?；撬岣纳铺谴x的量效分析

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(北京聯合大學生物化工學院食品科學系,北京 100023)

?；撬岣纳铺谴x的量效分析

趙玉星,郭俊霞,陳文*

(北京聯合大學生物化工學院食品科學系,北京 100023)

目的:分析近20年來國內外文獻中牛磺酸改善糖代謝的量效關系,為?；撬岣纳铺谴x相關的保健食品、特殊醫學用途食品的研發提供參考。方法:基于CNKI、Pub-Med數據庫,檢索以“?；撬峤笛恰睘橹黝}的論文(1996年～2015年),進一步檢索“牛磺酸,空腹血糖”相關的文獻,共計檢索出相關文獻466篇,其中涉及到?；撬峤堤切Ч挠?1篇。結果:鏈脲霉素(STZ)誘導的糖尿病大鼠攝入0.5%牛磺酸飲水和1%?；撬犸暳?2周可有效降血糖,攝入3%?；撬犸嬎@效周期為2周;四氧嘧啶(ALX)誘導的糖尿病大鼠攝入1%?；撬犸嬎?周即有效;高糖高脂膳食誘導的糖尿病大鼠攝入1%?；撬犸嬎?0 d可顯著降血糖,適當增加?；撬釀┝坑兄诮堤切Ч?糖尿病小鼠通過3～4周2%?；撬犸嬎虻蛣┝扛骨蛔⑸渑；撬?血糖可明顯降低。對于ALX誘導的糖尿病兔,3周1%牛磺酸飲水使血糖顯著下降;雄性仔鼠攝入1.5%?；撬崴芤?40 d后血糖明顯降低;OLETF大鼠,攝入9周3%?；撬犸嬎蚬辔?0周0.2 g/kg.d劑量的牛磺酸均可使血糖顯著下降。糖尿病孕婦每日攝入12 g?；撬?3周后血糖下降。結論:血糖的降低與牛磺酸的作用時間和劑量密切相關,還受實驗對象及其生理狀態、造模方式、攝入方式等因素的影響。

牛磺酸,糖代謝,CNKI,Pub-Med

糖尿病是以高血糖為特征的代謝性疾病,國際糖尿病聯盟(IDF)最新數據顯示,2014年全世界有3.87億糖尿病患者。預計到2035年,糖尿病患病人數將增長55%,達到6億[1],因此,糖尿病的預防和治療越來越受到世界各國的重視。

表1 ?；撬釋TZ誘導的糖尿病大鼠血糖水平的影響Table 1 Effects of taurine on blood glucose level in STZ-induced diabetic rats

?；撬?2-氨基乙磺酸)富含于海產品中,是一個條件必需氨基酸,不參與蛋白質的合成,大多數哺乳動物的組織如心臟、肝臟等都有游離的?；撬醄2-3]。大量動物實驗研究顯示,牛磺酸對降低血糖、血壓、血清膽固醇和甘油三酯都有良好的效果[4-6],且無論是Ⅰ型、Ⅱ型還是妊娠期糖尿病,都出現機體?；撬崴较陆档默F象,提示?；撬崛狈赡軐е绿悄虿“Y狀加重或產生并發癥[7-8]。多年的研究表明?；撬峥梢詮目寡趸?、抗炎、保護胰島β細胞、促進胰島素分泌、改善胰島素抵抗等多方面發揮降血糖作用[9],雖然國內外?；撬峤笛堑难芯吭絹碓蕉?但關于?；撬岣纳铺谴x的數據分析卻未見報道。本文概述了牛磺酸對不同的實驗對象在不同實驗條件下的降糖效果,對?；撬峤堤堑淖饔脮r間和作用劑量進行歸納總結分析,為研發?；撬岣纳铺谴x的保健食品、特殊醫學用途食品提供參考。

1 材料與方法

中文期刊以CNKI數據庫的所有文獻為檢索對象,限定發表時間為1996年1月～2015年9月,首先對“?；撬帷睘橹黝}的文獻進行檢索,檢索出5802篇文獻,其中,詞頻中并含“血糖”的文獻146篇,詞頻中并含“空腹血糖”的文獻43篇,詞頻中并含“糖耐量”的文獻7篇。

