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柠檬草水提物对高血糖模型小鼠降糖作用的实验研究



全 文 :现代医药卫生 2014年11月15日 第30卷第21期 J Mod Med Health,November 15,2014,Vol.30,No.21
·论 著·
柠檬草学名香茅,又称柠檬香茅,禾本科香茅属多年生草本
植物。在我国,柠檬草在人们日常生活中的主要用途是调味剂、香
料、泡茶等。研究表明,柠檬草精油富含柠檬醛、柠檬烯等多种特
殊成分,有一定的防腐、抗菌、抗氧化作用 [1]。1998 年,柠檬草氯仿
提取液中 3-甲基山茶萘酚和熊果酸等成分被 López-García 等证
实有降糖活性,但其水提物有无降糖作用鲜见报道。本实验探讨
柠檬草水提物对链脲佐菌素(STZ)诱导的高血糖小鼠的降血糖作
用,并对其各脏器的变化进行初步研究,为柠檬草的开发利用提
供初步实验依据。
1 材料与方法
1.1 实验材料
1.1.1 实验动物 昆明种小鼠 40 只,5~6 周龄,平均(5.5±0.5)周;
柠檬草水提物对高血糖模型小鼠降糖作用的实验研究
陈丽芬 1,施茂周 1,蔡伟琼 1,李观兰 1,詹雄宇 1,潘明珠 2,刘钰瑜 2,陈秋生 3(1. 广东医学院第一临床医
学院/陆丰市人民医院,广东 陆丰 516500;2. 广东医学院药理学教研室,广东 湛江 524023;3. 广东医学
院生理科学实验室,广东 湛江 524023)
【摘 要】 目的 探讨柠檬草水提物对高血糖模型小鼠的降血糖作用。 方法 采用高脂饮食加小剂量链脲佐菌素
建立高血糖小鼠模型,随机分为三组:高血糖模型组(模型组)、消渴丸组[给予 1 g/(kg·d)消渴丸灌胃]、柠檬草水提物组
[给予 0.1 mL/(10 g·d)柠檬草水提物灌胃],每组 8 只,雌雄各半,连续给药 28 d;同时随机抽取 10 只小鼠(雌雄各半)作为
正常对照组。在实验的第 7、14、21、28 天测定各组小鼠的体质量和血糖值,在实验的第 28 天取小鼠肝、肾、脾、胸腺称其
质量,比较各组小鼠体质量、血糖水平及内脏质量的变化。 结果 与正常对照组比较,模型组小鼠体质量下降,血糖升
高,胸腺萎缩,胸腺质量下降,差异均有统计学意义(P<0.05)。与模型组比较,消渴丸组和柠檬草水提物组小鼠体质量变
化率减小,消渴丸组血糖值下降,差异均有统计学意义(P<0.05);柠檬草水提物组血糖值与模型组比较,差异无统计学意
义(P>0.05)。 结论 通过高脂饮食加链脲佐菌素成功复制了高血糖小鼠模型,与模型组比较,消渴丸对该模型小鼠的体质
量下降和血糖升高有对抗作用;柠檬草水提物可对抗小鼠体质量的下降,但对造模引起的血糖升高无对抗作用。
【关键词】 高血糖症; 疾病模型,动物; 小鼠; 血糖; 消渴平; 丸剂; 柠檬草
doi:10.3969/j.issn.1009-5519.2014.21.002 文献标识码: A 文章编号: 1009-5519(2014)21-3203-03
Experimental study of water extracts from lemon grass on hypoglycemic effect in hyperglycemia model rats Chen
Lifen1,Shi Maozhou1,Cai Weiqiong1,Li Guanlan1,Zhan Xiongyu1,Pan Mingzhu2,Liu Yuyu2,Chen Qiusheng3(1. The First School
of Clinical Medicine of Guangdong Medical College/Lufeng People′s Hospital,Lufeng,Guangdong 516500,China;2. Department
of Pharmacology,Guangdong Medical College,Zhanjiang,Guangdong 524023,China;3. Physiology Laboratory,Guangdong Med-
ical College,Zhanjiang,Guangdong 524023,China)
【Abstract】 Objective To investigate the hypoglycemic effect of water extracts from lemon grass on hyperglycemia model
rats. Methods Hyperglycemia rats model was established by high-fat diet with small dosage of streptozotocin,and randomized
into 3 groups:hyperglycemia model group(model group),Xiaoke pill group[treated with 1 g/(kg·d) Xiaoke pill for intragastric ad
