全 文 ：302 2012, Vol.33, No.19 食品科学 ※营养卫生
白茅根多糖改善糖尿病小鼠
糖脂代谢作用的研究
崔 珏，李 超，尤 健，徐晓栋
(徐州工程学院食品(生物)工程学院，江苏 徐州 221008)
摘 要：目的：研究白茅根多糖对糖尿病小鼠糖脂代谢紊乱的改善作用。方法：首先采用腹腔注射链脲佐菌素
(streptozotocin，STZ)的方法构建小鼠糖尿病模型，以盐酸二甲双胍为对照，观察连续灌胃21d不同剂量白茅根多糖
对糖尿病小鼠体质量、葡萄糖耐受量、糖化血清蛋白(GSP)含量、肝糖原含量和血脂代谢的影响。结果：白茅根多
糖可有效改善糖尿病小鼠的血糖和血脂代谢紊乱情况，可显著降低糖尿病小鼠体内的GSP、甘油三酯(TG)、总胆固
醇(TC)、低密度脂蛋白(LDL-C)，升高糖尿病小鼠的肝糖原和高密度脂蛋白(HDL-C) 水平，效果与盐酸二甲双胍相
当。结论：白茅根多糖具有有效调节糖尿病小鼠糖脂代谢紊乱的活性。
关键词：白茅根多糖；糖尿病；降血糖；血脂
Effects of Imperata cylindrica Polysaccharides on Glucose and Lipid Metabolism in Diabetic Mice
CUI Jue，LI Chao，YOU Jian，XU Xiao-dong
(College of Food (Biology) Engineering, Xuzhou Institute of Technology, Xuzhou 221008, China)
Abstract：Objective: To study the effects of Imperata cylindrica polysaccharides on blood glucose and lipid in diabetic
mice. Method: Diabetes was induced by intraperitoneal injection of streptozotocin in mice. The changes of body mass,
glucose tolerance, blood lipid parameters, GSP and liver glycogen of mice were examined. Results: Blood glucose and
blood lipid levels of diabetic mice were significantly ameliorated by administration of Imperata cylindrica polysaccharides.
Compared with diabetic control mice, Imperata cylindrica polysaccharides significantly decreased GSP, TG, TC, and
LDL-C levels of mice, and remarkably increased liver glycogen and HDL-C levels. Comparable results were obtained using
metformin hydrochloride. Conclusion: Imperata cylindrica polysaccharides are effective in ameliorating the metabolism of
blood glucose and lipids in diabetic mice.
Key words：Imperata cylindrica polysaccharides；diabetes；hypoglycemic effect；blood lipid
中图分类号：S896.6；TS201.4 文献标识码： A 文章编号：1002-6630(2012)19-0302-04
收稿日期：2012-03-29
