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Effect of kaempferol on correlation factors of chronic complications of type 2 diabetic rats

山柰酚对2型糖尿病大鼠慢性并发症相关因子的影响



全 文 :·1806· 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷 第 12 期 2015 年 6 月

山柰酚对 2 型糖尿病大鼠慢性并发症相关因子的影响
吴巧敏,金雅美,倪海祥
浙江省中医院,浙江 杭州 310006
摘 要:目的 观察山柰酚对 2 型糖尿病大鼠慢性并发症相关因子的影响。方法 通过高脂饲料喂养,并 ip 30 mg/kg 链脲
佐菌素(STZ)诱导制备 2 型糖尿病大鼠模型。山柰酚给药组分别 ig 给予 50、100、200 mg/kg 药物,并设模型组、对照组
和二甲双胍(0.2 g/kg)阳性对照组。给药 10 周后,采用葡萄糖氧化酶法对各组大鼠血糖进行测定;放射免疫分析法进行血
清胰岛素(INS)的检测,并计算胰岛素敏感指数(ISI);应用酶法对血清中三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、
低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、超氧化物歧化酶(SOD)、醛糖还原酶(AR)、白细胞介素-6(IL-6)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)
的量进行测定;用硫代巴比妥酸(TBA)法检测丙二醛(MDA)的量。结果 与对照组比较,模型组大鼠血糖及血清 INS
水平显著升高(P<0.01),ISI 显著降低(P<0.05);模型组大鼠血清 TG 和 LDL-C 水平明显升高(P<0.01),HDL-C 水平
显著降低(P<0.01);模型组大鼠血清 MDA、AR、IL-6 和 TNF-α 水平显著升高(P<0.01),SOD 活性显著降低(P<0.01)。
与模型组比较,山柰酚给药组可降低大鼠血糖水平(P<0.05、0.01),改善胰岛素抵抗,恢复血脂至正常水平,并伴随着
MDA、AR、TNF-α、IL-6 水平降低(P<0.05、0.01),SOD 活性升高(P<0.05、0.01)。结论 山柰酚可能是通过降低血糖、
改善 ISI,维持正常血脂水平,通过抗氧化、抗炎、降低 AR 途径,从而对 2 型糖尿病大鼠的慢性并发症起到保护作用。
关键词:山柰酚;2 型糖尿病;慢性并发症;抗氧化;抗炎;醛糖还原酶
中图分类号:R285.5 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2015)12 - 1806 - 04
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2015.12.018
Effect of kaempferol on correlation factors of chronic complications of type 2
diabetic rats
WU Qiao-min, JIN Ya-mei, NI Hai-xiang
Zhejiang Hospital of Traditional Chinese Medicine, Hangzhou 310006, China
Abstract: Objective To observe the effect of kaempferol on the correlation factors of chronic complications of type 2 diabetic rats.
Methods Feeding high-fat diet combined with ip injection of 30 mg/kg STZ in rats to make the model of type 2 diabetes. Rats in
every administration group were given respective drug (50, 100, and 200 mg/kg), and set the model, normal control, and positive
control (metformin hydrochloride 0.2 g/kg) groups. After 10 weeks, using glucose oxidase to measure blood glucose of rats in each
group; Radioimmunoassay was used to measure INS and get ISI. Measuring the contents of TG, HDL-C, LDL-C, SOD, AR, IL-6,
TNF-α, and MDA was detected by TBA. Results Compared with diabetic model group, kaempferol administration can reduce blood
glucose and insulin resistance, restore normal blood lipid levels, along with reducing MDA, AR, TNF-α, and IL-6 levels and increasing
SOD levels. Conclusion Kaempferol can prevent and treat the chronic complications of type 2 diabetic rats by reducing blood
glucose, insulin resistance, reducing the AR pathway as well as anti-oxidation and anti-inflammation.
Key words: kaempferol; type 2 diabetes; chronic complications; antioxidation; anti-inflammation; aldose reductase

