慢性全身性新陈代谢异常的疾病，常导致许多并发症的产生，如心脏病、中风、神经***问题与眼睛疾病等，因此开发具有调节血糖且可延缓糖尿病并发症发生的药品或是保健食品是非常迫切需要的。
糖尿病在中国古书所记载的病名为“消渴症”，数千年来，许多中草药就被广泛应用于预防或治疗糖尿病，而与现代西医不同的是，中医中使用许多中药复方，其结合多种单方(单一种中草药)于同一药物配方中，主要目的在于提升治疗效果或是降低某单方的副作用与毒性。虽然目前已有许多关于中药调节血糖的文献，但多数都只针对单一中药或其萃取物进行探讨，关于中药复方的研究却相当少，甚至多数中药复方调节血糖的研究也都只局限于传统配方。因此如何设计出一种中草药天然组合物，特别是一种抑制α-葡萄糖苷酶(α-glucosidase)的中草药天然组合物，用于调控血糖及醣类的吸收，即成为本发明在此欲解决的一重要课题。
发明内容
本发明有关于一种天然组合物，特别是一种抑制α-葡萄糖苷酶(α-glucosidase)的药物组合物。
为达前述发明目的，本发明提供一种具有α-葡萄糖苷酶抑制活性的天然组合物，所述天然组合物包含土肉桂及山楂。
作为优选，所述土肉桂为土肉桂叶的水萃物。
作为优选，所述山楂为山楂果实的水萃物。
作为优选，所述土肉桂与所述山楂的重量比为1:0.05～2。
作为优选，所述土肉桂与所述山楂的较佳重量比为1:0.5～1.5。
作为优选，所述土肉桂与所述山楂的最佳重量比为1:0.9～1.1。
作为优选，所述天然组合物可进一步包含药学上可接受的载剂、赋形剂、稀释剂、辅剂。
本发明的另一目的，所述天然组合物用于制备药物的用途，所述药物可以调控血糖。
作为优选，所述调控血糖是经由调控醣类吸收。
作为优选，所述调控醣类的吸收是经由抑制α-葡萄糖苷酶活性。
作为优选，所述药物可以进一步抑制α-淀粉酶活性。
作为优选，所述药物是以口服、静脉注射或注射的方法给予药物。
作为优选，所述药物是以胶囊、锭剂、粉类或口服液的方式投予。
作为优选，所述天然组合物每日剂量为0.05g～128g。
作为优选，所述天然组合物的较佳每日剂量为0.275g～32g。
作为优选，所述天然组合物的每日最佳剂量为0.275g～1.6g。
附图说明
图1为天然水萃物与阿卡波糖(Acarbose)在不同浓度下对α-glucosidase的抑制率，数值为三次重复实验结果的平均值±标准偏差。
图2A为天然水萃物在不同浓度下对α-Amylase的抑制率，数值为三次重复实验结果的平均值±标准偏差。
图2B为阿卡波糖(Acarbose)在不同浓度下对α-Amylase的抑制率，数值为三次重复实验结果的平均值±标准偏差。
图3A为不同比例的天然水萃混合物，对不同浓度的α-glucosidase的抑制率，数值为三次重复实验结果的平均值±标准偏差。
图3B为不同比例的天然水萃混合物，对不同浓度的α-Amylase的抑制率，数值为三次重复实验结果的平均值±标准偏差。
具体实施方式
本发明以下面的实施例予以示范阐明，但本发明不受下述实施例所限制。
样品萃取方法：全部样品经过去离子水清洗，并于40～45℃烘箱中烘干；各取干品100公克加入1公升去离子水，以回流方式进行萃取60分钟；将萃取液过滤并浓缩定量至约100毫升，分别进行冷冻干燥使成粉末状；分别将萃取的粉末用去离子水定量至浓度25.6mg/mL，并混合至完全溶解；以此样品萃取液(天然水萃物)作为试验材料，进行抑制α-葡萄糖苷酶与抑制α-淀粉酶的活性评估。
混合液的制备：取台湾土肉桂(Cinnamomum osmophloeum)和山楂(Crataeguspinnatifida)，经过去离子水清洗，以回流方式进行萃取60分钟；将萃取液过滤并分别进行冷冻干燥成粉末状；萃取物以去离子水回溶至浓度100mg/mL，并震荡至完全溶解，再依照表1所示的混合液的组成，如MIX1土肉桂的天然水萃物溶液体积占40％，山楂的天然水萃物溶液体积占60％，将不同溶液体积百分比组成天然水萃混合物代号MIX-1～5，进行抑制α-葡萄糖苷酶与抑制α-淀粉酶的活性评估。本发明中该土肉桂是指台湾土肉桂的叶，该山楂是指山楂的果实。
表1混合物的组成(Composition of mixtures.)
