紫荊花紅色素對模型動物血糖和血脂的影響研究

王金亭，吳廣慶，楊敏一

(聊城大學東昌學院，山東聊城252000)

紫荊(Cercis chinensisBge.)是豆科紫荊屬落葉小喬木或灌木，在全國各地均有栽培，花量資源豐富，花期長，花色艷麗，色素含量較高。紫荊花紅色素是花色苷類色素，主要成分為芍藥色素-3，5-雙葡萄糖苷［1］，經大孔樹脂純化后固體粉末紫紅色，易溶于水和乙醇，性質穩定［2］，無毒無害，具有抗氧化和抑菌活性［3-4］，應用價值較高。文獻表明:藍莓花色苷［5-6］具有抑制腫瘤作用，紫甘薯花色苷［7］、黑豆紅花色苷［8］具有降血糖作用，篤斯越桔花色苷和錦葵花色苷具有降血脂的作用［9-10］，但文獻檢索未見紫荊花紅色素對血糖、血脂調節作用的報道。在前期研究的基礎上，進行了紫荊花紅色素對模型動物血糖和血脂水平的影響實驗，旨在充分了解其生理活性，為該紅色素的進一步開發研究提供相應的理論數據。

表1 色素對小鼠血糖的影響(ˉx±s，n=10)Table 1Effect of pigment on serum glucose in rats(ˉx±s，n=10)

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紫荊花 聊城市區;昆明種小白鼠(20～25g)、SD大鼠(80～92g) 濟南山東醫科大學實驗動物中心，實驗用清潔級;普伐他丁(10mg×7片/盒) 上海施貴寶制藥有限公司;膽固醇(25g/瓶)、去氧膽酸鈉(10g/瓶，進口分裝) 上海緣聚生物科技有限公司;丙硫氧嘧啶片(50mg×100片/盒) 深圳市中聯制藥有限公司;豬油 市售;吐溫-80 蚌埠化學試劑廠;TC、TG、HDL-C、LDL-C試劑盒 南京建成生物工程研究所;四氧嘧啶(ALX) 美國Sigma公司，使用時用0.9%生理鹽水(PSS)溶解，按ALX 150mg和PSS 18mL的比例充分溶解，過濾消毒。

TU-1810APC型紫外可見分光光度計 北京普析;AR1140電子天平 美國-奧豪斯;RE-52A旋轉蒸發儀 上海亞榮;PHS-3C酸度計 上海雷磁;血糖測定儀 美國強生。

1.2 實驗方法

1.2.1 色素的制備 紫荊干花→粉碎→85%乙醇超聲提取→抽濾、旋蒸→紫紅色提取液→AB-8大孔樹脂純化→真空濃縮→冷凍干燥至恒重→紫紅色色素。

1.2.2 紫荊花紅色素對正常小鼠血糖的影響

1.2.2.1 糖尿病小鼠模型的制備參考文獻［11］建立四氧嘧啶致糖尿病模型。小鼠適應性飼養1周，末次進食12h后，稱量空腹體重并斷尾取血測定血糖濃度。選取血糖濃度為3.5～5.5mmol/L的小白鼠55只，隨機取10只為對照組，其余分兩次腹腔注射四氧嘧啶，第一次120mg/kg·BW，第二次80mg/kg·BW，兩次間隔24h，給藥后5h，每只腹腔注射質量分數50%的葡萄糖0.5mL。7d后禁食不禁水12h，稱體重并斷尾取血測定血糖濃度。血糖濃度超過11.1mmol/L的可判定為造模成功。

1.2.2.2 實驗動物的分組和檢測指標 10只正常鼠為對照組，40只造模成功的小鼠隨機等分成4組，即模型組、高劑量組(High dose group，HDG)、中劑量組(Middle dose group，MDG)和低劑量組(Low dose group，LDG)，根據每日體重連續灌胃強飼15d。低、中、高劑量組分別按體重灌胃色素樣品100、200、300mg/kg，對照組、模型組灌胃0.9%生理鹽水。末次給藥后禁食不禁水12h，斷尾取血測定血糖濃度。

1.2.3 紫荊花紅色素對SD大鼠血脂的影響

1.2.3.1 高脂乳劑的制備參考文獻［12-13］稍加改變，制備高脂乳劑。丙硫氧嘧啶于乳缽中研細，豬油于40℃水浴加熱融化，備用。取乳缽，依次加入40g豬油、20g膽固醇、1g丙硫氧嘧啶，充分攪拌、溶解，再徐徐加人10%去氧膽酸鈉水溶液20mL、攪拌，然后加入5mL吐溫-80，均勻乳化，最后加蒸餾水至100mL。裝入密閉容器中，冷藏備用，使用時先于37℃水浴融化。

1.2.3.2 高脂血癥大鼠模型的制備參考文獻［14-15］改進方法制備模型。SD大鼠適應性飼養7d，隨機分為對照組(10只)和模型組(52只)，基礎飼料自由飲食。模型組大鼠每天定時腹腔注射高脂乳劑10mL/kg，正常組給予等體積去離子水。7d后，禁食不禁水12h，各組大鼠斷尾取血，測定其血清TC和TG水平，TC、TG值明顯高于正常組視為模型制備成功。

