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翻白草总黄酮及翻白草复方的降血糖作用研究



全 文 :2015 年 9 月 第 17 卷 第 9 期 中国现代中药 Modern Chinese Medicine Sep. 2015 Vol. 17 No. 9
·基础研究·
* [通信作者] 唐志书,教授,硕士生导师,研究方向:中药创新产品开发;Tel: (029)38182202,E-mail:tzs6565@163. com
翻白草总黄酮及翻白草复方的降血糖作用研究

孙琛1,张健1,王征1,宋忠兴2,刘红波2,谢培1,唐志书1*
(1. 陕西中医药大学 /陕西省中药资源产业化协同创新中心,陕西 咸阳 712083;
2. 陕西省中药基础与新药研究重点实验室,陕西 咸阳 712046)
[摘要] 目的:研究翻白草总黄酮和从民间收集的复方(翻白草 30 g、地骨皮 50 g、桑叶 10 g)对高血糖小鼠的
降血糖作用。方法:选择昆明种小鼠,采用四氧嘧啶(50 mg·kg -1)腹腔注射造模,将造模成功的小鼠(血糖≥
11. 1 mmol·L -1以上)随机分为空白对照组、模型组、二甲双胍组、消渴丸组、翻白草总黄酮大剂量组
(320 mg·kg -1)、翻白草总黄酮中剂量组(160 mg·kg -1)、翻白草总黄酮小剂量组(80 mg·kg -1)、复方大剂量组(10 g
生药·kg -1)、复方中剂量组(5g生药·kg -1)、复方小剂量组(2. 5 g生药·kg -1)。连续给药 14 d后,观察翻白草总黄
酮及翻白草复方对高血糖小鼠体重、血糖、胰岛素敏感指数、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)
的影响。结果:翻白草总黄酮大、中、小剂量及复方大、中、小剂量可以明显降低高血糖小鼠的血糖值,提高小鼠
胰岛素敏感指数,升高小鼠体内过氧化氢酶(CAT)活力和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活力。结论:翻白草总黄
酮及其复方可以显著提高小鼠的抗氧化能力,降低胰岛素抵抗力,并且复方各组对小鼠的降血糖作用强于翻白草总
黄酮各组。
[关键词] 翻白草总黄酮;复方;降血糖作用
Studies on Hypoglycemic Effects of Total Flavonoids and Compound
Prescription Containing Potentilla discolor Bge.
SUN Chen1,ZHANG Jian1,WANG Zheng1,SONG Zhongxing2,LIU Hongbo2,XIE Pei1,TANG Zhishu1*
(1. Shaanxi University of Chinese Medicine /Shaanxi Collaborative Innovation Center of
Chinese Medicinal Resources Industrialization,Xianyang 712083,China;
2. Shaanxi province key laboratory of new drugs and Chinese medicine foundation research,Xianyang 712046,China)
[Abstract] Objective:To investigate the hypoglycemic effects of total flavonoids and compound prescription containing
Potentilla discolor Bge. on hyperglycemia mice. Methods:Kunming micewere used as experiment animal,the model mice of
alloxan-diabetes were randomly divided into these groups:control group,model group,metformin group,diabetes pill group,
total flavonoids in high-dose group(320 mg·kg -1) ,total flavonoids in middle-dose group(160 mg·kg -1) ,total flavonoids in
low-dose group(80 mg·kg -1) ,compound in high-dose group(10 g herbs·kg -1) ,compound in middle-dose group(5 g
herbs·kg -1) ,compound in low-dose group(2. 5 g herbs·kg -1). Body weight,blood sugar,the insulin sensitivity index,
catalase,and glutathion peroxidase in serum were measured after 14 days. Results: Total flavonoids and the
compoundprescription could reduce the blood glucose of hyperglycemia mice,and significantly improve the insulin sensitivity
index,and the mice of catalase (CAT)activity as well as glutathione peroxidase (GSH-Px)activity. Conclusion:Total
flavonoids and the compound prescription could significantly increase the antioxidant activity and reduce insulin resistance of
mice. The hypoglycemic effects of compound was better thanthat of total flavonoids.
