全 文 ：葛根素对大鼠胰岛素刺激下
骨骼肌细胞膜 Š˜×w蛋白含量的影响
宋春宇 3 o毕会民
k武汉大学 人民医院 内分泌科 o湖北 武汉 wvssysl
≈摘要  目的 }了解葛根素对糖尿病胰岛素抵抗状态是否有改善作用 o并探讨这种作用是否通过影响大鼠骨骼
肌细胞膜 Š˜×w蛋白含量而实现 ∀方法 }制备胰岛素抵抗大鼠模型 ∀将动物分为 v组 }正常对照组 ~胰岛素抵抗模型
组 ~胰岛素抵抗模型 n葛根素治疗组 ∀第 v组大鼠腹腔注射葛根素 tss °ª#®ªpt#§pt o治疗 w周 ∀用 • ¶¨·¨µ± ¥¯²·方法
检测骨骼肌细胞膜表面 Š˜×w蛋白表达 ∀结果 }胰岛素抵抗模型组大鼠骨骼肌细胞膜 Š˜×w蛋白表达显著减少 o与
正常对照组相比 o减少约 vt h ~用葛根素注射液治疗后 o细胞膜 Š˜×w蛋白表达明显上调 o约 t qt{倍 ∀结论 }葛根素
可能通过降糖 !改善高胰岛素血症 o从而影响细胞内胰岛素信号传导 o使 Š˜×w转位至细胞膜增加 o其在膜上的含量
也增加 o发挥快速转运葡萄糖的作用 ∀
≈关键词  葛根素 ~胰岛素抵抗 ~骨骼肌 ~葡萄糖转运体 w
≈中图分类号  • u{x qx ≈文献标识码  „ ≈文章编号  tsst2xvsukusswlsu2stzu2sx
外周组织胰岛素抵抗kŒ• l可引起高胰岛素血症
和糖耐量异常 ∀对 Œ• 进行早期治疗性干预 o有利于
阻止或延缓糖耐异常进一步发展为临床糖尿病 ∀葛
根素是从豆科植物野葛根的干燥根中提取的单体 o
其化学结构为 }{2⁄2吡南葡萄糖2w oz2二羟基异黄酮
苷 ∀已有很多临床研究表明 o葛根素可通过多种途
径改善 Œ• 状态≈t  o但其在受体后水平对 Œ• 改善的
机制尚不清楚 ∀位于细胞膜上的葡萄糖转运体 w
kŠ˜×wl介导了胰岛素刺激的外周组织对葡萄糖的
摄取 o为致 Œ• 的重要候选因子之一 ∀本研究试图通
过动物实验了解葛根素对糖尿病胰岛素抵抗状态是
否有改善作用 o并探讨这种作用是否通过影响大鼠
骨骼肌细胞膜 Š˜×w蛋白的表达而实现 ∀
1 材料与方法
1 q1 实验动物与试剂
雄性 ≥⁄大鼠 vs只 o体重 txs ∗ uss ªo由华中科
技大学同济医学院动物部提供 ∀葛根素k普乐林l注
射液购自烟台鲁银号 susvsvtl ∀ Š˜×w多克隆抗体
药业有限公司 o批购自 • i⁄ ≥¼¶·¨°¶公司 ∀∞≤购自
≥¨ ±·¤≤µ∏·½∀预染蛋白 °¤µ®¨µk°µ¨¶·¤¬±¨ §³µ²·¨¬± °¤µ®2
µ¨o…µ²¤§µ¤±ª¨ l 购自 ‘∞• ∞‘Š„‘⁄ …¬²¤¥¶∀
≈收稿日期  ussv2sz2su
≈通讯作者  3 宋春宇 oר¯ }ksuzl{{szy|zw o∞2°¤¬¯ }¯¼±±2¶²±ªƒ
tyv q¦²°
1 q2 实验方法
1 q2 q1 胰岛素抵抗大鼠模型的复制 即由高脂膳
食诱导的胰岛素抵抗大鼠模型 ∀在纯鼠饲料k按能
量计算 o蛋白质 !脂肪 !碳水化合物所占百分比分别
为 }tz qx h oy qu h oxu qt h l中分别以 vs h ots h ov h
的比例加入猪油 !白砂糖 !胆固醇 o加工制成胰岛素
抵抗鼠的高脂饮食 k按能量计算 o蛋白质 !脂肪 !