1.2.3.3 實驗動物的分組和檢測指標 50只成功造模的 SD大鼠，隨機等分成5組，即陽性對照組(Positive control group，PCG)、高脂模型組(Highlipid model group，HMG)、色素 HDG、MDG 和 LDG組;10只正常SD大鼠為陰性對照組(Negative control group，NCG)。每天上午 PCG、LDG、MDG、HDG、HMG定時按體重灌胃10mL/kg高脂乳劑，NCG灌胃生理鹽水;下午定時分別灌胃普伐他丁4mg/kg、紫荊花紅色素10、20、30mg/kg、生理鹽水。各鼠均飼以基礎飼料，每天兩次喂食，自由飲水。28d后，禁食不禁水12h，斷尾取血，分離血清，按試劑盒要求方法步驟測定TC、TG、LDL-C及HDL-C水平，按公式計算動脈硬化指數(AI)。

1.2.4 統計學分析 采用SPSS 17.0統計軟件進行數據處理，結果用ˉx±s表示，組間比較采用t檢驗，p＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果與分析

2.1 色素對糖尿病小鼠血糖的影響

四氧嘧啶是一種自由基激活劑，可以選擇性的損傷胰島β細胞，導致胰島素原合成障礙，引起內分泌功能紊亂、代謝失調，從而使動物血糖升高，機體消瘦而體重下降［11］。表1顯示:與對照組比較，各組小鼠體重明顯下降，血糖值明顯升高(p＜0.01)，說明四氧嘧啶造模成功。與模型組比較，紫荊花紅色素中、高劑量組小鼠體重顯著增大，血糖極顯著降低(p＜0.01)。低劑量組對小鼠體重也有影響(p＜0.05)，對小鼠血糖的影響不顯著。可見，紫荊花紅色素對四氧嘧啶致糖尿病小鼠的血糖有調節作用。色素調節血糖的機制，一是可能減緩四氧嘧啶對胰島β細胞的毒害損傷，部分恢復胰島素的分泌功能;二是清除自由基、降低MDA濃度、增強SOD活性［4］，從而提高肝臟的抗氧化能力，降低血糖濃度。

表2 色素對SD大鼠血脂的影響(n=10，ˉx±s，mmol·L-1)Table 2Effect of pigment on serum lipids in SD rats(n=10，ˉx±s，mmol·L-1)

2.2 色素對高脂血癥大鼠的影響

表2顯示:與正常對照組比較，高脂模型組大鼠血清TC、TG、LDL-C水平顯著升高，HDL-C水平顯著降低(p＜0.01)，說明高脂血癥大鼠模型制備成功。與模型組比較，陽性對照組能有效降低血清TC、TG和LDL-C水平，升高HDL-C水平(p＜0.01);不同劑量的色素均能顯著降低TC和LDL-C水平，MDG和HDG顯著降低TG水平(p＜0.05)，HDG對HDL-C水平具有明顯的調節作用(p＜0.01)。

圖1顯示:與高脂模型組比較，PCG和中、高劑量組的AI和LDL-C/HDL-C顯著降低(p＜0.01)，低劑量組AI降低(p＜0.05)，LDL-C/HDL-C變化不明顯。

圖1 色素對SD大鼠動脈硬化指數的硬性Fig.1 Effect of pigment on atherogenic index of serum in SD rats

脂質代謝異常是導致高血脂的直接原因，高血脂是引發動脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)的主要誘因。高水平TC、TG和LDL-C使AS形成的幾率增高，HDL-C與AS呈負相關;AI和 LDL-C/HDL-C比值較HDL-C、LDL-C更能準確地反映血脂水平與AS、冠心病之間的關系，較低的AI和LDL-C/HDL-C比值對冠心病具有保護作用［16］，AI和LDL-C/HDL-C越小，HDL-C越高，抗AS的作用越強［17］。紫荊花紅色素能夠明顯降低血清 TC、TG、LDL-C、AI、LDL-C/HDL-C，明顯升高HDL-C，因此對調節脂類代謝、預防AS和冠心病具有積極意義。

3 結論

本研究制作了糖尿病和高脂血癥動物造模，測定了不同劑量紫荊花紅色素對模型動物血糖和血脂水平的影響。結果表明，紫荊花紅色素 MDG(200mg/kg)、HDG(300mg/kg)對四氧嘧啶致糖尿病小鼠體重顯著增大，血糖明顯降低(p＜0.01);LDG(10mg/kg)只對小鼠體重有影響(p＜0.05)，對血糖的影響不明顯。不同劑量的色素均能顯著降低高脂乳劑致高脂血癥SD大鼠TC和LDL-C水平，MDG(20mg/kg)、HDG(30mg/kg)能顯著降低 TG水平(p＜0.05)，HDG對 HDL-C水平具有明顯的調節作用(p＜0.01);計算 AI和LDL-C/HDL-C，中、高劑量組的AI和LDL-C/HDL-C顯著降低(p＜0.01)，低劑量組AI降低(p＜0.05)，LDL-C/HDL-C變化不明顯。綜上說明:紫荊花紅色素對四氧嘧啶致糖尿病小鼠血糖水平、高脂血癥大鼠的血脂水平有顯著調節作用，能夠促進糖代謝和脂代謝的良性循環，其作用機制尚需進一步深入研究。

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