全 文 :植物资源与环境学报,2015,24(2) :115 - 117
Journal of Plant Resources and Environment
白子菜叶片中酸性多糖的降血糖作用及其对相关指标的影响
昊 霞1,2,张钱钱1,王忠震1,3,林 兵1,宋洪涛1,张 宇4,陈 磊1,①
(1. 南京军区福州总医院药学科,福建 福州 350025;2. 厦门大学医学院,福建 厦门 361102;
3. 福建中医药大学药学院,福建 福州 350122;4. 福建医科大学药学院,福建 福州 350108)
Hypoglycemic action of acidic polysaccharide in leaf of Gynura divaricata and its effect on related indexes HAO
Xia1,2,ZHANG Qianqian1,WANG Zhongzhen1,3,LIN Bing1,SONG Hongtao1,ZHANG Yu4,CHEN Lei1,① (1.
Department of Pharmacy,Fuzhou General Hospital of Nanjing Military Region,Fuzhou 350025,China;2. Medical
College,Xiamen University,Xiamen 361102,China;3. Fujian University of Traditional Chinese Medicine,Fuzhou
350122,China;4. Pharmacy College,Fujian Medical University,Fuzhou 350108,China) ,J. Plant Resour. & Environ.,
2015,24(2) :115 - 117
Abstract:Gynura divaricata acidic polysaccharide (GDAP)was extracted and purified from dry leaf of Gynura divaricata
(Linn.)DC. Effects of successive lavage GDAP for 0,7,14 and 21 d with daily dose of 15,37 and 60 mg·kg -1 on blood
glucose content of diabetic model mice were analyzed,and differences in SOD activity and MDA content in serum and
glycogen content in liver of mice were compared. The results show that with prolonging of successive administration time
and increasing of GDAP daily dose,blood glucose content of diabetic model mice generally appears the decreasing trend.
With successive administration for 14 and 21 d,blood glucose content of different GDAP treatment groups is generally lower
than that of CK group (0. 9% NaCl injection with daily dose of 10 mL·kg -1)but higher than that of T1 group (metformin
with daily dose of 200 mg·kg -1). In which,after successive administration GDAP for 21 d with daily dose of 37 and
60 mg·kg -1,blood glucose content of diabetic model mice is significantly or extremely significantly lower than that of CK
group but significantly or extremely significantly higher than that of T1 group,while SOD activity in serum of diabetic model
mice is significantly higher and its MDA content is significantly lower than those of CK group,but there is no significant
difference with those of T1 group. Glycogen content in liver of diabetic model mice of different GDAP treatment groups is
higher than that of CK group,but lower than that of T1 group. It is suggested that GDAP is the main hypoglycemic
components in polysaccharide of G. divaricata leaf, and it has dose-effect relationship in hypoglycemic activity.
Hypoglycemic mechanism of GDAP is probably related to improving antioxidant enzyme ability in the body,enhancing
activity of scavenging oxygen free radicals,relieving liver damage,and increasing glycogen storage capacity.
