降糖灵对实验性糖尿病大鼠糖脂代谢的影响
作者:张志平, 邹丽宜, 吴铁, 吴怡, 尤婷婷
《时珍国医国药》 2007年 第1期
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【关键词】 链脲佐菌素;,,糖尿病;,,高脂血症;,,大鼠,,
摘要:目的探讨中药复方降糖灵对糖尿病大鼠的血糖和血脂代谢的作用。方法用灌喂脂肪乳剂4周后,腹腔注射0.2% 链脲佐菌素(STZ) 30 mg/kg的方法造成大鼠糖尿病模型后,用含生药量1 g/ml的降糖灵灌胃进行治疗,并同时用二甲双胍按1 mg/kg灌胃作为阳性药物治疗,1次/d,连续6周。实验结束后观察降糖灵和二甲双胍对大鼠体重、血浆胰岛素、蛋白组成和含量变化、血脂含量和组成变化以及肝糖原的含量变化等。结果各组大鼠的体重变化差异不大(P>0.05),二甲双胍和降糖灵能明显降低糖尿病大鼠的血糖。二甲双胍能降低胆固醇的含量,但是不能增加高密度脂蛋白、白蛋白、血浆胰岛素和肝糖原的含量。降糖灵可将升高高密度脂蛋白、白蛋白、血浆胰岛素和肝糖原的含量,同时能降低胆固醇和甘油三酯的含量(P<0.05)。结论降糖灵组能有效地降低高脂高糖大鼠的血糖和血脂,其作用机制可能与其促进胰岛释放胰岛素、增加肝糖原的合成和改善脂代谢有关。
关键词:链脲佐菌素; 糖尿病; 高脂血症; 大鼠
Effects of Jiang-Tang-Ling on Glucose and Lipid Metabolism in Diabetic Rats
ZHANG Zhi ping, ZOU Li yi, WU Tie, WU Yi, YOU Ting ting
(Medical Science and Technology Development Center, Guangdong Medical College, Zhanjiang 524023,China; Department of Pharmacology, Guangdong Medical College, Zhanjiang 524023, China)
Abstract:ObjectiveTo study the effects of Jiang-Tang-Ling on glucose and lipid metabolism in diabetic rats. MethodsRats were fed with high sugar and fat food for 4 weeks, then 0.2% streptozotocin (STZ,30 mg/kg-1) was injected intraperitoneally to induce hyperglycemia and hyperlipemia.The model rats were administrated with Jiang-Tang-Ling(1 g/ml) or metformin(1 mg/kg), once a day for 6 weeks. After the experiment, the body weight, the blood glucose, the plasma lipids, the plasma albumen,insulin, and liver hepatin were observed. ResultsThe body weight had no difference among the groups(P>0.05). Jiang-Tang-Ling and metformin decreased the blood sugar and cholesterin, Jiang-Tang-Ling also increased HDL-C, albumin, plasma insulin and liver hepatin, and decreased plasma triacyl glycerol(P<0.05). ConclusionJiang-Tang-Ling can adjust the blood glucose and lipid effectively, and the mechanism maybe related to enhancc the insulin release, increase liver glycogen synthesis and improve lipids metabolism.
