刺五加葉純化物對2型糖尿病大鼠降血糖、降血脂作用的實驗研究

翟春梅　孟永海　王欣慰

【摘要】 目的：探索刺五加葉純化物對2型糖尿病大鼠血糖、血脂的作用及其治病機理。方法：通過高脂飲食聯合STZ誘導的方法建立2型糖尿病大鼠動物模型，給予模型大鼠不同藥物及劑量，觀察刺五加葉純化物對模型大鼠血糖、血脂及抗氧化機制的影響。結果：刺五加乙醇提取物組，刺五加葉純化物高、中劑量組及陽性藥物組FBG均低于模型對照組，比較差異均有統計學意義（P<0.05）。刺五加乙醇提取物組，刺五加葉純化物高、中劑量組及陽性藥物組TG及CHO含量均低于模型對照組，比較差異均有統計學意義（P<0.01）。模型對照組各時間點FBG均高于正常對照組，比較差異均有統計學意義（P<0.01）；刺五加葉乙醇提取物組，刺五加葉純化物高、中、低劑量組及陽性藥物組各時間點FBG均低于模型對照組，比較差異均有統計學意義（P<0.01）。模型對照組SOD含量明顯低于正常對照組，比較差異有統計學意義（P<0.01）；刺五加乙醇提取物組，刺五加葉純化物高、中、低劑量組及陽性藥物組SOD含量均高于模型對照組，比較差異均有統計學意義（P<0.05）。模型對照組MDA含量明顯高于正常對照組，比較差異有統計學意義（P<0.01）；刺五加乙醇提取物組，刺五加葉純化物高、中、低劑量組及陽性藥物組MDA含量均低于模型對照組，比較差異均有統計學意義（P<0.05）。結論：刺五加葉純化物及乙醇提取物具有降低模型大鼠的空腹血糖，降血脂功能，可明顯增強自由基清除能力和降低ROS的產生，起到抗氧化應激、防止氧化損傷的效果，最終達到抗糖尿病、改善胰島素抵抗的作用。刺五加葉純化物比乙醇提取物和參芪降糖膠囊具有更加優越的治療2型糖尿病的作用，并呈現劑量正相關。有望開發成為新一代的降血糖藥物。

【關鍵詞】 刺五加葉純化物； 2型糖尿病； 血糖； 血脂

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2016.05.006

糖尿病是一種以高血糖為特征的代謝性疾病，為一種終身性疾病。2015年國際糖尿病聯合會（IDF）公布的新數據[1]：（1）2015年糖尿病醫療保健支出總額為6730億美元。（2）全球有4.15億糖尿病成年患者，3.18億人存在患糖尿病的風險，全球三分之一的糖尿病人來自中國，成年人群中糖尿病前期（IGT）患病率為50.1%。其中2型糖尿病（T2DM）的發病率約占總發病率的90%以上，危害程度最大，可導致各種組織，特別是眼、腎、心臟、血管、神經的慢性損害及功能障礙[2]。因此，如何預防和治療T2DM及其并發癥已成為世界各國藥學研究者面臨的嚴峻挑戰和艱巨任務。本實驗通過高脂飲食聯合STZ誘導的方法建立2型糖尿病大鼠動物模型，考察刺五加葉純化物對模型大鼠血糖、血脂及抗氧化機制的影響，測定相關生理生化指標，為探討其治病機理提供實驗基礎和指導，現報道如下。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

1.1.1 藥品與試劑 刺五加葉純化物實驗室自制，參芪降糖膠囊（批準文號：國藥準字Z10980085，河南羚銳制藥股份有限公司），鏈脲佐菌素STZ（批號：110610，美國Sigma公司），血糖試紙（批號：470713，德國羅氏診斷有限公司），10%水合氯酸（批號：20131021，上海國藥集團）。總膽固醇測定試劑盒（CHO，南京建成生物公司，批號：20150430），甘油三脂測定試劑盒（TG，南京建成生物公司，批號：20150601），超氧化物歧化酶SOD試劑盒（批號：201503136，南京建成生物公司），丙二醛MDA測定試劑盒（批號：20150514，南京建成生物公司），其余試劑為國產分析純。