关键词:白子菜;白子菜酸性多糖(GDAP) ;降血糖作用;SOD活性;MDA含量;肝糖原含量
Key words:Gynura divaricata (Linn.)DC.;Gynura divaricata acidic polysaccharide (GDAP) ;hypoglycemic action;
SOD activity;MDA content;glycogen content
中图分类号:R285. 5;Q949. 95 文献标志码:A 文章编号:1674 - 7895(2015)02 - 0115 - 03
DOI:10. 3969 / j. issn. 1674 - 7895. 2015. 02. 17
与西药相比,传统中药及其提取物具有经济、安全的优点,
同时还可避免西药的许多副作用[1]。中药材白子草又名白背
三七,为菊科(Compositae)三七属(Gynura Cass.)植物白子菜
〔Gynura divaricata (Linn.)DC.〕的干燥叶,具有清热、舒筋、止
血、祛痰等功效[2]。在民间,白子菜的茎和叶可药食两用,用于
治疗高血压、糖尿病和高血脂症等[3],其化学成分复杂,目前已
分离获得多糖类[3]、黄酮类[4 - 6]、生物碱[4,7 - 8]和脂肪酸[9]等成
分。胡勇等[10]发现白子菜地上部分的水提物和醇提物都具有
显著的降糖作用,且其降糖活性成分主要为总生物碱、总黄酮及
一些糖苷类;姜曼花等[11]和刘微微等[12]也认为白子菜干燥叶
的多糖成分具有显著的降血糖作用;陈磊[13]的研究结果也表明
黄酮类成分和多糖类成分是白子菜干燥叶中的主要降糖活性成
分。
为了明确白子菜多糖的降血糖机制,作者对白子菜干燥叶
片中的多糖成分进行了提取和分离纯化,获得了白子菜酸性多
糖(Gynura divaricata acidic polysaccharide,GDAP)并通过检测
糖尿病小鼠的血糖含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二
醛(MDA)含量和肝糖原含量,比较了不同剂量 GDAP 的降
血糖活性,以期为白子菜多糖的降糖机制研究提供基础实验
数据。
收稿日期:2014 - 09 - 16
基金项目:福建省自然科学基金资助项目(2012J01400)
作者简介:昊 霞(1988—) ,女,蒙古族,内蒙古呼伦贝尔人,硕士研究生,主要从事中药药理学方面的研究工作。
①通信作者 E-mail:Chen1974lei@ sina. com
1 材料和方法
1. 1 材料
供试白子菜新鲜叶片于 2013 年 7 月 26 日采集于福州市郊
区,经第二军医大学秦路平教授鉴定,凭证标本保存于第二军医
大学生药教研室标本馆。实验用小鼠(Mus musculus)为 SPF 级
ICR雄鼠,体重 18 ~ 22 g,购自上海斯莱克实验动物有限责任公
司。
实验用盐酸二甲双胍片购自江苏苏中药业集团股份有限公
司,链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)购自美国 Sigma 公司,柠檬
酸和柠檬酸三钠购自国药集团化学试剂有限公司,肝糖原、SOD
和 MDA测定试剂盒均由南京建成生物工程研究所提供;拜安
捷○R 2 型血糖仪及配套试碟购自德国拜耳公司。
1. 2 方法
1. 2. 1 多糖的制备及纯化 于 2013 年 7 月下旬在福州总医院
药学科动物实验中心进行实验。称取 1 kg白子菜干燥叶片(于
60 ℃干燥至恒质量) ,粉碎并过 20 目筛;经石油醚脱脂后用体
积分数 95%乙醇回流提取,残渣于 50 ℃烘干;称量全部残渣的
总质量,加入 20 倍体积的纯化水,于 100 ℃水浴回流提取 2 h,
过滤,残渣重复提取 1 次,合并滤液;将滤液浓缩至原体积的
50%并加入 3 倍体积的体积分数 95%乙醇,静置过夜;室温下 4
000 r· min -1 离心 15 min;收集沉淀,向沉淀中加入无水
乙醇,混匀后静置 30 ~ 60 min,室温下 4 000 r·min -1离心 15
min并收集沉淀,重复此操作 2 次;沉淀用丙酮混匀,静置 30 ~
60 min后于室温下 4 000 r·min -1离心 10 min,沉淀于 40 ℃
条件下减压干燥获得粗多糖。
采用酶 - Sevag 法[14]对粗多糖进行脱蛋白处理,得到纯化
多糖;纯化多糖经 DEAE - Sepharose Fast Flow分离后,用 0. 0、0.
1 和 0. 3 mol·L -1NaCl进行梯度洗脱;采用硫酸 -苯酚法[15]跟
踪检测各洗脱组分,得到酸性多糖 GDAP;采用 Sephacryl S -
300HR凝胶柱层析和间羟基联苯法[16]进行纯度分析,显示
GDAP为均一多糖,纯度为 90. 9%。
1. 2. 2 糖尿病小鼠模型的建立 参照李强等[17]的方法建立小
鼠糖尿病模型。使用的高糖高脂饲料包含质量分数 10. 0%猪
油、质量分数 25. 0%蔗糖、质量分数 3. 5%胆固醇、质量分数 2.