碳水化合物所占百分比分别为 }{ qv h ox| qv h o
vu qx h l o喂养 {周 o该组大鼠逐渐出现多饮 !多食 !
多尿 o体重下降等症状 ∀通过检测空腹血糖kƒ…Šl
及空腹血清胰岛素 kƒŒ‘≥l水平 o计算胰岛素敏感性
指数 o确定是否制成胰岛素抵抗大鼠模型 ∀
1 q2 q2 实验动物的分组和处理 造模成功后 o将实
验动物随机分为 v组k每组 ts只l }≠ 正常对照组
k‘≤组l }正常大鼠 o常规饮食 o不作任何处理 ~ 胰
岛素抵抗模型组kŒ• 组l }胰岛素抵抗模型大鼠 o高
脂饮食 o不作其他特别处理 ~≈胰岛素抵抗模型 n葛
根素治疗组k°× 组l }胰岛素抵抗模型大鼠 o继续高
脂饮食 o并每日 t次腹腔注射葛根素注射液 tss °ª#
®ªpt o共用药 w周 ∀
1 q2 q3 检测项目及方法 所有大鼠分别在 s o{ otu
周测 ƒ…Š及 ƒŒ‘≥ ∀即大鼠在禁食 { «后 o用 t h戊巴
比妥腹腔注射麻醉 o由心脏采血约 t °用于检测
ƒ…Š及 ƒŒ‘≥ ∀ ƒ…Š用快速血糖仪k美国强生公司产
#uzt#
第 u|卷第 u期
ussw年 u月
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Χηινα ϑουρναλ οφ Χηινεσε Ματερια Μεδιχα
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ƒ ¥¨µ∏¤µ¼oussw
品及提供的试纸条l检测 ~ƒŒ‘≥用放射免疫法检测
k试剂盒由中国原子能科学研究所提供 o批内批间
≤∂ 均  ts h l ∀胰岛素敏感性指数kŒ≥Œl € trƒ°Š ≅
ƒŒ‘≥≈u  ∀
1 q2 q4 标本收集 末次用药后 uw «o对各组大鼠腹
腔注射胰岛素 t ˜#®ªpt otx °¬±后断椎处死动物 o迅
速提取大鼠后肢大腿肌肉组织 o置于液氮中 o待提取
蛋白质 ∀
1 q2 q5 • ¶¨·¨µ± ¥¯²·免疫印迹 参照 ‹∏¬¶°¤±≈v 的实
验方法 ∀取大腿肌肉组织 tss °ªo冰上剪碎 o加入裂
解液≈×µ¬¶2‹≤k³‹ z qxlus °²¯ #pt o蔗糖 vvs °²¯ #
pt o∞⁄ׄ s qx °²¯#pt o°≥ƒ t °²¯#pt o¨³¨ ³·¬± ux
°ª#pt  o冰浴中匀浆 ow ε t sss µ# °¬±p t离心 ts
°¬±∀取上清以 ws sss µ#°¬±pt冷冻超速离心 t «o弃
上清 o在沉淀中再加入前述裂解液k不含蔗糖 o加入
t h k ςrςl×µ¬·²±÷2tssl o用超声裂解k„°³¯¬·∏§¨tss o
ƒµ¨ ∏´¨±¦¼ us ‹½o≥’‘Œ≤≥2∆  „×∞•Œ„≥ Œ‘≥2˜≥„l的
方法循环萃取 z次 o再以 ws sss µ#°¬±pt冷冻高速离
心k¶²√¤¯¯ √¨²¯∏·¬²± • ≤ o˜≥„lt «o得到的上清即是细
胞膜组织 ∀取上清按改良²ºµ¼法测定蛋白浓度 ∀
取各组样品 xs Λª蛋白质 o进行 ≥⁄≥2°„Š∞分离蛋
白 ∀并将蛋白电转移至硝酸纤维素膜上 ∀再用含
x h脱脂奶粉的 ׅ≥封闭 ow ε 过夜 o加抗 Š˜×w单
克隆抗体 o室温 t «o洗膜后加辣根过氧化物酶标记
的二抗 o室温轻摇 t «o充分洗涤后与 ∞≤反应 t