抑制α-葡萄糖苷酶活性的功效评估
分别将0.3ml的天然水萃物及Acarbose依次稀释浓度分别为：0.01、0.02、0.04、0.08、0.16、0.32、0.64、1.28和2.56mg/ml共9个浓度；分别加入0.06ml的0.2U/mlα-葡萄糖苷酶磷酸盐缓冲溶液中，该缓冲溶液的pH值为6.8，混合后置于37℃恒温水浴槽反应10分钟；再分别加入0.06ml的2.5mM 4-硝基苯基α-D-吡喃葡糖苷(p-Nitrophenolα-D-Glucoside；ρ-NPG)磷酸缓冲溶液，该缓冲溶液的pH值为6.8；混合后置于37℃恒温水浴槽反应20分钟；最后加入0.24ml的0.1M Na2CO3终止反应。
将上述反应完成后的混合液以酵素免疫分析仪(ELISA reader)于波长405nm处测定从ρ-NPG中分解的产物4-硝基苯酚(ρ-nitrophenol；ρ-NP)的吸光值，由吸光值计算抑制α-葡萄糖苷酶活性的百分比。其计算公式如下：
Ac：控制组(0.3ml灭菌水+0.06ml 0.2U/mLα-葡萄糖苷酶)；
As：样品组(0.3ml样品+0.06ml 0.2U/mLα-葡萄糖苷酶)；
Acb：控制空白组(0.3ml灭菌水+0.06ml 0.1M磷酸缓冲溶液)；
Ab：样品空白组(0.3ml样品+0.06ml 0.1M磷酸缓冲溶液)。
抑制α-淀粉酶活性的功效评估
分别将0.25ml的天然水萃物(依次稀释浓度分别为：0.4、0.8、1.6、3.2、6.4、12.8和25.6mg/ml，共7个浓度)，Acarbose(依次稀释浓度分别为：0.01、0.02、0.04、0.08、0.16、0.32、0.64和1.28mg/ml，共8个浓度)，加入0.25ml的5U/mlα-淀粉酶溶液中，混合后置于室温25℃反应10分钟。再分别加入0.25ml的0.5％淀粉基质溶液，混合后置于室温25℃反应10分钟。最后加入0.5ml的DNS试剂，于95℃恒温水浴槽反应5分钟，进行呈色反应。将反应物以冰水浴迅速冷却。
将上述反应物0.1ml加入去离子水0.4ml，以酵素免疫分析仪(ELISA reader)于波长570nm下测定从淀粉基质溶液中分解的还原醣的吸光值，由吸光值计算抑制α-淀粉酶活性之百分比。计算公式如下：
Ac：控制组(0.25ml灭菌水+0.25ml 5U/mLα-淀粉酶)；
As：样品组(0.25ml样品+0.25ml 5U/mLα-淀粉酶)；
Acb：控制空白组(0.25ml灭菌水+0.25ml含6mM NaCl的0.02M磷酸缓冲溶液)；
Ab：样品空白组(0.25ml样品+0.25ml含6mM NaCl的0.02M磷酸缓冲溶液)。
实施例1：天然水萃物抑制α-葡萄糖苷酶活性的功效评估
图1结果显示分别将不同天然水萃物及Acarbose依次稀释浓度(0.01～2.56mg/ml)测其对α-葡萄醣苷酶的抑制能力，不同的天然水萃物对α-葡萄醣苷酶抑制效果呈剂量相关性。而不同的天然水萃物(土肉桂C.osmophloeum、山楂C.pinnatifida、荷叶F.nelumbinis和洛神花H.sabdariffa)在浓度0.32mg/ml下，对α-葡萄糖苷酶活性的抑制率，分别达93.86、98.74、89.72和66.36％，比相同浓度的Acarbose的45.08％酵素活性抑制率表现更好。但其他的天然水萃物，如白肾豆(P.vulgaris)、山苦瓜(M.charantia)、陈皮(C.reticulate)，对α-葡萄糖苷酶活性抑制的效果较差。表2为计算土肉桂(C.osmophloeum)、山楂(C.pinnatifida)、荷叶(F.nelumbinis)、洛神花(H.sabdariffa)和Acarbose对α-葡萄糖苷酶活性的半抑制浓度(IC50)，分别为0.081±0.005、0.055±0.001、0.101±0.002、0.22±0.017和0.422±0.053mg/ml；数值为三次重复实验结果的平均值±标准偏差。
实施例2：天然水萃物抑制α-淀粉酶活性的功效评估