基金项目：徐州工程学院培育项目(XKY2011113)
作者简介：崔珏(1980—)，女，讲师，博士，主要从事天然产物开发与活性研究。E-mail：cuijue1980@hotmail. com
糖尿病(diabetes mellitus，DM) 是一种世界上发病率
最高的临床主要表现为慢性高血糖的一种代谢性疾病，
由于其可引起包括癌症、心脑血管疾病等多种疾病的并
发，可严重危害人类健康[1-3]。由于此病有较强的药物依
赖性，且多数合成药物都有着不同程度的副作用，因此
寻找高效、低毒的具有调节血糖作用的天然活性成分已
成为当前人们关注的焦点。
白茅根为禾本科植物白茅( Imperata cylindrica (Linn)
Beauv. Var. major (Nees) C. E. Hubb.) 的干燥根茎，主要
成分包括糖类、三萜类、内酯类、有机酸类等，其中以
多糖为主，具有清热、凉血、止血的功效[4]。近年来对
白茅根的药理研究发现，白茅根具有包括抗肿瘤、降血
压、抗菌、抗炎、增强免疫、保肝等多种功效[5-7]。多项
研究证明，多种植物多糖均具有降血糖活性[8-10]，但目前
对白茅根多糖的降糖功效的研究还未见报道。由于白茅
根糖类含量丰富，可达提取物的80%左右，因此研究白
茅根降糖功效，对于白茅根资源开发有重要意义。本研
究采用链脲佐菌素(streptozotocin，STZ)腹腔注射诱导构
建小鼠糖尿病模型，通过检测灌胃白茅根多糖对小鼠的
糖脂代谢的影响，来评价白茅根多糖对糖尿病小鼠糖脂
※营养卫生 食品科学 2012, Vol.33, No.19 303
代谢异常的改善作用，从而为更有效地开发和利用白茅
根资源提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
清洁级雄性昆明小鼠，由上海斯莱克实验动物有
限公司提供；实验过程中小鼠的饲养环境稳定，保持室
温(25±1)℃，相对湿度(55±10)%，灯光控制12h昼夜交
替，在适应性喂养1周后按体质量随机进行分组和链脲佐
菌素(streptozotocin，STZ)腹腔注射诱导糖尿病模型。
白茅根 安徽亳州药材市场；STZ 美国Sigma公
司；盐酸二甲双胍片 中美上海施贵宝制药有限公司；
肝糖原、糖化血清蛋白(glycosylated serum protein，GSP)、
甘油三酯(triglyceride，TG)、总胆固醇(total cholesterol，
TC)、低密度脂蛋白(low density lipoprotein，LDL-C)、高
密度脂蛋白(high density lipoprotein，HDL-C)检测试剂盒
南京建成生物工程研究所；其他试剂为国产化学分析纯。
1.2 仪器与设备
SENCO R201L旋转蒸发器 上海申生科技有限公
司；756紫外-可见分光光度计 上海成光仪器有限公
司； ACCU-CHEK® Active活力型血糖仪 瑞士罗氏公
司；Thermo Multiskan MK3酶标仪 芬兰雷勃公司；
WP-21E型半自动生化分析仪 上海维世康公司。
1.3 方法
1.3.1 纤维素酶解法提取白茅根多糖
准确称取1.50g的纤维素酶用蒸馏水定容至100mL，
4℃保存待用。白茅根干燥粉碎后，称取白茅根粉末5.0g
加入250mL三角瓶中，加缓冲溶液(pH为4.6的磷酸氢二
钠-柠檬酸缓冲液)及酶悬浮液(1.5% 酶悬浮液16.5mL)，
酶解液总体积为60mL，于45℃在水浴振荡器中反应
90min，沸水浴中灭活5.0min，过滤，离心，取上清液。
按上述提取工艺参数分批提取白茅根多糖，合并滤液，
浓缩，离心，去除沉淀。三氯乙酸法去除蛋白，多次醇
沉，浓缩干燥后得白茅根多糖提取物。
1.3.2 白茅根多糖含量的测定
采用苯酚-硫酸法测定多糖含量。葡萄糖标准曲线的
建立参考文献[11]。精确称取白茅根多糖提取物1g，置
25mL容量瓶中，定容，摇匀备用。由此法测得白茅根多
糖含量为510mg/mL。
1.3.3 糖尿病小鼠模型的建立及分组
