党参多糖对糖尿病小鼠胰岛素抵抗的改善作用
作者:傅盼盼, 洪 铁,杨 振
作者单位:1.吉林大学药学院,吉林 长春 ; 2.吉林省中医中药研究院,吉林 长春 130021)
《时珍国医国药》 2008年 第10期
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【摘要】
目的观察党参多糖对糖尿病小鼠、胰岛素抵抗小鼠的作用。方法观察党参多糖300,200,100 mg/kg对正常小鼠血糖的影响;采用一次性腹腔注射四氧嘧啶(Alloxan,ALX,200 mg/kg)建立糖尿病小鼠模型,观察党参多糖300,200,100 mg/kg 对糖尿病小鼠血糖、血清胰岛素水平的影响,并测定血清SOD,MDA的含量;皮下注射氢化可的松琥珀酸钠(HCSS,70 mg/kg)诱导胰岛素抵抗小鼠模型,通过腹腔注射胰岛素后小鼠血糖变化观察党参多糖300,200,100 mg/kg对小鼠胰岛素敏感性的影响。结果党参多糖对正常小鼠血糖无影响(P>0.05);与模型对照组比较,党参多糖各剂量组显著降低四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠血糖和血清胰岛素水平(P<0.05或P<0.01),提高糖尿病小鼠血清SOD的活性,减少MDA产生(P<0.05或P<0.01);对氢化可的松琥珀酸钠诱导的小鼠胰岛素抵抗有显著的改善作用(P<0.05或P<0.01)。结论党参多糖能降低糖尿病小鼠的血糖,改善小鼠的胰岛素抵抗。
【关键词】 党参多糖; 糖尿病; 胰岛素抵抗
Effect of Polysaccharides from Radix Codonopsis on Insulin Resistance in Diabetic Mice
FU Panpan1,HONG Tie1,2*,YANG Zhen2
(1.Department of Pharmacology, Jilin University, Changchun,130021 China; 2.Academy of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica of Jilin Province, Changchun,130021,China)
Abstract:ObjectiveTo investigate the effects of polysaccharides from Radix Codonopsis on insulin resistance in diabetic mice.MethodsFasting blood glucose was observed in normal mice by ig polysaccharides from Radix Codonopsis (300,200,100 mg/kg). Meanwhile, fasting blood glucose and serum insulin were measured to evaluate the hypoglycemic effects of polysaccharides from Radix Codonopsis (300,200,100 mg/kg) on diabetic model mice that induced by ip alloxan 200 mg/kg, the activity of SOD and the content of MDA in serum were also determined. In addition, the variety of blood glucose after ip insulin was determined to measure the influence of Polysaccharides from Radix Codonopsis (300,200,100 mg/kg) on insulin sensitivity in insulin resistance model mice induced by sc HCSS (70 mg/kg). ResultsPolysaccharides from Radix Codonopsis had no significantl effect on fasting blood glucose of normal mice (P>0.05). Compared with the model control group, polysaccharides from Radix Codonopsis effectively decreased the fasting blood glucose and the insulin in serum (P<0.05 or P<0.01), enhanced the SOD activity, reduced the MDA content in serum (P<0.05 or P<0.01); At the same time, Polysaccharides from Radix Codonopsis improved the insulin resistance in insulin resistance model mice. All the results were dose-dependent. ConclusionPolysaccharides from Radix Codonopsis possesses a significant hypoglycemic effect in diabetic mice by improving the insulin resistance.
