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糖脂清对2型糖尿病大鼠氧化应激的影响
作者:李玉红,张德芹*,李晓新,王茜,李俊青,曾森    
作者单位:(天津中医药大学中医药研究院 天津市中药药理学重点实验室方剂学教育部重点实验室,天津300193)

《时珍国医国药》 2010年 第11期

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       【摘要】 
       目的观察糖脂清对实验性2型糖尿病大鼠氧化应激的影响。方法采用Wistar大鼠喂饲高脂饲料8周后,一次性腹腔注射2%链脲佐菌素(STZ)30 mg·kg-1的方法复制2型糖尿病动物模型。按糖脂清用药剂量为6,3,1.5 g生药·㎏-1体质量灌胃给药,以血脂康(0.25 g·㎏-1体质量)作为阳性对照,给药30 d后检测空腹血糖(FBG)、血脂、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)水平。结果糖脂清能显著降低实验性2型糖尿病大鼠的空腹血糖及血脂水平,同时能降低MDA含量,升高抗氧化相关酶活性,与模型组比较有显著性差异(P<0.05,P<0.01)。结论糖脂清对实验性2型糖尿病大鼠模型有降低血糖,调节血脂,抗氧化的作用。
       【关键词】  2型糖尿病; 糖脂清; 氧化应激
       Abstract:ObjectiveTo observe the effects of Tangzhiqing(TZQ) on oxidative stress in experimental type 2 diabetic rats. MethodsWistar rats were fed with high fat diet for 8 weeks,and then were injected with streptozotocin (STZ,30 mg·kg-1) to develop experimental type 2 diabetic rats. The model rats were administered for 30 days at the dose of 6,3,1.5 g crude drug·kg-1 with metformin hydrochloride tablets(0.25 g·㎏-1),Xuezhikang(0.25 g·kg-1)as control groups. At the end ,the fasting blood glucose, serum lipid, superoxide dismutase(SOD), malondialdehyde(MDA), catalase(CAT), glutathione peroxidase(GPX) were measured. ResultsCompared with the model group, TZQ can obviously decrease the levels of the fasting blood glucose,serum lipid,MDA,and improve the activities of SOD,CAT,GPX (P<0.05, P<0.01).ConclusionTZQ could decrease fasting blood glucose,serum lipid ,and has good antioxidan effect in experimental type 2 diabetic rats with hyperlipidemia.
       Key words: Type 2 diabetes mellitus; Tangzhiqing; Oxidative stress
       近年随着对自由基氧化损伤研究的不断深入,证实氧化应激与糖尿病及其并发症的发生发展关系密切,且在糖尿病早期阶段机体的脂质代谢与氧化-抗氧化系统已开始发生变化。因此,对于糖尿病患者,在积极进行降糖调脂治疗的同时,开展有关氧化应激的研究,对糖尿病及其并发症的预防和治疗意义重大。糖脂清复方(TZQ)来源于临床经验方,由桑叶、荷叶、丹参等中药组成,具有升清降浊、化瘀消痞的功效,是治疗糖尿病前期糖脂代谢紊乱的有效方剂,具有糖脂双调的作用特点。本实验在明确其降糖调脂作用的基础上,采用2型糖尿病动物模型,观察其对氧化应激的影响,进一步探讨糖脂清的作用机制。
       1 材料