ministration] and lemon-grass extraction solution group[treated with 0.1 mL/(10 g·d) lemon-grass extraction solution for intragas-
tric administration],8 cases in each group,half male and female for 28 d continous administration;meanwhile another 10 rats(half
male and female) were selected randomly as control group. The body mass and blood glucose level in all the groups were detected
on the 7th,14th,21st,28th d. The liver,kidney,spleen and thymus were taken from rats and measured on the 28th d of the experi-
ment,to compare the changes of body mass,blood glucose level and internal quality of rats in all groups. Results Compared with
the control group,the body mass of rats in the model group declined,blood glucose level in creased,thymus shrinked,thymus
mass decreased,and the differences all had statistical significance(P<0.05). Compared with the model group,the change rate of
body mass of rats in both xiaoke pill group and lemon-grass extraction solution group increased,the blood glucose level in Xiaoke
pill group decreased with statistically significant difference(P<0.05);the blood glucose level in lemon-grass extraction solution
group was similar to that in the model group,and the difference had no statistical significance(P>0.05). Conclusion The hyper-
glycemic rats model is established by high-fat diet combined with STZ successfully. The Xiaoke pill has antagonistic action on
weight loss and hyperglycemia compared with the model group;water extract from lemon grass has antagonistic action on weight
loss,but it has no effect on the hyperglycemia.
【Key words】 Hyperglycemia; Disease models,animal; Mice; Blood glucose; Xiaoke ping tablet; Pilis;
Lemon grass
基金项目:2012 年广东省湛江市科技攻关计划资助项目(2012C3106021);2011 年广东医学院大学生课外科研立项资助项目(2011ZYZF010)。
作者简介:陈丽芬(1990-),女,广东汕尾人,医师,主要从事临床医疗工作;E-mail:891523959@qq.com。
通讯作者:陈秋生(E-mail:714152471@qq.com)。
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现代医药卫生 2014年11月15日 第30卷第21期 J Mod Med Health,November 15,2014,Vol.30,No.21
体质量 18~22 g,平均(20.00±1.89)g,由广东医学院实验动物中心
提供。喂养条件:环境温度 20~24 ℃,相对湿度 40%~70%,12 h 光
照/12 h 黑暗。
1.1.2 仪器与试剂 茂晶 MAJOR 血糖测定仪及血糖纸片购自