糖尿病作为一种十分常见的内分泌代谢性疾
病,常同时引发心、脑血管疾病等各种慢性并发症,
现已严重威胁到人类的健康,甚至造成人类死亡。
控制相关并发症,也成为糖尿病防治的重点和难点。
2 型糖尿病患者表现为以脂质、胰岛素等升高的代
谢紊乱综合征,一旦发生代谢紊乱,则会降低胰岛
素敏感指数(ISI),同时通过氧化应激、炎症反应、
醛糖酶途径等机制导致各种慢性并发症的发生。其
中,抗氧化、阻断醛糖酶途径成为目前治疗的新靶
点。自 2 型糖尿病存在着炎症因子介导反应假说以
来,糖尿病慢性并发症的炎症发病学说也一度成为
研究热点。化学药虽然具有明显降血糖的优势,但

收稿日期:2015-02-11
作者简介:吴巧敏(1974—),浙江省中医院内分泌科主治医师,主要从事糖尿病及甲状腺疾病临床研究。E-mail: katewu2003@126.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷 第 12 期 2015 年 6 月 ·1807·

是对糖尿病所引发的并发症的靶器官的保护作用
却很弱。然而,中药不仅在对糖尿病慢性并发症的
治疗方面具有一定作用,在改善全身整体状况方面
也同样具有一定的优势。因过氧化物酶体增殖物激
活受体 γ(PPARγ)能够提高胰岛素的敏感性、增
强脂肪组织和骨骼肌储运葡萄糖的能力,从而被临
床广泛地应用于治疗糖尿病。作为 PPARγ 激动剂的
山柰酚为黄酮类化合物,其主要来源于姜科
(Zingiberaceae)植物山柰 Kaempferia galanga L. 的
根茎。研究表明,山柰酚具有防癌、抗癌、抗氧化、
抗炎、抗病毒以及抗菌等多种功效[2]。已有研究证
明山柰酚可以有效降低空腹血糖和胰岛素抵抗,从
而改善糖脂代谢紊乱[3]。但其对 2 型糖尿病引发的
各种慢性并发症的具体作用及其机制鲜有研究。本
实验从中药预防糖尿病慢性并发症的重要靶点出
发,探讨山柰酚对 2 型糖尿病大鼠慢性并发症相关
因子的影响,为 2 型糖尿病的治疗提供新思路。
1 材料
1.1 实验动物
SPF 级雄性 SD 大鼠,体质量 200~250 g,购
于第三军医大学医学实验动物中心,合格证号为
SCXK(渝)2007-0005。
1.2 主要药物与试剂
山柰酚(HPLC 测定质量分数≥99.0%,批号
96353)和链脲佐菌素(STZ,HPLC 测定质量分数≥
98.0%,批号 S0130)均由美国 Sigma 公司提供;二甲
双胍为上海信宜制药厂产品;超氧化物歧化酶(SOD)
和醛糖还原酶(AR)试剂盒由南京建成生物工程研究
所提供;肿瘤坏死因子 α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)
试剂盒均由北京科美东雅生物技术有限公司提供。
1.3 仪器
全自动生化分析仪由日本的 Hitachi 公司提供;
721 型分光光度计由上海精密科学仪器有限公司提
供;酶标分析仪由上海赛默生物科技公司提供。
2 方法
2.1 2 型糖尿病大鼠模型的建立
从 90 只雄性大鼠中随机抽取 15 只,给予标准
饲料喂养,作为对照组;其余 75 只大鼠则给予高
热量饲料(在标准饲料基础上加 1.5∶1∶1 比例的
胆固醇、猪油和蛋黄)。4 周后,75 只大鼠 ip 30 mg/kg
的 STZ(临用前,将其溶解在 pH 4.0 的 0.1 mmoL/L
的柠檬酸缓冲液中),每天 1 次,连续 2 d,对照组
则 ip 等量的柠檬酸缓冲液。2 d 后禁食 1 d,检测大
鼠空腹血糖,血糖水平高于 16.7 mmol/L 则视为模
型成功[4],成功后各组均给予普通饲料喂养。
2.2 分组及给药
将 75 只成模大鼠按照数字表法随机分为 5 组:
模型组,山柰酚低、中、高剂量(50、100、200 mg/kg)
组,二甲双胍(0.2 g/kg)阳性对照组。另取未建模
的 15 只大鼠则为对照组。其中山柰酚各剂量组大
鼠 ig 给予山柰酚(使用前先用植物油将其配成相应
的浓度),每天 1 次,连续 10 周;阳性对照组 ig 给
予规定量的二甲双胍;对照组和模型组则以相同的
方式给予等量的植物油。在长达 10 周的给药过程
中,有少量大鼠因给药操作不当而死亡,最后进行
指标检测前,每组统计 12 只动物。
2.3 指标检测
2.3.1 血糖检测 采用葡萄糖测定试剂盒(货号
GAGO20-1KT,Sigma),通过葡萄糖氧化酶法对各
组大鼠血糖进行测定。
2.3.2 胰岛素检测 采用 125I 胰岛素放射免疫分析
试剂盒(上海瑞齐生物科技有限公司)进行血清胰
岛素(INS)检测,计算 ISI。
ISI=ln[1/(空腹血糖×空腹胰岛素)]
2.3.3 血脂指标检测 按照试剂盒(南京建成生物
工程研究所提供)说明书进行血清中三酰甘油
(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂
蛋白胆固醇(LDL-C)的测定,并运用全自动生化
分析仪对其吸光度进行分析。
2.3.4 血清中抗氧化指标检测 用硫代巴比妥酸
(TBA)法进行血清中丙二醛(MDA)量的测定。
根据试剂盒说明书操作用酶免法 ELISA 法进行
SOD 和 AR 活性的测定。
2.3.5 血清中炎症相关因子的测定 按照试剂盒
方法应用 ELISA 法测定各组大鼠血清 IL-6 和