分别将不同天然水萃物的浓度0.4～25.6mg/ml及Acarbose浓度0.01～1.28mg/ml，测其对α-淀粉酶的抑制能力；图2结果表示不同的天然水萃物对α-淀粉酶抑制效果呈剂量相关性。而分别观察不同天然水萃物，如山楂、山苦瓜和陈皮，在浓度6.4mg/ml处理下，对α-淀粉酶活性的抑制率，分别达22.51、18.83和9.92％(图2A)；而Acarbose在0.04mg/ml浓度下的α-淀粉酶活性的抑制率则为34.43％(图2B)。
表2为计算山楂(C.pinnatifida)、荷叶(F.nelumbinis)、洛神花(H.sabdariffa)和Acarbose对α-淀粉酶活性的半抑制浓度(IC50)，分别为8.67±0.29,25.23±1.92,9.91±0.51和0.069±0.005mg/ml；数值为三次重复实验结果的平均值±标准偏差。
表2、天然水萃物(aqueous extract)对α-葡萄糖苷酶(α-glucosidase)和α-淀粉酶(α-amylase)的半抑制浓度(IC50)值。
数值为三次重复实验结果的平均值±标准偏差；“--”表示未进行实验。
实施例3：以不同比例的天然水萃混合物对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶活性的影响
五种不同比例的天然水萃混合物中，图3结果显示MIX-2的天然水萃混合物具有最佳的α-葡萄糖苷酶抑制效果，而MIX-4和MIX-5的天然水萃混合物对α-淀粉酶有较佳的抑制能力，且天然水萃混合物对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制效果较单独使用土肉桂或山楂时更佳。推测山楂和土肉桂的天然水萃混合物，是透过二者之间的交互作用进而提高其抑制能力，因此，MIX-2的天然水萃混合物开发为调节血糖产品的潜力。
上述药物组合物对于酵素抑制的细胞实验的有效浓度为0.01mg/ml～25.6mg/ml，以65公斤的成人体内约有血液5公升，推算出人体每日剂量为0.05g～128g；较佳药物浓度为0.055mg/ml～6.4mg/ml，推算出每日较佳剂量为0.275g～32g；最佳浓度为0.055mg/ml～0.32mg/ml，推算出最佳剂量为每日0.275g～1.6g。

Claims (16)

1.一种具有抑制α-葡萄糖苷酶活性的天然组合物，其特征在于：所述天然组合物包含土肉桂及山楂。
2.如权利要求1所述的天然组合物，其特征在于：所述土肉桂为土肉桂叶的水萃物。
3.如权利要求1所述的天然组合物，其特征在于：所述山楂为山楂果实的水萃物。
4.如权利要求1所述的天然组合物，其特征在于：所述土肉桂与所述山楂的重量比为1:0.05～2。
5.如权利要求1所述的天然组合物，其特征在于：所述土肉桂与所述山楂的较佳重量比为1:0.5～1.5。
6.如权利要求1所述的天然组合物，其特征在于：所述土肉桂与所述山楂的最佳重量比为1:0.9～1.1。
7.如权利要求1所述的天然组合物，其特征在于：所述天然组合物进一步包含药学上可接受的载剂、赋形剂、稀释剂、辅剂。
8.一种如权利要求1-7任一项的所述天然组合物用于制备药物的用途，其特征在于：所述药物可以调控血糖。
9.如权利要求8所述天然组合物用于制备药物的用途，其特征在于：所述调控血糖是经由调控醣类吸收。
10.如权利要求9所述天然组合物用于制备药物的用途，其特征在于：所述调控醣类吸收是经由抑制α-葡萄糖苷酶活性。
11.如权利要求8所述的用途，其特征在于：所述药物可以进一步抑制α-淀粉酶活性。
12.如权利要求8所述的用途，其特征在于：所述药物是以口服、静脉注射或注射的方法给予药物。
13.如权利要求8所述的用途，其特征在于：所述药物是以胶囊、锭剂、粉类或口服液的方式投予。
14.如权利要求8所述的用途，其特征在于：所述天然组合物的每日剂量为0.05g～128g。
15.如权利要求8所述的用途，其特征在于：所述天然组合物的较佳每日剂量为0.275g～32g。
16.如权利要求8所述的用途，其特征在于：所述天然组合物的最佳每日剂量为0.275g～1.6g。
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