北京泰尔龙经贸有限公司;STZ 购自美国 Sigma 公司;高糖饲料
为自行用白砂糖、饲料、蛋黄、猪油混合制成;电子天平为德国
Sartorius 公司生产。
1.2 实验方法
1.2.1 柠檬草水提物的制备 [2] 柠檬草购于大型超市,将柠檬草
粉碎,取 100 g,选取 1∶15 的料液比,放置在 1 L 的蒸馏烧瓶内,浸
泡 12 h,然后再用水蒸气蒸馏法蒸馏 4 h,得到柠檬草精油。蒸馏
出来的柠檬草精油用分液漏斗分离,得到淡黄色透明的纯净柠檬
草精油。使用前用蒸馏水按比例稀释。
1.2.2 小鼠糖尿病模型的制备 [3-5] 40 只小鼠适应实验环境 3 d
后, 随机抽取 10 只小鼠(雌雄各半)作为正常对照组,其余小鼠
用高脂饲料喂养 4 周,每周测其体质量。4 周后,禁食 12 h 后检测
血糖,腹腔注射 90 mg/kg STZ,STZ临用时以柠檬酸缓冲液(pH=4.6)
配成 4%浓度,在冰水中进行。3 d 后,禁食 12 h,尾静脉采血,测定
空腹血糖,选取血糖大于 8.8 mmol/L的 24只小鼠进行下一步实验。
1.2.3 分组及给药 将 24 只小鼠随机分为高血糖模型组(模型
组)、阳性药物组(消渴丸组)、柠檬草水提物组,每组 8 只,雌雄各
半。取适量柠檬草水提物(每千克柠檬草原料可得柠檬草提取液
12 mL)用水和 5%羧甲基纤维素钠(CMC)为溶剂配成20%的浓度
放入冰箱备用;按照消渴丸 1 g/(kg·d)给药,将消渴丸碾碎成粉
末后,以水和 5%CMC 为溶剂配成 0.1 g/mL,柠檬草水提物和消
渴丸分别以 0.1 mL/(10 g·d)灌胃 ,模型组和正常对照组则以
0.1 mL/(10 g·d)灌胃生理盐水,连续进行 28 d,分别在实验的第
7、14、21、28 天将小鼠禁食 12 h,称质量后尾静脉采血测定空腹
血糖。
1.2.4 软组织称质量 最后 1 次血糖试验结束后,将小鼠以颈椎
脱臼法处死, 迅速解剖,取出肝脏、肾脏、胸腺、脾脏,放入自封塑
料袋中,并用精细电子天平测量各脏器质量。体质量变化率(%)=
(实验结束体质量-实验开始体质量)/实验开始体质量×100%。
1.3 统计学处理 应用 SPSS15.0 统计软件进行数据分析,计量
资料以 x±s表示,采用单因素方差分析,P<0.05 为差异有统计学
意义。
2 结 果
2.1 各组小鼠体质量及体质量变化率比较 正常对照组小鼠实
验前后体质量变化不大,与正常对照组比较,模型组小鼠实验后
体质量明显下降,差异有统计学意义(P<0.05);与模型组比较,消
渴丸组和柠檬草水提物组小鼠体质量变化率减小,差异有统计学
意义(P<0.05)。见表 1。
2.2 各组小鼠血糖水平比较 与正常对照组比较,模型组小鼠第
1 周血糖已明显升高,且血糖升高持续到第 4 周,差异有统计学
意义(P<0.05)。与模型组比较,消渴丸组小鼠第 2 周开始血糖较
模型组下降,到实验第 4 周,血糖呈持续下降,差异有统计学意义
(P<0.05)。柠檬草水提物组小鼠血糖与模型组相当,差异无统计
学意义(P>0.05)。见表 2。
2.3 各组小鼠内脏质量比较 与正常对照组比较,模型组小鼠胸
腺质量减少,与模型组比较,柠檬草水提取物组小鼠胸腺质量也
增加,差异均有统计学意义(P<0.05);其余内脏质量与模型组比
较,差异无统计学意义(P>0.05),见表 3。
3 讨 论
高脂饲料联合小剂量 STZ 是建立 2 型糖尿病模型常用的造
模方法,原理是先用高脂饮食诱导形成胰岛素抵抗和肥胖,然后
用 STZ 使胰岛轻度破坏,STZ 是实验动物糖尿病模型的常用诱发
剂,能选择性地破坏胰岛 β细胞,使胰岛分泌功能受损甚至丧失,
造成内分泌功能紊乱,使糖、脂肪、蛋白质等代谢失调,从而使血
糖升高[6]。一般认为血糖高于 8.8 mmol/L 以上为高血糖,本实验用
30 只小鼠造模,有 24 只在 8.8 mmol/L 以上,成模率为 80.0%。实
验结果显示,模型组在第 4 周时有明显的“三高一低”症状,表现
为尿量增多,饮水增多,毛发易湿,体质量下降,这些与高血糖患
者的临床症状相似。胸腺为体内免疫器官之一,其细胞能发育成
为具有免疫功能的成熟 T 淋巴细胞,在抗感染、抗肿瘤和免疫调
节方面发挥关键作用。本实验结果显示,与正常对照组比较,模型
组小鼠的胸腺质量有所下降,可能是动物免疫力下降引起;与模
型组比较,柠檬草水提物组小鼠的胸腺质量较大,提示柠檬草有
提高小鼠免疫力的作用,可能是柠檬草水提物具有消除自由基和
抗氧化的功效,体内自由基与炎症、肿瘤、血液病等疾病的发生机
制关系密切[7],但其对胸腺的具体作用机制尚不清楚,有待进一步
研究。
消渴丸为中西药合用的口服降血糖药物,钱瑾等 [8]研究证明,
消渴丸中药成分有抑制 α-葡萄糖苷酶作用,其组成黄芪、山药、
玉米须、五味子均有一定的降血糖作用 [9-11]。近年来许多研究也表
明,消渴丸具有降低 STZ 高血糖模型动物血糖作用,其降糖机制
