地菍黃酮對糖尿病小鼠糖脂代謝及氧化應激的影響

翁競玉 周敬凱 陳靜梅 曾小燕 李麗 (廣西中醫藥大學藥學院藥理教研室，廣西 南寧 530001)

糖尿病(DM)是一種最常見的內分泌代謝疾病，在全球范圍內的發病率呈逐年增高趨勢，已成為繼心血管病和腫瘤之后第三位威脅人們健康和生命的非傳染性疾病〔1〕。地菍為野牡丹科植物地菍MelastomadodecandrumLour.的干燥全草，別名地葡萄、山地菍、鋪地錦、地茄等〔2〕。地菍味甘、酸、澀，性稍涼，在廣西瑤族民間有治療消渴、虛勞、腸炎、腹瀉等病證之功效〔3，4〕。地菍在南方植物資源豐富，具有廣闊的開發前景。本課題組對地菍開展了系列降血糖藥效學研究，發現地菍中黃酮類成分可能是其降糖主要活性物質，但目前尚未見關于地菍總黃酮調節DM小鼠糖脂代謝及抗氧化應激的相關報道。本研究旨在探討地菍總黃酮對DM小鼠糖脂代謝及氧化應激的影響。

1 材料與方法

1.1試驗藥物 地菍藥材購于南寧小瑤王藥店，由廣西中醫藥大學藥用植物教研室田輝教授鑒定為地菍MelastomadodecandrumLour.的干燥全草。本實驗所用的地菍總黃酮，具體提取純化工藝如下：提取溶劑乙醇體積分數為50%、固液比為1∶30、超聲時間為45 min。按所得方案組合提取，提取率為4.458%；利用AB-8大孔吸附樹脂分離純化總黃酮時，上樣液總黃酮質量濃度1.5 mg/ml，上樣量為3 BV，先以蒸餾水洗至流出液近無色后，再以4 BV的70%乙醇進行洗脫，流速2 ml/min，純化后地菍總黃酮純度為47.56%。利用NaNO2-Al(NO3)3-NaOH法進行含量測定。

1.2動物 清潔級昆明種小鼠，雄性，體重(20±2)g，購于廣西醫科大學實驗動物中心，飼養于廣西中醫藥大學動物房。合格證號：SCXK桂(2014-0002)，飼養環境溫度為(23±2)℃，濕度為 40% ～60%，明暗交替周期為12 h。實驗前適應性喂養7 d，自由取食飲水。

1.3試劑 鏈脲佐菌素(STZ)：Sigma 公司(批號：18883-66-4)；鹽酸二甲雙胍片：江蘇蘇中藥業集團股份有限公司(批號：17052613)；低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)試劑盒(批號：20171214)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)試劑盒(批號：20170809)、總膽固醇(TC)試劑盒(批號：20170364)、三酰甘油(TG)試劑盒(批號：20180421)、丙二醛(MDA)試劑盒(批號：20180122)、超氧化物歧化酶(SOD)試劑盒(批號：20170307)、過氧化氫酶(CAT)試劑盒(批號：20180554)、一氧化氮(NO)試劑盒(批號：20170918)、肌酐(CR)測試盒(批號：20180368)、尿素氮(BUN)測試盒(批號：20170949)均購自南京建成生物工程研究所。

1.4儀器 RE-2000A 旋轉蒸發儀(上海亞榮生化儀器廠)；Infinite M200PRO型全波長酶標儀(瑞士Tecan公司)；UV-1901 雙光束紫外可見分光光度計(北京普析通用儀器有限公司)；冷凍低溫離心機(德國Eppendorf公司)；HWS-26電熱恒溫水浴鍋(上海齊欣科學儀器有限公司)；羅氏精彩卓越型血糖儀(上海羅氏診斷產品有限公司)。

1.5方法 取70只雄性昆明種小鼠，隨機取10只為空白組，其余小鼠腹腔注射150 mg/kg STZ(pH4.5檸檬酸-檸檬酸三鈉緩沖液配制)，72 h后經小鼠剪尾尖取血，用血糖儀測定小鼠FBG，取FBG高于11.1 mmol/L的小鼠為DM小鼠，成模率約88.3%。將DM小鼠隨機分為模型組、鹽酸二甲雙胍〔0.6 g/(kg·d)〕組、地菍總黃酮高、中、低〔1.20、0.80、0.53 g/(kg·d)〕劑量組共5組，每組各10只。成模后第2天開始，每日灌胃給藥1次，空白組和模型組灌胃給予等體積生理鹽水，給藥周期為21 d。末次給藥后，小鼠經摘取眼球取血，全血離心后留血清待測。取小鼠心臟、肝臟、脾臟、肺臟及腎臟，稱重后根據每只小鼠的體質量計算小鼠臟器質量系數。臟器質量系數(%)=臟器質量(g)/體質量(g)×100%。

1.6統計學分析 采用SPSS22.0軟件行t檢驗。

2 結 果

2.1地菍總黃酮對DM模型小鼠FBG與血脂的影響 與空白組相比，模型組FBG、TG、LDL-C含量明顯升高(P<0.05，P<0.01)、HDL-C含量顯著降低(P<0.01)。與模型組相比，地菍總黃酮高、中、低劑量組FBG均顯著降低(P<0.05，P<0.01)，地菍總黃酮高劑量組血清內TG及LDL-C含量均顯著降低(P<0.05)，地菍總黃酮高、中劑量組血清內HDL-C含量顯著上升(P<0.05)，鹽酸二甲雙胍組FBG、LDL-C水平顯著降低(P<0.05)。見表1。

