“化濁解毒方”對二惡英暴露2型糖尿病大鼠脂代謝及胰島素抵抗的影響

郭勝男 劉弘毅 吳深濤

（1.天津中醫藥大學第一附屬醫院，天津300380；2.云南中醫藥大學第一附屬醫院，云南昆明650000）

目前，全球2型糖尿?。╰ype 2 diabetes mellitus，T2DM） 的患病人數呈爆炸性增長，胰島素抵抗（insulin resistance，IR）和胰島素分泌受損是T2DM發生、發展的兩大病理生理基礎，傳統觀念認為不良的生活方式（如久坐少動）和不健康的飲食習慣（如高脂飲食）是導致肥胖、IR和T2DM的主要原因，但這些常規危險因素已不能解釋全球范圍內與IR相關的代謝性疾病的飛速增長，然而卻與近50年工業發展呈一致趨勢。隨著全球工業的發展，環境污染日益加劇，持續性有機污染物（persistent organic pollutants，POPs）是環境污染物中最具代表性的有毒化學物質[1]，這類化合物具有理化性質穩定、難降解、親脂性、疏水性、遠距離傳輸、高蓄積性等特點，并且能夠通過食物鏈進入人體內并產生生物放大效應[2]，最終蓄積在人體（血液、脂肪、母乳等）中，并且很難從人體代謝或排泄出去，對人類健康產生潛在的負面影響[3]。有證據表明，POPs暴露會導致胰島素抵抗及2型糖尿病的發生[4]。

早期研究發現，脂毒性與脂代謝異常既是胰島素抵抗的結果，又是胰島素抵抗的重要致病因素[5]。我們前期研究表明，化裁自升降散的化濁解毒方在改善SD大鼠糖、脂毒性相關IR方面有顯著的療效[6-7]。本研究選取POPs中典型的有機污染物——二惡英，建立2型糖尿病大鼠（ZDF大鼠）染毒模型，觀察化濁解毒方對二惡英暴露的ZDF大鼠糖脂代謝及IR的影響，揭示化濁解毒方如何解“環境污染之毒”，為其進一步臨床應用提供實驗依據。

1 實驗材料

1.1 實驗動物及飼料 SPF級雄性ZDF（fa/fa）大鼠，6周齡，體重180～200 g；SPF級雄性ZDF（fa/+）大鼠，6周齡，體重140～160 g。大鼠購自北京維通利華實驗動物技術有限公司，許可證號：SCXK（京）2016-0006。PMI Labdiet5008飼料：成分為粗蛋白24%、粗脂肪7.1%、粗纖維3.2%、無氮浸出物48.9%、礦物質（有機物）6.7%、維生素3.2%，購自雍立（上海）生物科技有限公司。大鼠飼養于屏障級實驗動物中心（配備獨立通氣飼養籠），控制溫度20～25 ℃，濕度（55±10）%，12 h明暗交替照明（光照時間7∶00—19∶00）。實驗期間，動物自由攝食進水，每日更換墊料，保持籠內干燥、清潔。

1.2 實驗藥物 二惡英混標（成分：2,3,7,8-Tetrach lorodibenzo-p-dioxin，1,2,3,7,8-Pentachlorodibenzop-dioxi，1,2,3,4,7,8-Hexachlorodibenzo-p-dioxin，1,2,3,4,6,7,8-Heptachlorodibenzo-p-dioxin，Octachlorodibenzo-p-dioxin），購自美國AccuStandard公司；化濁解毒方顆粒（組成：黃連、大黃、姜黃、蟬蛻、僵蠶、枳實、清半夏、白芍、柴胡、黃芩、干姜、佩蘭），由天津中醫藥大學第一附屬醫院藥廠制備，批號：津藥制字（臨）Z20130944。