[Keywords] Flavonoids of Potentilla discolor Bge.;compoundprescription;hypoglycemic effects
doi:10. 13313 / j. issn. 1673-4890. 2015. 9. 009
近年来,世界各国糖尿病的患病率显著增加,
大约 90%的糖尿病患者为 2 型糖尿病。近 30 到 50
年仍然很难缓解糖尿病的急剧增加,世界卫生组织
(WHO)统计结果显示在 1994 年有 1. 2 亿例糖尿病
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患者,1997 年达到 1. 35 亿,2000 年数据统计为
1. 75 亿,到 2010 年已经有 2. 39 亿例糖尿病患者,
预测在 2025 年将会有超过 3 亿的糖尿病患者。糖尿
病患者最多的 3 个国家分别为印度、中国以及美国。
此外,2 型糖尿病还会导致许多并发症,如:心脏
方面的病变、肾功能衰竭、脑血管疾病、失明以及
肢体坏疽等[1-2]。研究表明,高血糖是引发这些糖尿
病并发症的主要原因。因此对糖尿病进行控制及有
效治疗的最重要的策略便是降低并控制血糖在正常
的水平。临床一般采用的是双胍类、胰岛素、磺脲
类药物来降低血糖。这些药物的降糖作用虽然比较
明显,但是也存在着较多的副作用,采用中药治疗
糖尿病疗效确切、前景良好、副作用小。
翻白 草 Potentilla discolor Bge. 为 蔷 薇 科
(Rosaceae)植物,味甘、微苦,性平,无毒,归肝、
胃、大肠经[3]。翻白草于 《救荒本草》中首次提
到,分布在全国各地,全草都可以入药,民间有记
载翻白草可以降低血糖治疗 2 型糖尿病,其降血糖
的主要活性成分为翻白草中的黄酮类物质[4-5]。另
外,我们从民间收集了可降低血糖的含有翻白草的
复方,具体复方组成为:翻白草 30 g、地骨皮 50 g、
桑叶 10 g。目前针对翻白草的药理学研究大多都和
治疗糖尿病有关,有研究人员发现翻白草具有降血
糖作用,其中主要有效成分为翻白草中黄酮类化合
物,但是没有更深一步地研究它的作用机理和具体
的药理作用。所以在现今研究中对于翻白草降血糖
作用的研究大多针对其总黄酮成分,对于含有翻白
草复方的研究仍是空白,本文主要针对翻白草总黄
酮和从民间收集的复方的降血糖作用进行研究。
1 材料与仪器、动物
1. 1 材料
翻白草购自陕西省药材市场,由西北大学王亚
洲副教授鉴定为翻白草 Potentilla discolor Bge. 全草。
取干燥全草,粉碎,过筛,在 70 ℃用 70%
乙醇连续回流提取 2 次,每次 2 h,减压回收提取
溶剂,用石油醚提取叶绿素,除去石油醚层,再
选用乙酸乙酯萃取,合并乙酸乙酯层,将乙酸乙
酯层浓缩回收至浸膏状,即得翻白草总黄酮粗品(得
膏率为 1. 1%) ,实验中配成大(320 mg·kg -1)、中
(160 mg·kg -1)、小(80 mg·kg -1)剂量的混悬液,以
翻白草质量计为大(29. 1 g 生药·kg -1)、中(14. 5 g
生药·kg -1)、小(7. 27 g生药·kg -1)剂量。
取干燥全草,粉碎后过筛,用 70%的乙醇连续
回流提取 2 次,所得提取液减压回收至干,再加水,
得翻白草醇提取液(1 g生药·mL -1)。
取全草,粉碎后过筛,用水连续回流提取 2 次,
所得提取液减压回收得翻白草水提取液(1 g 生
药·mL -1)。
翻白草复方:翻白草 30 g、地骨皮 50 g、桑叶
10 g。取复方水煎 2 次,每次 1 h,合并 2 次水煎液。
