桔梗多糖降血糖作用及其機(jī)制

桔梗多糖降血糖作用及其機(jī)制

喬彩虹孟祥順

(吉林省前衛(wèi)醫(yī)院中醫(yī)科，吉林長春130012)

摘要〔〕目的探討桔梗多糖對糖尿病(DM)模型大鼠的作用及可能機(jī)制。方法采用腹腔注射鏈脲佐菌素(STZ)誘導(dǎo)的方法建立DM大鼠模型，灌胃給予模型大鼠低(150 mg·kg-1·d-1)、中(300 mg·kg-1·d-1)、高(600 mg·kg-1·d-1)劑量的桔梗多糖，28 d后檢測大鼠體重、進(jìn)水量、進(jìn)食量和尿量；同時，檢測空腹血糖(FBG)水平、空腹胰島素水平(FINS)、胰島素敏感指數(shù)(ISI)、葡萄糖耐量、肝組織超氧化物歧化酶(SOD)活性及丙二醛(MDA)含量。結(jié)果桔梗多糖給藥組大鼠進(jìn)水量、進(jìn)食量和尿量顯著低于模型組，同時，F(xiàn)BG水平降低，胰島素水平、ISI及對葡萄糖的耐受能力顯著升高(P<0.05或P<0.01)；桔梗多糖也能夠提高肝組織SOD活性，降低MDA含量(P<0.05或P<0.01)。結(jié)論桔梗多糖具有降血糖作用，其機(jī)制可能與改善FINS、提高抗氧化能力有關(guān)。

關(guān)鍵詞〔〕桔梗多糖；糖尿病；抗氧化

中圖分類號〔〕R285.5〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕A〔

基金項(xiàng)目：吉林省衛(wèi)生廳科研課題(2013Q013)

第一作者：喬彩虹(1973-)，女，副主任醫(yī)師，主要從事中醫(yī)藥防治糖尿病的研究。

現(xiàn)代藥學(xué)研究〔1〕表明，桔梗的主要活性成分為桔梗皂苷，桔梗皂苷的抗腫瘤、抗炎、保肝、調(diào)節(jié)免疫及抗病毒等多方面的藥理作用被廣泛報道，多糖是廣泛存在于植物根、莖、葉及果實(shí)中的一類生物活性大分子，具有免疫調(diào)節(jié)、抗氧化、抗腫瘤、抗衰老、抗病毒及輔助降血糖等多種生物活性，且由于其具有毒副作用小、安全性高的特點(diǎn)，在臨床上已得到廣泛應(yīng)用〔2〕。而關(guān)于桔梗多糖的活性研究主要集中在提高免疫力方面，相關(guān)報道較少〔3，4〕。本文以桔梗多糖為研究對象，初步探討其降血糖作用及可能機(jī)制，為進(jìn)一步應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)材料及儀器桔梗藥材購買于本地藥材市場，經(jīng)吉林大學(xué)藥學(xué)院生藥教研室鑒定為桔梗科植物的干燥根莖。鏈脲佐菌素(STZ)為美國Sigma公司產(chǎn)品；血糖檢測試劑盒為北京康化試劑公司產(chǎn)品；胰島素檢測試劑盒為天津九鼎生物技術(shù)有限公司產(chǎn)品；超氧化物歧化酶(SOD)與丙二醛(MDA)檢測試劑盒為南京建成生物技術(shù)有限公司產(chǎn)品。其他常規(guī)試劑均為國產(chǎn)分析純。

藥材粉碎機(jī)，濟(jì)南天方機(jī)械有限公司；超聲波清洗機(jī)，南京古奇機(jī)電有限公司；2550型紫外-可見分光光度計，日本島津；5417R型低溫超高速離心機(jī)，德國Eppendorf公司；GC-2100型γ放射免疫計數(shù)儀，合肥科大中佳公司；組織勻漿機(jī)，上海天呈科技有限公司。

1.2桔梗多糖的提取在60℃~90℃條件下，將購買的桔梗飲片用石油醚回流提取3次，每次4 h，除去脂溶性成分；減壓回收石油醚后，再用80%的乙醇回流提取3次，2 h/次，除去醇溶性成分；減壓回收乙醇后，再用蒸餾水回流提取3次，每次2 h，合并濾液；濃縮后，加入終濃度為75%的無水乙醇，靜置過夜，離心收集、沉淀、干燥。常規(guī)方法進(jìn)行脫色、除蛋白后，分別采用苯酚-硫酸法、間羥基聯(lián)苯法及考馬斯亮藍(lán)法檢測總糖、糖醛酸及蛋白質(zhì)含量。

1.3小鼠糖尿病(DM)模型的建立、分組及給藥Wistar雄性大鼠，體重(200~250)g，由吉林大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心提供，適應(yīng)性飼養(yǎng)7 d后，開始造模。造模前空腹12 h，腹腔注射60 mg/kg的STZ溶液(溶解于pH4.2，0.1 mol/L的檸檬酸緩沖液)，而正常對照組只注射等體積的檸檬酸緩沖液。72 h后尾靜脈采血，測空腹血糖(FBG)，當(dāng)FBG濃度>11.1 mmol/L時視為建模成功〔5〕。將建模成功的小鼠隨機(jī)分為模型組，格列本脲組(25 mg·kg-1·d-1)，桔梗多糖低(150 mg·kg-1·d-1)、中(300 mg·kg-1·d-1)、高劑量組(600 mg·kg-1·d-1)；每天腹腔灌胃給藥1次，模型組和對照組給予同體積的生理鹽水，給藥28 d。

1.4進(jìn)水量、進(jìn)食量、尿量及體重測定觀察實(shí)驗(yàn)大鼠的精神狀態(tài)及毛發(fā)改變情況；于給藥第28 d時，測量大鼠體重，并采用代謝籠檢測大鼠12 h的進(jìn)水量、進(jìn)食量及尿量。