TNF-α 水平,并进行分析。
2.4 数据统计与分析
数据分析处理均采用SPSS 18.0 统计软件包。计量
资料用 ±x s 表示,多组间的比较应用单因素方差分析。
3 结果
3.1 各组大鼠血糖与血清 INS 的检测结果分析
与对照组比较,模型组大鼠血糖与血清 INS 均
明显升高(P<0.01),ISI 则明显降低(P<0.05);
与模型组比较,山柰酚各剂量组及二甲双胍阳性对
照组大鼠血糖、血清 INS 均显著降低(P<0.05、
0.01),ISI 均显著升高(P<0.05)。见表 1。
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表 1 各组大鼠血糖、血清 INS、ISI 和血脂水平比较 ( x ±s, n = 12)
Table 1 Comparison on blood glucose, INS, and ISI levels in serum of rats in each group ( x ±s, n = 12)
组别
剂量/
(mg∙kg−1)
血糖/
(mmol∙L−1)
INS/
(ng∙L−1)
ISI
TG/
(mmol∙L−1)
LDL-C/
(mmol∙L−1)
HDL-C/
(mmol∙L−1)
对照 — 4.27±0.21 31.76±0.02 −4.32±0.21 4.78±0.13 0.69±0.12 1.58±0.26
模型 — 18.92±0.15△△ 81.96±0.31△△ −8.43±0.34△ 19.23±2.27△△ 4.28±0.15△△ 0.97±0.41△△
山柰酚 50 13.52±0.04** 21.87±0.22* −6.94±0.15* 11.24±0.36** 2.99±0.29* 1.14±0.34*
100 11.07±0.19* 17.24±0.17** −6.38±0.47* 10.27±1.18* 2.16±0.20** 1.27±0.07*
200 8.48±0.11** 11.42±0.43** −6.01±0.07* 9.64±1.21** 1.98±0.34** 1.38±0.18*
二甲双胍 200 7.17±0.08* 9.89±0.21** −5.09±0.01* 7.21±0.13** 1.78±0.13** 1.31±0.09*
与对照组比较:△P<0.05 △△P<0.01;与模型组比较:*P<0.05 **P<0.01,下同
△P < 0.05 △△P < 0.01 vs control group; *P < 0.05 **P < 0.01 vs model group, same as below
3.2 各组大鼠血脂的检测结果分析
与对照组比较,模型组大鼠血清 TG 与 LDL-C
水平均明显升高(P<0.01),HDL-C 水平则明显降
低(P<0.01);与模型组比较,山柰酚各剂量组及
二甲双胍阳性对照组大鼠血清 TG 与 LDL-C 水平
明显降低(P<0.05、0.01),HDL-C 水平明显升高
(P<0.05),见表 1。
3.3 各组大鼠血清 MDA、SOD 及 AR 水平的比较
与对照组比较,模型组大鼠血清 MDA、AR 水
平显著升高(P<0.01),SOD 活性明显下降(P<
0.01);与模型组比较,山柰酚各剂量组大鼠血清
MDA、AR 水平降低(P<0.05、0.01),SOD 活性
升高(P<0.05、0.01),其中以山柰酚高剂量组效
果更为明显。见表 2。
3.4 各组大鼠 IL-6 和 TNF-α水平的比较
模型组大鼠血清 IL-6 和 TNF-α水平均高于对照
组(P<0.01),给予山柰酚治疗后,大鼠血清 IL-6
和 TNF-α水平均显著降低(P<0.05、0.01)。见表 2。
表 2 各组大鼠血清 MDA、SOD、AR、IL-6 和 TNF-α水平的比较 ( x ±s, n = 12)
Table 2 Comparison on levels of MDA, SOD, AR, IL-6, and TNF-α in serum of rats in each group ( x ±s, n = 12)
组别 剂量/(mg∙kg−1) MDA/(mmol∙L−1) SOD/(U∙mL−1) AR/(U∙L−1) IL-6/(μg∙L−1) TNF-α/(ng∙mL−1)
对照 — 11.89±0.42 80.23±0.15 2.48±0.24 19.23±0.43 0.18±0.07
模型 — 27.53±0.37△△ 53.26±0.21△△ 6.23±0.31△△ 45.68±0.28△△ 0.82±0.15△△
山柰酚 50 15.79±0.29** 58.32±0.11* 4.97±0.18* 37.98±0.47* 0.61±0.21*
100 13.42±0.25* 64.58±0.18* 4.08±0.26** 33.67±0.41** 0.52±0.19*
200 12.11±0.17** 74.11±0.41** 3.21±0.17** 30.09±0.32** 0.47±0.11**
二甲双胍 200 13.11±0.09** 69.34±0.21* 3.01±0.02** 27.11±0.27** 0.68±0.21*