实验中均以翻白草质量计配成大(10 g 生药·kg -1)、
中(5 g生药·kg -1)、小(2. 5 g 生药·kg -1)剂量的混
悬液。
1. 2 试药
消渴灵片(吉林省康福药业有限公司) ;盐酸二
甲双胍缓释片(石家庄市华新药业有限责任公司) ;
四氧嘧啶(SIGMA公司) ;0. 9%氯化钠溶液(河南华
利药业有限责任公司) ;INS(胰岛素)药盒(北京华
英生物技术研究所) ;GSH-PX(谷胱甘肽过氧化物
酶)测试盒(南京建成生物工程研究所) ;CAT(过氧
化氢酶)测试盒(南京建成生物工程研究所)。
1. 3 仪器
分析天平(北京赛多利斯仪器系统有限公司) ;
EYALAN-N旋转蒸发仪(日本 RIKAKIKAI 公司) ;血
糖测试仪(北京怡成生物电子技术有限公司) ;血糖
试纸条(北京怡成生物电子技术有限公司) ;U-2001
紫外-可见分光光度计(日本 HITAICHI公司) ;R-911
全自动放免计数仪。
1. 4 动物与饲养条件
昆明种雄性小鼠 120 只(西安交通大学医学院实
验动物中心,动物许可证号:SCXK2012-0009) ,体
重:18 ~ 25 g。饲养条件:SPF 实验室,相对湿度:
30% ~40%,温度:20 ~ 30 ℃,SPF级饲料(西安交
通大学医学院实验动物中心) ,纯净水,保持各组实
验动物饲养条件一致。
2 方法
2. 1 小鼠预实验
取昆明种雄性小鼠 30 只,体重 18 ~ 25 g,由西
安交通大学医学院动物中心提供。随机分成 5 组:
空白对照组、翻白草醇提液组(10 g生药·kg -1)、翻
白草总黄酮组(320 mg·kg -1)、翻白草水提液组
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(10 g生药·kg -1)、复方组(10 g生药·kg -1,以翻白
草计) ,每组 6 只,对各组小鼠禁食不禁水,在 12 h
后尾静脉取血测小鼠的空腹血糖,再对各组小鼠灌
胃给药,空白对照组给予等量 0. 9%氯化钠溶液,记
录给药后的时间,并于给药后 1、2、3、5、24 h 尾
静脉取血测定小鼠的空腹血糖。
2. 2 建立高血糖模型
取昆明种雄性小白鼠,90 只,体重 18 ~ 25 g。
在 SPF实验条件下适应 1 周后,随机分为 10 组,每
组 9 只,即空白对照组(C)、模型组(M)、二甲双
胍组(G)、消渴丸组 (X)、翻白草总黄酮小剂量组
(H1)、翻白草总黄酮中剂量组(H2)、翻白草总黄酮
大剂量组(H3)、复方小剂量组(F1)、复方中剂量组
(F2)、复方大剂量组(F3)。空白对照组给予 0. 9%
氯化钠溶液灌胃,饮用蒸馏水,其余各组每天灌服
高浓度的葡萄糖 30 g·kg -1,同时饮用 5%葡萄糖水,
连续灌服 20 d,分别于实验第 1、2、3、5、10、14
天腹腔注射四氧嘧啶 0. 9%氯化钠溶液50 mg·kg -1。
第 20 天眼眶取血,测空腹血糖,血糖浓度达
11. 1 mmol·L -1以上者选用,各组和空白对照组对比
差异具有统计学意义(P < 0. 05)。
2. 3 给药方法
空白对照组和模型组给予 0. 9% 氯化钠溶液
0. 1 mL·(10 g)- 1,二甲双胍组(125 mg·kg -1)、消
渴丸组(2. 88 g·kg -1)、翻白草总黄酮大剂量组
(320 mg·kg -1 )、 翻 白 草 总 黄 酮 中 剂 量 组
(160 mg·kg -1)、翻白草总黄酮小剂量组(80 mg·kg -1)、
复方大剂量组(10 g 生药·kg -1,以翻白草计)、复方