0%胆酸盐及质量分数 59. 5%普通饲料。随机抽取 10 只饲养 1
周的正常小鼠作为正常对照(CK0) ,仅喂食普通饲料。
1. 2. 3 分组及给药方法 将模型小鼠随机分成 5 组(每组 10
只) :CK为模型对照组,使用质量体积分数 0. 9% NaCl 注射液,
日剂量 10 mL·kg -1;T1为二甲双胍处理组,日剂量 200 mg·
kg -1;T2为低剂量 GDAP处理组,日剂量 15 mg·kg
-1;T3为中剂
量 GDAP处理组,日剂量 37 mg·kg -1;T4为高剂量 GDAP 处理
组,日剂量 60 mg·kg -1。正常对照组(CK0)也为质量体积分数
0. 9%NaCl注射液,日剂量 10 mL·kg -1。各组均灌胃给药;正
常小鼠喂食普通饲料,模型小鼠喂食高糖高脂饲料,每天投喂 2
次,持续 21 d。
1. 2. 4 指标测定方法 连续给药 0、7、14 和 21 d,分别选取各
组的小鼠,禁食不禁水 12 h 后,用 15 mg·kg -1戊巴比妥钠麻
醉,心脏取血并测定血糖含量。
连续给药 21 d,在完成血糖含量测定后,心脏采血 3 ~ 5
mL,于 4 ℃条件下 3 000 r·min -1离心 15 min,上清液置于 -
80 ℃保存,并按照相应试剂盒的说明书测定血清中 SOD 和
MDA含量。同时,剖取肝脏,用质量体积分数 0. 9% NaCl 注射
液洗净,按照相应试剂盒的说明书测定肝糖原含量。
1. 3 数据统计分析
采用 SPSS 18. 0 统计分析软件对数据进行正态分布和方差
齐性检验(Levene 法) ;实验组与对照组数据比较时,符合正态
分布的数据采用 t检验法(Student’s t-test) ,不符合正态分布的
数据则采用非参数检验法(Nonparametric test)。
2 结果和分析
由实验结果(表 1)可知:在给药前(0 d) ,模型对照组
(CK)、二甲双胍处理组(T1)以及低、中、高剂量 GDAP 处理组
(T2、T3和 T4)小鼠的血糖含量无显著差异(P > 0. 05)。连续给
药 7、14 和 21 d,随 GDAP日剂量提高小鼠的血糖含量均逐渐下
降,但 T2、T3和 T4组的血糖含量均高于 T1组。随给药时间延长,
T1、T2、T3和 T4组的血糖含量呈持续下降的趋势。连续给药 7 d,
T1组的血糖含量显著低于 CK组(P < 0. 05) ,而 T2、T3和 T4组的
血糖含量均显著高于 T1组,但与 CK组差异并不显著;连续给药
14 d,T1和 T4组的血糖含量分别极显著(P < 0. 01)和显著低于
CK组,T2和 T3或 T4组的血糖含量分别极显著或显著高于 T1组;
连续给药 21 d,T1、T3和 T4组的血糖含量均极显著或显著低于
CK组,T2或 T3和 T4组的血糖含量分别极显著或显著高于 T1组。
结果显示:GDAP对 STZ 诱导的糖尿病模型小鼠具有一定的降
血糖作用,且具有量效关系,其中日剂量 60 mg·kg -1 GDAP 的
降血糖作用良好。
由表 1 还可知:CK 组小鼠血清 SOD 活性极显著低于正常
对照组(CK0) ;T1和 T3或 T4组的 SOD 活性显著或极显著高于
CK组,其中 T4组的 SOD活性最高;与 T1组相比,T2组的 SOD活
性显著降低,而 T3和 T4组的 SOD 活性则略增高。CK 组血清
MDA含量极显著高于 CK0组;与 CK 组相比,T1、T3和 T4组的
MDA含量显著降低,而 T2组的 MDA含量略低;与 T1组相比,T3
和 T4组的 MDA 含量变化较小,而 T2组的 MDA 含量显著增加。
说明日剂量 60 和 37 mg·kg -1 GDAP可使 STZ诱导的糖尿病模
型小鼠体内的抗氧化能力增强。
此外,CK组小鼠肝脏的肝糖原含量极显著低于 CK0组;与
CK组相比,T1和 T4组的肝糖原含量显著提高,而 T2和 T3组的肝
糖原含量略高;与 T1组相比,T2和 T3组的肝糖原含量显著降低,
T4组的肝糖原含量略低。说明日剂量 60 mg·kg
-1 GDAP能够
提高 STZ诱导的糖尿病模型小鼠肝脏储存肝糖原的能力。
