劉延吉, 劉金鳳, 田曉艷, 王曉東, 王立新, 任大明*
(1.沈陽農業大學 生物科學技術學院,遼寧 沈陽 110886;2.遼寧石油化工大學環境與生物工程學院,遼寧 撫順 113001;3.遼寧省分析科學研究院,遼寧 沈陽 110015)
軟棗獼猴桃多糖降血糖降血脂活性研究
劉延吉1, 劉金鳳1, 田曉艷2, 王曉東3, 王立新3, 任大明*1
(1.沈陽農業大學 生物科學技術學院,遼寧 沈陽 110886;2.遼寧石油化工大學環境與生物工程學院,遼寧 撫順 113001;3.遼寧省分析科學研究院,遼寧 沈陽 110015)
通過腹腔注射四氧嘧啶建立糖尿病小鼠模型,以3種不同劑量的純化軟棗獼猴桃多糖(主要組分APP由木糖和葡萄糖組成,摩爾比分別為1∶0.29和1∶4.6)灌胃,以蒸餾水、格列本脲為對照,21 d后,處死小鼠,取血,分離肝臟測定各組小鼠0、21 d時空腹血糖值和21 d時糖耐量,結果表明:糖尿病小鼠灌胃軟棗獼猴桃多糖顯著降低空腹血糖、提高糖耐量、增加肝糖原,降低血脂水平。
軟棗獼猴桃;多糖;糖尿病;降血糖;降血脂
糖尿病(Diabetes Mellitus,DM)是一種常見的代謝紊亂疾病,是繼腫瘤、心腦血管疾病之后第三大危害人類健康的非傳染慢性病[1]。據 WHO統計1999年全球糖尿病患者已經達2億,預計到2030年將增加到3.6億,并預測21世紀糖尿病將在發展中國家流行[2-4]。糖尿病治療上除注射胰島素外,主要口服西藥磺脲類和雙胍類降血糖藥物,起效迅速、療效明顯,但長期服用副作用顯著。和西藥作用相比,天然降糖食品不僅來源廣泛,而且具有高效無任何毒副作用的特點[5]。研究發現,多糖具有多種生物活性,在臨床上有廣泛的使用價值,多糖的保健功能是目前保健食品功能因子中研究的熱點之一,包括調節免疫力、抗氧化、抗突變、抗腫瘤、降血脂降血糖等活性[6]。
研究發現,源自茶葉、南瓜、當歸、人參、大麥、玉米、枸杞、紅景天、青錢柳、刺五加、黃芪等天然植物的多糖均具有顯著的降血糖效果[7],但降糖機制目前尚不清楚。軟棗獼猴桃多糖的降血糖研究尚無報道,作者對軟棗獼猴桃果實性狀次生物質、營養成分、RAPD、果實軟化機理及組織培養進行了系統的研究[8],提取純化軟棗獼猴桃多糖,鑒定多糖的組分,探討對四氧嘧啶性糖尿病小鼠的降血糖降血脂作用,為研制降血糖功能食品開發提供一定的理論依據。
軟棗獼猴桃純化多糖(AAP),沈陽農業大學生物科技學院提供,提取物中總糖質量分數為85.8%,主要組分2個,均由木糖和葡萄糖組成,摩爾比分別為1∶0.29和1∶4.6;雄性小白鼠,體重18~22 g,購自沈陽藥科大學。
四氧嘧啶:sigma公司產品;格列本脲:北京太平洋藥業有限公司產品;血糖檢測試劑盒:上海榮盛生物藥業有限公司產品;總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)測定試劑盒:南京建成制劑公司產品。
1.2.1 四氧嘧啶糖尿病小鼠模型的建立與分組小鼠適應性喂養3 d,造模時小鼠禁食不禁水12 h,一次性腹腔注射四氧嘧啶200 mg/kg,(以生理鹽水配成質量分數2%溶液)后自由進食,72 h后尾靜脈取血,測定血糖值(mmol/L),取血糖值>11.1 mmol/L者為建模成功小鼠。將建模成功小鼠隨機分為5組,每組10只,即分為模型組(灌胃等量蒸餾水)、藥物治療組(100 mg/kg格列本脲)、軟棗獼猴桃多糖低劑量(100 mg/kg)、中劑量(200 mg/kg)、高劑量(400 mg/kg),另取10只健康小鼠為正常對照組(灌胃等量蒸餾水)。各組按10 m L/kg給藥,每天灌胃一次,連續21 d。
1.2.2 指標測定
1)血糖的測定 采用葡萄糖-過氧化物酶法。
2)糖耐量的測定 采用李彩霞等的改良蒽酮方法[9]。
3)肝糖原含量測定 采用蒽酮法測定肝糖原含量。
4)血脂三項測定 按血清膽固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白試劑盒說明書的方法進行測定。
1.2.3 數據處理用SPSS17.0軟件進行統計學處理,單因素方差分析檢驗組間顯著性差異,各項指標以±s表示,P<0.05表示差異顯著,P<0.01表示差異極顯著。
建模后,各小組血糖與正常對照組比差異顯著,給藥后,藥物對照組及各多糖劑量組均顯著降低糖尿病小鼠血糖升高,其中高劑量組的血糖下降百分率為33.27%,接近藥物治療水平,與糖尿病模型組比較差異極顯著(P<0.01)??梢?,軟棗獼猴桃多糖可有效降低糖尿病小鼠的高血糖水平。

表1 APP對糖尿病小鼠血糖的影響Tab.1 Effect of Actinidia arguta polysaccharide on fasting blood glucose of alloxan-induced diabetic rat
由表2可見,各組動物給予葡萄糖后血糖開始升高,0.5 h左右達到高峰,2 h時降到正常水平。灌胃多糖的小鼠血糖水平與血糖曲線下面積(AUC)均顯著低于模型對照組,軟棗獼猴桃多糖可拮抗血糖升高,有效緩解糖尿病小鼠糖耐量降低。