°¬±o即刻与 ÷ 光片曝光 o洗片后用激光扫描仪进行
定量分析 ∀
1 q2 q6 统计学处理 舍去试验中由于各种原因导
致死亡的大鼠的各项检测值 o正常对照组 !Œ• 组和
葛根素治疗组的各项检测值个数分别为 { o{ o| ∀使
用 ≥„≥ { qt统计软件分析 o实验数据用均数 ? 标准
差表示 o组间显著性差异根据不同情况 o采用完全随
机设计的单因素方差分析及 ≥‘Ž2θ检验或 τ检验 ∀
因 Œ≥Œ呈偏态分布 o故取其自然对数使之正态化后进
行分析 ∀
2 结果
2 q1 正常大鼠和胰岛素抵抗大鼠一般特性的比较
与常规饲料喂养的大鼠相比 o高脂饮食大鼠 o在
高脂饮食 {周后 o发生高胰岛素血症 oƒ…Š也升高 o
但未达到糖尿病标准k血清胰岛素水平升高 o血糖不
但不降反而有所升高 o说明已产生Œ• l o计算Œ≥Œ降
低 o说明高脂饮食成功诱发出 Œ• ∀利用高脂饮食所
获得的胰岛素抵抗大鼠模型与正常大鼠在 ƒ…Š o
ƒŒ‘≥水平间有显著差异k Π值均  s qst o表 tl ∀虽
然在体重方面两组大鼠并无差异 o但在 tu周处死大
鼠后的解剖中发现 o胰岛素抵抗模型大鼠的内脏脂
肪堆积 o特别在腹膜后k表 u ovl ∀
表 t 正常大鼠与胰岛素
抵抗模型大鼠各项指标的比较k ξ ? σ, ν € {l
组别
体重
rª
ƒ…Š
r°°²¯#pt
ƒŒ‘≥
r°˜#pt
Œ≥Œ
‘≤组 vst qzx ? tz qwx x qwv ? s qxv { qyx ? t qw{ p v q{v ? s qt|
Œ• 组 vs{ qux ? t| qs{ y qtt ? s qw{tl ty qww ? t q|sul p w qys ? s qtwul
注 }与正常大鼠比较 tl Π s qsx o ul Π s qst
表 u 葛根素治疗对胰岛素抵抗大鼠各项指标的影响k ξ ? σl
组别 ν
ƒ…Šr°°²¯#pt
{周 tu周
ƒŒ‘≥r°˜#pt
{周 tu周
Œ≥Œ
{周 tu周
‘≤组 { x qwv ? s qxv x qux ? s qvw { qyx ? t qw{ z qyx ? s qzy p v q{v ? s qt| p v qy| ? s qtu
Œ• 组 { y qtt ? s qw{ y q|x ? s qyztl ty qww ? t q|sul us quw ? t q{{ul p w qys ? s qtwul p w q|w ? s qszul
°×组 | y qtz ? s qyzul x qxw ? s qvxul tz qs| ? u qsutl tt q{y ? t qvxt oul p w qyx ? s qtztl p w qt{ ? s qtvt oul
注 }与正常组比较 tl Π s qsx oul Π s qst ~与胰岛素抵抗模型组比较 ul Π s qstk表 v同l
2 q2 葛根素注射液对大鼠一般特性的影响
经腹腔注射葛根素 tss °ª#®ªpt体重治疗 w周 o
即 tu周时 o治疗组大鼠的 ƒ…Š oƒŒ‘≥ 水平降低 oŒ≥Œ
明显升高 o内脏脂肪的含量及其与体重的比值也下
降 o与胰岛素抵抗模型组比较均有显著差异 oΠ
s qst ∀与正常对照相比仍偏高 o除 ƒ…Š及体重外 o
治疗组大鼠其他各项指标与正常对照组的差异均有
统计学意义k表 u ovl ∀
表 v 第 tu周时各组大鼠体重 !