英文期刊以Pub-Med數據庫的所有文獻為檢索對象,首先對“?；撬帷睘槠奈墨I進行檢索,檢索出8737篇文獻,其中,搜索關鍵詞為“血糖”的文獻323篇,搜索關鍵詞為“空腹血糖”的文獻25篇,搜索關鍵詞為“糖耐量”的文獻29篇。

本研究從實驗對象、造模方式、?；撬岬臄z入方式、攝入劑量和攝入時間方面進行歸納總結分析,得出不同條件下?；撬峤笛堑挠行┝亢妥饔脮r間。

2 結果與分析

2.1牛磺酸對STZ誘導的糖尿病大鼠血糖水平的影響

?；撬釋TZ誘導的糖尿病大鼠血糖水平的影響如表1所示,在糖尿病大鼠飲水中添加0.5%的牛磺酸,12周后,牛磺酸組較模型組血糖顯著降低;給予大鼠1%牛磺酸飲水時,既有報道顯示牛磺酸有良好的降血糖效果,也有報道顯示?；撬釤o降血糖效果,這與給予牛磺酸的時間周期相關,時間延長效果顯現;在飲水中添加2%～3%的牛磺酸時,給予1～4周,大鼠血糖水平的下降幅度大于20.9%。當在飼料中添加1%～3%的?；撬釙r,喂飼2～12周后,大鼠血糖有不同程度的降低,而當?；撬崽砑恿繛榇笥?%,大鼠血糖則無顯著下降。當按0.1～0.3 g/kg·d劑量灌胃牛磺酸5～8周時,大鼠血糖有明顯下降,當劑量增加到0.6～8 g/kg·d,灌胃2～10周時,血糖最低降幅為22.3%,其中,灌胃劑量為1.7 g/kg·d時,4周后大鼠血糖降低43.9%,8周血糖降低60.7%,灌胃劑量為4.3 g/kg·d時,4周后大鼠血糖降低量為66.9%,8周血糖降低量達71.5%。

以上結果提示,?；撬岬慕笛切Чc劑量和作用時間成正相關關系,攝入0.5%、2%、3%?；撬犸嬎謩e達12周、4周、2周時顯示明顯的降糖效果,攝入1%～3%?；撬犸暳系娘@效周期為12周。

2.2?；撬釋LX誘導的糖尿病大鼠血糖水平的影響

?；撬釋LX誘導的糖尿病大鼠血糖水平的影響如表2所示,大鼠ALX造模后,飲水中添加1%的牛磺酸1～3周后血糖下降幅度大于40%,而給予大鼠5%?；撬犸暳?50 d時,血糖降低幅度小于20%?？梢?對于ALX誘導的糖尿病大鼠,隨著牛磺酸濃度增加和給予時間的延長,降糖效果減弱,這可能與該糖尿病模型不穩定、隨著時間的延長有自愈情況發生有關。

表2 ?；撬釋LX誘導的糖尿病大鼠血糖水平的影響Table 2 Effects of taurine on blood glucose level in ALX-induced diabetic rats

2.3牛磺酸對高脂高糖膳食誘導的糖尿病大鼠血糖水平的影響

表3總結了高脂高糖飼料膳食誘導的糖尿病大鼠攝入?；撬岷笱堑淖兓?由表3可知,對于高糖高脂膳食誘導的糖尿病大鼠,給予1%的?；撬犸嬎?周時,大鼠血糖無顯著降低,而給予2%的?；撬犸嬎?0 d至6周時,大鼠血糖即可顯著降低,但降低幅度均小于15%。對于特殊高脂飼料膳食誘導的糖尿病大鼠,給予含3%?；撬岬娘暳?0 d,血糖降低了10.6%,但未有顯著差異。結果提示,膳食誘導的糖尿病,適當提高牛磺酸的攝入量可能有助于提高降血糖效果;此外,Hala O El Mesallamy[53]等人給予大鼠60%高果糖飼料成功建立糖尿病模型后,連續35 d經腹腔以0.3 g/kg·d的劑量注射?；撬?結果發現?；撬峥山档蚈GTT曲線中90 min和120 min血糖的峰值水平。

表3 ?；撬釋Ω咧咛巧攀痴T導的 糖尿病大鼠血糖水平的影響Table 3 Effects of taurine on blood glucose level in high glucose and high fat diet induced diabetic rats

表5 牛磺酸對其它實驗對象血糖水平的影響Table 5 Effects of taurine on blood glucose level in other experimental subjects