Key words:Streptozotocin; Diabetes; Hyperlipidemia; Rats
糖尿病是一种常见的糖代谢内分泌紊乱疾病,发病原因主要是胰岛素的相对或绝对不足所致,其特征表现为高血糖和糖尿,目前尚无一种同时有效治疗糖尿病及其并发症的药物。用天然植物降脂减肥和降血糖已引起了国内外的重视,成为保健食品开发的现代趋势,本课题组采用山药等中药加进苦瓜和甘蔗纤维等成分,研制成降糖灵提取液,以下报道其对由高脂饲料与链脲佐菌素联合应用所致糖尿病大鼠糖脂代谢影响的实验研究结果。
1 材料与方法
1.1 材料4月龄SPF级雌性SD大鼠80只,体重(216±12)g,由广东医学院实验动物中心提供(广东省动物质量合格证编号2004A021)。饲养在25℃±1℃的恒温及湿度为40%~70%的空调环境中,隔日换垫料,专室饲养,专人负责;使用经严格消毒后的标准饲料和纯净过滤水进行喂养,所有动物分笼饲养,确保实验动物有足够的活动空间,可自由摄食、摄水。链脲佐菌素(STZ),美国SIGMA公司生产,批号024K1211。二甲双胍,吉林省东北亚药业股份有限公司,批号040126。降糖灵制剂:由广东医学院医药科技开发中心提供,批号040321,混悬液,由山药、苦瓜和甘蔗渣膳食纤维等成分经水提而成,其中生药含量1g/ml。总胆固醇(TC)试剂盒、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)试剂盒、甘油三酯(TG)试剂盒购于北京中生生物技术股份有限公司,Surestep Life scan血糖仪及试纸(美国强生公司),尿糖试纸购于广州市花都高宝生物技术有限公司,胰岛素放射免疫试剂盒购于上海海军医学研究所。仪器 LEICA QWIN图象分析仪(德国莱卡);UV-3010紫外分光光度计(日本岛津);梅特勒-托利多AE240电子天平(梅特勒-托利多仪器上海分公司)。
1.2 方法80只SD大鼠随机分为两组,第1组20只,第2组60只,第1组每天灌喂生理盐水5 ml/kg,第2组予脂肪乳剂灌胃5 ml/kg,1次/d。连续4周后,大鼠禁食12 h, 第2组腹腔注射0.2% STZ 30 mg/kg(STZ溶于pH 4.0,0.1 mol/L柠檬酸缓冲液中,避光冰浴,现配现用),第1组腹腔注射等体积柠檬酸缓冲液。3 d后剪尾采血测随机血糖,2周后重复测血糖,以血糖水平高于13.5 mmol・L-1或尿糖>++以上且持续2周为造模成功,造模未成功者淘汰出实验,在2组60只大鼠中选择造模成功的48只,将此48只大鼠随机分成3组,即模型组,二甲双胍组和降糖灵组,每组16只。此后1组为正常对照组,予生理盐水5 ml/kg灌胃,模型组予脂肪乳剂灌胃5 ml/kg,二甲双胍组和降糖灵组同模型组予脂肪乳剂灌胃后分别予二甲双胍按1 mg/Kg灌胃和含药量1 g/ml的降糖灵进行灌胃,5 ml/kg。1次/d,连续6周。
1.3 观察指标 在实验过程中每天观察大鼠进食、饮水、活动等情况并做记录,1周称体重1次和测随机血糖1次。在实验结束前一天上午剪尾取血测随机血糖。禁食12 h后心脏取血处死大鼠,取血离心收集血浆测定胰岛素、总蛋白、白蛋白、甘油三酯、胆固醇、高密度脂蛋白的含量;取肝脏用蒽酮显色法测定肝糖原含量。