       1.1 药物 TZQ为复方中药,组方包括桑叶、荷叶、丹参等,其水提物过滤干燥备用,出膏率8.8%,由天津中医药大学中医药研究院药学部提供,实验前用0.5%CMC配成生药0.6,0.3,0.15 g·ml-1的药液;盐酸二甲双胍片,由天津中新药业有限集团股份公司生产(批号P0906042), 实验前用0.5%CMC配成0.025 g·ml-1的药液;血脂康胶囊,北大维信生物科技有限公司生产(批号:20070810),实验前用0.5%CMC配成0.025 g·ml-1的药液。
       1.2 动物健康雄性Wistar大鼠100只,体质量(180±10)g,北京维通利华实验动物技术有限公司提供,合格证编号:SCXK(京)2002-0003。饲养于天津中医药大学实验动物中心,温度19~25℃,相对湿度为40%~60%。
       1.3 试剂胆固醇,批号:061023,天津市英博生化试剂有限公司提供。牛胆酸钠,批号:20050213,北京奥博星生物技术责任有限公司提供。链脲佐菌素(STZ),美国sigma公司提供。葡萄糖(GLU)试剂盒,批号:060651。胆固醇(TC)试剂盒,批号:060261;甘油三酯(TG)试剂盒,批号:060901;低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)试剂盒,批号:060081,均由中生北控生物科技股份有限公司提供。超氧化物歧化酶(SOD)测定试剂盒,批号:20070331;过氧化氢酶(CAT)测定试剂盒,批号:20070512;丙二醛(MDA)测定试剂盒,批号:20060510;谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)测定试剂盒,批号:20070418;均由南京建成生物工程研究所提供。
       1.4 仪器半自动生化分析仪(95版200型,荷兰威图);721分光光度仪(上海第三分析仪器厂);精密电子天平(JA1003,上海天平仪器厂)。
       2 方法
       2.1 模型建立[1]选取Wistar大鼠100只,适应性饲养1周后,按体重随机区组法分为空白组和造模组两组,其中空白组12只,造模组88只。空白组喂饲普通饲料,造模组喂饲高脂饲料,连续8周。8周后,禁食(不禁水)24 h,造模组一次性腹腔注射2%STZ溶液30 mg·kg-1(临用前,取适量STZ,用0.1 mol·L-1柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液冰浴中配制,pH=4.4),空白组腹腔注射等剂量柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液,72 h后检测空腹血糖、血脂,以FBG大于11 mmol·L-1,血清TC、TG、LDL-C含量升高的大鼠为成功模型纳入实验。
       2.2 饲料配方 10%猪油,1.5%胆固醇,0.5%胆盐,88%基础饲料。高脂饲料由天津市武清区科达养殖中心加工制作而成。
       2.3 分组给药 保留空白组大鼠12只,选择符合标准的造模组大鼠72只,根据空腹血糖浓度,采用均衡随机分组法分为模型组,二甲双胍对照组,血脂康对照组,TZQ高、中、低剂量组,每组12只。二甲双胍对照组每日用药剂量为0.25 g·㎏-1;血脂康对照组每日用药剂量为0.25 g·㎏-1;TZQ高、中、低剂量组每日用药剂量分别为生药6,3,1.5 g·㎏-1;各组均灌胃给药,给药体积为10 ml·㎏-1,空白组和模型组给予等体积的0.5%CMC,每周称重1次,根据体质量调整用药剂量,连续30 d。用药期间空白组饲以普通饲料,模型组和各给药组仍给予少量高脂饲料以维持模型,自由饮水。
       2.4 标本采集用药治疗30 d后,禁食(不禁水)10 h,末次灌胃给药1 h后,3.5%水合氯醛280 mg·㎏-1腹腔注射麻醉大鼠,腹主动脉取血,将6 ml全血注入洁净试管中静置,4℃,3 500 r·min-1,离心10 min,分离血清,检测空腹血糖,其余血清分装于1.5 ml冻存管中,-80℃冰箱冷贮待检相关指标。
       2.5 检测方法 血清生化检测:应用半自动生化分析仪(购买相应试剂盒)采用终点法检测FBG、TC、TG、LDL-C含量。SOD、MDA、CAT、GPX测定均采用比色法。
       2.6 统计方法用SPSS11.5软件包进行统计学处理,数据以±s表示,多组计量资料比较用单因素方差分析。
       3 结果
