Світові дослідження про гипогликемическом ефекті стевії

В останні десятиліття спостерігається гострий підйом частоти захворюваності діабетом типу 2 і ожирінням як результат, харчових звичок і зниження фізичної активності. Ці метаболічні синдроми стали істотною проблемою охорони здоров'я в промислових і країнах, що розвиваються.

Для лікування легких форм діабету часто застосовують лікарські рослини і засоби нетрадиційної медицини. У Південній Америці з цією метою використовували витяжку з S.rebaudiana (Kinghorn, Soejarto, 2002). Крім того, враховуючи, що основний компонент екстракту, стевіозид, є солодким, але некалорійним речовиною, він стає гарною заміною цукру для хворих діабетом.

Попередні дослідження в Парагваї і Бразилії встановили гіпоглікемічну дію трави стевії. Однак, було показано, що стевія не чинить цукрознижувальної дії у людей, що не хворіли на діабет (Curi R. і співавт., 1986). Це адаптогенну дію обумовлює безпечність застосування рослини.

При вивченні гіпоглікемічного ефекту водного екстракту з листя стевії (100 г листя і 1500 мл води), що вводиться per os тваринам з аллоксановим діабетом, був виявлений дозозалежний ефект. Додавання в раціон щурів, який містить велику кількість вуглеводів, 0,1% розчину стевіозіда призводило до зниження рівня глікогену в печінці, але не впливало на рівень глюкози в крові (Oliveira-Filho R. et al., 1986; Akashi H.et al ., 1977). Коли експериментальним тваринам давали їжу з високим вмістом жирів з додаванням 0,1% розчину стевіозіда, у них не виявили змін тих показників, які спостерігалися у тварин, що не отримували стевіозид. Раціон з високим вмістом вуглеводів з додаванням 10% порошку з листя стевії (що відповідає 0,5% стевіозіда в раціоні) викликало значне зниження рівня глюкози в крові і глікогену в печінці протягом 4 тижнів введення (A. Viana, J. Metivier, 1980 ).

Встановлено, що якщо щури отримують 0,5% стевіозіда або 10 г /% порошку з листя стевії у складі дієти з високим вмістом вуглеводів і високим вмістом жирів, то через чотири тижні спостерігалося достовірне зниження рівня глюкози в крові (Susuki et al., 1977 ).

Після прийому витяжки з листя стевії (5 г /%) протягом трьох днів з інтервалом 6 ч. У здорових людей виявили достовірне зниження рівня глюкози в плазмі при проведенні тесту на толерантність до глюкози і натщесерце після сну (Сuri et al., 1986) . Ці спостереження підтвердили більш ранні відомості про те, що стевіозид і екстракт стевії можуть застосовуватися для лікування хворих на діабет.

Слід зазначити, що гіпоглікемічну дію стевії спостерігається не завжди, часто носить короткочасний характер і вимагає подальшого вивчення. Проте вже зараз ясно, що продукт корисний для хворих на цукровий діабет. Зберігаючи звичні смакові властивості харчового раціону, стевія не приводить до підвищення рівня цукру в крові навіть у концентрації, в 10-15 разів перевищує її середньодобове споживання (Ovide C. et al., 1971; Maier C. et al., 1997; P. Jeppsen P. et al., 2000).

Дослідження, проведені у відділенні лікувального та профілактичного харчування Українського інституту гігієни харчування (15 хворих на цукровий діабет, 21 день), показали, що включення Сахарол в дієтичне харчування позитивно впливає на стан хворого. Але безпосередньо цукрознижувальний ефект не був зафіксований. Аналогічні результати були отримані і в Інституті ендокринології та обміну речовин АМН України у відділенні клінічної фармакології (30 хворих, 30 днів). Стевія не проявляє гіпоглікемічної дії безпосередньо при цукровому діабеті, але впливала при включенні в раціон дієтичного харчування.