表2 APP對糖尿病小鼠糖耐量的影響Tab.2 Effect of Actinidia arguta polysaccharide on the glucose tolerance in diabetic rat
由表3可知,多糖低、中、高劑量組均增加糖尿病小鼠肝糖原質量分數,比模型組分別增加了22.9%,26.1%和40.07%;多糖低劑量組達到顯著水平(P<0.05),中、高劑量組極達到顯著水平(P<0.01),軟棗獼猴桃多糖在提高肝糖原含量上作用顯著,其中高劑量組效果最佳,超過了藥物治療水平。
表4血脂結果表明,與模型對照組相比,軟棗獼猴桃多糖的低中高3個劑量組,可明顯對抗四氧嘧啶所致糖尿病小鼠血脂代謝紊亂,均能使糖尿病小鼠血清TC、TG明顯降低,HDL-C顯著上升,均有顯著的統計學差異,低、中、高劑量組及藥物對照組與模型組相比,TC質量分數分別降低了17.89%,19.10%,25.20%,,22.36%,TG 質量分數分別降低了40.49%,48.47%,56.44%,59.51%,HDL-C 質量分數分別升高了28.25%,33.53%,37.29%,31.06%。說明軟棗獼猴桃多糖還存在增加糖尿病小鼠HDL-C、降低TC、TG質量分數,調節血脂的作用。

表3 APP對糖尿病小鼠肝糖原質量分數的影響Tab.3 Effect of Actinidia arguta polysaccharide on glycogen in diabetic rat

表4 APP對糖尿病小鼠血脂的影響Tab.4 Effect of Actinidia arguta polysaccharide on the TC,TG and HDL-C levels in diabetic rat
糖耐量異常屬于代謝綜合癥范疇,當胰島素生理作用降低,無法維持正常血糖水平時,繼之出現糖耐量減退(IGT),引起空腹血糖增高,隨著病情的發展,血糖將進一步增高而引起糖尿病并發癥[10]。研究結果顯示:軟棗獼猴桃多糖能有效增加糖尿病小鼠糖耐量,說明軟棗獼猴桃多糖可拮抗由外源性葡萄糖引起的血糖升高現象。
肝臟是糖代謝最主要的器官之一,主要是通過促進糖原合成及葡萄糖利用、抑制糖異生等途徑使血糖降低。四氧嘧啶性糖尿病小鼠肝臟糖代謝出現紊亂,糖原合成降低、葡萄糖利用減少、糖異生加強,導致血糖升高[11]。研究結果表明:軟棗獼猴桃多糖能顯著增加糖尿病小鼠肝糖原含量,說明軟棗獼猴桃多糖對小鼠的糖代謝過程起到保護作用,增加肝糖原的貯存,從而達到降低血糖濃度的作用。進一步說明軟棗獼猴桃多糖降低血糖、改善糖耐量的作用可能是通過調節糖代謝、促進肝糖原合成、減少肝糖原分解而引起的。
近年來研究表明,四氧嘧啶誘導的糖尿病小鼠模型,在出現高糖血癥的同時,也會并發高脂血癥。調整或降低血脂已成為防治糖尿病及并發癥的有力措施之一。實驗結果表明:軟棗獼猴桃多糖能明顯降低糖尿病模型小鼠血清中總膽固醇、甘油三酯,明顯升高高密度脂蛋白,使機體血脂水平趨于正常,防止糖尿病導致的脂類代謝紊亂,對糖尿病并發癥有防治作用。
綜上所述,軟棗獼猴桃多糖可有效降低糖尿病小鼠血糖血脂水平,增加糖尿病小鼠糖耐量及肝糖原含量,可能是軟棗獼猴桃多糖對四氧嘧啶致糖尿病小鼠的胰島β細胞有一定的修復作用,使胰島素分泌增多,改善糖代謝和脂代謝,從而降低血糖和血脂水平,其確切機理尚需進一步探討。研究為新型降糖制劑研究提供一定的理論依據,得到一種新的、純天然的天然功能食品。
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Polysaccharide of Actinidia Arguta and Activity of Blood Glucose and Lipid of Decline
LIUYan-ji1,LIUJin-feng1,TIANXiao-yan2,WANGXiao-dong3,WANGLi-xin3,RENda-ming*1
(1.College of Biotechnology,Shenyang Agriculture University,Shenyang 110866,China;2.Environmental Technology and Biotechnology College,Liaoning University of Petroleum &Chemical Technology,Fushun 113001,China;3.Liaoning Province Academe of Analytic Science,Shenyang 110015,China)
The target of this manuscript is to elucidate the effect of purified polysaccharide(AAP)extracted from Actinidia arguta on the Diabetes Mellitus mouse induced by injecting alloxan.For this,three different doseage of polysaccharide(AAP)from Actinidia arguta was feed to mouse for 21 days,then the index of blood and liver was determined,the result demonstrated that diabetic mice fed with Actinidia arguta polysaccharides can significantly reduce fasting blood glucose levels,improve glucose tolerance in diabetic mice and increase hepatic glycogen content,and decrease blood lipid levels.
actinidia arguta,polysaccharide,diabetes mellitus,decrease blood glucose,decrease blood lipid
S 663.4
A
1673-1689(2012)01-086-04
2011-02-21
遼寧省科技攻關項目(2008204005)。
劉延吉(1959-),男,遼寧大連人,農學博士,教授,主要從事植物次生物質研究。Email:yanjiliu@yahoo.com.cn
*通信作者:任大明(1959-),男,遼寧錦州人,農學博士,教授,主要從事生物工程研究。Email:rendaming@126.com