1.3 試劑與儀器 碘[125I]胰島素放射免疫試劑盒，購自北京北方生物技術研究所；游離脂肪酸測定試劑盒（比色法），購自南京建成生物工程研究所。羅氏血糖儀（型號：ACCU-CHEK），購自德國羅氏診斷有限公司；血糖試紙（型號：ACCU-CHEK），購自德國羅氏診斷有限公司，批號477493；SN697雙探頭全自動放免γ計數器，購自上海核所日環光電儀器有限公司；全自動生化分析儀（規格型號：7020型ISE），購自日本日立公司；電子天平（型號：KFS-3000），購自浙江凱豐集團公司；低速多管架自動平衡離心機（型號：TDZ5-WS），湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司生產；分光光度計（型號：723S），購自上海棱光技術有限公司。

2 實驗方法

2.1 分組與染毒、藥物干預 選取6周齡雄性ZDF（fa/fa）大鼠為模型鼠，以普通飼料適應性飼養1周，按照隨機數字表法隨機分為模型組與二惡英染毒組，另取6周齡雄性ZDF（fa/+）大鼠為正常組。實驗全程正常組予普通飼料喂養，模型組、二惡英染毒組予ZDF專用飼料PMI Labdiet5008喂養。二惡英用玉米油溶解，以50 ng/kg灌胃二惡英染毒組大鼠染毒，模型組和正常組以等體積玉米油灌胃，每日灌胃1次，共8周。隨后將二惡英染毒組大鼠隨機分為染毒組與化濁解毒方組。依據《中國臨床藥理學與治療學》中的公式以及我們前期研究，化濁解毒方高劑量（6.0 g·kg-1·d-1）在降糖降脂及改善胰島素抵抗等方面明顯優于低劑量（1.5 g·kg-1·d-1）及中劑量（3.0 g·kg-1·d-1）[8-9]，因此本研究化濁解毒方組按生藥6.0 g·kg-1·d-1灌胃給藥，其他各組以等體積生理鹽水灌胃，共4周。最終各組選擇6只大鼠進行指標檢測。

2.2 口服葡萄糖耐量試驗（OGTT） 治療后對各組大鼠進行OGTT。大鼠禁食不禁水12 h，于上午7時對各組大鼠依次剪尾，使用血糖儀檢測空腹血糖（FBG），隨后用50%葡萄糖以2 g/kg的劑量灌胃，在灌胃后30 min、60 min、90 min、120 min時再次剪尾檢測血糖濃度。

2.3 空腹血清胰島素（FINS）及血脂指標檢測 藥物干預結束后各組大鼠目內眥取血，將收集到的血漿樣本置于離心機中，離心半徑157 mm，3 000 r/min離心10 min，收集血清，檢測空腹血清胰島素（FINS）、甘油三酯（TG）、膽固醇（TC）及游離脂肪酸（FFA）。

2.4 計算胰島素抵抗指數、胰島素敏感指數 參照李光偉教授[10]發表的相關胰島素抵抗計算公式，進行計算。胰島素抵抗指數（HOMA-IRI）=FBG×FINS/22.5，胰島素敏感指數（HOMA-ISI）=Ln[1/（FBG×FINS）]。

2.5 統計學方法 采用SPSS 19.0軟件包進行統計學處理，數據采用（x-±s）表示，計量資料比較采用單因素方差分析（One-way ANOVA），2組間數據比較采用LSD-t檢驗，P＜0.05為差異具有統計學意義。

