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紫茉莉根醇提物对实验性2型糖尿病大鼠糖脂代谢的影响



全 文 :[收稿日期] 20120829(002)
[基金项目] 国家自然科学基金青年基金项目(81100597) ;重庆市自然科学基金重点项目(2009BA5012) ;第三军医大学科研创新基金
(2009XQN34)
[第一作者] 江明金,硕士研究生,从事中药抗糖尿病分子机制研究,Tel:15913190301,E-mail:comity2006@ 126. com
[通讯作者] * 莫志贤,硕士,教授,从事中药及其复方有效成分药理学研究,Tel:020-61648261,E-mail:cherrymo@ fimmu. com
紫茉莉根醇提物对实验性 2 型糖尿病大鼠糖脂代谢的影响
江明金1,周吉银2,曾圣雅2,伍锡栋1,莫志贤1*
( 1. 南方医科大学中医药学院,广州 510515;
2. 第三军医大学新桥医院国家药物临床试验机构,重庆 400037)
[摘要] 目的:观察紫茉莉根醇提物对实验性 2 型糖尿病大鼠血糖、血脂及胰岛素水平的影响。方法:注射链脲佐菌素
(STZ,40 mg·kg -1,ip)加高糖高脂饲料喂养建立 2 型糖尿病大鼠模型,大鼠分为正常组、模型组、低中高剂量紫茉莉根醇提物
(1,2,4 g·kg -1)和罗格列酮组(4 mg·kg -1) ,连续给药 8 周。给药后每 2 周测 1 次空腹血糖(FBG) ,试剂盒检测糖化血红蛋白
(HbAlC)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、肝糖原及肌糖原含量,放射免疫法测血清胰岛素(FINS)。结果:给药 8 周后,糖尿
病模型组大鼠 FBG,HbAlC,TC,TG,FINS显著升高,胰岛素敏感指数(ISI)、肝糖原、肌糖原水平均显著下降(P < 0. 01) ;与
糖尿病模型组相比,紫茉莉根醇提物中、高剂量组大鼠 FBG,HbAlC,TC,TG,FINS水平下降,ISI,肝糖原及肌糖原水平均上
升,均有显著差异(P < 0. 01)。结论:紫茉莉根醇提物对实验性 2 型糖尿病大鼠具降糖调脂作用。
[关键词] 紫茉莉根;糖尿病;高血糖;胰岛素;高血脂
[中图分类号] R285. 5 [文献标识码] A [文章编号] 1005-9903(2013)07-0217-04
[doi] 10. 11653 /zgsyfjxzz2013070217
Effects of Ethanolic Extract of Mirabilis jalapa Roots
on Glucolipid Metabolization in Diabetic Rats
JIANG Ming-jin1,ZHOU Ji-yin2,ZENG Sheng-ya2,WU Xi-dong1,MO Zhi-xian1*
(1. College of Traditional Chinese Medicine,Southern Medical University,Guangzhou 510515,China;
2. Base for Drug Clinical Trial,Xinqiao Hospital,Third Military Medical University,Chongqing 400037,China)
[Abstract] Objective:To investigate the effects of ethanolic extract of Mirabilis jalapa L. roots on
glucolipid metabolization in diabetic rats. Method:Type 2 diabetes mellitus rats were induced by intraperitoneal
injection 40 mg·kg -1 streptozotocin and a high-carbohydrate /high-fat diet. Rats were divided into following groups:
normal group,model group,ethanolic extract of M. jalapa roots group (1,2,4 g·kg -1)and rosiglitazone group
(4 mg·kg -1). After 8-weeks treatment,fasting blood glucose (FBG) ,hemoglobin (HbAlC) ,total cholesterol
(TC) ,triglyceride (TG) ,serum insulin (FINS)levels and glycogen contents in liver and skeletal muscle were
assayed. Result:Compared with the normal group,FBG,HbAlC,TC,TG,FINS levels were significantly
increased,and insulin sensitivity index (ISI) ,glycogen contents in liver and skeletal muscle decreased
significantly in the model group (P < 0. 01). Compared with the model group,the levels of FBG,HbAlC,TC,
TG,FINS decreased significantly,and ISI,glycogen contents in liver and skeletal muscle increased significantly in
the ethanolic extract of M. jalapa roots group (2,4 g·kg -1) (P < 0. 01). Conclusion:ethanolic extract of M.
jalapa roots possesses both potential hypoglycemic and hypolipidemic effects on diabetes.