Стевія нормалізує рівень глюкози в крові

Встановлено, що вплив стевії на показники вуглеводного обміну здійснюється різними шляхами. Вплив стевіозіда та екстракту стевії на поглинання глюкози досліджували in vitro, використовуючи виділений тонкий кишечник (Toskulkao et al., 1995a). При цьому стевіозид у високих дозах (5 мМ) не впливав на абсорбцію глюкози. Однак, при концентрації 1 мМ стевіол ингибировал поглинання глюкози приблизно на 40%. Він також знижував накопичення глюкози в тканини кишечника, можливо, шляхом впливу на мембрани ворсинок. Крім того, стевіол змінював морфологію абсорбуючих клітин кишечника. Ці результати підтверджують, що можливим місцем блокади дії стевіол може бути слизова і / або внутрішньоклітинні органели абсорбуючих клітин кишечника (Toskulkao et al., 1995a). Показано, що в дозах 5 мМ і 1 мМ стевіозид не перешкоджає поглинанню глюкози в порожній кишці хом'яка, тоді як 1 мМ стевіол на 30% гальмує поглинання глюкози, але не впливає на активність Na + -K + -АТФази в кишечнику (Toskulkao et al., 1995b). При цьому спостерігалося зниження вмісту АТФ у слизовій кишечника і зменшення площі поглинаючої поверхні. Дослідники припускають, що затримка поглинання глюкози під дією стевіол обумовлена ​​зниженням рівня АТФ у слизовій кишечника в результаті зниження активності ферменту в мітохондріях на рівні фосфорилювання, а також внаслідок морфологічних змін в клітинах кишечника.

Доведено, гальмування стевіол поглинання глюкози клітинами кишечника може призводити до зниження її концентрації в плазмі, що може бути небажано для здорових людей. Однак, затверджена денна доза стевіозіда (ADI) 5 мг / кг маси тіла в день створює концентрацію стевіол в плазмі крові, рівну приблизно 20 мкМ, (якщо весь стевіозид перетвориться на стевіол) (JECFA, 2006). Така концентрація стевіол значно нижчі за ті рівнів, які, як встановлено, гальмує поглинання глюкози в кишечнику. Необхідно підкреслити, що стевіозид НЕ інтерферує з поглинанням глюкози.

Вплив стевіозіда на синтез глюкози вивчали на щурах з експериментальним діабетом типу 1 і типу 2 (Chen et al., 2005). Діабет типу 1 у щурів викликали стрептозотоцином (streptozotocin, STZ), а діабет типу 2 - шляхом годування пацюків протягом двох тижнів їжею з високим вмістом фруктози (60%). Розвиток захворювання підтверджували вимірюванням рівня тощаковой глюкози, а при діабеті типу 2 - пробою з введенням толбутаміду (10 мг / кг маси тіла в черевну порожнину) (Shennan et al., 1987). При цьому було встановлено, що стевіозид знижував високі рівні глюкози у щурів і при діабеті типу 1, і при діабеті типу 2. Гипогликемический ефект стевіозіда у щурів зі стрептозотоцинового діабетом спостерігався після перорального введення стевіозіда в дозах 1, 2 або 10 мг / кг маси тіла на день протягом 15 днів. На думку авторів дослідження спостережуваний може бути опосередкований впливом стевіозіда на швидкість глюконеогенезу, контролюючи утворення глюкози в печінці (Chеn et al., 2005). Так, у щурів зі стрептозотоцинового діабетом спостерігалася суперекспрес фосфоенол-піруваткінази (Giffin et al., 1993; Chаn et al., 2003), а призначення стевіозіда дозозалежно знижувало концентрацію мРНК, що кодує цей фермент (Chen et al., 2005). Тому видається ймовірним, що стевіозид уповільнює глюконеогенез у печінці шляхом пригнічення експресії гена фосфоенолпіруваткінази і тим самим призводить до зниження рівня глюкози в плазмі щурів з експериментальним діабетом.