2.4?；撬釋μ悄虿⌒∈笱撬降挠绊?/p>

由表4可知,給予STZ造模的瑞士小鼠腹腔注射0.2 g/kg·d劑量的牛磺酸,20 d后血糖降低34.4%;直接給瑞士小鼠飲水中添加2%的?；撬?30 d后血糖降低40%;給予db/db糖尿病小鼠飲水中添加2%的?；撬?31 d后血糖降低16.5%。Abdeslem El Idrissi等人[57]予小鼠飲水中添加0.05%的?；撬?4周后,胰島的大小和數量均有極顯著增加(p<0.001),這些組織學的改變與?；撬岬慕笛切Ч恢?。

表4 ?；撬釋μ悄虿⌒∈笱撬降挠绊慣able 4 Effects of taurine on blood glucose level in diabetic mice

以上結果提示,給予瑞士小鼠、遺傳性糖尿病小鼠2%?；撬犸嬎?0 d即可顯示降糖效果。

2.5?；撬釋ζ渌鼘嶒瀸ο笱撬降挠绊?/p>

表5總結了兔子、孕鼠和仔鼠、OLETF大鼠攝入?；撬岷笱堑淖兓?。由表5可知,termond兔和家兔經ALX造模后,通過攝入1%牛磺酸飲水,3周血糖降低30%;雄性新西蘭白兔在同樣條件下,24周血糖降低45%。以高脂高糖膳食誘導Wistar孕鼠和雌仔鼠糖尿病后,給予1.5%的?；撬崴芤?0 d,血糖值基本未降低,而雄性仔鼠血糖則明顯下降,提示不同性別、不同生理狀態對?；撬岬慕笛切Ч杏绊?。OLETF大鼠通過攝入3%的?；撬犸嬎?9周后血糖降低30%,當按0.2 g/kg/d的劑量灌胃?；撬釙r,20周血糖也降低了30%。

2.6牛磺酸對糖尿病患者空腹血糖的影響

表6總結了糖尿病患者攝入?；撬岷罂崭寡堑淖兓?。給予糖尿病患者12 g/d劑量的?；撬?2周后空腹血糖水平與服用前相比無明顯差異;給予30例患有妊娠合并糖尿病的孕婦?；撬?按照12 g/d的劑量,分三次餐前30 min口服,三周后,患者空腹血糖明顯降低達35.4%。提示,攝入?；撬岬臅r間周期對其降糖效果影響較大。

表6 牛磺酸對糖尿病患者空腹血糖的影響Table 6 Effects of taurine on fasting blood-glucose in diabetics

2.7?；撬釋μ悄虿』颊咛悄土康挠绊?/p>

高珊[69]等人曾給予33例2型糖尿病患者口服?；撬?按照2 g×3次/d的劑量,飯前30 min口服,并維持原有降糖藥物治療不變,3個月后患者空腹血糖變化不明顯。李玉明等人[70]曾報道,66例血壓偏高少兒(12～17歲)連續服用牛磺酸3周后,其OGTT曲線的峰值水平顯著降低,但空腹血糖值并未改變。提示?；撬峥赡茉诓唤档涂崭寡堑那闆r下改善糖尿病患者的糖代謝。

3 討論

本文通過對?；撬岣纳铺谴x的數據分析,從實驗對象、造模方式、攝入方式、攝入劑量和攝入時間方面總結了牛磺酸對血糖的影響。結果顯示,對于STZ誘導的糖尿病大鼠,攝入?；撬犸嬎?低劑量長時間(0.5%?；撬?、12周)或高劑量短時間(3%?；撬帷?周)均可有效降低血糖水平;攝入含?；撬岬娘暳?低劑量長時間(1%?；撬帷?2周)有利于血糖的降低;通過灌胃攝入?；撬釙r,低劑量短時間(0.6 g/kg·d、2周)也可達到顯著降血糖作用,并且隨著劑量增加、時間延長,降糖作用更加明顯。對于ALX誘導的糖尿病大鼠,低劑量?；撬岫虝r間(1%?；撬帷?周)作用即可使血糖顯著下降,降糖效果既不與?；撬崽砑恿砍烧汝P系,也不隨時間的延長而增加。動物實驗中,糖尿病的造模方式包括:化學試劑(STZ或ALX)誘發的高血糖動物模型;自發性糖尿病動物:如db/db、ob/ob、KK小鼠、BB大鼠;腎上腺素性高血糖模型。這幾種方式都是研究、篩選降血糖活性物質常用模型[71-73]。其中,STZ和ALX均可選擇性的破壞胰島β細胞,誘發動物高血糖,屬于胰島素低下型高血糖動物模型,鑒于STZ毒性更小,目前多用STZ造模[74-76]。ALX水溶液不穩定,造成的糖尿病模型也相對不穩定。