1.4 统计学分析计量资料用(±s)表示,使用SPSS 11.0统计软件中的方差分析(ANOVA)进行检验,其中表1~2资料采用重复测量设计的方差分析,其他使用单因素方差分析。先用Levene’s test对数据进行方差齐性检验,如方差齐用Bonferroni检验,如方差不齐则用Tamhane’s T2 检验,以P<0.05,P<0.01表示具有统计学意义。
2 结果
2.1 降糖灵对糖尿病大鼠体重的影响正常对照组和降糖灵组在实验期间无动物死亡,模型组在实验过程中有4只大鼠死亡,二甲双胍组有2只动物死亡。各组大鼠的体重在实验前与实验12周后比较,变化不大(P>0.05),提示给与高脂高糖饲料与链脲佐菌素后对实验大鼠的体重影响不大。降糖灵对糖尿病大鼠体重的影响见表1。
2.2 降糖灵对糖尿病大鼠不同时期的血糖影响与正常组比较,给高脂高糖饲料喂养4周后,模型组大鼠的血糖明显升高(P<0.05),但是还没有达到糖尿病的血糖水平,给高脂高糖饲料喂养的大鼠腹腔注射链脲佐菌素后,大鼠血糖升高更为显著,与正常组比较差异具有非常显著意义(P<0.01)。二甲双胍治疗12周后,大鼠血糖明显下降,与模型组比较具有显著意义(P<0.05),降糖灵也具有明显的降糖作用,比模型组的血糖明显降低(P<0.05),与二甲双胍组比较差异无显著性。对尿糖的检测结果显示,实验4周前,除正常组外,其余3组大鼠的尿糖检测显示为(±~+),6周后3组的尿糖均显示为(++~+++),提示造模成功。治疗6周后模型组大鼠尿糖仍为+++,而二甲双胍组和降糖灵组为(+~++),与模型组相比差异具有显著意义。降糖灵对糖尿病大鼠不同时期血糖影响见表2。
表1 降糖灵对糖尿病大鼠体重的影响(略)
表2 降糖灵对糖尿病大鼠不同时期的血糖影响(略)
与正常对照组比较,aP<0.05, bP<0.01;与模型对照组比较,cP<0.05
2.3 降糖灵对糖尿病大鼠血脂的影响与正常组比较,模型组大鼠高密度脂蛋白胆固醇含量降低,总胆固醇、甘油三脂含量升高(P<0.05或P<0.01),二甲双胍能有效降低高脂高糖大鼠的血浆胆固醇的含量(P<0.05),但是不能增加高密度脂蛋白的含量和降低甘油三酯的含量。降糖灵可升高高脂高糖大鼠血浆高密度脂蛋白的含量,也能降低其胆固醇和甘油三酯的含量,虽不能恢复到正常水平,但和模型组比较差异具有显著意义(P<0.05)。降糖灵对糖尿病大鼠血脂的影响见表3。
表3 降糖灵对糖尿病大鼠血脂的影响(略)
与正常对照组比较, aP<0.05,bP<0.01;与模型对照组比较,cP<0.05;与二甲双胍组比较, eP<0.05
2.4 降糖灵对糖尿病大鼠血浆蛋白含量的影响与正常组比较,模型组大鼠总蛋白变化不大,但白蛋白含量降低,白蛋白/球蛋白的比值显著下降(P<0.05),二甲双胍不能升高高脂高糖大鼠血浆白蛋白的含量,也不能升高白蛋白/球蛋白的比值。降糖灵可升高高脂高糖大鼠血浆白蛋白的含量,也能降低其胆固醇和甘油三酯的含量,和模型组比较差异具有显著意义(P<0.05),白蛋白/球蛋白的比值也明显比模型组升高(P<0.05)。降糖灵对糖尿病大鼠血浆蛋白含量的影响见表4。
表4 降糖灵对糖尿病大鼠血浆蛋白含量的影响(略)
与正常对照组比较,aP<0.05;与模型对照组比较,cP<0.05
2.5 降糖灵对糖尿病大鼠血浆胰岛素和肝糖原的影响与正常组比较,模型组大鼠血浆胰岛素和肝糖原含量明显下降(P<0.05或P<0.01),二甲双胍组血浆胰岛素和肝糖原的含量虽比模型组升高,但差异不具有显著意义,也明显比正常组下降(P<0.01)。降糖灵可升高高脂高糖大鼠血浆胰岛素含量和肝糖原的含量,虽比正常组含量下降(P<0.05),但是明显比模型组和二甲双胍组增加,差异具有显著意义(P<0.05)。降糖灵对糖尿病大鼠血浆胰岛素和肝糖原的影响见表5。
