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Effects of Huanglian Jiedu Decoction on activities of intestinal disaccharidases in diabetic rats

黄连解毒汤对糖尿病大鼠肠道二糖酶活性的影响



全 文 :黄连解毒汤对糖尿病大鼠肠道二糖酶活性的影响
邓远雄1, 3 ,刘晓东2 ,刘  李2 ,陈玉霜1*
( 1 湖南师范大学医学院, 湖南 长沙  410013; 2 中国药科大学 药代动力学重点实验室,江苏 南京  210009;
3 湖南师范大学 化学生物学及中药分析教育部重点实验室, 湖南 长沙  410081)
摘 要: 目的  研究黄连解毒汤对糖尿病大鼠的降血糖作用及对糖尿病大鼠肠道二糖酶活性的影响。方法  链脲
佐菌素 ( ip) 建立糖尿病大鼠模型;糖尿病大鼠 ig 给予黄连解毒汤提取物治疗 1 个月, 观察治疗后血糖变化,测定
各肠段肠内容物中的二糖酶 (蔗糖酶、麦芽糖酶、乳糖酶) 活性。正常大鼠小肠注入麦芽糖, 30、60、120 min 后取门
静脉、外周静脉血, 测定门静脉与外周静脉血中葡萄糖浓度差值。结果  高、低剂量黄连解毒汤治疗后糖尿病大鼠
的血糖分别降低 ( 42 2  4 9) %、( 23 1  3 8)% ; 黄连解毒汤治疗后糖尿病大鼠十二指肠、空肠和回肠的麦芽糖酶
活性分别降低 ( 32 2  4 3)%、( 26 5  2 9) %、( 36 5  5 2) % ; 蔗糖酶活性分别降低 ( 33 3  3 7)%、( 32 8 
4 6)%、( 27 4 3 3) % ,乳糖酶活性分别降低 ( 35 4  4 2) %、( 17 9  2 3) %、( 6 3  1 8) %。黄连解毒汤能减小
大鼠小肠注入麦芽糖后门静脉与外周静脉血中葡萄糖浓度差值。结论  黄连解毒汤能显著降低糖尿病大鼠血糖,
其降糖机制可能与抑制糖尿病大鼠肠道二糖酶活性有关。
关键词:黄连解毒汤; 二糖酶; 蔗糖酶; 麦芽糖酶; 乳糖酶
中图分类号: R286 72   文献标识码: A    文章编号: 02532670( 2010) 07112704
Effects of Huanglian Jiedu Decoction on activities of intestinal disaccharidases in diabetic rats
DENG Yuanxiong1, 3 , L IU Xiaodong2 , L IU Li2 , CHEN Yushuang1
( 1 Co lleg e of Medicine, H unan Normal Univ ersity , Chang sha 410013, China; 2. Key Labor ator y of D rug Metabo lism
and Pharmacokinet ics, China Pharmaceutical Univer sity, Nanjing 210009, China; 3. Key Labor ator y of Chemical Bio log y
and T radit ional Chinese Medicine Analysis, M inistr y of Education, H unan Normal Univesit y, Chang sha 410081, China)
Abstract: Objective  T o invest igate the hypog lycem ic act iv ity of H uanglian Jiedu Decoct ion ( HJD)
and its ef fects on the act ivit ies of small intest ine disacchar idases in diabet ic rats induced by Streptozotocin
( STZ) . Methods  The diabet ic r ats w er e made by ip inject ion of ST Z. T hen the diabet ic r ats w er e t reated
by ig administ rat ion of HJD for one month. The level of plasma glucose w as exam ined af ter the t reatment
by HJD. When the t reatment f inished, r ats w ere killed and the intestinal contents w ere col lected for the
determ inat ion of disaccharidases ( sucrase, maltase, and lactase) act ivit ies. M oreover, blood samples f rom
por tal and peripheral veins w ere separately collected at 30, 60, and 120 min af ter maltose solut ion w as in
fused into small intest ine [ WT BX] in v ivo[ WT BZ] , and then the dif ferences of blood g lucose concentrat ion
betw een portal and peripheral veins were determined. Results  A fter the t reatment of tw o dosage of HJD,
the level of plasma g lucose in diabet ic rats w as signif icant ly decreased by ( 42. 2  4. 9) % and ( 23. 1  3.