4 讨论
山柰酚是一种黄酮醇类物质,也是一种天然的
PPARγ 激动剂[5]。PPARγ 激动剂也已经成为了治疗
脂质代谢异常及 2 型糖尿病的常用药物[6-7]。也有研
究结果发现,山柰酚可以降低大鼠的血糖和胰岛素
抵抗,同时,能维持血脂的稳定[8-9]。但是目前对于
山柰酚是如何起作用的,是如何防止糖尿病慢性并
发症的,却鲜有报道。
糖尿病常同时引发心、脑血管疾病等各种慢性
并发症,现已严重威胁到人类的健康,甚至造成人
类死亡。研究表明 2 型糖尿病的初始环节为炎症反
应和氧化应激[10]。MDA 作为氧化应激的标志物,
且具有细胞毒性,其在机体内量的多少可反映出细
胞损伤的程度。而 SOD 作为一种体内天然具有能
够催化超氧化物的酶,起到强大的抗氧化作用,从
而保护机体。AR 作为体内多元醇通路的关键酶,
可以催化血液中的葡萄糖,大量生产山梨醇,而山
梨醇作为一种不易透过细胞膜的物质,会造成肾损
伤等严重并发症。TNF-α 是一种重要的炎症因子,
IL-6 是一种重要的促炎细胞因子,抑制炎症因子的
释放,可以防止炎症反应发生。
本研究不但通过实验数据证明了山柰酚能够
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降低血糖,改善胰岛素抵抗;降低 TG 和 LDL-C 水
平,升高 HDL-C 水平,维持脂质平衡,这与文献
报道[8-9]相吻合。结果还表明山柰酚,特别是高剂量
(200 mg/kg)时,能降低 MDA、AR 水平,升高 SOD
水平,降低 IL-6、TNF-α 水平,结果具有显著性差
异。以上实验结果提示,山柰酚可能是通过降低血
糖、改善 ISI,维持正常血脂水平,抗氧化、抗炎、
降低 AR 途径,从而对 2 型糖尿病大鼠的慢性并发
症产生保护作用。
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