蘋果多酚的降血糖作用及機制研究

趙艷威，孫靜，宋光明，謝文利

（武警后勤學院藥理教研室，天津300162）

蘋果多酚是蘋果中所含多元酚類物質的通稱，是果實在生長發育期間產生的次生代謝物，主要包括黃烷-3-醇類、黃酮醇類、羥基苯甲酸類、二氫查爾酮、花青素等[1]。蘋果多酚具有抗氧化性、清除體內自由基、預防高血壓、預防過敏、預防齲齒、抗衰老、抗腫瘤、抗突變等功效[2]。以往文獻報道，花青素具有降糖作用，但蘋果多酚與糖尿病的關系未見報道[3]。本試驗擬對蘋果多酚是否具有降糖作用及其降糖作用機制進行初步探討。

1 材料與方法

1.1 動物

雄性Wistar 大鼠（180 g～200 g）：SPF 級，購自北京維通利華實驗動物技術有限公司，動物合格證號：SCXK（京）2002-0003。

1.2 試劑及藥品

蘋果多酚（85%）：天津市尖峰天然產物研究開發有限公司；ATP、葡萄糖-6-磷酸脫氫酶、胰島素、地塞米松、17 種氨基酸標樣、乙酰氨基葡萄糖、鏈脲佐菌素：Sigma 公司；葡萄糖氧化酶測試盒、DMEM 培養基、小牛血清：上海華美生物公司；3T3-L1 細胞：美國ATCC公司；其它試劑為國產試劑。拜唐蘋：拜耳醫藥保健有限公司；蔗糖試劑盒、總膽固醇試劑盒、甘油三酯試劑盒：中生北控生物科技股份有限公司。

1.3 儀器

Bio-RAD、model-680 酶標儀；SHZ82 型氣浴振蕩器：江蘇金壇中大儀器廠；LDZ0.8 離心機：北京醫用離心機廠；AT250 電子天平：瑞士METTLER 公司。

1.4 蘋果多酚對大鼠糖尿病模型血糖、血脂的影響

取雄性Wistar 大鼠50 只，體重180 g～200 g，以尾靜脈注射鏈脲佐菌素50 mg/kg（冰浴，pH4），誘發大鼠糖尿病。注射鏈脲佐菌素7 d 后，禁食10 h，剪尾采血測定血糖。選擇空腹血糖值在11.1 mmol/L 以上的大鼠，確定為糖尿病模型大鼠，隨機分為5 組，分別為1.5、0.75、0.3 g/kg 蘋果多酚組；陽性藥拜唐蘋組（30 mg/kg）；模型組，每組8 只。每天上午定時ig 給藥1 次，給藥體積10 mL/kg，連續給藥7d。提前禁食10 h，于末次給藥后0.5 h 同法測定各組大鼠空腹血糖、總膽固醇、甘油三酯。

1.5 蘋果多酚對大鼠糖耐量的影響

給藥方法與劑量同上，連續給藥7 d，末次給藥前禁食10 h，末次給藥后迅速ig 蔗糖溶液（4 g/kg），剪尾采血，用蔗糖氧化酶-過氧化物酶法測定大鼠灌胃后0、0.5、1.0、2.0 h 的血糖值[4]。

1.6 蘋果多酚對小腸葡萄糖苷酶活性的影響

方法[4-5]，采用葡萄糖氧化酶測試盒測定，反應條件為：底物：麥芽糖20 g/L，pH 4.30，反應溫度：37 ℃，反應時間30 min。

1.7 蘋果多酚對葡萄糖消耗能力的影響

將3T3-Ll 細胞接種于培養瓶中，用含體積分數10%小牛血清的高糖DMEM 培養液培養，待細胞長滿瓶壁后，換用誘導分化培養液培養48 h，再換用含1 μg/mL 的胰島素培養液培養48 h，再換用含質量分數小牛血清的高糖DMEM 培養液培養繼續培養，每48 h 換培養液一次，待90 以上3T3-L1 細胞呈現脂肪細胞表型時，采用葡萄糖消耗法[6]測定葡萄糖消耗能力。采用葡萄糖氧化酶法[7]測定各孔中葡萄糖的質量濃度。

2 結果

2.1 蘋果多酚對大鼠糖尿病模型血糖、血脂的影響

大鼠在注射鏈脲佐菌素后7 d，空腹血糖值顯著升高，造模成功。用藥1 周后，不同劑量給藥組及拜唐蘋組大鼠血糖值與模型組比較均顯著下降（P＜0.05），并且給藥組降糖作用與劑量呈正相關（r=0.995）；給藥組大鼠總膽固醇、甘油三酯略低于模型組，但無顯著性差異，結果見表1。