可能是通过刺激胰腺 β 细胞,促进血清胰岛素分泌和抑制胰高血
糖素分泌,通过增加门静脉胰岛素水平或对肝脏的直接作用,抑制
肝糖原分解和糖原异生作用,减少肝生成和输出葡萄糖;也可增
加胰外组织对胰岛素的敏感性和糖的利用,增加肝糖原含量 [12]。
表 3 各组小鼠内脏质量比较(x±s,g)
组别
正常对照组
模型组
消渴丸组
柠檬草水提物组
10
8
8
8
0.101±0.033
0.085±0.027a
0.072±0.035
0.093±0.021b
1.470±0.241
1.649±0.225
1.552±0.420
1.583±0.363
n 胸腺 肝脏 脾脏
0.530±0.028
0.546±0.030
0.487±0.038
0.430±0.021
肾脏
0.154±0.063
0.164±0.074
0.181±0.057
0.151±0.031
注:与正常对照组比较,aP<0.05;与模型组比较,bP<0.05。
表 1 各组小鼠体质量及体质量变化率比较
组别
正常对照组
模型组
消渴丸组
柠檬草水提物组
体质量(x±s,g)
实验开始 实验结束
体质量变化
率(%)
1.1
-18.4a
-3.1b
-0.5b
36.10±3.24
35.39±3.52
35.04±3.19
30.49±4.34
36.61±5.11
28.85±4.34a
33.72±3.76b
29.26±5.97b
注:与正常对照组比较,aP<0.05;与模型组比较,bP<0.05。
n
10
8
8
8
注:与正常对照组比较,aP<0.01,bP<0.05;与模型组比较,cP<0.01,dP<
0.05。
表 2 各组小鼠血糖水平比较(x±s,mmol/L)
组别
正常对照组
模型组
消渴丸组
柠檬草水提物组
n
10
8
8
8
6.67±0.21
11.05±1.78a
12.60±4.01
10.72±4.06
5.69±0.61
12.28±3.39b
10.55±0.68c
10.61±3.82
4.75±0.69
11.65±3.93b
8.09±0.43d
11.70±3.53
6.61±0.56
10.87±0.11b
7.23±0.59d
10.89±4.40
时间
第 1 周 第 2 周 第 3 周 第 4 周
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现代医药卫生 2014年11月15日 第30卷第21期 J Mod Med Health,November 15,2014,Vol.30,No.21
表达增强 [10]。有资料表明,SLE 患者,尤其是活动期 SLE 患者外
周血单个核细胞产生 TNF-α的能力增强,非活动期则降低 [11],伴
全身感染者升高更明显。本研究结果也发现,TNF-α水平与健康对
照组比较明显升高。表明 TNF-α在 SLE 机体免疫反应中仍起着一
定作用[12]。
综上所述,IgG 升高、补体降低、细胞因子(IL-6、TNF-α)水平
升高均提示 SLE 患者体液免疫亢进,对 SLE 的诊断、疗效观察及
病情判断有一定指导作用。
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(收稿日期:2014-07-24)
目前消渴丸在临床上已使用多年,故本实验采用消渴丸作为本次
实验的阳性对照组,结果显示,与模型组比较,消渴丸对小鼠具有
减慢体质量下降及降低血糖作用,也进一步说明本实验 STZ 高血
糖模型建立成功。
本研究结果表明,柠檬草水提物给予高血糖小鼠灌胃 1 个月
后,与模型组比较,柠檬草水提物对高血糖小鼠体质量有减缓下
降趋势,但没有明显的降糖作用。在生活中柠檬草是作为一类茶
饮,据悉在西班牙加纳利群岛等地是一种降血糖和降血压的民间
药物。其中柠檬草氯仿提取液中的 3-甲基山茶萘酚和熊果酸等
成分在 1998 年已被 López-García 等证实有降糖活性。本实验没有
观察到其降糖作用,原因可能有:(1)造模方法需要改进,实验时
间较长,导致高血糖小鼠出现并发症,药物疗效无法显示;(2)药
物剂量有待完善,柠檬草提取液只有一个剂量,可能该剂量并非
药物的最佳作用剂量,而且无法观察药物的量效关系;(3)药物剂
型有待改进,柠檬草水提物为挥发油,易挥发,导致灌胃药物浓度
小于实际浓度,达不到降血糖效果;(4)血糖检测手段有待改进,
本实验以取小鼠尾静脉血检测血糖,如果选择眼眶静脉丛采血,
所测血糖值可能更为准确。下一步实验可继续使用高脂饲料联
合小剂量 STZ 作为造模方法,但需缩短造模时间;另外,选择柠
檬草水提物多个剂量进行灌胃,将药物制成 β-环糊精包合物或
软胶囊剂,以小鼠眼眶静脉丛采血等,以更好地观察和评价药物
的疗效。
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(收稿日期:2014-06-15)
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