[Key words] Mirabilis jalapa root;diabetes;hypoglycemic;insulin;hypolipidemic
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中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
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紫茉莉根,又名地老鼠、花粉头、水粉头、胭脂花
头,是紫茉莉科紫茉莉属植物紫茉莉的干燥根。具
有抗菌、抗病毒、降血糖、避孕及抗肿瘤等作用,可以
治疗急性关节炎、跌打损伤、糖尿病、前列腺炎、疥疮
等疾病[1-2]。紫茉莉根是传统中药及少数民族药物
治疗糖尿病复方中的常用中药。我们发现紫茉莉根
醇提物能显著降低链脲佐菌素致糖尿病小鼠血糖,
而对正常小鼠血糖水平无明显影响[3]。本实验通
过观察紫茉莉根醇提物对 2 型糖尿病大鼠糖脂代谢
及胰岛素的作用,为进一步探讨紫茉莉根的防治糖
尿病作用提供参考。
1 材料
1. 1 动物及饲料 清洁级 SD 大鼠 45 只,雄性,体
重 200 ~ 240 g,动物合格证 SCXK (军)2007-017。
高糖高脂饲料:标准饲料∶白糖∶猪油∶鸡蛋 70∶ 9∶ 12
∶ 9。均由第三军医大学野战外科研究所实验动物中
心提供。
1. 2 药物与试剂 紫茉莉根采集于重庆,经钟国跃
研究员(重庆市中药研究院)鉴定为紫茉莉科紫茉
莉属植物紫茉莉 Mirabilis jalapa Linn.的根;链脲佐
菌素,Sigma 公司,批号 Lot#019k1022;罗格列酮,北
京高盟化工有限公司,批号 20100423;碘[125 I]胰岛
素放免分析盒,北京普尔伟业生物公司,批号
20110825;糖化血红蛋白(HbAlC)、总胆固醇(TC)、
甘油三酯(TG)、肝糖原及肌糖原测试盒(南京建成
生物 工 程 研 究 所,批 号 20110721,20110428,
20110302,20110630) ;胡芦巴碱对照品 (纯度
99%) ,陕西森弗高科实业有限公司。
1. 3 仪器 FW135 型中草药粉碎机(天津泰斯特
仪器公司) ;BDS1 型电热三用水箱(北京市医疗设
备厂) ;稳步倍加型血糖仪(美国强生公司) ;GC-
1200γ型放射免疫计数器(科大创新股份公司) ;
DU800 型核酸 /蛋白分析仪(美国 Beckman公司)。
2 方法
2. 1 紫茉莉根醇提物制备 预试验分别采用
95%,85%,70%乙醇回流提取,浓缩干燥后,浸膏提
取得率分别为 4. 8%,5%及 9. 5%,本实验采用提取
效率最高的 70%乙醇回流提取。紫茉莉根 2 kg 粉
碎后,用 70%乙醇回流提取 3 次,沸腾后开始计时,
每次回流 2 h,过滤,合并提取液,浓缩干燥,得浸膏
190. 16 g(1 g浓缩浸膏相当于 10. 52 g 生药) ,临用
前用蒸馏水配制成所需浓度(以每千克体重相当于
紫茉莉根生药克数计)。
2. 2 2 型糖尿病大鼠模型建立、分组及给药 SD
大鼠 45 只,高糖高脂饲料喂养 2 周后,大鼠禁食
12 h腹腔注射 40 mg·kg -1链脲佐菌素,链脲佐菌素
溶于 0. 1 mmol·L -1枸橼酸缓冲液(pH 4. 5)后快速
注射。正常对照组大鼠只注射枸橼酸缓冲液。72 h
后取禁食 12 h 大鼠尾血血糖仪(检测范围 0. 5 ~
27. 6 mmol·L -1)测定血糖值,以 FBG≥16. 7 mmol·
L -1为糖尿病大鼠造模成功的指标,挑选合格的糖
