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柿叶多糖对糖尿病小鼠降血糖作用及其机制研究



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[责任编辑 聂淑琴]
[收稿日期] 20100809(002)
[基金项目] 广西自然科学基金项目(桂科自 0832013Z)
[第一作者] 邓航,硕士,副主任药师,研究方向:抗糖尿病药研究,Tel:0773-2824560,E-mail:hang_deng@ 163. com
[通讯作者] * 黄仁彬,博士,教授,研究方向:生化药理学,Tel:0771-5339805,E-mail:huangrenbin518@ 163. com
柿叶多糖对糖尿病小鼠降血糖作用及其机制研究
邓航1,2,贺敏1,李江2,罗旭艳1,黄仁彬1*
(1. 广西医科大学药学院,南宁 530021;2. 桂林医学院附属医院,广西 桂林 541001)
[摘要] 目的:研究柿叶多糖对链脲佐菌素糖尿病小鼠的降血糖作用及其作用机制。方法:将实验小鼠随机分成 5 组:正
常对照组、模型组、格列本脲组(25 mg·kg - 1·d - 1),柿叶多糖低、高剂量组(150,600 mg·kg - 1·d - 1)。 ig 给于药物 15 d,并在相
应时间采血测定空腹血糖(FBG)、空腹胰岛素(FINS)、胰岛素敏感指数(ISI)、丙二醛(MDA)、超氧化歧化酶(SOD)等指标。结
果:高剂量的柿叶多糖能较明显的改善糖尿病小鼠的葡萄糖耐量(P < 0. 01),低、高剂量组均能显著降低糖尿病小鼠的血糖水
平(P < 0. 05),有效降低肝组织 MDA 值,相应增高 SOD 活力,并能显著增加胰岛素敏感指数(ISI),改善胰岛素抵抗状态。结
论:柿叶多糖具有较强的降血糖作用,可能与其能提高小鼠肝脏抗氧化酶活性、改善胰岛素抵抗等有关。
[关键词] 柿叶多糖;链脲佐菌素;降血糖;机制
[中图分类号] R285. 5 [文献标识码] A [文章编号] 1005-9903(2011)04-0114-04
Hypoglycemic Effect of Persimmon Leaf Polysaccharide in
Diabetic Mice Induced by Streptozotocin
DENG Hang1,2,HE Min1,LI Jiang1,2,LUO Xu-yan1,HUNG Ren-bin1*
(1 . Pharmaceutical School,Guangxi Medical University,Nanning 530021,China;
2 . Affiliated Hospital of Guilin Medical College,Guilin 541001,China)
[Abstract] Objective:To investigate the hypoglycemic effect and its action mechanism of persimmon leaf
·411·
第 17 卷第 4 期
2011 年 2 月
中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 17,No. 4
Feb.,2011
DOI:10.13422/j.cnki.syfjx.2011.04.040
polysaccharide in diabetic mice induced by streptozotocin (STZ). Method:The diabetic mice were induced by STZ.
Mice were randomly divided into 5 groups:control group,model group,glibenclamide group (25 mg·kg - 1·d - 1),
low and high dose groups of persimmon leaf polysaccharide (150 mg·kg - 1·d - 1,600 mg·kg - 1·d - 1). The drugs
were administrated to mice in every morning for 15 days. In the corresponding time,the contents of fasting blood glu-
cose (FBG),fasting insulin(FINS),malondialdehyde (MDA),superoide dismutase (SOD)activity,insulin sensi-
tivity index (ISI)and oral glucose tolerance test (OGTT)were determined. Result:The persimmon leaf polysaccha-
ride could markedly decrease blood glucose in STZ-induced diabetic mice. Meanwhile it could reduce the content of
MDA and increase the activity of SOD in liver,and increase insulin sensitivity index (ISI)and the amount of islet
cells. Conclusion:The persimmon leaf polysaccharide decreases blood glucose,and it has a very potential value in
the treatment of diabetes.
[Key words] persimmon leaf polysaccharide;streptozotocin;hypoglycemic effect;mechanism.