表1 蘋果多酚對大鼠糖尿病模型血糖、血脂的影響（x±S，n=8）Table 1 The effects of Apple Polyphenol to serum glucose，total cholesterol，triglyceride on diabetic rats mmol/L

2.2 蘋果多酚對大鼠糖耐量的影響

各組動物ig 蔗糖0.5 h 后血糖值達峰值，在ig 蔗糖后0.5 h 開始至2.0 h，3 個劑量給藥組與同時間點模型組比較血糖值有顯著性降低（P＜0.05），說明本實驗條件下蘋果多酚可提高糖尿病大鼠的蔗糖耐量，結果見表2。

表2 蘋果多酚對大鼠糖耐量的影響（χ±S，n=8）Table 2 The effects of Apple Polyphenol to glucose tolerance on diabetic rats

2.3 蘋果多酚對小腸葡萄糖苷酶活性的影響

蘋果多酚對葡萄糖淀粉酶、蔗糖酶和麥芽糖酶活性具有明顯抑制作用，且抑制率與蘋果多酚的濃度呈現明顯的相關性，表明蘋果多酚對小鼠小腸黏膜a-葡萄糖苷酶活性的抑制作用顯著。結果見表3。

表3 蘋果多酚對a-葡糖苷酶的抑制作用Table 3 The effects of Apple Polyphenol to a-glucosidase

2.4 蘋果多酚對葡萄糖向3T3 細胞的轉運作用的影響

3T3-L1 脂肪細胞在含有不同濃度的蘋果多酚培養液中培養數天后，各蘋果多酚組細胞外葡萄糖濃度與對照組比較均明顯下降（P＜0.05），并且具有濃度依賴性。說明蘋果多酚能促進葡萄糖往細胞內運輸，使細胞外葡萄糖消耗增加。結果見表4。

表4 蘋果多酚對葡萄糖向3T3 細胞的轉運作用的影響（χ±S，n=8）Table 4 The effects of apple polyphenol to 3 T3-L1 cell transportation of the glucose

3 討論

蘋果多酚是蘋果中天然存在的一類重要生物活性物質，簡稱APP（apple polyphenols），其中包括：類黃酮類、單寧類、酚酸類及花色苷等[8]。近幾年大量研究顯示，蘋果多酚具有多種藥理功能，如抗癌、抗氧化性、抗動脈硬化、抗過敏等[9]。本試驗采用蘋果多酚對鏈脲菌素誘導的糖尿病模型大鼠的糖耐量、血糖、血脂的影響及降糖機制進行了研究。結果顯示，連續給藥1 周后3 個劑量的蘋果多酚在負荷蔗糖后0.5 h，勻可以顯著性提高大鼠蔗糖耐量（P＜0.05），降低負荷蔗糖后機體的血糖值；同時，蘋果多酚還可以顯著性降低鏈脲佐菌素誘發糖尿病模型大鼠的血糖值（P＜0.05），且該作用呈劑量依賴性；同時，實驗顯示蘋果多酚對葡萄糖淀粉酶、蔗糖酶和麥芽糖酶活性具有明顯抑制作用，且抑制率與蘋果多酚的濃度呈現明顯的相關性。a-葡糖苷酶是使飲食中不易吸收的碳水化合物分解成小腸易吸收的單糖的酶，包括蔗糖酶、葡萄糖淀粉酶，麥芽糖酶和糊精酶[10]。蘋果多酚可能與糖苷酶結合，競爭性抑制小腸上段a-葡萄糖苷酶，阻斷碳水化合物在小腸上段分解成單糖，從而抑制葡萄糖吸收入血液，使血糖降低；另外，本實驗各蘋果多酚組3T3-L1 細胞外葡萄糖濃度與對照組比較均明顯下降（P＜0.05），并且具有濃度依賴性。說明蘋果多酚能促進葡萄糖往細胞內運輸，使細胞外葡萄糖消耗增加。3T3-L1 細胞一種常用的成纖細胞，在胰島素、地塞米松、和1-甲基3-異丁基黃嘌呤等作用下，具有轉變為脂肪細胞的能力，通過體外研究藥物對脂肪細胞糖代謝的影響來反映藥物的降血糖效果[11]。因此，蘋果多酚促進葡萄糖往細胞內運輸，使細胞外葡萄糖消耗增加也可能是其降糖作用的機制之一。由此可見，蘋果多酚具有明顯的降糖作用，其治療糖尿病的開發和深入研究非常值得期待。

參考文獻：

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