白僵蠶多糖對2型糖尿病小鼠的抗氧化作用※

姚雨辰 姚思佳 竺世驕 張 楊 項嘉琪 付 琳 龍 娟

(1.長沙醫學院第一臨床學院2019級本科生,湖南 長沙 410219;2.長沙醫學院第一臨床學院2020級本科生,湖南 長沙 410219;3.長沙醫學院基礎醫學院,湖南 長沙 410219)

2型糖尿病是由于胰島素分泌不足或胰島素抵抗導致血糖升高的一種慢性病[1- 2]。西藥降糖效果好,且機制明確,但需長期大量服用,隨著病情發展,藥物劑量及種類逐漸增加,從而增加患者經濟負擔。長期使用西藥還對肝、腎功能有一定的毒副作用。白僵蠶最早記載于《神農本草經》,是中藥原料之一。白僵蠶是家蠶幼蟲感染白僵菌的產物[3-5],有抗癌、降糖、調脂等作用[6-8],多糖類化合物為其主要活性成分之一,其對胰島β細胞有保護作用從而降血糖,可增強人體免疫功能,調節神經系統、糖脂代謝,抗氧化等[9-11]。有研究報道,在鏈脲佐菌素(STZ)糖尿病動物模型中,白僵蠶多糖對胰島β細胞無明顯刺激作用。有研究表明,白僵蠶多糖有強抗氧化作用,而清除氧自由基及過氧化物為多糖降糖作用機制之一。推測白僵蠶多糖降血糖作用與抗氧化作用有關[12-13]。但其在2型糖尿病動物模型中的作用尚未明確。因此我們設想白僵蠶多糖通過抗氧化作用來改善2型糖尿病小鼠血糖。本實驗通過STZ聯合高脂飼養建模,使用白僵蠶多糖干預,同時與二甲雙胍對照比較,分析白僵蠶多糖對2型糖尿病小鼠的抗氧化作用。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗動物 SPF級昆明雄性小鼠31只,體質量(20±2) g,8周齡,購于長沙市天勤生物有限公司,實驗動物合格證號SCXK(湘)2019-0014,飼養于長沙醫學院動物實驗中心。溫度(24±2) ℃,每日定時光照12 h。

1.1.2 藥物、試劑、儀器 60%高脂鼠糧(HF60)[戴茨生物科技(無錫)有限公司];STZ[卡邁舒(上海)生物科技有限公司];血糖儀(拜爾康醫藥科技有限公司);鹽酸二甲雙胍緩釋片(河北山姆士藥業有限公司,國藥準字H20123024);白僵蠶多糖(西安瑞林生物科技有限公司);全自動生化分析儀[日立(中國)有限公司];紫外分光光度計(日本島津公司);總超氧化物歧化酶 (T-SOD)試劑盒、丙二醛(MDA)試劑盒、還原型谷胱甘肽(GSH)試劑盒;水浴鍋(常州金南儀器制造有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 2型糖尿病建模 從31只小鼠中隨機取7只作為空白組,其余24只小鼠高糖高脂喂養28天后,禁食不禁水12 h,稱體質量后,予STZ(用檸檬酸鈉緩沖液配置濃度為1%)60 mg/kg腹腔注射,連續注射3 天,7 天后檢測空腹血糖(FPG)≥11.1 mmol/L則為建模成功。在STZ注射階段有3只小鼠死亡。

1.2.2 分組及給藥 將21只成功建模的小鼠按照隨機數字表法分為3組,模型組7只,白僵蠶多糖組7只,二甲雙胍組7只。白僵蠶多糖組予白僵蠶多糖400 mg/kg(用0.9%氯化鈉注射液配置成0.5 g/mL溶液)400 mg/kg灌胃,二甲雙胍組予鹽酸二甲雙胍(用0.9%氯化鈉注射液配置成0.5 g/mL溶液)200 mg/kg灌胃,模型組予0.9%氯化鈉注射液0.2 mL/10 g灌胃,空白組予0.9%氯化鈉注射液0.2 mL/10 g灌胃,每日定時定點灌胃1次,連續28天。

1.2.3 體質量、FPG比較 給藥結束當天晚上禁食不禁飲12 h后進行檢測,先剪去小鼠尾部少許組織,擠壓尾部待血液流出后使用血糖儀測FPG;同時測小鼠體質量。

1.2.4 臟器指數比較 測完FPG、體質量后,麻醉小鼠,取脾臟和腎臟,0.9%氯化鈉注射液洗凈,吸干稱質量。臟器指數=臟器質量/小鼠體質量×100%。

1.2.5 氧化指標測定 取完脾臟和腎臟后,取肝臟,各個肝臟分別取部分稱質量,與0.9%氯化鈉注射液按比例混合,置于玻璃勻漿器研磨制勻漿后,3500轉/min,離心10 min,取上清液按照,試劑盒說明書配置測定,在紫外分光光度計進行測定,并計算結果,得出各組小鼠肝臟T-SOD、MDA、GSH含量。