Key words:Polysaccharides from Radix Codonopsis; Diabetic; Insulin resistance
糖尿病是一种发病率高、危害人类健康的疾病,属中医消渴病范畴,而胰岛素抵抗是2型糖尿病的显著特点,也是糖尿病主要发病机制之一,贯穿于糖尿病全过程,胰岛素抵抗的研究已经引起人们广泛重视。
近年来,中药多糖降血糖以及改善胰岛素抵抗的作用日益受到临床重视,如人参多糖、红芪多糖、薏苡仁多糖等[1~4]。党参多糖是党参的活性成分之一,研究表明党参多糖具有很好的清除氧自由基的作用。为探讨党参多糖改善胰岛素抵抗作用,我们对党参多糖对糖尿病小鼠胰岛素抵抗的作用进行了研究。现报道如下。
1 材料
1.1 动物昆明种小鼠,雌雄各半,体重22~24 g,由吉林大学动物实验中心提供,合格证编号:2003-0001。
1.2 药品与试剂党参多糖,由吉林大学天然药物化学教研室提供;四氧嘧啶(Alloxan)Sigma公司产品;氢化可的松琥珀酸钠(HCSS),天津生物化学制药厂产品;葡萄糖试剂盒,长春汇力生物技术生物有限公司产品;胰岛素放免试剂盒,中国生物技术集团公司产品;盐酸二甲双胍,天津太平洋制药有限公司产品; MDA,SOD试剂盒,均为南京建成生物工程研究所产品;胰岛素注射液,江苏万邦生化医药有限公司产品。
1.3 仪器TU-1810紫外可见分光光度计,北京普析通用仪器有限责任公司; BS-124S电子天平,德国塞多利斯股份公司;TGL-16G-A离心机,上海安亭科学仪器厂;HPX-9052MBE电热恒温箱,上海博迅实业有限公司。SN-684放射免疫γ计数器,上海核所日环光电仪器有限公司。
1.4 统计学处理各组数据均以±s表示,组间比较采用t检验。
2 方法
2.1 党参多糖对正常小鼠血糖的影响取小鼠50只,随机分为4组。分别为正常对照组,党参多糖高、中、低3个剂量组。正常对照组每天给予同体积蒸馏水,党参多糖3个剂量组每天分别给予300,200,100 mg/kg的党参多糖,灌胃给药,给药容积20 ml/kg。连续给药7 d,最后一次给药前,禁食12 h,给药后1 h,眼眶后静脉丛取血,分离血清,测定血糖。
2.2 党参多糖对四氧嘧啶(ALX)引发的糖尿病小鼠血糖的影响
2.2.1 糖尿病小鼠模型的制备[5]取小鼠,适应性喂养1 d,禁食16 h,一次性腹腔注射四氧嘧啶200 mg/kg,72 h后,眼眶后静脉丛取血,分离血清,测小鼠空腹血糖值,取血糖值≥11.1 mmol/L的作为糖尿病模型。
2.2.2 对糖尿病小鼠的作用取上述糖尿病模型小鼠50只,按血糖值和体重分为5组,分别为模型对照组,党参多糖高、中、低3个剂量组及盐酸二甲双胍组。另取正常小鼠10只,作为正常对照组。正常对照组和模型对照组分别给予同体积蒸馏水,党参多糖3个剂量组每天分别给予300,200,100 mg/kg的党参多糖,二甲双胍组每天给予160 mg/kg二甲双胍,灌胃给药,给药容积20 ml/kg。连续给药21 d,末次给药前,小鼠禁食12 h,给药后1 h,取血,分离血清测小鼠空腹血糖值、血清SOD,MDA含量,用放射免疫法检测血清胰岛素水平(Fins),采用李光伟方法计算胰岛素敏感性指数(ISI)[6],因其为非正态分布,分析时取其对数值(IAI)。
2.3 党参多糖对氢化可的松琥珀酸钠(HCSS)致小鼠胰岛素抵抗的作用[7,8]取正常小鼠60只, 随机分为6组,正常对照组、模型对照组、党参多糖高、中、低3个剂量组及盐酸二甲双胍组。正常对照组和模型对照组分别给予同体积的蒸馏水,党参多糖3个剂量组每天分别给予300,200,100 mg/kg的党参多糖,二甲双胍组每天给予160 mg/kg二甲双胍,灌胃给药,给药容积20 ml/kg。给药同时每天皮下注射HCSS 70 mg/kg, 正常对照组皮下注射生理盐水, 连续9 d。第10天,给予受试药前禁食3 h, 给药后30 min, 各组腹腔注射胰岛素0.5 U/kg, 测定给胰岛素后0,30,120 min时的血糖。
3 结果