組別FBGTGTCHDL-CLDL-C空白組4.2±0.682.09±0.853.68±0.514.14±0.530.71±0.23模型組21.43±2.392)3.21±0.821)3.49±1.091.90±0.632)1.12±0.211)地菍總黃酮高劑量組13.78±2.354)2.55±0.73)3.83±0.912.74±0.633)0.73±0.113)地菍總黃酮中劑量組14.62±1.733)2.94±0.973.06±1.332.5±0.773)0.94±0.28地菍總黃酮低劑量組16.74±2.143)3.03±0.513.95±1.172.06±0.881.05±0.25鹽酸二甲雙胍組14.86±1.813)2.81±0.543.54±1.552.14±0.520.71±0.163)

與空白組比較：1)P<0.05，2)P<0.01；與模型組比較：3)P<0.05，4)P<0.01,下表同

2.2地菍總黃酮對DM模型小鼠SOD、CAT、MDA的影響 與空白組相比，模型組SOD、CAT活性顯著降低，MDA含量升高(均P<0.01)。與模型組相比，地菍總黃酮高、中劑量組小鼠血清內的SOD、CAT活性顯著升高(P<0.05，P<0.01)，鹽酸二甲雙胍組CAT活性顯著升高(P<0.05)，地菍總黃酮高、中、低劑量組、鹽酸二甲雙胍組MDA含量均降低(P<0.05，0.01)。見表2。

2.3地菍總黃酮對DM模型小鼠NO、CR、BUN的影響 與空白組相比，模型組小鼠血清NO濃度有升高趨勢但無顯著差異(P>0.05)，CR及BUN含量則顯著升高(P<0.01)。與模型組相比，地菍總黃酮高、中、低劑量組CR含量顯著降低(P<0.05，P<0.01)，且高、中劑量組、鹽酸二甲雙胍組BUN含量也顯著降低(P<0.05，P<0.01)，各給藥組小鼠血清中NO濃度有降低趨勢，但無統計學差異(P>0.05)。見表3。

2.4地菍總黃酮對DM模型小鼠各臟器指數的影響 與空白組相比，模型組小鼠腎臟系數、肝臟系數和肺臟系數明顯升高(P<0.05，P<0.01)，脾臟系數顯著降低(P<0.05)。地菍總黃酮高、中、低劑量組、鹽酸二甲雙胍組小鼠腎臟指數和肝臟指數較模型組顯著降低(P<0.05，P<0.01)。見表4。

表2 各組SOD、MDA、CAT水平

表3 各組NO、CR、BUN水平

組別心臟肝臟脾臟肺腎臟空白組0.48±0.044.15±0.260.30±0.070.64±0.071.32±0.13模型組0.58±0.075.92±0.622)0.23±0.071)0.94±0.261)2.08±0.262)地菍總黃酮高劑量組0.52±0.134.78±0.754)0.21±0.060.93±0.441.73±0.284)地菍總黃酮中劑量組0.56±0.084.85±0.514)0.20±0.030.81±0.191.82±0.194)地菍總黃酮低劑量組0.59±0.155.20±0.483)0.21±0.090.89±0.181.80±0.114)鹽酸二甲雙胍組0.55±0.115.25±0.853)0.22±0.070.81±0.201.68±0.154)

3 討 論

世界糖尿病聯合會(IDF)預計2040年世界糖尿病患者可能會達到6.42億，其中中國的DM患者人數達1.1億，居排行榜之冠，預計短期內不會下降〔5〕。天然黃酮類化合物因富含羥基團，使其可通過影響氫原子和單電子的轉運、金屬螯合物的活性、抑制氧化酶及減弱活性氧對細胞的損傷等機制〔6〕，發揮抑菌、抗炎、抗氧化、抗凋亡、降血糖及降血脂等藥理活性作用，且因其安全、高效的特點成為現代藥理研究的重要方向，具有很強的研究價值和應用前景〔7〕。

DM發病機制復雜，而長期高血糖所致的血脂代謝紊亂、葡萄糖代謝異常與氧化應激是DM發生發展的關鍵機制。血脂代謝紊亂極易引起血液黏稠度增高和動脈粥樣硬化，進而誘發各種血管病變〔8〕，同時有研究分析表明，DM患者在糖代謝紊亂的同時伴有脂代謝紊亂，血糖的異常使得血液中TC、TG、LDL-C含量增加〔9〕。研究證實多種黃酮類化合物都可緩解DM模型中血脂紊亂，降低DM伴隨心血管疾病事件的風險，使DM患者獲益〔7〕。多項研究說明氧化應激在DM及其并發癥的發生發展中起重要作用。DM患者體內血糖代謝失衡后多合并脂肪酸刺激，造成活性氧(ROS)生成增多，使機體氧化與抗氧化失衡，造成氧化應激狀態〔10〕。ROS可直接氧化或損傷DNA、蛋白質和脂類，引發腎臟、腦、眼等組織的損傷〔11〕，造成患者多器官的并發癥，如DM腎病、DM足、DM眼病等，增強DM患者體內抗氧化酶的活性對DM的治療具有重要意義。在前期研究中，本課題組對廣西瑤藥地菍進行了系列抗DM活性的探索，證實地菍提取物可以有效改善多種DM模型動物的高血糖狀態與脂質代謝紊亂〔12，13〕，而富含黃酮化合物的乙酸乙酯提取部位被證實具有較強降血糖活性〔14，15〕。前期研究已優化確定地菍總黃酮的最佳提取純化工藝，且藥理實驗證實地菍總黃酮對胰島素抵抗有改善作用，可提高胰島素敏感性(未發表)。

本研究結果表明地菍總黃酮能夠顯著降低鏈脲佐菌素致DM小鼠血糖，改善脂代謝紊亂，其作用機制可能是通過抗氧化應激發揮作用。同時本研究還表明地菍總黃酮可能對DM伴發臟器損害有一定的保護作用；其具體機制有待進一步研究。