Цікаві дані отримані в дослідженні, де порівнювали вплив екстракту листя стевії і стевіозіда на рівень глюкози і глюконеогенез у нормальних щурів (Ferreira et al., 2006). Згодовування натщесерце самцям щурів лінії Вістар суміші стевіозіда / стевії в дозі 5,5 мг / кг маси тіла на день протягом 15 днів не впливало, тоді як прийом порошку листя стевії в дозі 20 мг / кг маси тіла в день знижувало концентрацію глюкози в плазмі крові, інгібуючи активність піруваткарбоксілази і фосфоенолпіруваткінази. Так як листя стевії містять безліч різних стевіольних глікозидів, то залишається ідентифікувати активний компонент або активні компоненти, відповідальні за цей ефект.

Стевія стимулює вироблення інсуліну підшлунковою залозою

Вплив на секрецію і чутливість до інсуліну. При вивченні впливу стевіозіда і стевіол на виділення інсуліну ізольованими клітинами острівців підшлункової залози мишей встановлено, що обидві сполуки стимулюють секрецію гормону (Jeppersen P. et al., 1996). Внутрішньовенне введення стевіозіда (2 г на 1 кг маси тварини) щурам з інсуліннезалежний діабет призводило до підвищення секреції інсуліну (але не глюкози) в крові (Jeppersen P.et al. 1997).

Прямі впливи стевіозіда і стевіол на вивільнення інсуліну досліджували на острівцях Лангерганса мишей і лінії панкреатичних? -клітин INS-1 (Jeppersen P. et al., 2000). У присутності 16,7 мМ глюкози як стевіозид, так і стевіол дозозалежно (від 1 нМ до 1 мМ) посилювали секрецію інсуліну острівцями Лангерганса.

Встановлено, що інсулінотропної / антигіперглікімічна дія притаманна стевіозиду і стевіолу, однак стевіол діє сильніше, ніж стевіозид. Щоб визначити, спостерігався виявлений ефект на рівні цілого організму, був проведений тест на толерантність до глюкози у щурів лінії Гото-Какізакі (Goto-Kakizaki, GK) (щури без ожиріння з діабетом типу 2) і у нормальних щурах в присутності або за відсутності стевіозіда (Jeppersen et al., 2002). Встановлено, що болюсне введення стевіозіда (0,2 г / кг маси тіла) паралельно з глюкозою (2,0 г / кг маси тіла) стимулює секрецію інсуліну, знижує рівень глюкагону в плазмі та зменшує концентрацію глюкози в крові під час проведення тесту на толерантність до глюкози. Ці результати підтверджують думку авторів про те, що стевіозидом притаманні антігіперглікеміческого, інсулінотропної і глюкагоностатіческіе властивості (Jeppersen et al., 2002).

Після багаторазового введення стевіозіда щурам GK з діабетом типу 2 протягом шести тижнів у дозі 25 мг / кг маси тіла в день відбувалося зменшення рівня інсуліну і глюкагону в плазмі, при підвищеній секреції інсуліну (Jeppersen et al., 2003).

Тривале призначення соєвого білка особам з діабетом типу 2 і мишам лінії Цукер з метаболічним синдромом призводило до зниження загального сироваткового холестерину на 19%, вільних жирних кислот - на 15% і тригліцеридів - на 47% (Jeppersen et al., 2006). При додаванні стевіозіда спостерігали синергізм у дії на ці показники. Крім того, їх комбіноване застосування покращувало також першу фазу відповіді на інсулін, знижувало рівень глюкагону і проявляло антігіперглікімічну дію у щурів GK і хворих на діабет.