尿病模型大鼠共 30 只和正常对照大鼠 6 只。共分
6 组,每组 6 只。正常对照组不注射链脲佐菌素也
不用高糖高脂饲料喂养;糖尿病模型组不给予药物
治疗,给药组分别给予低、中、高剂量紫茉莉根醇提
物(1,2,4 g·kg -1)及阳性对照罗格列酮(4 mg·
kg -1)。连续灌胃给药 8 周,每 2 周测 1 次 FBG,每
周称 1 次体重,据体重调整给药量。
2. 3 血液和组织的采集及处理 8 周末腹腔注射
戊巴比妥钠(120 mg·kg -1)麻醉已禁食大鼠,取鼠
尾血用血糖仪测定血糖值。心尖取血 10 mL,用于
测定大鼠血液中 HbAlC和血脂指标,大鼠采血后快
速取肝脏、骨骼肌并称重,液氮冻存。
2. 4 HbAlC,TC,TG和 FINS的检测 按照试剂盒
说明书进行 HbAlC,TC,TG 及 FINS 含量的测定。
评价 ISI采用公式:ISI = ln[1 /(FBG × FINS) ]。
2. 5 肝糖原、肌糖原的检测 取新鲜肝脏或骨骼肌
样本生理盐水漂洗,滤纸吸干,称重,按样本质量加
入相应比例碱液,沸水浴煮 20 min 水解,将糖原水
解液加相应蒸馏水制备成糖原检测液;葡萄糖对照
液及显色剂现用现配;在空白管、标准管及测定管分
别加入蒸馏水、标准液及检测液,再均加入等体积显
色液,混匀后沸水煮 5 min,冷却后于 620 nm波长,1
cm光径,测各管吸光度(A) ,计算糖原含量。
糖原含量 =(测定管 A ×标准管 A ×样本测试前稀释倍
数 × 10)/(标准管 A × 1. 11)
2. 6 统计学处理 采用 SPSS 13. 0 统计软件,数据
以珋x ± s表示,组间比较采用单因素方差分析,先进行
方差齐性检验,方差齐选用 LSD法;方差不齐采用校
正的 F检验(Welch法) ,并选用 Dunnett T3做多重比
较。结果以 P <0. 05为差异有统计学意义。
3 结果
3. 1 对大鼠血糖水平的影响 与正常对照组比较,
造模组大鼠 FBG≥16. 7 mmol·L -1,符合糖尿病模型
大鼠条件。与糖尿病模型组比较,连续灌胃 4 周,
中高剂量紫茉莉根醇提物和罗格列酮都能降低糖
尿病大鼠血糖水平,其中罗格列酮作用更为显著
(P < 0. 01) ;紫茉莉根醇提物并能在随后 4 周里进
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一步降低血糖水平。低剂量紫茉莉根醇提物组大
鼠血糖与糖尿病模型组比较无显著性差异。见
表 1。
3. 2 对大鼠血脂及糖化血红蛋白水平的影响 与
正常对照组比较,糖尿病模型组大鼠血中 HbAlC,
TC和 TG水平均显著升高(P < 0. 01)。与糖尿病模
型组比较,中、高剂量紫茉莉根醇提物组大鼠
HbAlC,TC及 TG水平明显降低(P < 0. 01) ;罗格列
酮可显著降低糖尿病大鼠 HbAlC 水平(P < 0. 01) ,
但不影响 TC和 TG 含量。低剂量紫茉莉根醇提物
组大鼠 HbAlC,TC及 TG水平与糖尿病模型组大鼠
比较无显著性差异。见表 2。
表 1 紫茉莉根醇提物对大鼠血糖水平的影响(珋x ± s,n = 6) mmol·L -1
组别
剂量
/ g·kg -1
FBG
给药前 给药 4 周 给药 8 周
正常 - 5. 37 ± 0. 15 5. 42 ± 0. 10 5. 38 ± 0. 19
模型 - 20. 78 ± 1. 721) 23. 15 ± 1. 261) 22. 12 ± 1. 871)
紫茉莉根醇提物 4 20. 67 ± 3. 091) 15. 22 ± 1. 701,2) 9. 07 ± 1. 311,2)
