Đái tháo đường là một bệnh rối loạn chuyển hóa do rối loạn điều hòa đường huyết kém. Điều này có thể ảnh hưởng đến nhiều cơ quan khác nhau (tim, mạch máu, mắt, tế bào thần kinh) và dẫn đến nhiều biến chứng đe dọa tính mạng hoặc thậm chí tử vong . Mức đường huyết kéo dài sau bữa ăn (tăng đường huyết) là một trong những yếu tố nguy cơ độc lập chính dẫn đến phát triển bệnh tiểu đường loại 2 (T2DM). Tăng đường huyết là kết quả của việc điều hòa glucose bị suy yếu bao gồm giảm tiết insulin , giảm sử dụng glucose và tăng sản xuất glucose . Insulin là chất điều hòa quan trọng nhất của cân bằng nội môi glucose. Kháng insulin ngoại biên và tiết insulin bất thường dẫn đến tăng đường huyết , kháng insulin ở não có liên quan đến rối loạn chức năng thần kinh và suy giảm nhận thức trong bệnh sa sút trí tuệ Alzheimer. Người bị tăng đường huyết sau ăn, tế bào β tuyến tụy suy giảm tiết insulin sau khi ăn và giải phóng glucagon ít bị ức chế. Do đó, nhiều glucose đi vào tuần hoàn hơn, dẫn đến tăng glucose huyết tương kéo dài. Cân bằng nội môi glucose được thể hiện trong hình 1 .

leftcenterrightdel
 Hình 1. Cân bằng nội môi glucose. (a) Chức năng bình thường của con đường insulin khi cân bằng việc sản xuất glucose ở gan và hấp thu và sử dụng glucose ở ngoại biên - sau bữa ăn, khi mức đường huyết cao, insulin được giải phóng từ tế bào β tuyến tụy để kích thích sự hấp thu glucose ở cơ và mô mỡ và thúc đẩy quá trình tạo glycogen ở gan. (b) Tăng đường huyết biểu hiện khi việc tiết insulin không thể bù đắp được tình trạng kháng insulin. Cơ xương, gan và mô mỡ chủ yếu biểu hiện tình trạng kháng insulin. Tình trạng kháng insulin thúc đẩy sự suy giảm khả năng hấp thu glucose vào cơ xương và làm suy giảm khả năng ức chế sản xuất glucose ở gan, dẫn đến tăng lượng đường trong máu. Trong các tế bào mỡ, quá trình phân giải mỡ bị xáo trộn và tăng cường cung cấp axit béo tự do. Axit béo tích tụ trong cơ xương, gan và tuyến tụy và thúc đẩy tình trạng kháng insulin, tăng sản xuất glucose ở gan và suy giảm chức năng tế bào β. 

Các hợp chất phenolic có thể được chia thành các nhóm flavonoid và không flavanoid. Flavonoid bao gồm sáu nhóm: flavonol , flavon , flavan-3-ols, flavanone , isoflavonoid và anthocyanin . Các chất không phải flavonoid chính là axit phenolic , stilben , lignan và tannin.

Các polyphenol tiềm năng nhất từ thực phẩm chức năng có thể gây ra tác dụng hạ đường huyết qua các con đường bệnh lý tăng đường huyết khác nhau ( Hình 2 ).

leftcenterrightdel
 Hình 2 . Polyphenol và con đường hạ đường huyết của chúng gây tăng đường huyết.

Flavanones-naringin và hesperidin ( Hình 3 ) có trong trái cây và rau quả có tác dụng chống tiểu đường, thúc đẩy tổng hợp glycogen và giảm biểu hiện của phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK) và glucose-6-phosphatase (G6P), do đó ức chế quá trình tạo glucose. Ngoài ra, hesperidin còn ức chế mạnh enzyme DPP-4 .

leftcenterrightdel
Hình 3 . Cấu trúc hóa học của (a) naringin, (b) hesperidin. 

Flavonol-quercetin ( Hình 4 a) là một hợp chất có trong hành, táo và quả mọng. Quercetin từ quả mọng giúp cải thiện sự hấp thu glucose trong nguyên bào cơ , tăng cường độ nhạy insulin bằng cách kích hoạt đường truyền tín hiệu AMPK và cũng cải thiện tình trạng kháng insulin trong tế bào gan . Hơn nữa, quercetin cho thấy khả năng ức chế cao α -glucosidase , kích thích tiết insulin bằng cách tăng dòng Ca 2+  và có đặc tính chống glycation.

leftcenterrightdel
 Hình 4 . Cấu trúc hóa học của (a) quercetin, (b) ellagitannin, (c) phlorotannin.