柿叶入药,始见于明代《滇南本草》,以后诸家
本草及医书也多有记载。我国民间也有用柿叶泡茶
饮的习惯。柿叶含有黄酮类、生物碱、挥发油、鞣质、
酚类、香素、三萜类、多糖、有机酸、β-胡萝卜素、维生
素 C、生物态等多种化学成分[1]。急性毒性试验、亚
急性毒性试验和长期毒性试验均表明柿叶是一种安
全的天然药物。柿叶已被制成中成药用于治疗冠心
病、心绞痛、高血压等[2]。目前国内外有关柿叶有效
成分应用于糖尿病治疗的药理和临床研究较少,本
实验探讨柿叶多糖对链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠
的降血糖作用,并对其作用机制进行初步研究,为柿
叶开发利用提供科学依据。
1 材料
1. 1 柿叶多糖制备 柿叶粉碎,粗粉用 70% 乙醇
冷浸 30 min 后,回流提取 2 h,过滤,药渣自然挥干
乙醇,加水煮沸,微沸 1. 5 h,过滤,滤渣再次加水煮
沸,微沸 1. 5 h,合并滤液,滤液于 3 000 r·min - 1离心
20 min,取上清液于微波干燥器浓缩,浓缩液加 95%
乙醇,混匀、静置 24 h,抽滤,滤渣依次用无水乙醇、丙
酮洗涤 5 次,挥干溶剂后,经 Sevag 法去蛋白处理,得
柿叶粗多糖,经化学定性鉴别,为多糖类化合物。
1. 2 动物 清洁级昆明种小鼠,雌雄兼有,体重
(25 ± 3)g,购自广西医科大学实验动物中心,合格证
号 SCXK(桂)2003-0003;动物饲料是由广西医科大
学实验动物中心生产(标准饲料)。
1. 3 药物与试剂 链脲佐菌素(Streptozotocin,
STZ):深圳晶美公司进口分装,Product ID:380-010-
G001。优降糖(格列本脲 Glibenclamide):浙江南洋
药业有限公司,规格 2. 5 mg /片,批号 20051101。血
糖试剂盒:四川迈克科技股份有限责任公司生产,批
号 1106121。胰岛素放射免疫分析试剂盒:北京北方
生物技术研究所产品,批号 20070120。丙二醛
(MDA)测定试剂盒:南京建成生物工程研究所第一
分所,批号 20061206。超氧化物歧化酶(SOD)测试
盒:南京建成生物工程研究所第一分所,批号
20070131。考马斯亮蓝蛋白测定试剂盒:南京建成
生物工程研究所第一分所,批号 20070103。
1. 4 仪器 722S 紫外分光光度计:上海精密科学
仪器有限责任公司。RE-52 旋转式蒸发器:上海安
亭实验仪器有限公司。GC-1200γ 放免计数盒:中国
科技大学科技实业总公司中佳光电仪器分公司。微
波真空干燥机:WBZ-2,贵阳新奇微波工业有限责任
公司。高速冷冻离心机:TGL-16G-A,上海市金鹏分
析仪器有限公司。
2 方法
2. 1 小鼠糖尿病模型建立 小鼠禁食12 h,按文献
[3]并做预试后,以 150 mg·kg - 1链脲佐菌素(STZ)
ip(STZ 溶于 0. 1 mol·L - 1,pH 4. 2 的柠檬酸 /柠檬酸
钠缓冲液中,现配现用,冰浴保存)。正常对照组小
鼠 ip 等量上述缓冲液。72 h 后(小鼠采血前禁食 12
h)眼内眦采血,50 μL,用生理盐水稀释 5 倍,于离心
机3 500 r·min - 1离心 15 min,分离血清,用葡萄糖试
剂盒测定小鼠空腹血糖 (FBG),凡 FBG≥ 11. 1
mmol·L - 1视为糖尿病动物模型[4]。
2. 2 分组及给药 将成模小鼠随机分为正常对照
组、模型组、格列本脲组、柿叶多糖低、高剂量组,各
组小鼠自由饮水、每组小鼠每日上午和下午 2 次给