1.2.6 蘇木素-伊紅(HE)染色 各小鼠余肝臟甲醛固定,石蠟包埋,HE染色,鏡檢。

2 結果

2.1 各組小鼠肝臟病理學變化 空白組肝細胞排列規整,細胞范圍清晰,沒有水腫、炎癥等。模型組細胞排列紊亂,絕大多數肝細胞已出現彌漫性水腫變性和輕度脂肪變性,細胞組織疏松、空泡化較嚴重,有許多大小不等整齊的小圓空泡,炎癥程度一般較輕。白僵蠶多糖組肝細胞結構比較均勻完整,輕度松散,細胞表面有少量大小深淺不等的小空泡形成和輕微水腫,細胞間有脂肪變性,無炎癥。二甲雙胍組肝細胞較為整齊,細胞略有空泡變性,細胞體中度腫大,無炎癥。見圖1。

圖1 各組小鼠肝臟病理學(HE,×200)

2.2 各組小鼠體質量、FPG比較 與空白組比較,模型組小鼠體質量降低(P<0.05),FPG水平升高(P<0.05);與模型組比較,白僵蠶多糖組、二甲雙胍組小鼠體質量升高(P<0.05),FPG水平降低(P<0.05);白僵蠶多糖組與二甲雙胍組小鼠體質量、FPG水平比較差異均無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 各組小鼠體質量、FPG比較

2.3 各組小鼠臟器指數比較 與空白組比較,模型組脾臟指數、腎臟指數均升高(P<0.05);與模型組比較,白僵蠶多糖組、二甲雙胍組脾臟指數、腎臟指數均降低(P<0.05);白僵蠶多糖組與二甲雙胍組脾臟指數、腎臟指數比較差異均無統計學意義(P>0.05)。見表2。

表2 各組小鼠臟器指數比較

2.4 各組小鼠氧化指標比較 與空白組比較,模型組T-SOD、GSH含量均降低(P<0.05),MDA含量升高(P<0.05);與模型組比較,白僵蠶多糖組、二甲雙胍組T-SOD、GSH含量均升高(P<0.05),MDA含量降低(P<0.05);白僵蠶多糖組與二甲雙胍組T-SOD、GSH、MDA含量比較差異均無統計學意義(P>0.05)。見表3。

表3 各組小鼠氧化指標比較

3 討論

糖尿病是一種以慢性糖代謝紊亂為主要特點的慢性病,發病率逐年上升[14-15]。2型糖尿病主要依靠胰島素等西藥治療,雖可降糖,卻有毒副作用,并且無法避免糖尿病并發癥。而中藥副作用較低,有一定的防治并發癥的功效[16]。故研究中藥治療2型糖尿病的相關機制變得尤為重要。白僵蠶多糖是白僵蠶的提取物之一[17],有降糖、降脂等作用,抗氧化作用也較強。

本實驗過程中,造模后小鼠毛發稀疏油膩,體質量均減輕,FPG升高,個別在實驗后期出現眼睛或尾部破潰結痂等現象。白僵蠶多糖干預后,小鼠體質量逐漸增加。腎臟指數反映腎臟病變,脾臟指數一定程度上間接反映免疫功能狀態。模型組脾臟指數、腎臟指數均高于空白組(P<0.05);白僵蠶多糖組、二甲雙胍組脾臟指數、腎臟指數均低于模型組 (P<0.05);白僵蠶多糖組與二甲雙胍組脾臟指數、腎臟指數比較差異無統計學意義(P>0.05)。表明2型糖尿病小鼠腎臟出現損傷水腫[14],而白僵蠶多糖對脾臟和腎臟有一定的保護作用。

高血糖可通過多種機制來損傷機體,產生氧化應激,其中肝臟可因抗氧化系統破壞及脂質過氧化合并炎癥而逐漸纖維化。本實驗對各組小鼠肝臟HE切片分析,白僵蠶多糖組、二甲雙胍組小鼠肝臟較模型組的脂肪變性改善。白僵蠶多糖對小鼠肝臟有一定的保護作用,可減輕糖尿病所致肝損傷。

2型糖尿病的氧化應激損傷一般表現為SOD活性降低,MDA含量增高,GSH含量降低。本實驗結果顯示,與空白組比較,模型組T-SOD、GSH含量均降低(P<0.05),MDA含量升高(P<0.05);與模型組比較,白僵蠶多糖組、二甲雙胍組T-SOD、GSH含量均升高(P<0.05),MDA含量降低(P<0.05);白僵蠶多糖組與二甲雙胍組T-SOD、GSH、MDA含量比較差異均無統計學意義(P>0.05)。表明糖代謝紊亂造成肝臟氧化應激損傷,白僵蠶多糖能增強機體抗氧化能力,在一定程度上抑制肝臟脂質過氧化。

綜上所述,白僵蠶多糖可改善2型糖尿病小鼠一般情況,有一定的降糖效果,改善糖代謝紊亂,增強細胞抗氧化作用。