2 20. 83 ± 2. 031) 16. 18 ± 1. 011,2) 9. 73 ± 1. 081,2)
1 19. 68 ± 1. 121) 21. 97 ± 1. 161) 20. 83 ± 1. 071)
罗格列酮 0. 004 20. 98 ± 1. 421) 10. 85 ± 1. 211,2) 7. 65 ± 0. 951,2)
注:与正常组比较1)P < 0. 01;与模型组比较2)P < 0. 01(表 2 ~ 4 同)。
表 2 紫茉莉根醇提物对大鼠血脂及糖化血红蛋白水平的影响(珋x ± s,n = 6)
组别
剂量
/ g·kg -1
HbAlC /mg·L -1 TC /mmol·L -1 TG /mmol·L -1
正常 - 14. 35 ± 1. 30 1. 85 ± 0. 12 0. 82 ± 0. 10
模型 - 35. 26 ± 2. 751) 2. 77 ± 0. 141) 1. 99 ± 0. 121)
紫茉莉根醇提物 4 20. 64 ± 2. 061,2) 2. 13 ± 0. 161,2) 1. 14 ± 0. 211,2)
2 21. 01 ± 2. 281,2) 2. 15 ± 0. 201,2) 1. 15 ± 0. 171,2)
1 33. 72 ± 1. 971) 2. 69 ± 0. 171) 1. 93 ± 0. 161)
罗格列酮 0. 004 19. 32 ± 1. 861,2) 2. 73 ± 0. 181) 1. 97 ± 0. 131)
3. 3 对大鼠血清胰岛素含量和胰岛素敏感指数的
影响 与正常对照组比较,糖尿病模型组大鼠 FINS
显著升高,ISI 则明显降低(P < 0. 01)。与糖尿病模
型组比较,中、高剂量紫茉莉根醇提物和罗格列酮都
能明显降低大鼠 FINS 水平,升高 ISI(P < 0. 01)。
低剂量紫茉莉根醇提物组大鼠 FINS 和 ISI 与糖尿
病模型组比较无显著性差异。见表 3。
表 3 紫茉莉根醇提物对大鼠血清胰岛素含量
和胰岛素敏感指数的影响(珋x ± s,n = 6)
组别
剂量
/ g·kg -1
FINS
/mU·L -1
ISI
正常 - 34. 41 ± 2. 25 - 5. 22 ± 0. 09
模型 - 70. 27 ± 7. 961) - 7. 34 ± 0. 101)
紫茉莉根醇提物 4 46. 45 ± 4. 621,2) - 6. 03 ± 0. 241,2)
2 47. 11 ± 4. 341,2) - 6. 12 ± 0. 161,2)
1 64. 85 ± 5. 471) - 7. 20 ± 0. 121)
罗格列酮 0. 004 39. 56 ± 3. 152) - 5. 70 ± 0. 131,2)
3. 4 对大鼠肝脏和骨骼肌中糖原含量的影响 与
正常对照组比较,糖尿病模型组大鼠肝脏和骨骼肌
中糖原含量均明显降低(P < 0. 01)。经中高剂量紫
茉莉根醇提物和罗格列酮治疗后,肝脏和骨骼肌中
表 4 紫茉莉根醇提物对大鼠肝糖原
和肌糖原含量的影响(珋x ± s,n = 6) mg·g - 1
组别
剂量
/ g·kg -1
肝糖原 肌糖原
正常 - 19. 98 ± 1. 57 1. 68 ± 0. 11
模型 - 12. 35 ± 0. 761) 0. 93 ± 0. 121)
紫茉莉根醇提物 4 17. 49 ± 1. 221,2) 1. 45 ± 0. 161,2)
2 17. 37 ± 1. 801,2) 1. 43 ± 0. 181,2)
1 12. 51 ± 1. 071) 1. 01 ± 0. 081)
罗格列酮 0. 004 19. 21 ± 2. 252) 1. 63 ± 0. 142)