予同样量饲料,以适当控制摄食。 ig 给药,格列本脲
组(25 mg·kg - 1·d - 1),柿叶多糖高低、高剂量组
(150,600 mg·kg - 1·d - 1),用时配成等体积不同浓度
·511·
邓航,等:柿叶多糖对糖尿病小鼠降血糖作用及其机制研究
溶液(小鼠 ig 10 mL·kg - 1)。柿叶多糖用无水乙醇、
吐温、蒸馏水按 1∶ 1∶ 10 的比例配成溶液。成模后第
2 d 开始给药,每天上午空腹给药 1 次,连续 ig 15 d。
模型对照组小鼠 ig 10 mL·kg - 1上述空白溶剂。
2. 3 一般指标 观察小鼠的精神活动、毛发改变、
饮水量、进食量、大小便等一般状态,并记录体重变
化情况、死亡情况等。
2. 4 血糖的测定 造模第 3 d 用采血针刺破眼内
眦,取血 50 μL,用生理盐水稀释 5 倍,于离心机
3 500 r·min - 1离心 15 min,分离血清,用葡萄糖试剂
盒测定小鼠空腹血糖(FBG)。成模小鼠进行随机分
组,第 2 d 开始给药。以后分别在用药第 7,15 d用
葡萄糖氧化酶法测定各组 FBG。
2. 5 血清胰岛素测定、胰岛素敏感指数计算 给药
第 15 d,各组小鼠拔眼球采血,分离血清,用放射免
疫法测定空腹胰岛素(FINS)水平。计算胰岛素敏
感指数(ISI),计算公式:
ISI = ln1 /FINS × FBG[5]
2. 6 口服糖耐量试验 测定重复 2. 1,2. 2 操作。
用药第 3 周时,各组口服葡萄糖 2. 5 g·kg - 1,分别测
定 0,0. 5,1,2 h 各组小鼠血糖值,比较口服葡萄糖
耐量(OGTT)变化情况,并计算糖耐量血糖曲线下面
积(AUC)。
AUC = 0. 5 × 0 h 血糖 + 0. 5 h 血糖 + 1. 5 × 1 h 血糖 + 2 h
血糖[6]
2. 7 肝组织中 MDA,SOD 测定 各组小鼠给药第
15 d 拔眼球采血后,处死,取肝组织,用冰生理盐水
清洗,滤纸吸干,称重后低温冰箱冷冻保存,测定前
取出用生理盐水配成 10%肝组织液,用高速匀质机
制成 10%肝组织匀浆,于冷冻离心机 3 000 r·min - 1
离心 15 min,取上清液按要求用生理盐水稀释一定
倍数后用于肝组织蛋白含量、肝组织 MDA、肝组织
SOD 测定。组织蛋白质含量测定采用考马斯亮蓝蛋
白测定法;MDA 含量测定采用硫代巴比妥酸法;SOD
活性测定采用黄嘌呤氧化酶法。
2. 8 统计学方法 数据采用 x ± s 表示。采用
SPSS11. 5.统计软件进行统计分析。P < 0. 05 有统
计学意义。
3 结果
3. 1 柿叶多糖对糖尿病小鼠一般状况的影响 正
常小鼠造模成功后出现精神萎靡,形体消瘦、多食、
多饮和多尿等症状。ig 给药后,格列本脲组、柿叶多
糖低、高剂量组较模型组小鼠状态有较明显改善,精
神状态良好。体重较模型组有所增加。
3. 2 柿叶多糖对糖尿病小鼠空腹血糖的影响 给
药期间,与同期糖尿病模型组比较,格列本脲组,柿
叶多糖低、高剂量组,有显著降低血糖的作用(P <
0. 01 或 0. 05)。结果见表 1。
表 1 柿叶多糖对 STZ 致糖尿病小鼠血糖水平的影响(珋x ± s,n = 10)
组别
给药剂量
/mg·kg -1·d -1
初始血糖
/mmol·L - 1
7 d 血糖
/mmol·L - 1
15 d 血糖
/mmol·L - 1
降糖率
/%
正常 - 3. 93 ± 1. 342) 3. 53 ± 1. 482) 3. 59 ± 1. 152)