611 植 物 资 源 与 环 境 学 报 第 24 卷
表 1 白子菜酸性多糖(GDAP)对糖尿病模型小鼠相关指标的影响(珚X ± SD,n =10)1)
Table 1 Effect of Gynura divaricata acidic polysaccharide (GDAP)on related indexes of diabetic model mice (珚X ± SD,n =10)1)
处理组2)
Treatment
group2)
不同时间血糖含量 /mmol·L -1
Blood glucose content at different times
0 d 7 d 14 d 21 d
SOD活性 /U·mg -1
SOD activity
MDA含量 /nmol·mg -1
MDA content
肝糖原含量 /mg·g - 1
Glycogen content
CK0 6. 3 ± 0. 7 6. 8 ± 0. 9 6. 5 ± 0. 8 7. 0 ± 0. 6 445. 85 ± 26. 58 0. 48 ± 0. 06 34. 16 ± 5. 23
CK 25. 1 ± 3. 6 24. 8 ± 3. 4 23. 6 ± 4. 0 24. 8 ± 1. 4 280. 21 ± 25. 82 0. 62 ± 0. 13 21. 03 ± 2. 96
T1 25. 2 ± 5. 1 18. 4 ± 3. 9* 13. 6 ± 4. 3** 10. 5 ± 2. 5** 423. 37 ± 26. 15* 0. 52 ± 0. 05* 30. 22 ± 1. 04*
T2 26. 1 ± 3. 4 25. 9 ± 3. 2# 23. 6 ± 4. 2## 20. 3 ± 4. 3## 312. 94 ± 50. 51# 0. 60 ± 0. 09# 22. 56 ± 3. 95#
T3 25. 3 ± 3. 8 25. 1 ± 3. 7# 21. 5 ± 4. 0## 17. 1 ± 3. 0* # 425. 42 ± 55. 11* 0. 53 ± 0. 09* 24. 72 ± 4. 26#
T4 25. 8 ± 4. 1 24. 4 ± 2. 9# 18. 9 ± 2. 8* # 15. 4 ± 3. 1**# 435. 17 ± 21. 63** 0. 50 ± 0. 06* 28. 06 ± 5. 15*
1)* :与 CK组差异显著(P < 0. 05)Significant difference with CK group (P < 0. 05) ;**:与 CK 组差异极显著(P < 0. 01)Extremely significant
difference with CK group (P < 0. 01) ;#:与 T1组差异显著(P < 0. 05)Significant difference with T1 group (P < 0. 05) ;##:与 T1组差异极显著(P <
0. 01)Extremely significant difference with T1 group (P < 0. 01).
2)CK0:正常小鼠,日剂量 10 mL·kg -1 0. 9%NaCl注射液 Normal mice,0. 9% NaCl injection with daily dose of 10 mL·kg -1;CK:糖尿病小鼠,日剂
量 10 mL·kg -1 0. 9%NaCl注射液 Diabetic mice,0. 9% NaCl injection with daily dose of 10 mL·kg -1;T1:糖尿病小鼠,日剂量 200 mg·kg -1二
甲双胍 Diabetic mice,metformin with daily dose of 200 mg·kg -1;T2,T3,T4:糖尿病小鼠,分别为日剂量 15、37 和 60 mg·kg -1 GDAP Diabetic
mice,GDAP with daily dose of 15,37 and 60 mg·kg -1,respectively.
