cinnamon and tea as insulin sensitizers

CINNAMON AND TEA AS INSULIN SENSITIZERS
Richard A. Anderson1
1
Nutrient Requirements and Functions Laboratory, Beltsville Human Nutrition Research Center,
USDA, ARS, Beltsville, MD.
Decreased insulin sensitivity leads to the inability of insulin to control the utilization and storage
of glucose. It is associated initially with elevated levels of circulating insulin followed by
glucose intolerance which may progress to type 2 diabetes. Factors that improve insulin action
are likely to also improve antioxidant status. We have shown recently that polyphenols from
cinnamon improve insulin sensitivity and also function as antioxidants. These polyphenols
improve glucose uptake and glycogen synthesis. There is an activation of insulin receptor kinase
and an inhibition of insulin receptor phosphatase leading to increased phosphorylation of the
insulin receptor with the accompanying increases in insulin sensitivity. The active components
were shown to be A-type doubly linked procyanidin oligomers of the catechins and/or
epicatechins. The polymers are comprised of monomeric units with a molecular mass of 288.
Two trimers with a molecular mass of 864 and a tetramer with a mass of 1152 were isolated and
characterized. The improvements in insulin function in vitro were substantiated in subjects with
type 2 diabetes. Subjects consumed 1, 3 or 6 grams of cinnamon per day for forty days with 3
placebo groups corresponding to the three groups that consumed different numbers of capsules
containing cinnamon. There were significant decreases in fasting serum glucose (18-29%),
triglycerides (23-30%), total cholesterol (12 to 26 %), and LDL cholesterol (7-27%) after 40
days. Values after 20 days were intermediate. Subjects stopped taking cinnamon from days 40
to 60. Values after 60 days were returning to prestudy levels but were largely lower than initial
values. There were no significant changes in the three placebo groups. The responses to 1, 3
and 6 g of cinnamon per day were similar suggesting that even lower levels of cinnamon may
elicit improvements.
The antioxidant properties of tea catechins are well established with the largest effects of
epigallocatechin gallate. The insulin potentiating activity of tea components is also greatest for
epigallocatechin gallate followed by gallocatechin gallate and epicatechin gallate. Tannins and
theaflavins also display some insulin potentiating activity. Green, black and oolong teas, but not
herbal teas, display insulin potentiating activity. Polyphenols from tea have also been shown to
inhibit glucose uptake at the gut level and also to inhibit gluconeogenesis. Recent studies also
demonstrate that tea may play a role in the improvements of glucose and insulin in human
subjects. In summary, polyphenols from cinnamon and tea improve glucose and insulin
function. Improvements have been observed in cell culture, animal and human studies. The
magnitude of these effects due to taking a common spice or consumption of tea illustrate the
importance of naturally occurring insulin enhancing complexes in the prevention and alleviation
of glucose intolerance and diabetes.
LA CANNELLE ET LE THE COMME POTENTIALISATEURS DE L'INSULINE
Richard A. Anderson1
Nutrient Requirements and Functions Laboratory, Beltsville Human Nutrition Research Center,
1
USDA, ARS, Beltsville, MD.
La sensibilité à l'insuline quand elle diminue mène à l'incapacité pour l'insuline d'assumer ses
fonctions régulatrices de l'utilisation et du stockage de glucose. Cette baisse de sensibilité à
l'insuline est associée, au début, à des niveaux élevés d'insuline circulante et suivie par
l'intolérance au glucose qui peut progresser et conduire au diabète de type 2. Les facteurs qui
améliorent l'action de l'insuline sont aussi ceux qui vont améliorer le statut en antioxydant.
Nous avons montré récemment que les polyphénols de cannelle améliorent la sensibilité à
l''insuline et aussi fonctionnent comme antioxydants. Ces polyphenols améliorent la captation
cellulaire du glucose et la synthèse du glycogène. Leur mécanisme d'action passe par une
activation de la kinase du récepteur à l'insuline et une inhibition de la phosphatase de ce
recepteur. La phosphorylation du récepteur à l'insuline s'accompagne d'une augmentation de la
sensibilité à l''insuline. Nous avons montré que les structures douées d'activité dans la cannelle
sont des oligomères de type A procyanidine doublement reliés aux catéchines et/ou aux
epicatéchines. Ces polymères sont composés d'unités de monomères de masse moléculaire de
288. Deux trimères de masse moléculaire de 864 et un tetramère présentant une masse de 1152 a
été isolé et caractérisé. Les améliorations de la fonction insulinique observées in vitro ont été
confirmées par une étude clinique chez des sujets diabétiques de type 2. Les sujets ont été
repartis en 3 groupes supplémentés versus placebo et ont consommé respectivement 1, 3 ou 6
grammes de cannelle par jour pendant quarante jours. Il n'y avait pas de changements
significatifs dans les trois groupes de placebo . En revanche, dans les trois groupes supplémentés,
nous avons observé en fin d'étude des diminutions significatives de la glycémie à jeun (1829%),des triglycerides (23-30%), du cholestérol total (12 à 26 %), et du cholestérol LDL (7-27
%). Apres 20 jours de traitement, les changements bénéfiques sont apparus avec des valeurs
intermédiaires. Trois semaines aprés l'arrêt du traitement, les valeurs des différents paramêtres
biologiques ont rejoint les taux mesurés dans les groupes témoin, mais il est intéressant
d'observer que ces taux sont plus bas que les valeurs initiales mesurées chez ces mêmes patients
avant supplémentation. Les réponses à des apports de 1, 3 et 6 g de cannelle par jour se
traduisent par des effets bénéfiques comparables, ce qui suggère que même à doses plus basses
de cannelle l'amélioration des paramêtres biologiques pourrait également être observée.
Les propriétés antioxydantes des catechines de thé sont bien établies, particuliérement
celles de l'epigallocatechin gallate EGCG. L'activité de potentialisateur de l'insuline est aussi la
plus importante pour l'epigallocatechine gallate, suivie par le gallate de gallocatechine et
d'epicatechine. Les tannins et les theaflavines ont aussi des activités potentialisatrices de
l'insuline. Sur le plan métabolique, les polyphénols du thé diminuent l'absorption intestinale du
glucose et inhibent la gluconeogenes. Les études récentes démontrent aussi que le thé peut jouer
un rôle bénefique en améliorant les taux circulants de glucose et d'insuline chez des sujets
humains. En résumé, les polyphénols de la cannelle et du thé améliorentle systeme
glucose/insuline. Les améliorations ont été observées à la fois sur culture de cellules, chez
l'animal et dans des études cliniques. La magnitude des effets dus à la prise d'epice comme la
cannelle ou à la consommation de thé à des doses couramment utilisées illustre l'importance des
composés potentialisateurs de l'insuline, qui, par des traitements naturels, concourent à prevenir,
ou à diminuer l'intolérance au glucose et l'incidence du diabete.
References:
Anderson, R.A., Broadhurst, C.L., Polansky, M.M., Schmidt, W.F., Khan, A.K., Flanagan, V.P.,
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Khan, A., Safdar, M., Khan, M.M.A.K., Khattak, K.N. and Anderson, R.A. Cinnamon
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Jarvill-Taylor, KJ, Anderson, RA and Graves, DJ. A hydroxychalcone derived from cinnamon
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Anderson, R.A. and Polansky, M.M. Tea enhances insulin activity. J. Agric. Food Chem.
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Broadhurst, C.L., Polansky, M.M. and Anderson, R.A. Insulin-like biological activity of
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