健康昆明种小鼠 80 只，10只作为正常组，其余小
鼠进行糖尿病模型的诱导。基础饲料适应性喂养7d后，
禁食12h(小鼠可自由采水)，一次性腹腔注射链脲佐菌素
STZ 150mg/kg。STZ溶液的配制方法：将一定量STZ 溶
于0.1mol/L、pH4.5的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液中，配制成
0.1%的STZ溶液，现配现用，冰浴保存[12]。造模7d后，
小鼠禁食12h(可自由采水)，尾静脉取血，采用血糖检
测仪测其空腹血糖值，选取空腹血糖值高于11.1mmol/L
者，确定为造模成功小鼠。糖尿病小鼠共40只，根据体
质量随机分为4组，每组10只，连续灌胃给药21d。具
体分组和灌胃剂量如下：第1组为正常组，灌胃100μL
生理盐水；第2组为糖尿病模型组，灌胃100μL生理盐
水；第3组为盐酸二甲双胍组，灌胃100μL的盐酸二甲
双胍溶液(100mg/(kg·d))； 第4组为白茅根多糖低剂量
组，灌胃100μL的白茅根多糖溶液(100mg/(kg·d))；第
5组为白茅根多糖高剂量组，灌胃100μL的白茅根多糖溶
液(200mg/(kg·d))。
1.3.4 白茅根多糖对糖尿病小鼠糖耐量的影响
各组小鼠在末次给药前12h禁食，进行糖耐量实验。
禁食12h后，各组小鼠一次性灌胃25%葡萄糖溶液(5g/kg)
后分别在 0、30、60、120min时尾静脉采血，检测小鼠
血糖值。血糖曲线下面积(AUS)按照下式计算[13]。

1 1
2 2
2
A B C D
AUS/(mmol/L)
+ + +
＝
式中：A、B、C、D分别代表0、30、60、120min时
的血糖值。
1.3.5 糖脂代谢相关指标的检测
采用酶标仪和半自动生化分析仪检测小鼠的肝糖
原、GSP、TC、TG、LDL-C、HDL-C含量，实验方法参
照南京建成生物工程研究所试剂盒说明书。
1.4 统计学分析
采用SPSS18.0 统计软件，所有的数据都以 x±s，表
示，组间t检验对实验结果进行显著性分析。
2 结果与分析
2.1 白茅根多糖对糖尿病小鼠体质量的影响
表 1 白茅根多糖对糖尿病小鼠体质量的影响( x±s, n＝8)
Table 1 Effects of Imperata cylindrica polysaccharides on body mass of
diabetic mice ( x±s, n＝8) g
组别 造模前 给药7d后 给药21d后
正常组 30.98±2.04 30.16±2.01 29.91±2.13
糖尿病模型组 30.48±2.31 27.14±2.21 24.55±1.86*
盐酸二甲双胍组 28.97±1.82 29.38±2.33 27.00±1.80a
白茅根多糖低剂量组 29.52±2.38 29.32±2.52 29.17±2.35a
白茅根多糖高剂量组 29.07±2.14 28.58±2.42 27.88±1.84a
注：*.与正常组比较，差异显著 (P＜ 0.05)； a.与糖尿病模型组比较，
差异显著 (P＜ 0.05)。
由表 1可知，与正常组相比，糖尿病模型组小鼠的
体质量随着时间的延长呈下降趋势，在灌胃21d后，体质
304 2012, Vol.33, No.19 食品科学 ※营养卫生
量显著降低(P＜0.05)；白茅根多糖组和盐酸二甲双胍组
小鼠体质量没有显著变化，说明白茅根多糖灌胃可有效
改善糖尿病小鼠体质量下降的情况。
2.2 白茅根多糖对糖尿病小鼠葡萄糖耐受量和血糖曲线
下面积的影响
表 2 白茅根多糖对糖尿病小鼠血糖含量的影响 ( x±s, n＝8)
Table 2 Effects of Imperata cylindrica polysaccharides on glucose
tolerance of diabetic mice ( x±s, n＝8)
mmol/L
组别 0min 30min 60min 120min