       3.1 TZQ对实验性2型糖尿病模型糖脂代谢的影响 实验结果表明,模型组与空白组比较,FBG、TC、TG、LDL-C水平显著升高(P<0.01);给药组与模型组比较,TZQ 3个剂量组及二甲双胍组FBG水平均较模型组显著降低(P<0.01);TZQ 6,3 g·㎏-1组、二甲双胍组、血脂康组大鼠血清TC、TG较模型组显著降低(P<0.01);各给药组均可降低血清LDL-C水平(P<0.01)。结果见表1。表1 TZQ对实验性2型糖尿病模型FBG、TC、TG、LDL-C的影响
       3.2 TZQ对实验性2型糖尿病模型抗氧化作用的影响实验结果表明:模型组与空白组比较,血清MDA含量明显升高(P<0.01),血清SOD、CAT、GSH-Px活性显著降低(P<0.01);给药组与模型组比较,TZQ 3个剂量组及血脂康组MDA含量显著降低,CAT、GSH-Px活性显著升高,差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01); TZQ 3,1.5 g/kg组SOD活性明显升高(P<0.01),二甲双胍组提高CAT活性,有统计学差异(P<0.01)。结果见表2。表2 TZQ对实验性2型糖尿病模型血清SOD、MDA、CAT、GPX的影响
       4 讨论
       氧化应激是指机体在遭受各种有害刺激时,自由基的产生和抗氧化防御之间严重失衡,从而导致组织损伤,具体表现为自由基生成增加和清除能力降低,其中活性氧(ROS)是氧化应激产生的基本环节,包括超氧阴离子(O2-·)、羟自由基(-OH)、过氧化氢(H2O2)、一氧化氮(NO)、单线态氧(1O2)等,均能使脂肪、核酸、蛋白质发生氧化反应,进而损伤机体。
       机体内存在两类自由基防御系统:一类是酶促防御系统,包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)等,其中SOD是机体唯一能清除O2-·的抗氧化酶,CAT可直接分解H2O2,GSH-Px催化GSH与H2O2及脂质过氧化物(ROOH)的反应,使GSH生成GSSG(氧化型谷胱甘肽)和水;另一类是非酶促防御系统,包括维生素C(VC)、维生素E(VE)、谷胱甘肽(GSH),α-硫辛酸(LA)、褪黑素(MLT)等。它们对清除自由基、保护细胞及机体起重要作用。正常情况下,自由基反应对于机体防御机制是必要的,它的产生和清除应该是保持平衡的。但在某些病理情况下体内自由基大大增加,同时机体抗氧化防御能力下降,氧化能力大大超过抗氧化能力而发生氧化应激,从而直接引起生物膜脂质过氧化、细胞内蛋白及酶变性、DNA损害,最后导致细胞死亡或凋亡,组织损伤,疾病发生。
       近年研究发现,氧化应激与2型糖尿病及其各种并发症的发生发展密切相关。研究表明,胰岛β细胞中抗氧化酶的含量及活性相对较低,氧化应激可直接通过氧自由基损伤胰岛β细胞,降低外周组织对胰岛素的敏感性,影响胰岛素合成和分泌的信号转导通路,导致糖尿病的发生[2]。而糖尿病或高糖环镜又可引起O2-、H2O2及脂质过氧化物增多,加重氧化应激[3]。因此了解糖尿病氧化应激损伤机制,对于预防和治疗糖尿病及其血管并发症意义重大。本实验结果显示TZQ可以降低实验性2型糖尿病大鼠FBG、TC、TG、LDL-C含量;能明显降低血清MDA水平,升高血清SOD、CAT、GSH-Px活性。提示TZQ可提高机体的抗氧化能力,抑制氧化应激的发生,对于延缓糖尿病及其并发症的发生发展具有一定作用。
       【参考文献】
          [1] 张德芹,张建军,王景霞,等.芪蓝糖脂宁胶囊对实验性糖尿病合并高脂血症大鼠糖、脂代谢的影响[J].中国中药杂志,2005,30(10):773.
       
       [2] Evans JL, Goldfine ID, Maddux BA, et al. Are oxidative stress-activated signaling pathways mediators of insulin resistance and beta-cell dysfunction[J].Diabetes, 2003, 52(1):1.
       
       [3] Russell JW,Golovoy D,Vincent AM,et al.High glucose-induced oxidative stress and mitochondrial dysfunction in neurons[J].FASEBJ,2002,16(13):1738.

经典中医古籍

中药学教材(附图片)

穴位数据库(附图片)