模型 - 17. 08 ± 2. 79 16. 89 ± 4. 61 15. 69 ± 3. 31 8. 14
格列本脲 25 17. 11 ± 3. 24 13. 26 ± 4. 31 9. 35 ± 2. 362) 45. 35
柿叶多糖 150 17. 01 ± 3. 20 15. 14 ± 2. 39 12. 43 ± 3. 331) 26. 92
600 17. 19 ± 3. 05 15. 17 ± 3. 33 12. 50 ± 3. 221) 27. 28
注:与模型组相比较1)P < 0. 05,2)P < 0. 01(表 2 ~ 4 同)。
3. 3 柿叶多糖对糖尿病小鼠胰岛素水平和胰岛素
敏感指数的影响 STZ 所致糖尿病小鼠与正常小鼠
相比胰岛素水平异常升高,出现胰岛素抵抗,用药后
柿叶多糖低、高剂量组,胰岛素敏感指数均提高。结
果见表 2。
表 2 柿叶多糖对 STZ 致糖尿病小鼠胰岛素水平、
胰岛素敏感指数的影响(珋x ± s,n = 10)
组别
剂量
/mg·kg -1·d -1
空腹血糖
/mmol·L - 1
空腹胰岛素
/mU. L - 1
胰岛素敏感
指数
正常 - 3. 59 ± 1. 152) 25. 41 ± 4. 752) - 4. 28 ± 0. 462)
模型 - 15. 69 ± 3. 31 63. 74 ± 25. 16 - 6. 73 ± 0. 43
格列本脲 25 9. 35 ± 2. 362) 47. 43 ± 15. 03 - 6. 41 ± 0. 32
柿叶多糖 150 12. 43 ± 3. 661) 37. 15 ± 13. 052) - 5. 99 ± 0. 52)
600 12. 50 ± 3. 221) 29. 53 ± 4. 702) - 5. 79 ± 0. 232)
3. 4 柿叶多糖对糖尿病小鼠糖耐量的影响 与糖
尿病模型组比较,柿叶多糖高剂量组口服葡萄糖后血
糖水平下降较快,糖耐量血糖曲线下面积(AUC)与模
型组比较有显著性差异(P < 0. 01),且作用优于格列本
脲组(P <0. 01或 0. 05)结果见表 3。
3. 5 柿叶多糖对糖尿病小鼠肝组织 MDA,SOD 的
影响 STZ 所致糖尿病各组小鼠肝组织中 MDA 较
正常组有显著增高,SOD 显著降低,显示糖尿病小
鼠肝组织抗氧化能力下降。用药 15 d 后,与模型组
比较柿叶多糖有效降低肝组织 MDA,相应增高 SOD
活力(P < 0. 01),结果见表 4。
3. 6 胰岛形态学观察 显微镜下观察:正常组织胰
腺由浆液性腺细胞和导管组成,胰岛由大小不等的
细胞团构成,分布在腺泡之间,胰岛数量最多,体积
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第 17 卷第 4 期
2011 年 2 月
中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 17,No. 4
Feb.,2011
表 3 柿叶多糖对 STZ 致糖尿病小鼠糖耐量的影响(珋x ± s,n = 6)
组别
剂量
/mg·kg - 1·d - 1
0 h 血糖
/mmol·L - 1
0. 5 h 血糖
/mmol·L - 1
1 h 血糖
/mmol·L - 1
2 h 血糖
/mmol·L - 1
AUC /mmol·L - 1·h
正常 - 4. 23 ± 0. 722) 9. 09 ± 1. 432) 7. 86 ± 0. 892) 4. 41 ± 1. 362) 27. 44 ± 2. 772)