糖原含量显著增加(P < 0. 01) ,恢复至接近正常对
照组大鼠水平。低剂量紫茉莉根醇提物未能改善糖
尿病大鼠肝脏和骨骼肌中糖原含量。见表 4。
4 讨论
腹腔注射小剂量链脲佐菌素加高糖高脂饲料喂
养致 2 型糖尿病大鼠模型,是目前国内用于诱导糖
尿病及其相关并发症最常见动物模型[4]。该模型
与人类 2 型糖尿病的发生发展过程相似,且由于链
脲佐菌素用量小,减少了对其他组织的损害。小剂
量腹腔注射链脲佐菌素后,大鼠血糖升高,饮食、饮
水量明显比正常对照组动物多,表现出糖尿病模型
·912·
江明金,等:紫茉莉根醇提物对实验性 2 型糖尿病大鼠糖脂代谢的影响
的三多症状(多饮、多食、多尿) ;糖尿病模型组大鼠
的体重增加慢于正常对照组;FBG 符合糖尿病模型
大鼠条件,TC,TG,HbAlC及 FINS均明显高于正常
对照组,表明本研究建立的 2 型糖尿病大鼠模型符
合要求。
紫茉莉根有效成分的提取,目前主要采用不同
体积分数乙醇作提取溶剂,本实验通过设置不同梯
度浓度乙醇提取,发现 70%乙醇回流提取效率较
好,与已有文献报道[2]一致。紫茉莉根水提物对葡
萄糖及四氧嘧啶致高血糖小鼠均具降糖作用,还能
提高其胸腺及脾指数,改善机体免疫水平,促进肝、
肌糖原的合成[5]。紫茉莉根对实验性 2 型糖尿病大
鼠糖脂代谢及胰岛素作用还未见报道。本实验表明
中高剂量紫茉莉根醇提物和 PPARγ 激动剂罗格列
酮[6]都能明显降低实验性 2 型糖尿病大鼠 FBG 及
HbAlC水平。2 型糖尿病患者由于胰岛素缺乏,使
体内脂质代谢相关的脂蛋白酯酶及肝酯酶的活性发
生变化,常伴有明显的血脂升高[7]。中高剂量紫茉
莉根醇提物能明显改善糖尿病大鼠 TC 及 TG含量,
使其恢复至接近正常水平。罗格列酮不能改善上述
脂代谢指标。经中高剂量紫茉莉根醇提物治疗后,
肝糖原和肌糖原含量明显升高,这可能与紫茉莉根
醇提物提高组织中胰岛素敏感性或直接促进肝脏、
骨骼肌中的葡萄糖使用有关。紫茉莉根醇提物改善
胰岛素水平和胰岛素敏感指数可能表明其对胰岛 β
细胞具保护作用,但有待于进一步研究。本研究通
过复制实验性 2 型糖尿病大鼠模型,观察到紫茉莉
根醇提物对伴有高脂血症的 2 型糖尿病大鼠具有治
疗作用。
综上所述,紫茉莉根醇提物具有降血糖作用,有
利于血糖的长期稳定控制,改善高脂血症,并恢复了
血液、肝脏和骨骼肌中糖脂代谢的紊乱。这些结果
为紫茉莉根醇提物通过调控异常糖脂代谢改善 2 型
糖尿病提供实验依据。紫茉莉根醇提物主要富有生
物碱类和黄酮类成分[3]。紫茉莉根生物碱中的胡
芦巴碱具有明显降糖调脂、改善胰岛素抵抗、保护胰
岛 β细胞和抗氧化等功效[8]。为进一步评价紫茉
莉根醇提物的物质基础和内在质量,本研究前期以
胡芦巴碱为指标成分,采用 HPLC 法对紫茉莉根醇
提物中胡芦巴碱的含量进行测定。结果表明,对照
品和样品均在 265 nm波长处检测到最大吸收峰,测
得胡芦巴碱含量为 0. 206 8 mg·g -1,本结果与文献
报道[9]相近。由此可知,胡芦巴碱是本研究中紫茉
莉根醇提物抗实验性 2 型糖尿病的有效成分之一。
胡芦巴碱可降低大鼠[8]和人[10]的血糖,抑制一种伴
有肥胖 2 型糖尿病 KK-Ay小鼠糖尿病的进展,与其
调控葡萄糖激酶 /葡萄糖-6-磷酸酶和肿瘤坏死因子
α产生密切相关[11]。推测紫茉莉根醇提物的降糖
作用可能与其含胡芦巴碱有关。
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[责任编辑 李玉洁]
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