中剂量组(5 g生药·kg -1,以翻白草计)、复方小剂量
组(2. 5 g生药·kg -1,以翻白草计)对高血糖小鼠灌胃
给药,14 d 后禁食,第 15 天早上空腹给药,给药后
1 h眼眶取血,取血量为 1 ~1. 5 mL,静置,用离心机
离心(3000 r·min -1)10 min,迅速分离血清,取血清
50 μL,测血糖、血清胰岛素、CAT和 GSH-PX 值。
2. 4 检测方法
采用125 I胰岛素放射免疫分析试剂盒测定各组小
鼠血清的空腹血清胰岛素水平,采用 CAT 试剂盒测
定各组小鼠的过氧化氢酶活力,采用 GSH-PX 测试
盒测其血清中的谷胱甘肽过氧化物酶活力。
2. 5 统计方法
各组实验数据采用 SPSS17. 0 软件包处理,各组
比较用单因素方差分析,P < 0. 05 表示差异有统计
学意义。
3 结果
3. 1 小鼠预实验结果
表 1 预实验结果表明,翻白草总黄酮和复方均
可以降低正常小鼠的血糖值,其中翻白草总黄酮能
够快速降低小鼠的血糖值,而复方组降血糖作用较
缓慢,但是复方组其药效维持时间比翻白草总黄酮
组长。翻白草水提液及醇提液不能降低正常小鼠的
血糖值。
表 1 小鼠预实验血糖记录结果
组别 n 给药前血糖 给药后 1 h 给药后 2 h 给药后 3 h 给药后 5 h 给药后 24 h
空白对照组 6 6. 94 ± 0. 49 6. 97 ± 0. 66 6. 75 ± 0. 71 7. 51 ± 0. 69 8. 07 ± 1. 12 7. 85 ± 0. 79
翻白草总黄酮组 6 7. 13 ± 0. 77 6. 61 ± 0. 69 6. 63 ± 0. 74 6. 86 ± 1. 19 6. 77 ± 0. 91 7. 04 ± 0. 84
翻白草醇提液组 6 6. 39 ± 0. 87 7. 28 ± 0. 89 7. 31 ± 0. 93 7. 38 ± 1. 02 8. 22 ± 0. 97 7. 88 ± 0. 65
翻白草水提液组 6 7. 09 ± 0. 67 8. 46 ± 0. 98 7. 11 ± 0. 81 7. 29 ± 1. 12 7. 21 ± 0. 94 7. 79 ± 0. 76
复方组 6 6. 89 ± 0. 56 8. 12 ± 0. 92 7. 99 ± 0. 85 7. 77 ± 0. 76 6. 34 ± 0. 87 6. 55 ± 0. 76
3. 2 翻白草总黄酮及复方对高血糖小鼠的血糖影响
如图 1 所示,各给药组小鼠的血糖值均有下降,
其中翻白草总黄酮中剂量、复方中剂量、二甲双胍、
消渴丸组下降最为显著,其余各给药组血糖下降均
达到正常水平,模型组小鼠血糖仍高于正常水平。
各给药组血糖与模型组对比具有统计学差异(***P <
0. 001)。复方各组降血糖效果比翻白草总黄酮各组
效果显著。
3. 3 各组胰岛素敏感指数实验结果
胰岛素敏感指数(INS)计算公式:
INS = Ln [1 /(胰岛素值 ×空腹血糖值) ]
如图 2 所示,模型组胰岛素敏感指数明显下降,
各给药组胰岛素敏感指数升高,与模型组对比具有
统计学差异(P < 0. 05) ,翻白草总黄酮中剂量和复
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方小剂量效果最佳,复方各组比翻白草总黄酮各组
提高胰岛素敏感指数效果显著。
注:与模型组相比,***P < 0. 001。
图 1 各组小鼠给药前后血糖值比较
注:与模型组相比,* P < 0. 05。
图 2 各组小鼠胰岛素敏感指数比较
3. 4 各组小鼠 CAT活力实验结果
如图 3 所示,各给药组 CAT 值和模型组对比具