正常组 5.73±0.64 9.60±1.30 8.23±1.04 7.50±0.98
糖尿病
模型组 15.53±1.06** 26.90±2.06** 22.20±1.80*** 18.73±3.59**
盐酸二甲
双胍组 8.33±1.00*
a 19.90±1.75*a 15.73±0.83*b 14.07±1.50*a
白茅根多
低糖剂量组 6.77±1.51
b 17.50±1.47*b 13.63±2.21*b 12.67±0.75*a
白茅根多糖
高剂量组 8.00±0.85*
a 20.77±1.62*a 17.33±1.36**a 14.33±0.91*a
注：*.与正常组比较，差异显著 (P＜ 0.05)；**.与正常组比较，差异较
显著 ( P ＜ 0.01)；***与正常组比较，差异极显著 ( P ＜ 0.001)；a.与糖
尿病模型组比较，差异显著 (P＜ 0.05)；b.与糖尿病模型组比较，差异
较显著 (P＜ 0.01)。下同。
0
5
10
15
20
25
30
35
40
ℷᐌ㒘 ㊪ሓ⮙
῵ൟ㒘
Ⲥ䝌Ѡ⬆
ঠ㚡㒘
ⱑ㣙ḍ
Ԣࠖ䞣㒘
ⱑ㣙ḍ
催ࠖ䞣㒘
A
U
S
***
*b *b
*b
图 1 白茅根多糖对糖尿病小鼠血糖曲线下面积的影响( x±s, n＝8)
Fig.1 Effects of Imperata cylindrica polysaccharides on AUS level in
diabetic mice ( x±s, n＝8)
由表2可知，与糖尿病模型组小鼠相比，不同剂量
白茅根多糖灌胃均可有效降低糖尿病小鼠血糖，数据显
示，低剂量白茅根多糖(100mg/(kg·d))效果最为理想。在
葡萄糖灌胃初始时即葡萄糖负荷0时，盐酸二甲双胍组、
白茅根低剂量组和高剂量组小鼠的血糖值显著低于糖尿
病模型组，分别为模型组的53.64%、43.59%、51.51%。
在葡萄糖负荷30min时，5组小鼠的血糖值都有不同程度
的升高，达到峰值，其中模型组血糖值最高，分别是其
余4组的2.80、1.35、1.54、1.30倍，说明糖尿病小鼠由于
胰岛素分泌不足已丧失调控血糖的能力。随着糖负荷时
间延长，60min时各组小鼠血糖值均呈下降趋势，但模
型组小鼠的血糖值仍维持在较高水平，分为是盐酸二甲
双胍组、白茅根多糖低剂量组、高剂量组的1.41、1.63、
1.28倍。在葡萄糖负荷120min时，各组血糖值均持续回
落，但是模型组血糖值还维持在较高水平。与糖尿病模
型组相比，白茅根低剂量组血糖曲线下面积值(图 1)最
低，但与盐酸二甲双胍和白茅根高剂量组相比差异不显
著，结果说明白茅根多糖可有效地改善糖尿病小鼠的血
糖调节能力，有效减缓餐后血糖的迅速升高。
2.3 白茅根多糖对糖尿病小鼠GSP含量的影响
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
G
SP
৿
䞣
/( m
m
ol
/ L
) *
a a
b
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图 2 白茅根多糖对糖尿病小鼠GSP含量的影响( x±s, n＝8)
Fig.2 Effects of Imperata cylindrica polysaccharides on GSP level in
diabetic mice ( x±s, n＝8)
通常评价治疗糖尿病药物的疗效主要是通过监测血
糖值来反映对血糖的控制，但是由于血糖受包括进食、
不同的采血时间等多种因素的影响，并不能准确反映糖
尿病药物的真实疗效。而GSP是由血液中的葡萄糖与白
蛋白和其他蛋白分子 N末端发生非酶促糖基化反应而形
成。由于血清中白蛋白的半衰期约为21d，所以糖化血清
蛋白反映的是过去 2～3周内平均血糖水平，是目前公认
的评价治疗糖尿病药物的良好指标 [14]。由图 2可知，与
糖尿病模型组相比，灌胃白茅根多糖21d后，白茅根多糖
组和盐酸二甲双胍组小鼠的血中GSP含量均显著降低，