1.1.2 實驗動物 SPF級SD大鼠，雄性，180～220 g，購自黑龍江中醫藥大學實驗動物中心，動物合格證號：SCXK黑2008-0002。

1.1.3 飼料 基礎詞料（SPF級）：玉米、小麥、豆粉、進口魚粉等。高糖高脂飼料（SPF級）：膽固醇1%，蔗糖10%，蛋黃粉10%，豆油3%，基礎飼料66%，購自黑龍江中醫藥大學安全評價動物中心。

1.1.4 主要儀器 7150型全自動生化分析儀（日本日立公司），羅氏血糖儀（德國羅氏診斷有限公司），可見分光光度計（THERMO，US），離心機（THERMO，US），Milli-Q超純水儀（美國Millipore公司）。

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗用刺五加葉純化物的制備 取刺五加葉2.0 kg粉碎，加10倍重量的70%乙醇回流提取2次，每次提取2 h，將濾液濃縮至密度為1.18 g/mL后加入濃度為水至乙醇終濃度為40%，靜置12 h，離心，得上清液。上清液減壓回收乙醇后加入一定量水分散至8 L后上DM-301型大孔吸附樹脂柱，大孔吸附樹脂用量為4 kg，收集水洗脫液重量為10 kg，用濃度為90%的乙醇8 kg進行洗脫，減壓回收90%乙醇洗脫液，得刺五加葉治療2型糖尿病提取物136 g。

1.2.2 2型糖尿病模型的建立 實驗用SD大鼠于黑龍江中醫藥大學標準條件下適應1周，期間自由進食、自由飲水。正常對照組給予基礎飼料喂養。其余大鼠給予高脂高糖飼料喂養8周后，禁食不禁水12 h，按30 mg/kg劑量一次性腹腔注射2%STZ工作液（4 ℃預冷的0.1 mM桿檬酸緩沖液新鮮配制，避光，pH4.5）。正常對照組則注射相應劑量的檸檬酸緩沖液。注射3 d后，禁食12 h尾靜脈取血測空腹血糖，以FBG>7.8 mmol/L為成功建立2型糖尿病模型的標準。

1.2.3 分組與給藥 正常對照組SD大鼠（雄性，180～220g）10只，按標準隨機選取，給予標準飼料；將造模成功的2型糖尿病大鼠隨機分為6個組：模型對照組，陽性藥物組（參芪降糖膠囊），刺五加葉乙醇提取物組，刺五加葉純化物高劑量組（800 mg/kg），刺五加葉純化物中劑量組（400 mg/kg），刺五加葉純化物低劑量組（200 mg/kg），每組10只。正常對照組和模型對照組給予等量蒸餾水，其余各藥物干預組分別灌胃給予刺五加葉純化物及各提取成分。每天給藥1次，連續給藥6周。實驗動物在處死前禁食12 h，麻醉后腹主動脈取血，離心，血清樣本分裝于1.5 mL離心管內，存放溫度-80 ℃。腎臟、胰腺、肝臟、脂肪和肌肉等組織被迅速的分離，收集和儲存于-80 ℃環境中，備用。按照標準進行FBG、TG、CHO等相關指標測定。

1.2.4 主要檢測方法 （1）空腹血糖（FBG）的測定及葡萄糖耐量試驗（IPGTT）。在整個6周的實驗室周期內，每周尾靜脈取血測量1次，采用葡萄糖氧化酶法測定空腹血糖，具體操作方法詳見說明書。末次給藥后，大鼠禁食不禁水過夜，次日以40%葡萄糖溶液2.5 g/kg灌胃，分別尾靜脈采血測定大鼠在空腹及灌胃后0、30、60、90、120 min時的血糖水平。（2）血清甘油三酯（TG）、血清總膽固醇（CHO）、肝組織丙二酸（MDA）、肝組織超氧化物歧化酵（SOD）的含量測定。IPGTT測試完成24 h后，大鼠被處死，腹主動脈取血，釆用全自動生化分析儀檢測，照商品化試劑盒的說明書對各組動物的TG、CHO、MDA、SOD含量進行測定。