8) % , r espect ively. A nd when compared w ith diabet ic g roup, the activit ies of maltase in the duodenum , je
junum, and ileum of diabet ic rats t reated w ith HJD wer e decreased by ( 32. 2  4. 3) %, ( 26. 5  2. 9) %,
and ( 36. 5  5. 2) %, respect ively. T he act ivit ies o f sucrase in the three intest inal sect ions of rats tr eated by
HJD wer e decreased by ( 33. 3  3. 7) %, ( 32. 8  4. 6) %, and ( 27. 4  3. 3) % , respect iv ely . And the acti
vites of lactase in the three intest inal sect ions w ere decreased by ( 35. 4  4. 2) %, ( 17. 9  2. 3) %, and
( 6. 3  1. 8) % , r espect ively. Furthermore, the dif ference of blood glucose concentrat ion betw een portal
and peripheral veins w as also r educed after the t reatment by HJD. Conclusion  The results indicate that
H JD possesses remarkably hypog lycem ic effect on diabet ic rats induced by STZ. And its prelim inary mech
anism may result f rom the inhibitory effects to the act ivit ies of intest inal disaccharidases.
Key words: Huang lian Jiedu Decoct ion ( HJD) ; disaccharidases; sucrase; maltase; lactase
1127 中草药  Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 7 期 2010 年 7 月
* 收稿日期: 20091225                     基金项目:湖南省中医药管理局项目 ( 2008083) ; 湖南师范大学化学生物学及中药分析教育部重点实验室开放基金项目 ( KLCBTC
MR200903)作者简介:邓远雄( 1968 ! ) ,男,湖南桂东人,博士,副教授,主要从事药动学、药物分析及中药学研究。Email: dyxdjy@ 126. com
  糖尿病是一种常见的、严重危及人类健康的全
身性慢性代谢性疾病。根据世界卫生组织 ( WHO)
的数据统计, 全球现已有 2 46 亿糖尿病患者, 发达
国家糖尿病患病率已高达 5% ~ 10%, 在中国则为
3% 左右 [ 1]。糖尿病的发生、发展往往伴随多种并
发症,如心脑血管、肾、视网膜及神经损伤等慢性病
变,严重影响患者的生活、威胁患者的生命。糖尿病
的病情发展与血糖浓度的变化密切相关。在机体的
血糖浓度调节机制中, 减缓小肠对淀粉等多糖的消
化与葡萄糖的吸收是一个重要的机制。小肠二糖酶
(蔗糖酶、麦芽糖酶、乳糖酶等) 在肠道葡萄糖的生
成中具有重要意义, 在糖尿病病理状态下,肠道的二
糖酶的活性升高 [ 2, 3] , 导致葡萄糖的生成加快, 进而
导致葡萄糖的吸收加快, 最后导致血糖升高加剧。
因此,降低糖尿病状态下的小肠二糖酶活性, 对于降
低糖尿病机体的血糖有重要意义。
黄连解毒汤由黄连、黄芩、黄柏和栀子 4味中药
组成, 是中医清热解毒的经典方剂。具有泻火解毒
之功效,主治实热火毒、三焦热盛之证, 临床用于大
热烦躁、口燥咽干、错语不眠、热病吐衄、外科痈疽疔
毒等。现代研究表明, 黄连解毒汤不但具有抗菌消
炎作用[ 4] , 还具有保肝[ 5]、保护胃黏膜[ 6]、调血
脂[ 7, 8]、抗动脉粥样硬化[ 9] 和神经保护作用[ 10] 。近
来,临床和实验研究发现黄连解毒汤对糖尿病及其
并发症的治疗具有较好的效果[ 11] , 但对其降糖作用
机制的研究尚未见报道。本实验研究黄连解毒汤对