Các tannin như tannin thủy phân (ellagitannin) ( Hình 4 b) từ quả mọng có tác dụng ức chế α -amylase, trong khi phlorotannin của tảo ức chế hoạt động của α -glucosidase và α -amylase, cải thiện tình trạng tăng đường huyết sau ăn và độ nhạy insulin, ( Hình 4 c). Tanin trong quả hồng ức chế α -glucosidase và làm giảm mức đường huyết sau bữa ăn.

Flavan-3-ol bao gồm epigallocatechin gallate (EGCG), (+)-catechin, (-)-epicatechin và proanthocyanidin (Procyanidin B2) ( Hình 5 ).

leftcenterrightdel
Hình 5 . Cấu trúc hóa học của (a) EGCG, (b) (+)-catechin, (c) (-)-epicatechin, (d) Procyanidin B2. 

Procyanidin B2, (-)-epicatechin, và (+)-catechin táo, quế, nho và sô cô la làm giảm đáng kể tình trạng kháng insulin ở các đối tượng mắc bệnh đái tháo đường típ 2. EGCG trong trà xanh làm giảm tình trạng kháng insulin, cải thiện sự hấp thu glucose. Hơn nữa, EGCG làm giảm sản xuất glucose bằng cách ức chế sự biểu hiện của PEPCK và G6P. Proanthocyanidin (cacao, vỏ hạt đậu nành đen, hạt nho) cải thiện sự hấp thu glucose và hạn chế sản xuất glucose, nâng cao hoạt động của glucokinase ở gan trong các nghiên cứu trong ống nghiệm. Hơn nữa, proanthocyanidin làm giảm G6P.

Isoflavonoid đậu nành : genistein và daidzein ( Hình 6 ) làm tăng độ nhạy insulin và sự hấp thu glucose vào cơ bắp. Hơn nữa, isoflavonoid cải thiện chức năng tế bào β và bài tiết insulin.

leftcenterrightdel
Hình 6 . Cấu trúc hóa học của (a) genistein, (b) daidzein. 

Resveratrol ( Hình 7 a) làm giảm đáng kể lượng đường trong máu, giảm hoạt động của enzyme tạo glucose ở gan và glycogen ở gan ở chuột.

leftcenterrightdel
Hình 7 . Cấu trúc hóa học của (a) resveratrol, (b) cyanidin-3,5- O -diglucoside. 

Anthocyanin từ quả mọng làm tăng sự hấp thu glucose, cải thiện độ nhạy insulin và tăng cường giải phóng insulin từ tế bào β tuyến tụy, cải thiện tình trạng kháng insulin trong nghiên cứu in vivo. Hơn nữa, anthocyanin hoạt động như chất ức chế α -glucosidase. Anthocyanin từ đậu đen và cyanidin-3,5- O -diglucoside (nước ép aronia) thể hiện sự ức chế DPP-4. Anthocyanin từ khoai tây tím kích thích tiết insulin ở tế bào beta chuột.

Axit phenolic bao gồm axit chlorogen , axit ferulic , axit p -coumaric, axit quinic , axit cinnamic và axit vanillic ( Hình 8 ). Axit phenolic có trong trái cây, rau, gia vị, quả mọng và ngũ cốc 

leftcenterrightdel
Hình 8 . Cấu trúc hóa học của (a) axit chlorogen, (b) axit ferulic, (c) axit p -coumaric, (d) axit quinic, (e) axit vanillic, (f) axit cinnamic. 

Axit chlorogen trong cà phê cải thiện tình trạng tăng đường huyết, kháng insulin và làm giảm sự hấp thụ glucose. Axit ferulic và p -coumaric từ ngũ cốc nguyên hạt ức chế α -glucosidase. Hơn nữa, axit ferulic cải thiện độ nhạy insulin và quá trình tạo glycogen ở gan nhưng lại ức chế quá trình tạo glucose ở chuột mắc bệnh tiểu đường loại 2. Cinnamic, quinic và axit vanillic tăng cường đáng kể sự tiết insulin do glucose kích thích.

                                                                                                    Dịch: ThS. Lê Mỹ Hạnh (Nguồn https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213453022002397)