组间差异显著，说明白茅根多糖具有良好的控制糖尿病
小鼠血糖的作用。
2.4 白茅根多糖对糖尿病小鼠肝糖原的影响
0
1
2
3
4
肝
糖
原
৿
䞣

m
g/
g 㒘
㒛

***
**
**
ℷᐌ㒘 ㊪ሓ⮙
῵ൟ㒘
Ⲥ䝌Ѡ⬆
ঠ㚡㒘
ⱑ㣙ḍ
Ԣࠖ䞣㒘
ⱑ㣙ḍ
催ࠖ䞣㒘
a
a
b
图 3 白茅根多糖对糖尿病小鼠肝糖原的影响( x±s, n＝8)
Fig.3 Effects of Imperata cylindrica polysaccharides on liver glycogen
content in diabetic mice( x±s, n＝8)
由图 3可知，与正常组相比，糖尿病小鼠的肝糖原
含量极显著下降 (P＜0.001)；与糖尿病模型组相比，灌
胃白茅根多糖21d后，白茅根多糖能显著增加小鼠肝糖原
含量，差异显著。其中，白茅根多糖高剂量组和盐酸二
甲双胍组效果相当，组间差异不显著。低剂量白茅根多
糖在增加肝脏糖原储备的效果优于盐酸二甲双胍，组间
差异显著。
※营养卫生 食品科学 2012, Vol.33, No.19 305
2.5 白茅根多糖对糖尿病小鼠血脂的影响
表 3 白茅根多糖对糖尿病小鼠血脂含量的影响( x±s, n＝8)
Table 3 Effects of Imperata cylindrica polysaccharides on blood lipid
parameters of diabetic mice( x±s, n＝8) mmol/L
组别 TC TG HDL-C LDL-C
正常组 2.52±0.14 1.10±0.11 1.18±0.13 0.89±0.13
糖尿病
模型组 3.87±0.22*** 1.73±0.15** 0.73±0.07* 1.67±0.11*
盐酸二甲
双胍组 2.86±0.12*
b 0.94±0.06*a 1.23±0.15a 1.11±0.10a
白茅根多糖
低剂量组 2.67±0.13
c 1.38±0.13*a 1.24±0.08a 1.07±0.08a
白茅根多糖
高剂量组 3.00±0.21**
a 1.61±0.12** 0.91±0.10* 0.92±0.23a
注：c. 与糖尿病模型组比较，差异极显著 (P＜ 0.001)。
由表 3可知，与正常组相比，糖尿病模型组小鼠的
TC、TG和LDL-C 均明显升高(P＜0.05)，HDL-C显著降
低(P＜0.05)，可见血糖代谢紊乱会引发血脂代谢紊乱。
白茅根多糖灌胃可显著降低糖尿病小鼠TC、TG和LDL-C
含量，升高HDL-C含量，改善糖尿病小鼠的血脂代谢紊
乱情况，结果说明白茅根多糖对于血糖代谢紊乱引发的
血脂代谢异常有一定的改善作用。
3 讨 论
本研究通过对小鼠进行腹腔注射STZ来诱导糖尿
病模型，注射一周后通过尾静脉采血，血糖仪检测小鼠
血糖值，选择血糖值高于11.1mmol/L的为造模成功的糖
尿病小鼠。通过观察体质量、饮水、进食量等指标，确
定模型组小鼠出现“三多一少”的症状。葡萄糖耐受量
实验结果显示，白茅根多糖和盐酸二甲双胍均可显著降
低葡萄糖负荷后小鼠的血糖峰值和血糖曲线下面积，效
果相当，说明白茅根多糖具有良好的改善糖尿病小鼠的
葡萄糖耐受能力，可有效抑制血糖的迅速升高，减少血
液中高浓度葡萄糖对脏器的损害。对小鼠肝糖原含量的
检测结果显示，白茅根多糖可以显著升高糖尿病小鼠肝
糖原含量，其中低剂量白茅根多糖的效果最佳，推测白
茅根多糖可能通过增加肝糖原的合成，促进糖的合成代
谢，发挥降血糖的作用。对小鼠血脂代谢的检测结果
显示，白茅根多糖可通过降低TC、TG、LDL-C，升高
HDL-C，发挥调节血脂代谢的作用。
白茅根多糖具有良好地缓解糖尿病小鼠体质量减
轻，改善其葡萄糖耐受量，降低糖化血清蛋白，促进
肝糖原的合成和调节血脂代谢紊乱的作用，具有开发成
为调控血糖和预防并发症等方面的功能性食品的应用
价值。
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