糖尿病大鼠肠道二糖酶的影响, 探讨黄连解毒汤降
血糖的作用机制。
1  材料
1 1  药材:黄连、黄芩、黄柏和栀子药材均购于南京
市开心大药房, 符合∀中国药典#2005年版一部有关
规定,经中国药科大学生药教研室陈丽娜博士鉴定
为毛茛科植物黄连 Cop t i s chinensi s Fr anch. 干燥
根茎, 唇形科植物黄芩 Scutel laria baicalensis
Georg i 干燥根, 芸香科植物黄檗 Phel lod endr on
amurense Rupr. 除去栓皮的干燥树皮, 茜草科植物
栀子 Gardenia j asminoides Ellis 的干燥成熟果实。
1 2  动物:健康雄性 SD大鼠, 体质量 180~ 200 g,
由上海西普尔必凯实验动物中心提供, 合格证号:
SCXK(沪) 20060002。
1 3  试剂:链脲佐菌素 ( St reptozotocin, ST Z) 购
于 Sigma 公司;血糖测定试剂盒购于北京荣盛生物
技术有限公司; 麦芽糖酶、蔗糖酶、乳糖酶测定试剂
盒购于南京建成生物工程公司。
2  方法
2 1  黄连解毒汤提取物的制备:取黄连、黄芩、黄柏
和栀子药材, 按 3 ∃2∃ 2∃ 3的比例混合,加 10倍量
水,煎煮 1 h,共煎 3次。滤液合并离心, 浓缩干燥得
黄连解毒汤提取物粉末,收率 20%, 黄连解毒汤提取
物中含黄芩苷 58 39 mg/ g ( HPLC法测定)。
2 2  糖尿病模型大鼠的制备: 将 50 只体质量
180~ 200 g 雄性 SD大鼠分为两组,其中模型组 42
只,对照组 8 只。适应性饲养 3 d 后, 禁食 16 h。
模型组大鼠 ip 链脲佐菌素 55 mg/ kg (溶于 0 1
mol/ L 的枸橼酸缓冲液中, pH 4. 4) , 对照组大鼠 ip
同体积的枸橼酸缓冲液。72 h 后将全部大鼠禁食
12 h,测定空腹血糖,于造模大鼠中取 32 只血糖高
于 14 0 mmo l/ L 的大鼠作为糖尿病模型动物。
2 3  黄连解毒汤对糖尿病大鼠血糖的影响: 32 只
糖尿病大鼠随机分为 4组: 模型组、阿卡波糖组、黄
连解毒汤提取物 (高、低剂量) 组。阿卡波糖组每
天 ig 药物 20 mg/ kg, 黄连解毒汤高、低剂量组每天
分别 ig 黄连解毒汤提取物 2 0、1 0 g/ kg (高剂量
相当于临床剂量, 提取物以 0 5% CMCNa 溶液混
悬) ;对照组与模型组 ig 同体积生理盐水。每天记
录各组大鼠的摄食量。连续给药 1个月, 实验结束
前禁食 12 h,取血,按试剂盒方法测定空腹血糖。
2 4  肠道二糖酶活性测定: 给药 1 个月后, 将各组
大鼠禁食 12 h,放血处死, 分别取十二指肠、空肠、
回肠 9 cm,以生理盐水冲洗并刮取肠内容物 (黄连
解毒汤治疗组只取高剂量组大鼠的肠内容物,内容
物为肠道黏膜组织, 肠道二糖酶主要存在于肠道黏
膜中)。内容物于 - 20 % 保存,按照试剂盒方法测
定麦芽糖酶、蔗糖酶、乳糖酶活性。二糖酶活力单位
的定义:在 37 % 、pH 6. 0 的条件下,每毫克蛋白内
容物每分钟水解 1 nmol相应底物作为 1 个酶活力
单位 ( U)。蛋白定量测定采用考马斯亮蓝法。
2 5  麦芽糖溶液注入试验: 参照文献方法[ 9] ,取正
常大鼠 8 只, 25% 乌拉坦 ip 麻醉下作剑突下腹部
横切口,结扎胃幽门, 自十二指肠口侧注入 20% 麦
芽糖溶液 0 5 g/ kg; 另取大鼠 8 只作为黄连解毒汤
组,注入的麦芽糖溶液中添加黄连解毒汤提取物
100 mg/ kg, 回纳小肠, 时间记为 0 min。股静脉插
管,分别于十二指肠注入麦芽糖溶液后 30、60、120
m in 采血 (外周静脉血) ; 在腹部横切口找到门静
脉,于注入麦芽糖后 30、60、120 m in 依次从门静脉
采血 (门静脉血)。测定血浆葡萄糖浓度,计算各时
间点门静脉血与外周静脉血葡萄糖浓度差值。
1128 中草药  Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 7 期 2010 年 7 月
2 6  统计学处理: 所有数据均表示为 x  s,统计分
析采用方差分析。
3  结果
3 1  黄连解毒汤对糖尿病大鼠的降糖作用: 糖尿病
大鼠经黄连解毒汤连续治疗 1个月后, 血糖明显降
低,黄连解毒汤高剂量组血糖降低 ( 42 2  4 9) %
( P< 0 01) ,黄连解毒汤低剂量组血糖降低 ( 23 1 
3 8) %。结果说明黄连解毒汤具有显著的降血糖作
用,并具有一定的剂量依赖性。经过治疗后, 黄连解