對于遺傳性糖尿病大鼠,長時間低劑量灌胃牛磺酸或給予高劑量牛磺酸飲水都可有效降低血糖值。對于高糖膳食誘導的糖尿病大鼠,飲用1%?；撬崴?周仍無明顯的降糖作用,而飲用2%?；撬崴?0 d后血糖可顯著降低(p<0.05);連續35 d腹腔注射0.3 g/kg·d的?；撬?可降低糖耐量曲線下面積。對于糖尿病小鼠,低劑量飲水或低劑量腹腔注射3～4周后,?；撬岫硷@示出良好的降血糖作用。對于ALX誘導的糖尿病兔,低劑量牛磺酸飲水3周即可有效降低血糖水平。

綜上所示,同一實驗動物攝入?；撬釀┝坎煌瑫r,相同的時間周期內降糖效果也不盡相同。而對于糖尿病患者,短時大量口服?；撬峥娠@著性降低空腹血糖及糖耐量曲線的峰值水平。

臨床上將糖尿病分為兩種類型:Ⅰ型糖尿病(胰島素依賴型糖尿病)和Ⅱ型糖尿病(非胰島素依賴型糖尿病)。目前的研究認為,Ⅰ型糖尿病是由于遺傳和環境因素相互作用,引起胰島素絕對或相對分泌不足造成血糖水平升高,繼而導致機體代謝紊亂的綜合癥狀。Elizarova等在臨床上給予Ⅰ型糖尿病患者口服?；撬?糖代謝障礙明顯改善[77]。動物實驗也證明,用STZ誘發大鼠糖尿病后,長期給予?；撬峥蓽p輕I型糖尿病的心臟衰竭癥狀[33,45]。臨床實驗、動物實驗均證實?；撬崮芨纳脾裥吞悄虿〉母哐菭顟B。Ⅱ型糖尿病主要由于胰島素的生物活性或其效應絕對或相對不足引起[9]。研究表明,高果糖飲食的大鼠給予?；撬?0～35 d,高血糖和胰島素抵抗得以改善[44,53]。Harada等給予自發性Ⅱ型糖尿病的OLTEF大鼠,飲水補給3%?；撬?周后,胰島素抵抗現象顯著改善[62]。雖然目前尚無?；撬岣纳脾蛐吞悄虿〉呐R床實驗報道,但Merheb等指出Ⅱ型糖尿病患者的血漿牛磺酸水平明顯低于正常非糖尿病患者,提示?；撬峥赡茏鳛棰蛐吞悄虿∪说难a充治療劑,防止糖尿病及其并發癥[7-9]。

?；撬峤笛堑淖饔脵C制包括抗氧化、抗炎、保護胰島β細胞、促進胰島素分泌、改善胰島素抵抗等[9],長期攝入一定量的?；撬峥赡苡欣诮档吞悄虿〉陌l生率。有報道顯示,STZ誘發的糖尿病大鼠攝入0.5%?；撬?2周后血糖即可明顯降低,且丙二醛(MDA)含量顯著降低[10-12],也有報道指出糖尿病患者MDA水平明顯升高[78],而?；撬峥赏ㄟ^提高相關氧化和還原酶的活性來有效抑制MDA產生,提示?；撬峥赡苁前l揮抗氧化作用降低大鼠血糖[33,79]。糖尿病是一種炎癥性疾病,糖尿病狀態下炎癥因子的水平增加[80]。Lin等給高脂膳食的C57BL/6J小鼠補充?；撬岷?發現牛磺酸能減少炎性細胞因子的分泌,增加抗炎型的M2巨噬細胞數量,抑制肥胖小鼠高血糖狀態的發展[81]。還有研究顯示,?；撬崮軌蛞种蒲仔砸蜃诱T導的胰島細胞的凋亡,提示?；撬峥赡芡ㄟ^調控相關因子對胰島β細胞的損傷,促進被損傷細胞的修復來保證其結構的完整和內分泌功能。進一步的研究表明,?；撬岵粌H影響胰島的發育,更重要的是促進胰島素的分泌[82]。有研究表明,飲水中補充2%的?；撬峒饶茱@著提高小鼠的糖耐量及胰島素敏感性,也能有效改善大鼠因果糖誘導的高血糖、高胰島素血癥及胰島素抵抗[83]。