3.1 党参多糖对正常小鼠血糖的影响 结果见表1。表1 党参多糖对正常小鼠空腹血糖的影响由表1可知党参多糖高、中、低剂量组小鼠空腹血糖与对照组相比无明显差异,表明党参多糖各剂量组对正常小鼠血糖无显著影响。
3.2 党参多糖对四氧嘧啶引发糖尿病小鼠血糖及血清胰岛素水平的影响结果见表2~3。表2 党参多糖对四氧嘧啶引发糖尿病小鼠空腹血糖的影响与模型对照组比较,*P﹤0.05,**P﹤0.01;n=10
由表2可知,四氧嘧啶引发的糖尿病小鼠,在实验过程中小鼠空腹血糖值与对照组比较保持较高水平,存在显著差异(P﹤0.01);给药后,党参多糖高、中、低剂量组小鼠空腹血糖值低于给药前,与模型对照组比较有显著差异(P﹤0.05,P﹤0.01),且呈一定的剂量依赖关系。表明党参多糖能够降低四氧嘧啶引发的糖尿病小鼠的血糖。表3 党参多糖对四氧嘧啶引发糖尿病小鼠血清胰岛素,SOD及MDA的影响由表3可知,党参多糖各剂量与模型组比较,血清中的SOD水平明显升高,MDA减少生成(P﹤0.05),同时小鼠的胰岛素敏感性指数显著升高(P﹤0.05或P﹤0.01),表明党参多糖可以改善ALX致糖尿病小鼠的胰岛素敏感性。
3.3 党参多糖对氢化可的松琥珀酸钠(HCSS)致胰岛素抵抗小鼠的影响结果见表4。 表4 党参多糖对氢化可的松琥珀酸钠(HCSS)由表4可知,腹腔注射相同剂量的胰岛素后,各组小鼠的血糖值均有所下降,30 min 后,党参多糖各剂量组血糖值明显度均低于模型组(P﹤0.05或P﹤0.01),且呈一定的剂量依赖性;二甲双胍组30 min后血糖明显低于党参多糖各剂量组,与模型组比较有显著相差(P﹤0.01)。表明党参多糖可以提高氢化可的松琥珀酸钠致胰岛素抵抗小鼠的胰岛素敏感性。
4 讨论
糖尿病是一种常见的内分泌代谢性疾病,能引起多种并发症,严重威胁人类健康。胰岛素抵抗和胰岛β细胞分泌功能下降是糖尿病的病理基础,胰岛素抵抗对血糖等物质代谢所引起的代谢综合症是糖尿病并发症发病的重要原因。
研究表明,中药在糖尿病及其并发症的治疗方面取得了较大进展。其中,多糖作为降血糖糖类的主要成分,其治疗胰岛素抵抗的作用得到广泛的研究[2~4]。
本实验结果表明,与模型对照组相比,党参多糖各剂量组小鼠血糖明显降低, 而胰岛素水平明显升高,血清中SOD活性升高,MDA含量减少。说明党参多糖对四氧嘧啶所引起的小鼠高血糖有一定的抑制作用,能够提高糖尿病小鼠的胰岛素敏感性。
四氧嘧啶是一种自由基激活剂,其进入体内后可迅速被胰岛β细胞摄取,产生超氧阴离子等自由基能直接破坏胰岛β细胞的膜结构,损伤细胞的DNA,导致胰岛素原合成障碍,引起糖尿病。研究表明党参多糖在体内外均具有清除自由基作用[9,10]。党参多糖可能通过提高机体抗氧化功能,抑制氧自由基对胰岛β细胞的损伤,保护β细胞,从而降低糖尿病小鼠的血糖。
糖皮质激素氢化可的松琥珀酸钠能够促进肝脏的糖异生,加速骨骼肌中氨基酸和脂肪组织中脂肪酸、甘油的释放;可活化糖原合成酶并抑制磷酸化酶,从而促进糖原的合成;还可抑制葡萄糖转运子向细胞膜的转位,使机体对外周葡萄糖的摄取和利用都降低 。它对代谢物质的直接作用可升高血糖,促进脂解,升高血浆游离脂肪酸和甘油三酯等,抑制葡萄糖刺激的胰岛素释放,诱导小鼠产生胰岛素抵抗。因此,对于糖皮质激素所诱导的胰岛素抵抗小鼠, 可以通过腹腔注射一定剂量的胰岛素后, 观察其血糖变化, 观察小鼠体内胰岛素对血糖代谢的能力, 从而反映小鼠的胰岛素敏感性[11]。
本实验结果显示, 腹腔注射胰岛素后0 min小鼠血糖开始降低, 30 min 时小鼠血糖显著降低, 120 min后逐渐恢复正常。腹腔注射相同剂量的胰岛素30 min后, 党参多糖各剂量组小鼠血糖下降幅度均明显大于模型组,且呈一定的剂量依赖趋势。说明党参多糖可通过增强小鼠胰岛素对糖代谢能力, 提高小鼠胰岛素的敏感性, 而显著改善 HCSS 诱导的胰岛素抵抗。
综上所述,党参多糖能够降低四氧嘧啶致糖尿病小鼠的血糖,同时能在一定程度上改善胰岛素抵抗,提高机体胰岛素的敏感性,但其作用机制尚需进一步的研究。
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