毒汤组大鼠的摄食量比模型组明显减少; 黄连解毒
汤组大鼠体质量较模型组增加明显,同时证实了黄
连解毒汤的治疗效果。阳性药阿卡波糖治疗后糖尿
病大鼠的各项指标改善情况比黄连解毒汤组好, 结
果见表 1。
3 2  黄连解毒汤对糖尿病大鼠肠道二糖酶活性的
影响:与模型组比较,黄连解毒汤显著降低糖尿病大
鼠各肠段的麦芽糖酶活性 ( P< 0 01) ,十二指肠、空
肠和回肠肠段的麦芽糖酶活性分别降低 ( 32 2 
4 3) %、( 26 5  2 9) %、( 36 5  5 2) % , 阳性药阿
卡波糖对麦芽糖酶活性的影响程度更大些 (与模型
组比较, P< 0 01)。黄连解毒汤显著降低糖尿病大
鼠各肠段的蔗糖酶活性, 十二指肠、空肠和回肠肠段
的蔗糖酶活性分别降低 ( 33 3  3 7) %、( 32 8 
4 6) %、( 27 4  3 3) % (与模型组比较, P< 0 01) ,
阳性药阿卡波糖对蔗糖酶活性的影响程度更大些
(与模型组比较, P< 0 01)。黄连解毒汤显著降低
糖尿病大鼠各肠段的乳糖酶活性,十二指肠、空肠和
回肠肠段的乳糖酶活性分别降低 ( 35 4  4 2) %、
( 17 9  2 3) %、( 6 3  1 8) %, 黄连解毒汤对空肠
和回肠段乳糖酶活性的降低没有显著意义。阳性药
阿卡波糖对乳糖酶活性的影响更强 (与模型组比
较, P< 0 01)。结果见表 2。
表 1  黄连解毒汤对 STZ诱导的糖尿病大鼠血糖、
摄食量及体质量的影响 ( x s, n= 8)
Table 1 Effects of HJD on plasma glucose, food intake,
and body weight of diabetic rats induced by STZ
( x s, n= 8)
组别 剂量/
( g kg- 1 )
空腹血糖/
( mmol L- 1 )
摄食量/
( g d- 1 )
体质量/ g
初始 最后
对照 - 6 26  0 81 14 9  1 6 187 2  9 3 321 0  16 1
模型 - 26 52  3 36& &26 6  1 2& & 185 0  12 1 194 3  16 8& &
黄连解毒汤 1 0 20 48  3 27* 21 3  1 6* 184 3  7 6 201 0  15 8*
2 0 15 31  3 16* * 19 3  1 4* 183 8  8 4 227 0  14 3* *
阿卡波糖 0 02 8 69  2 92* * 18 7  1 0* 183 3  7 3 279 0  17 7* *
  与对照组比较: & & P< 0 01
  与模型组比较: * P < 0 05  * * P < 0 01
  & &P < 0 01 v s cont rol group
  * P < 0 05 * * P< 0 01 v s m odel group
表 2 黄连解毒汤对糖尿病大鼠各肠段麦芽糖酶、蔗糖酶、乳糖酶活性的影响 (x  s, n= 8)
Table 2  Effects of HJD on activities of maltase, sucrase, and lactase in dif ferent intestine sections of diabetic rats ( x s, n= 8)
组别
剂量/
( g kg- 1 )
麦芽糖酶/ U
十二指肠 空肠 回肠
蔗糖酶/ U
十二指肠 空肠 回肠
乳糖酶/ U
十二指肠 空肠 回肠
对照 - 339 30  37 18 373 18 2375 53036  34 88 9993  14 91 174 82  1928 10894 1182 1794  312 55 02  338 2497 4 70
模型 - 834 98  48 35& & 758 08 5030 & & 92640  74 08 & & 25255  25 36 & & 323 30  4739& & 33549 2367 & & 2901  429& & 86 65  2703& & 3743 8 57 & &
黄连解毒汤 20 565 76  44 69* * 556 96 4585* * 58808  63 50* * 16843  14 09* 217 23  2697* * 24339 2922* * 1872  396* 71 11  2077 3507 8 84
阿卡波糖 002 448 53  28 83* * 482 93 5268* * 52309  49 43* * 13605  17 78* * 187 47  2614* * 13971 1490* * 1473  217* * 59 45  1663* 2572 2 43*