有统计学差异(P < 0. 01) ,各给药组和对照组相比
CAT值均达到正常水平,翻白草总黄酮小剂量、复
方大剂量、二甲双胍及消渴丸效果最为显著。
注:与模型组相比,**P < 0. 01,***P < 0. 001。
图 3 各组小鼠 CAT值比较
3. 5 各组 GSH-Px活力实验结果
如图 4 所示,各给药组 GSH-Px 均有明显提高,
其中总黄酮小剂量效果较显著(P < 0. 05) ,消渴丸
效果最显著(P < 0. 01) ,总黄酮小剂量组和消渴丸
组 GSH-Px值恢复正常水平。
注:与模型组相比,* P < 0. 05,**P < 0. 01。
图 4 各组小鼠 GSH-Px值比较
4 讨论
本实验的造模原理为动物在饮用高葡萄糖基础
上,加小剂量四氧嘧啶,使小鼠血糖升高。在整个
造模过程中需要注意以下几点:四氧嘧啶应于临用
前配制,并盛装于棕色瓶中于 2 h 内用完,其原因
是由于四氧嘧啶的水溶液很不稳定,易分解成四氧
嘧啶酸而失效。
实验动物选用雄性小白鼠,是由于雄性小鼠对
于外界的刺激很敏感,即对药物敏感性较强。由于
高浓度还原性物质(例如:维生素 C)会通过色素原
竞争游离的氧,使反应受到干扰而使结果偏低,血
红蛋白也会引起过氧化氢分解使测定结果偏低,故
取血后尽快分离血清,并尽早测定。本实验先对小
鼠进行高血糖造模,高血糖会引发多种症状,如:
多尿、口渴多饮、疲劳、体重减轻、多食。在整个
造模过程中,为了确保成功造模,我们需要细心观
察小鼠是否出现上述症状。小鼠尿量增多,为了保
证实验结果准确需要每天更换小鼠垫料,确保小鼠
的生活环境干净健康。文献 [6-7] 认为应当在第
1、2、14 天对小鼠腹腔注射四氧嘧啶,但是造模
成功率较低,我们将其更改为第 1、2、3、5、10、
14 天腹腔注射四氧嘧啶使造模成功率达到 85%
以上。
取造模成功的小鼠(血糖值高于11. 1 mmol·L -1) ,
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进行灌胃给药。实验结果发现,给药组各剂量没有
呈现良好量效关系,对于其剂量的选取今后将会进
一步进行研究。通过查阅文献发现降低小鼠胰岛素
抵抗作用即是提高小鼠胰岛素敏感指数[8],从而降
低血糖,该实验发现翻白草总黄酮可以提高小鼠胰
岛素敏感指数,这可能是其降血糖的机制。2 型糖
尿病的发病原因之一就是胰岛素抵抗力增强,翻白
草可降低胰岛素抵抗力,对治疗 2 型糖尿病具有良
好前景。
小鼠血清中的 CAT 及 GSH-Px 酶活力可以说明
抗氧化作用[9],由测定结果可知翻白草总黄酮及复
方均可明显提高小鼠的 CAT 值及 GSH-Px 值,从作
用机理上看,降低小鼠的血糖和提高其抗氧化能力
可能具有联系。今后在针对降血糖作用的研究也可
以从提高其氧化应激方面着手,为进一步研究降血
糖作用开辟了新思路。
综上所述,本研究结果表明翻白草总黄酮及复
方可以显著降低高血糖小鼠的空腹血糖,提高胰岛
素敏感指数及过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶活
力。从一定程度上验证了翻白草总黄酮及复方治疗
2 型糖尿病的作用。但本实验结果量效关系表现不
明显,对于黄酮类成分会不会干扰血糖的测定,仍
需在以后的工作中进一步探讨。
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(收稿日期 2015-06-01)
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