Відомо, що більшість випадків діабету у світі припадає на діабет типу 2 (Kolterman et al., 1980), яке супроводжується зниженням чутливості до інсуліну в периферичних тканинах, порушеною ефективності використання глюкози, що призводить до виникнення гіперглікемії. Тому були проведені дослідження по вивченню впливу стевіозіда на чутливість до інсуліну у щурів з інсулінорезистентністю, яку викликали шляхом утримання тварин на харчовому раціоні з вмістом 60% фруктози. У таких тварин порушувалася здатність інсуліну стимулювати засвоєння глюкози, вказуючи, що мається зниження чутливості до інсуліну в периферичних тканинах (Elliott et al., 2002). При додаванні стевіозіда в дозі 5,0 мг / кг маси тіла до збагаченої фруктозою харчової суміші спостерігалося помітне поліпшення чутливості до інсуліну (досліджували ставлення інсулін / глюкоза). Як показала проба з толбутамідом, постійне призначення стевіозіда тричі на добу віддаляло час виникнення резистентності до інсуліну (Chang et al., 2005).

Вплив стевіозіда на чутливість до інсуліну вивчали також на інсуліночутливих (худих) і інсулінорезистентних (з ожирінням) щурах лінії Цукер (Zucker rats) (Lailerd et al., 2004). Пероральний прийом великої дози стевіозіда (500 мг / кг ВТ) підвищував у діабетичних щурів чутливість до інсуліну у всіх тканинах тіла. Встановлено це було шляхом визначення відносини інсулін / глюкоза, після навантаження глюкозою. Крім того, в дослідах in vitro вивчали прямий вплив стевіозіда на засвоєння глюкози в скелетних м'язах - основному місці накопичення глюкози. Виявлено, що стевіозид в низьких концентраціях (0,01-0,1 мМ) може покращувати транспорт глюкози в скелетних м'язах як у худих щурів, так і у щурів з ожирінням лінії Цукер, підтверджуючи, що дія стевіозіда направлена, мабуть, на систему транспорту глюкози в скелетної мускулатури.

Таким чином, вплив стевіозіда на стимуляцію секреції інсуліну (Jeppersen et al., 2000), а також на підвищення чутливості до інсуліну (Lailerd et al., 2004) підтверджує його благотворний вплив на обмін глюкози. Однак, ці результати підіймають питання про те, чи не може споживання стевіозіда натщесерце призвести до гіпоглікемії, як у випадку з сульфанілсечовиною, яка стимулює вивільнення інсуліну. Щоб відповісти на це питання, стевіоізід призначали натщесерце щурам GK і Вістар з нормальним або низьким вмістом глюкози в плазмі (3,3 мМ або нижче), і при цьому інсулінотропної впливу стевіозіда не виявлено (Jeppersen et al., 2002).

В ізольованих клітинах острівцевих тканини стевіозид стимулював вивільнення інсуліну тільки при високій концентрації глюкози (понад 8,3 мМ) (Jeppersen et al., 2000). Таким чином, стевіозид, мабуть, проявляє своє благотворний вплив, стимулюючи вивільнення інсуліну тільки при діабетичному стані.

Для оцінки впливу екстракту стевії і стевіозіда на рівень глюкози в крові людей проведено обмежене число експериментальних досліджень. Так, при додаванні 1 м стевіозіда до стандартного харчуванню (а в контролі - 1 г крохмалю) особам з діабетом типу 2 спостерігалося зниження рівня глюкози після прийому їжі на 18% (Gregersen et al., 2004). Також спостерігалося незначне підвищення інсуліну в кровотоці і зниження рівня глюкагону. Глюкозоінсуліногенний індекс, що характеризує секрецію інсуліну, після призначення стевіозіда підвищувався на 40%. Зроблено висновок, що стевіозид діє безпосередньо на периферичний засвоєння глюкози під впливом інсуліну, що й обумовлює зниження рівня глюкози після прийому їжі.

Цей ефект може бути відповідальним за підвищення накопичення глікогену в печінці (Hubler et al., 1994), так як було доведено, що призначення 2 мМ стевіозіда з питною водою виражено підвищувало синтез глікогену в печінці через 24 год., А також через 48 год - якщо давали 1 мМ. При цьому стевіол такого впливу не чинив (Hubler et al., 1994).