3 讨 论
研究结果显示:使用纯化的 GDAP连续给药 21 d,糖尿病模
型小鼠的血糖含量显著降低,这与姜曼花等[3]的研究结果一
致;与粗多糖[11]相比,纯化的 GDAP 降糖效果更强,较低剂量
(日剂量 15 mg·kg -1)GDAP就有一定的降血糖活性,但与常用
降糖药物二甲双胍的药效还有差距,表明 GDAP 为白子菜
多糖的主要降血糖成分。灌胃中、高剂量(日剂量 37 和 60
mg·kg -1)GDAP还可使糖尿病模型小鼠血清中的 SOD 活性和
肝脏中的肝糖原含量升高、血清中的 MDA 含量下降。据此推
测 GDAP的降血糖机制可能是通过提高机体的抗氧化酶活性和
清除活性氧自由基能力解除肝脏的损害并促进胰岛 β细胞的修
复和再生,通过提高肝脏的肝糖元含量增强肝糖原的储存能力,
从而使血糖含量降低。
参考文献:
[1] De MELO E J M,Jr,RAPOSO M J,NETO J A L,et al. Medicinal
plants in the healing of dry socket in rats:microbiological and
microscopic analysis[J]. Phytomedicine,2002,9(2) :109 - 116.
[2] 江苏新医学院. 中药大辞典(上) [M]. 上海:上海人民出版社,
1977:756.
[3] 姜曼花,邱细敏,刘胜姿,等. 白背三七多糖的提取纯化及含量
测定[J]. 时珍国医国药,2008,19(9) :2147 - 2149.
[4] 胡 勇,李维林,林厚文,等. 白背三七地上部分的化学成分
[J]. 中国天然药物,2006,4(2) :156 - 158.
[5] 陈 磊,宋增艳,王津江,等. 白背三七地上部分化学成分研究
[J]. 中药材,2010,33(3) :373 - 376.
[6] 吴菊兰,李维林,汪洪江,等. 红凤菜和白子菜总黄酮含量的动
态变化[J]. 植物资源与环境学报,2009,18(4) :79 - 81.
[7] WAN C,YU Y,ZHOU S,et al. Isolation and identification of
phenolic compounds from Gynura divaricata leaves[J]. Pharma-
cognosy Magazine,2011,7(26) :101 - 108.
[8] 李丽梅,张涵庆,吕 寒,等. 白背三七叶中吡咯里西啶生物
碱的 LC - MSn检测[J]. 植物资源与环境学报,2008,17(2) :79
- 80.
[9] 李丽梅,李维林,郭巧生,等. 白背三七化学成分研究[J]. 时珍
国医国药,2008,19(1) :118 - 119.
[10] 胡 勇,李维林,林厚文,等. 白背三七地上部分降血糖作用研
究[J]. 西南林学院学报,2007,27(1) :55 - 58.
[11] 姜曼花,胡剑卓,邱文高,等. 白背三七多糖和黄酮降血糖及耐
缺氧作用[J]. 中国医院药学杂志,2009,29(13) :1074 - 1076.
[12] 刘微微,刘 旭,曹学丽. 白背三七多糖的分离纯化[J]. 食品
科学,2011,32(23) :58 - 63.
[13] 陈 磊. 白背三七降血糖物质基础研究[D]. 上海:第二军医大
学药学院,2009.
[14] 张雅利,张文娟,何琼华. 胰蛋白酶 - Sevag 法联用脱柿多糖蛋
白[J]. 食品工业科技,2005,26(5) :107 - 108,111.
[15] 郭晓蕾,朱思潮,翟旭峰,等. 硫酸蒽酮法与硫酸苯酚法测定
灵芝多糖含量比较[J]. 中华中医药学刊,2010,28(9) :2000
- 2002.
[16] 许会生,张铁军,赵广荣,等. 一种测定酸性多糖中糖醛酸和
中性糖含量的改良方法[J]. 食品工业科技,2007,28(7) :
197 - 199.
[17] 李 强,丁 实,周剑宇,等. 高脂饮食合并不同剂量 STZ建立
小鼠 2 型糖尿病模型[J]. 承德医学院学报,2013,30(1) :5 -
7.
(责任编辑:佟金凤)
711第 2 期 昊 霞,等:白子菜叶片中酸性多糖的降血糖作用及其对相关指标的影响