表5 降糖灵对糖尿病大鼠血浆胰岛素和肝糖原的影响(略)
与正常对照组比较,aP<0.05,bP<0.01;与模型对照组比较,cP<0.05,与二甲双胍组比较, eP<0.05;n=9
3 讨论
高脂喂养和低剂量STZ诱发大鼠产生胰岛素抵抗和B细胞分泌功能受损,有血糖升高、高胰岛素血症和血脂异常等类似于人类2型糖尿病的表型[1],本实验通过高脂高糖高热量饮食喂养大鼠,再给与大鼠腹腔注射STZ后,诱导出2型糖尿病模型,实验动物也出现了糖尿病的的症状和特征,实验模型相对接近于人类2型糖尿病,所不一样的是实验动物肥胖不明显,体重增加不明显,可能与饲料比例及高糖高脂饲养时间有关[2] 。降糖灵是本研究室研制的一种具有降低糖尿病患者血糖和血脂作用的产品,含有甘蔗膳食纤维活性多糖以及中药山药和普通果菜苦瓜等。经降糖灵治疗6周后,动物的血糖浓度明显下降,血清胰岛素含量升高,肝糖原含量增加,血浆胆固醇和甘油三酯含量下降而高密度脂蛋白和白蛋白含量增加,因此降糖灵对2型糖尿病大鼠有较好的治疗作用。实验结果表明降糖灵有可能通过刺激胰岛细胞释放胰岛素,增加血糖的去路等方面发挥降糖作用。另一方面,降糖灵能显著提高血浆高密度脂蛋白的含量而降低胆固醇和甘油三酯的含量,高密度脂蛋白胆固醇的降低,极低密度脂蛋白胆固醇以及甘油三酯的增高,是2型糖尿病发生心血管疾病的独立危险因素,因此降糖灵可能具有防治2 型糖尿病患者发生大血管并发症的作用。另外我们研究也发现,降糖灵明显增加糖尿病大鼠血浆的白蛋白的含量,这可增强机体的抵抗能力,减少糖尿病患者感染的发生。降糖灵含有降血糖作用的甘蔗膳食纤维活性多糖,中药山药和普通果菜苦瓜等。用甘蔗渣制作的膳食纤维已有公开的报道[3],这种膳食纤维服用后可以改善末梢组织对胰岛素的感受性,降低其对胰岛素的要求并能通过降低氧自由基起到促进胰岛β细胞恢复功能,另因其亲水性在肠道内可形成凝胶过滤系统,吸附食物中的糖从而达到调节糖尿病患者血糖的功能,膳食纤维不被人体吸收,使病人有胞胀感,减轻饥饿及多食症状。山药为薯蓣科植物薯蓣的干燥根茎,具有补肺益气、健脾补虚、滋润血脉等功效。现代药理学研究已证明本品有显著的降血糖作用。苦瓜为葫芦科一年生草本植物苦瓜的果实,现代研究证明苦瓜含苦瓜苷及多种氨基酸,并经药理实验证明其有降血糖作用,正常的以及患四氧嘧啶性糖尿病的家兔灌服苦瓜浆汁后,可使血糖明显降低;近年的研究已证明苦瓜能抗胰岛β细胞凋亡、促进β细胞更新或使受损的β细胞恢复功能[4]。因此,我们认为降糖灵降低高糖高脂饮食诱发的大鼠糖尿病的血糖机制可能是通过降低血脂水平,直接刺激胰岛细胞释放胰岛素而发挥降糖作用,后者可能是通过胰岛素信号传导等多个不同途径而制糖储存[5]。
参考文献:
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[5] 孙晓风,王海燕,李琳琳. 高糖高脂饮食诱导的2型糖尿病模型大鼠血脂的特点[J].新疆医科大学学报,2005,28(2):104.
基金项目:广东省科技计划资助项目(No.2003C30501)
(广东医学院医药科技开发中心,广东 湛江 524023; 广东医学院药理教研室,广东 湛江 524023)