1.5FBG、胰島素含量測定及胰島素敏感指數(shù)(ISI)計算給藥結(jié)束后，尾靜脈取血，分離血清，采用葡萄糖氧化酶法測定大鼠FBG水平；放射免疫法測定空腹胰島素(FINS)水平；根據(jù)FBG及FINS水平，計算ISI：ISI=ln(FBG×FINS)-1。

1.6口服葡萄糖耐量試驗(yàn)在給藥的最后1 w進(jìn)行口服葡萄糖耐量試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)大鼠禁食12 h后，以2 g/kg體重的葡萄糖溶液灌胃，采用葡萄糖氧化酶法分別檢測0、30、60、90和120 min的血糖水平。

1.7肝組織中SOD活性與MDA含量測定給藥結(jié)束后，頸椎脫臼處死大鼠，取肝臟組織；預(yù)冷的生理鹽水清洗后，用濾紙吸凈表面血水，放于低溫冰箱保存。檢測前，稱取一定量的肝臟組織，高速勻漿后，用生理鹽水配成10%肝組織液，3 000 r/min離心10 min，取上清液備用。采用黃嘌呤氧化酶法測定SOD活性，采用硫代巴比妥酸法測定MDA含量。

2結(jié)果

2.1桔梗多糖的提取制得的桔梗多糖為淺黃色粉末，其收率為1.69%(按生藥材干重計算)，其總糖含量為74.5%，糖醛酸含量為14.2%，蛋白質(zhì)含量為11.3%。

2.2桔梗多糖對DM大鼠進(jìn)水量、進(jìn)食量、尿量及體重的影響大鼠造模成功后，精神萎靡，出現(xiàn)多飲、多食、多尿及體重下降癥狀；給予桔梗多糖28 d后，與模型組比較，大鼠精神狀態(tài)好轉(zhuǎn)，DM典型的“三多一少”癥狀也得到一定程度的改善(P<0.05或P<0.01)，見表1。

2.3桔梗多糖對DM大鼠FBG、胰島素水平和ISI的影響給予桔梗多糖28 d后，與模型組比較，低、中、高劑量組的桔梗多糖均可以呈依賴性的抑制高血糖水平(P<0.05或P<0.01)；同時，與模型組比較，桔梗多糖也可以增加FINS水平及ISI(P<0.05或P<0.01)，見表1。

表1　桔梗多糖對各組大鼠進(jìn)水量、進(jìn)食量、尿量、體重及FBG、胰島素水平和ISI的影響 ± s)

與模型組比較：1)P<0.05，2)P<0.01；下表同

2.4桔梗多糖對DM大鼠葡萄糖糖耐量的影響在口服葡萄糖耐量實(shí)驗(yàn)中，除模型組血糖峰值出現(xiàn)在口服葡萄糖60 min后，正常對照組及各給藥組的血糖峰值均出現(xiàn)在口服葡萄糖30 min后。高、中、低劑量組的桔梗多糖，與模型組比較，均可以顯著抑制血糖水平的增加，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05或P<0.01)，見表2。

2.5桔梗多糖對DM大鼠肝組織SOD活性和MDA含量的影響模型組大鼠肝臟組織中SOD活性較對照組顯著降低，MDA含量顯著升高(P<0.01)。給予桔梗多糖28 d后，與模型組比較，SOD活性顯著升高(P<0.01)，且高劑量組的SOD活性高于格列本脲組；同時，中、低劑量組的MDA含量與模型組比較，下降明顯(P<0.05或P<0.01)，見表2。

表2　桔梗多糖對各組大鼠葡萄糖糖耐量的影響及肝組織SOD活性和MDA含量的影響 ± s)

3討論

采用腹腔注射STZ法建立的DM大鼠模型與人類1型糖尿病具有相似的臨床癥狀。STZ可以通過選擇性的作用于胰島β細(xì)胞，生成超氧陰離子自由基，從而破壞胰島β細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使胰島細(xì)胞損傷或死亡，最終導(dǎo)致胰島功能障礙。該方法具有成功率高、死亡率低、簡便、快速的特點(diǎn)，目前已被廣泛應(yīng)用〔6〕。本研究發(fā)現(xiàn)，桔梗多糖具有提高胰島素水平、ISI及糖耐量的作用，而降血糖作用與ISI的提高密切相關(guān)〔7〕。

多項(xiàng)研究表明氧化應(yīng)激與DM的發(fā)生及發(fā)展密切相關(guān)，研究顯示，糖尿病氧化應(yīng)激水平增加、抗氧化能力下降〔8〕。高血糖環(huán)境可以使機(jī)體清除自由基能力下降，導(dǎo)致自由基在體內(nèi)大量堆積，從而促進(jìn)DM及其并發(fā)癥的發(fā)生與發(fā)展。SOD是機(jī)體清除自由基中最為重要的抗氧化物酶之一，廣泛存在于各種生物體內(nèi)，能夠阻斷超氧陰離子對細(xì)胞造成的各類損傷；MDA為脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物，可以反映機(jī)體受脂質(zhì)過氧化損傷的過程〔9〕。本研究結(jié)果證實(shí)，桔梗多糖可以劑量依賴性地提高糖尿病大鼠肝組織中SOD活性，并減少M(fèi)DA的含量，表明桔梗多糖具有抗氧化應(yīng)激，減少氧化損傷的作用。

綜上所述，桔梗多糖能夠改善STZ誘導(dǎo)DM大鼠的典型癥狀，降低血糖水平，其機(jī)制可能與改善胰島素抵抗、提高抗氧化能力有關(guān)。

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〔2013-12-10修回〕

(編輯李相軍/滕欣航)