4 結論

本文基于CNKI、Pub-Med數據庫,檢索出“?；撬峤笛恰钡慕?0年文獻,分析了?；撬岣纳铺谴x的量效關系,可知:STZ誘導的糖尿病大鼠在短時間高劑量攝入?；撬峄蜷L時間低劑量攝入?；撬?血糖均可顯著降低;ALX誘導的糖尿病大鼠模型的不穩定,?；撬岬娘@效周期和劑量需進一步研究;高糖高脂膳食誘導的糖尿病大鼠在一定的時間和?；撬釀┝糠秶鷥?降糖效果可逐漸增強;糖尿病小鼠通過低劑量?；撬犸嬎虻蛣┝扛骨蛔⑸渑；撬?血糖在4周內即可得到明顯降低;對于ALX誘導的糖尿病兔,短時間低劑量牛磺酸攝入即可使血糖顯著降低;兔子、孕鼠和仔鼠、OLETF大鼠等的實驗結果提示實驗對象的種類、性別和生理狀態是影響牛磺酸的降血糖的關鍵因素;糖尿病患者攝入適當劑量的牛磺酸3周～3個月,空腹血糖和糖耐量曲線也可得到顯著降低。總之,牛磺酸的降血糖作用除了受作用時間和劑量影響外,實驗對象、造模方式以及?；撬釘z入方式等也是重要的影響因素。

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Dose-effectanalysisoftaurineinimprovingglucosemetabolism

ZHAOYu-xing,GUOJun-xia,CHENWen*

(College of Biochemical Engineering,Beijing Union University,Beijing 100023,China)

Purpose:The dose-effect relationship of taurine in improving glucose metabolism in domestic and foreign literatures in the past 20 years were analyzed to provide references for the development of taurine-related functional foods and special medical foods. Method:Based on CNKI,Pub-Med database,all the papers(1996-2015)with "taurine hypoglycemic" were retrieved,and the literatures related to "taurine and fasting blood glucose" were further searched. 466 related articles were retrieved out,and 61 articles were related to the hypoglycemic effect of taurine. Results:For STZ-induced diabetic rats,blood sugar was significantly reduced by 0.5% taurine drinking water or 1% taurine diet for 12 weeks or 3% taurine drinking water for 2 weeks. For ALX-induced diabetic rats,blood sugar was effectively decreased by 1% taurine drinking water for 1 week. For high glucose and high fat diet induced diabetic rats,intake of 1% taurine drinking water for 30 days notably reduced blood sugar,and an appropriate increase in taurine dose was beneficial to reduce the blood sugar. Blood sugar was decreased in diabetic mice by 2% taurine drinking water or low dose intraperitoneal injection of taurine for 3～4 weeks. For different ALX-induced diabetic rabbits,3 weeks of 1% taurine drinking water significantly decreased blood sugar. After 40 days intake of 1.5% taurine aqueous solution,the blood sugar of male newborn rats was significantly reduced. The intake of 3% taurine drinking water for 9 weeks or gavage of 0.2 g/kg/d dose of taurine to make blood sugar significantly decreased in OLETF rats. Daily intake of 12 g taurine for 3 weeks make the decline of blood sugar in diabetic pregnant women. Conclusion:The decrease of blood glucose is closely related to the experimental period and dose of taurine,and it is also affected by factors such as the experimental object and its physiological state,modeling method and intake mode.

taurine;glucose metabolism;CNKI;Pub-Med

2017-04-18

趙玉星(1992-)，女，碩士研究生，研究方向：食品營養與功能食品，E-mail:151083210108@buu.edu.cn。

*

陳文(1966-)，女，博士，教授，研究方向：食品營養與功能食品，E-mail:wlchenwen@buu.edu.cn。

國家自然科學基金青年科學基金項目(31401501);北京市教委科技計劃面上項目(KM201511417014)。

TS201.4

A

1002-0306(2017)21-0295-07

10.13386/j.issn1002-0306.2017.21.058