1.3 統計學處理 采用SPSS 17.0軟件對實驗數據進行分析，計量資料以（x±s）表示，多組間比較采用單因素方差分析或秩和檢驗，以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 大鼠一般情況 正常對照組大鼠在實驗過程中狀態良好，毛色光滑，大小便正常，進食量正常；模型對照組大鼠排尿量顯著增加，毛色枯黃粗糙，并容易脫毛，進食量、飲水量大且反應遲鈍，各藥物治療組有不同程度改善；模型對照組體形較瘦，其他給藥組體重仍有增加，但正常對照組大鼠體重明顯增重。

2.2 各組FBG、TG及CHO比較 刺五加乙醇提取物組，刺五加葉純化物高、中劑量組及陽性藥物組FBG均低于模型對照組，比較差異均有統計學意義（P<0.05）；除正常對照組外，刺五加葉純化物高劑量組FBG最低。刺五加乙醇提取物組，刺五加葉純化物高、中劑量組及陽性藥物組TG及CHO含量均低于模型對照組，比較差異均有統計學意義（P<0.01）；除正常對照組外，刺五加葉純化物高劑量組TG及CHO含量最低，見表1。

2.3 各組IPGTT結果比較 模型對照組各時間點FBG均高于正常對照組，比較差異均有統計學意義（P<0.01），且模型對照組FBG降低緩慢，正常對照組大鼠在120 min后FBG基本趨于正常；刺五加葉乙醇提取物組，刺五加葉純化物高、中、低劑量組及陽性藥物組各時間點FBG均低于模型對照組，比較差異均有統計學意義（P<0.01），見表2。

2.4 各組SOD及MDA含量比較 模型對照組SOD含量明顯低于正常對照組，比較差異有統計學意義（P<0.01）；刺五加乙醇提取物組，刺五加葉純化物高、中、低劑量組及陽性藥物組SOD含量均高于模型對照組，比較差異均有統計學意義（P<0.05）；除正常對照組外，刺五加葉純化物高劑量組SOD含量最高。模型對照組MDA含量明顯高于正常對照組，比較差異有統計學意義（P<0.01）；刺五加乙醇提取物組，刺五加葉純化物高、中、低劑量組及陽性藥物組MDA含量均低于模型對照組，比較差異均有統計學意義（P<0.05）；除正常對照組外，刺五加葉純化物高劑量組MDA含量最低，見表3。

3 討論

糖尿病致病機理尚不完全明確，主要由遺傳因素和環境因素共同引起，主要病理生理特征是在肝臟、骨骼肌和脂肪組織中的胰島素抵抗和胰島素分泌缺陷，這些病理生理異常將導致葡萄糖代謝失衡，血糖升高[2]。隨著人們對糖尿病病因和病理的深入了解，以及糖尿病相關的藥理靶點的不斷發掘，現已針對糖尿病不同的作用機理開發出多種降糖藥物，并已在臨床中使用，主要有三大類化學藥物用于T2DM的治療[3]。（1）促進胰島素分泌的藥物；（2）胰島素增敏藥物；（3）影響糖吸收的藥物。目前臨床常用的T2DM治療藥物仍以合成的化學藥物為主，但均存在明顯不良反應。（1）促進胰島素分泌的藥物主要有磺脲類、非磺脲類。磺脲類藥物與胰島β細胞膜上的磺脲受體特異性結合，是非肥胖的T2DM患者的一線治療藥物，但是所有的磺脲類藥物均能引起低血糖，還可引起胃腸道和血液系統的不良反應[4]。非磺脲類藥物與胰島β細胞膜上依賴ATP的K+通道上的36 kDa蛋白特異性結合，同樣也會產生胃腸道和心血管等不良反應[4]。（2）胰島素增敏類藥物臨床常用噻唑烷二酮類（馬來酸羅格列酮、鹽酸吡格列酮），作用靶點是過氧化物酶體增生物激活的γ-型受體（PPARγ），同樣會產生嚴重的不良反應，限制了其在臨床上的應用。（3）影響糖吸收的藥物主要有雙胍類（鹽酸二甲雙胍）和α-葡萄糖苷酶抑制劑（阿卡波糖、伏格列波糖）。雙胍類藥物已報道有氨基轉移酶升高反應，也有右上腹疼痛、尿色變深、糞便顏色變淡、皮膚黃染等表現，甚至出現肝壞死[4]。當代的西醫藥治療糖尿病取得了很好的療效，但顯然西醫藥方法未能從根本上預防、改善和徹底治療糖尿病及其其并發癥。