  与对照组比较: & &P < 0 01;  与模型组比较: * P < 005  * * P< 0 01
  & &P< 0 01 v s cont rol gr ou p; * P< 0 05  * * P< 0 01 v s model grou p
3 3  黄连解毒汤对大鼠小肠注入麦芽糖后门静脉
血与外周静脉血中葡萄糖浓度差值的影响: 在麦芽
糖溶液注入小肠后 30、60、120 min,与对照组比较,黄
连解毒汤组门静脉与外周静脉血中葡萄糖浓度差值
较小,且较平衡;两组相比较, 注入后 60 min 差异最
大 ( P< 0 01) , 30 min次之 ( P< 0 01) , 120 min 差异
也有显著性,但比前 2个时间点的差异最小,见表 3。
4  讨论
  黄连解毒汤由黄连、黄芩、黄柏和栀子 4味中药
组成,有研究表明其有降糖作用[ 12] , 但对其降糖机
制没有进行过深入研究。有研究表明黄连的主要成
分小檗碱具有降糖作用[ 13] ,其机制为抑制肠道 糖
表 3  黄连解毒汤对大鼠小肠灌注麦芽糖溶液后门静脉
与外周静脉血糖浓度差值的影响 ( x s, n= 8)
Table 3  Ef fects of HJD on difference of blood glucose
concentration between portal and peripheral
vein after infusion of maltose into small
intestine of rats ( x  s, n= 8)
组别 剂量/
( mg kg- 1)
门静脉与外周静脉血中葡萄糖浓度差值/ ( mmol L- 1 )
30 min 60 min 120 min
对照 - 7 42  1 32 7 46  1 76 6 22  1 15
黄连解毒汤 100 5 88  0 77* * 4 97  0 72* * 5 82  0 97*
  与对照组比较: * P < 0 05  * * P < 0 01
  * P < 0 05 * * P< 0 01 v s cont rol g rou p
1129 中草药  Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 7 期 2010 年 7 月
苷酶活性[ 14] 。黄连解毒汤的成分复杂, 除了小檗碱
之外,其他成分也可能起降糖作用,因而可能存在其
他降糖机制。
糖尿病患者合理的膳食结构中碳水化合物占总
能量的 55%~ 60% ,淀粉等多糖经糖苷酶作用后
水解成二糖 (蔗糖、麦芽糖、乳糖等) ,后者进一步在
小肠二糖酶的作用下最终分解成葡萄糖吸收进入循
环系统。糖尿病病理状态下, 肠道二糖酶活性升
高[ 1]。抑制小肠二糖酶的活性可以减缓葡萄糖的形
成,从而影响葡萄糖的吸收速度,减缓餐后血糖的升
高、降低血糖峰值。本实验采用链脲佐菌素制备糖
尿病大鼠模型后, ig 黄连解毒汤进行治疗, 结果表
明黄连解毒汤治疗组糖尿病大鼠在治疗后空腹血糖
明显下降, 高剂量组平均降低 11 2 mmo l/ L, 与模
型组的差异显著。黄连解毒汤治疗组大鼠的摄食量
及体质量与模型组比较均有显著差异, 治疗组大鼠
体质量增加,摄食量减少,证实了黄连解毒汤的降糖
作用。
通过对大鼠 3个肠段的麦芽糖酶、蔗糖酶和乳
糖酶的活性的测定, 发现黄连解毒汤治疗后糖尿病
大鼠的十二指肠、空肠和回肠的麦芽糖酶和蔗糖酶
活性显著降低。黄连解毒汤治疗组糖尿病大鼠十二
指肠段乳糖酶活性显著降低, 空肠和回肠段的乳糖
酶活性也降低, 但其降低没有显著意义。由于麦芽
糖酶和蔗糖酶的活性较高,而乳糖酶的活性较低, 抑
制麦芽糖酶和蔗糖酶的活性对于降低糖尿病大鼠的
血糖具有重要意义, 而抑制乳糖酶的活性所产生的
作用相对较小。大鼠小肠灌注麦芽糖后, 门静脉与
外周静脉血中葡萄糖浓度差值可反映肠道二糖酶被
抑制的情况 [ 10]。本实验结果显示, 麦芽糖溶液注入
小肠后两组血糖差异呈随时间延长而减少的趋势;
且黄连解毒汤组差异值更小, 差值较对照组平稳。
表明黄连解毒汤可抑制小肠麦芽糖酶活性, 减慢小
肠对麦芽糖的消化和葡萄糖的吸收,抑制餐后血糖
升高,降低餐后血糖峰值。根据本实验的结果,证实
了黄连解毒汤能抑制肠道二糖酶。因此, 可以推测
黄连解毒汤对小肠的麦芽糖酶和蔗糖酶活性的抑制
可能是黄连解毒汤降糖作用的机制之一。这也说明
有些中药成分虽然不被吸收或很少吸收, 但仍然可
以通过直接作用于肠道靶点从而发挥疗效,这有助
于对中药的作用机制的认识。
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