Показано, що стевіозид безпосередньо впливає також на секрецію глюкагону (Hong et al., 2006). Додавання жирних кислот до культивуються клітинам аденоми підшлункової залози трансгенних мишей, призводило до підвищеної секреції глюкагону і накопиченню тригліцеридів. При цьому стевіозид (від 10 нг до 1 мкМ) знижував вивільнення глюкагону. Висловлено припущення, що виявлений ефект обумовлений підвищенням експресії мРНК карнітин-пальмітоілтрансферази, активованої проліфератором? -рецептора (РРAR?).

Доведено, що другий за змістом основний компонент листя стевії - ребодіозід А, що відрізняється від стевіозіда наявністю одного додаткового залишку глюкози, володіє гіпоглікемічною ефектом, схожим з стевіозидом і екстрактом стевії. Продемонстровано, що він дозозалежно підсилює вивільнення інсуліну з острівцевих тканини при наявності глюкози у високих концентраціях (> 6,6) (Abudula et al., 2004). Ця реакція вимагає участі позаклітинного кальцію. Однак при дослідженні in vivo виявилося, що при тривалому введенні щурам ребодіозіда А секреція інсуліну не підвищувалася (Dyrskog et al., 2005).

У наступних дослідженнях було показано, що ребодіозід А стимулює секрецію інсуліну з пакреатичних? -клітин Шляхом блокади ATP-залежних калієвих каналів, викликаючи таким чином деполяризацію? -клітин І активацію кальцієвих каналів. Це гальмування калієвих каналів вимагає присутності глюкози у високій концентрації, що підкреслює залежність дії ребодіозіда А від глюкози (Abudula et al., 2008). Однак не встановлені сигнальні шляхи, по яких відбувається вплив високої концентрації глюкози в плазмі на дію ребодіозіда А.

Схожі результати отримані при тривалому (протягом 16 тижнів) призначенні ребодіозіда А хворими на діабет типу 2, у яких не спостерігалося його впливу на гомеостаз глюкози, ліпідний профіль і кров'яний тиск (Maki et al., 2008). У цьому дослідженні використовували ребодіозіда А в дозі 1000 мг / день, яка в сім разів перевищувала денну норму його споживання як підсолоджувача для дорослих діабетиків. Дослідники прийшли до висновку, що ребодіазід А добре переноситься хворими і не чинить фармакологічного впливу in vivo на гомеостаз глюкози.

Показано, що метаболіт стевіозіда, ізостевіол, також покращував поліпшував ліпідний профіль і підвищував експресію ключових генів? -клітин. Його дія обумовлена ​​впливом на фактори регуляції транскрипції інсуліну, що покращує гомеостаз глюкози. Він підвищував також чутливість до інсуліну, зменшуючи рівень тригліцеридів плазми крові та знижуючи вагу у мишей з експериментальним діабетом (Nordentoft et al., 2008).

Результати, отримані в експериментальних умовах на тваринах, послужили підставою проведення досліджень на людях. Було проведено випадкове, подвійне сліпе, плацебо-контрольоване, довготривале дослідження трьох груп хворих (76 осіб). (Barriocanal L.A., 2008).

Після спільного обстеження, в дослідження були включені добровольці відповідно до наступних критеріїв. До групи 1: 16 хворих на цукровий діабет типу 1, чоловіки і жінки, вік 20-60 років, тривалістю захворювання діабету понад 5 років, з нормальним або підвищеним артеріальним тиском з глікозильованим гемоглобіном менше 10%; індексом маси тіла - від 20 до 35 кг / м2, без встановленого захворювання нирок. До групи 2: 30 хворих на цукровий діабет типу 2, чоловіки і жінки, вік 40-70 років, початок діабету у віці старше 30 років, тривалість діабету понад 1 року і менше 10 років, які лікувалися за допомогою дієти і / або пероральних протидіабетичних засобів , з нормальним або підвищеним артеріальним тиском, з HbA. менше 10% і ІМТ від 25 до 35 кг / м2, без встановленого захворювання нирок. ст.