中國傳統醫藥學治療消渴癥（糖尿病）歷史悠久而常有奇效，始見于《黃帝內經·奇病論》，名為消渴。中醫常以“三消”分證論治，“上消”清熱潤肺、生津止渴，常以“麥門冬湯”療之；“中消”清肺瀉火、養陰增液，常以“白虎加人參湯”療之；“下消”滋陰補腎、生津止渴，常以“六味地黃丸”療之。若以“氣血陰陽”分證論治，又可分為“陰虛燥熱”、“氣陰兩虛”、“陰陽兩虛”、“瘀血內阻”等證型，分有不同藥方對癥施治。常用于治療消渴癥的中藥達百余種，還有大量的民間藥膳療法。中藥及天然藥物以其毒副作用小、作用溫和持久、具有綜合治療作用、可延緩并發癥等優點，受到醫藥學界越來越多的關注。近年來對中藥降糖成分的篩選及作用機理的研究進展迅速，目前發現具有降血糖作用的成分主要有多糖、皂苷、萜類、黃酮、生物堿、多肽和氨基酸等[5]。在此背景下，從中藥及天然植物中篩選、發現安全有效的新型抗糖尿病藥物，以滿足臨床個性化治療方案及藥物多樣化的需求，已成為治療糖尿病藥物研究的必然發展趨勢。

中藥“刺五加”（根莖）始載于《神農本草經》，列為上品，自古即被視為具有添精補髓及抗衰老作用的良藥，主要用于治療風濕痹痛、腰膝酸痛及水腫、小便不利等證。現代研究具有抗疲勞、興奮中樞神經系統、抗癌、抗糖尿病、抗心律失常、免疫增強和調節內分泌等作用。然而，由于刺五加食用藥用價值均高，長期以來一直被掠奪式的采挖，致使野生資源遭到了嚴重破壞，現已呈零星分布，1992年中國植物紅皮書已將刺五加列入漸危物種。

對于刺五加降血糖研究發現其主要成分eleutheroside E、syringin及多糖具有很強的降血糖活性[6-8]。而這些活性成分也是刺五加葉的主要成分[9]。刺五加葉中含有大量的皂苷類、黃酮類和酚酸類成分，與刺五加根莖中的成分存在很多類似[10]。我國學者對刺五加葉總皂苷組分治療糖尿病的藥理學進行了研究[11-17]。然而，以往對刺五加葉研究并未對其化學成分、藥效和作用機理進行相關性研究，尚未能研制出治療糖尿病的新中藥制劑或新中藥資源，還未能對臨床產生指導性作用。

本研究結果表明，與模型組對照組比較，刺五加葉純化物及乙醇提取物具有降低模型大鼠血糖及血脂的功能，可明顯增強自由基清除能力，降低ROS的產生，起到抗氧化應激、防止氧化損傷的效果，最終達到抗糖尿病、改善胰島素抵抗的作用。本研究表明，刺五加葉純化物比乙醇提取物和陽性藥物（參芪降糖膠囊）具有更加優越的治療2型糖尿病的作用，并呈現劑量正相關，有望開發成為新一代的降血糖藥物。

本實驗試圖將刺五加葉（葉類藥材）這一資源豐富的中藥資源進一步開發成為治療糖尿病的新型現代中藥。這對于預防和治療糖尿病、促進中醫藥治療糖尿病的現代化發展具有一定的研究意義，同時也可擴大其藥用資源，促進其種植資源保護，產生更大經濟效益和社會效益。

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（收稿日期：2015-11-14） （本文編輯：王利）