模型 - 17. 44 ± 2. 78 27. 58 ± 2. 17 27. 41 ± 2. 59 23. 90 ± 3. 71 101. 42 ± 7. 68
格列本脲 25 19. 15 ± 2. 77 23. 49 ± 2. 971) 17. 95 ± 4. 492) 15. 74 ± 2. 862) 75. 65 ± 12. 582)
柿叶多糖 600 13. 81 ± 7. 98 20. 14 ± 5. 262) 15. 15 ± 5. 112) 15. 20 ± 6. 062) 68. 23 ± 23. 112)
表 4 柿叶多糖对 STZ 致糖尿病小鼠肝组织
MDA,SOD 的影响(珋x ± s,n = 10)
组别
剂量
/ mg·kg -1·d -1
MDA
/μmol·g - 1
SOD
/U·mg - 1
正常 - 9. 63 ±0. 702) 234. 15 ±27. 192)
模型 - 15. 18 ±3. 35 108 ±10. 47
格列本脲 25 10. 34 ±1. 432) 200. 3 ±16. 982)
柿叶多糖 150 11. 49 ±1. 192) 178. 59 ±57. 462)
600 10. 63 ±1. 542) 198. 51 ±32. 202)
较大;模型组胰腺由浆液性腺细胞和导管组成,胰岛
由大小不等的细胞团构成,分布在腺泡之间,胰岛细
胞数量明显减少,分布稀疏;表明 STZ 所致糖尿病小
鼠胰岛细胞有一定损伤。
显微镜下胰岛细胞计数:各组胰腺内胰岛的分
布总数平均为(n = 3)∶ 正常组24(个 /切片),模型组
5(个 /切片),格列本脲 16(个 /切片),柿叶多糖低剂
量 6(个 /切片)、柿叶多糖高剂量 17(个 /切片)。结
果提示:柿叶多糖对胰岛细胞有一定的保护和修复
作用。
4 讨论
糖尿病患者最典型的临床特征为高血糖,持续
的高血糖不仅引起广泛的周围组织和器官的损害,
而且高血糖对胰岛 β 细胞亦有“细胞毒性作用”,因
此在糖尿病的治疗中如何有效持久地控制血糖成为
关键。本实验结果显示,柿叶多糖对糖尿病小鼠的
血糖具有显著降低作用,同时其也能显著改善糖尿
病小鼠的糖耐量,而且其作用优于格列本脲组;应用
柿叶多糖后,糖尿病小鼠状态有较明显的改善,精神
状态良好,死亡率低,并能减缓实验性糖尿病小鼠体
重的下降。
文献报道糖尿病患者和糖尿病动物模型的抗氧
化能力均有下降,在糖尿病的发展过程中伴随自由
基对肝组织的氧化损伤,同时,链脲佐菌素诱导的糖
尿病大鼠的肝细胞肿大、轻度变形,肝窦变窄甚至消
失,肝脏抗氧化能力显著下降[7]。本实验结果表明,
柿叶多糖能显著提高肝脏 SOD 活性、降低 MDA 含
量。显微镜下胰岛细胞计数:柿叶多糖高剂量组胰
岛细胞计数明显增加,提示柿叶多糖对胰岛细胞有
较好的保护和修复作用。因此,提高抗氧化酶活性,
增强机体的抗氧化能力,清除活性氧自由基以解除
自由基对肝脏和胰岛 β-细胞的损伤,促进肝脏功能
的恢复和胰岛 β-细胞的修复和再生,可能是柿叶多
糖降血糖作用的机制之一。
胰岛素抵抗贯穿糖尿病的始终,同时也是导致
糖尿病各种并发症的根源,显性糖尿病的发生既存
在胰岛素抵抗,又存在胰岛素分泌缺陷[8-9]。寻找治
疗胰岛素抵抗药物成为研发治疗糖尿病新药的突破
口。本实验显示在应用柿叶多糖低、高剂量组后,胰
岛素敏感指数均提高,提示柿叶多糖能增加胰岛素
敏感指数,改善胰岛素抵抗状态。
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邓航,等:柿叶多糖对糖尿病小鼠降血糖作用及其机制研究