3 實驗結果

3.1 各組大鼠治療后OGTT結果比較 見表1。

3.2 各組大鼠治療后空腹血清胰島素水平、胰島素抵抗指數及胰島素敏感指數比較 見表2。

3.3 各組大鼠治療后血脂水平比較 見表3。

4 討論

各國許多大規模流行病學研究已經確定了POPs與胰島素抵抗以及T2DM之間密切相關，尤其是近10年來，全球至少有20個橫斷面研究和近10個縱向研究證實了這一觀點。POPs不僅造成環境污染，而且90%可通過飲食攝入危害人體健康。研究發現，胎兒在子宮內暴露POPs極大增加成年后罹患糖尿病的風險[11]。雖然POPs自20世紀70年代已被禁止或限制使用，但其高穩定性、高親脂性及高生物蓄積性，其危害仍然持續存在。我國長三角、珠三角當地環境中POPs含量顯著高于美國等其他國家風險閾值[12-15]，河北省POPs人體負荷水平6年間上升了25%[16]。因此，研究開發新的藥物以防治POPs對人體的持續危害是目前亟須解決的問題。本研究結果進一步證明，二惡英暴露會導致ZDF大鼠胰島素抵抗，且能夠使TC、TG與FFA的水平升高。POPs導致IR具體的分子機制尚未闡明，有研究發現低劑量二惡英暴露引起線粒體出現去極化現象，胰島細胞對血糖刺激的敏感性顯著降低，隨著二惡英劑量加大，線粒體嵴出現腫脹，表現出明顯的細胞毒性[17]。

游離脂肪酸及甘油三酯是造成脂毒性的核心物質，脂毒性會促進炎癥和IR，IR反過來會加重脂毒性。IR是造成機體代謝紊亂的關鍵因素，造成高血糖和脂代謝紊亂，是引發脂毒性及多種并發癥的重要因素。因此二惡英可能是通過脂毒性導致胰島素抵抗。胰島素抵抗可以由各種情況引起，包括異常的胰島素信號傳導、脂毒性、炎癥、線粒體功能障礙和內質網（ER）應激等[18]。二惡英是否通過其他途徑導致胰島素抵抗，還有待進一步研究。

葡萄糖耐量試驗是目前診斷糖代謝異常的標準方法，其結果可以反映胰島β細胞分泌功能以及機體對血糖的調節能力。本研究結果表明，化濁解毒方對染毒大鼠葡萄糖耐量具有改善作用。

表1 各組大鼠治療后口服糖耐量試驗結果比較（x-±s） 單位：mmol/L

表2 治療后各組大鼠空腹血清胰島素水平和胰島素抵抗、胰島素敏感指數比較（x-±s）

表3 治療后各組大鼠血脂水平比較（x-±s）

胰島素作為機體內唯一具有降低血糖作用的激素，對維持體內葡萄糖穩態有極其重要的作用。IR導致胰島素對其靶器官的生物效應降低，致染毒大鼠胰島β細胞代償分泌胰島素，并出現高胰島素血癥。本研究結果表明，化濁解毒方能有效降低二惡英染毒大鼠空腹胰島素水平，改善大鼠高胰島素血癥，其機制與其對染毒大鼠胰島素抵抗的改善作用有關。

化濁解毒方以清代醫家楊栗山之古方升降散化裁，全方“取僵蠶、蟬蛻升陽中之清陽，姜黃、大黃降陰中之濁陰，一升一降，內外通和，而雜氣之流毒頓消矣”（《寒溫條辨》卷四））。更以黃連清胃腸之熱，合大黃為君清熱解毒，蕩滌濁邪；加柴胡、黃芩為臣清利少陽，瀉肝膽而疏理脾胃；白芍柔肝斂陰，輔佐以不傷陰；枳實理氣導滯行濁；清半夏降濁合黃連辛開苦降，疏暢中焦；佩蘭和胃化濁消脾癉，干姜辛溫以暖中焦，兩者相合亦制他藥之苦寒。全方共奏化濁解毒、清肝和胃之功。本研究結果表明，化濁解毒方能夠降低二惡英暴露大鼠TC、TG、FFA及空腹血糖，改善糖耐量及IR，提高胰島素敏感性。

綜上，我們可以推測，化濁解毒方改善二惡英暴露大鼠的胰島素抵抗及糖脂代謝紊亂，可能與其改善糖脂毒性有關，進一步說明，化濁解毒方不僅能解糖脂之毒，亦可能解環境污染之毒，做到真正意義上的解毒，為未來代謝藥物的開發提供理論依據。中藥復方具有多靶點、多途徑調節機體內代謝平衡的作用，今后實驗中，我們將重點探討化濁解毒方對二惡英暴露大鼠肝、胰及脂肪等病理及分子生物學指標方面的影響，進一步揭示化濁解毒方解環境污染之毒的具體機制。