内脏脂肪含量及其比值k ξ ? σl
组别 ν 体重rª 内脏脂肪含量rª ƒr…
‘≤组 { v|s qss ? uz qxv us qux ? u qxv x qt{ ? s qu|
Œ• 组 { v|s qzx ? uv q{v vw qzx ? w q|xul { qzx ? s q{wul
°×组 | vzu qz{ ? uw qzz uw qxy ? v qytu ovl y qxz ? s qztu ovl
注 }ƒr…表示内脏脂肪含量所占体重的百分比
2 q3 骨骼肌细胞膜 Š˜×w蛋白含量的变化
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各组大鼠均腹腔注射胰岛素 t ˜#®ªpt体重 otx
°¬±后 o提取各组大鼠骨骼肌 o用 • ¶¨·¨µ± ¥¯²·检测正
常对照 !胰岛素抵抗模型及葛根素治疗组大鼠骨骼
肌细胞膜上 Š˜×w的表达 ∀经图象吸光度扫描进行
相对定量分析显示 o在胰岛素刺激下 oŒ• 大鼠骨骼肌
细胞膜 Š˜×w含量明显低于正常对照 o仅为后者的
y{ qy| h ~经葛根素治疗后 Š˜×w含量增加 t qt{倍 o
但仍低于正常对照k图 tl ∀
图 t 正常对照组k‘≤l !胰岛素抵抗模型组kŒ• l及葛根素
治疗组k°×l大鼠在胰岛素刺激下骨骼肌细胞膜上
Š˜×w相对含量的比较
与正常对照比较 oν Π s qst ~与胰岛素抵抗组比较 oµ Π s qsx
3 讨论
Š˜×w是一种含 xs|个氨基酸的糖蛋白 o分子
量约为 wx ∗ xxŽ⁄∀主要存在于对胰岛素敏感的骨
骼肌 !心肌和脂肪组织 o是这些组织细胞的主要葡萄
糖转运体 ∀静息状态下 o绝大部分 Š˜×w蛋白位于
细胞内膜中 o如微粒体 !高尔基体及其他对胰岛素敏
感的富含 Š˜×w的囊泡样结构≈w  o只有 u h位于细
胞外膜上 ∀当胰岛素与受体相结合后 o胰岛素受体
底物2tkŒ• ≥2tl !磷脂酰肌醇2v激酶k°Œ2vŽl等信号蛋
白相继磷酸化 o触发富含 Š˜×w的囊泡向细胞外膜
移动 o囊泡膜与细胞外膜融合 oŠ˜×w转位于细胞膜
上 o发挥其转运葡萄糖的生理作用 ∀当循环胰岛素
水平下降时 oŠ˜×w通过吞饮作用从细胞外膜清除
并回到贮存囊泡中≈x  ∀
作为骨骼肌中表达的主要的葡萄糖转运体 o
Š˜×w负责了胰岛素刺激下骨骼肌中约 zx h ∗ |x h
的葡萄糖转运 o约占整个机体葡萄糖转运的 |s h o故
它在细胞膜上含量的变化将导致骨骼肌乃至整个机
体对葡萄糖利用的异常 o发生 Œ• ∀
实验发现 o高脂饮食诱导的 Œ• 大鼠骨骼肌细胞
膜 Š˜×w含量下调 ∀这种结果可能源于两种可能 }
骨骼肌细胞总 Š˜×w表达减少 o导致转位至膜上的
Š˜×w减少 ~总 Š˜×w表达不变 o但转位至细胞膜表
面的 Š˜×w 减少 o即转位率降低 ∀很多研究表
明≈y oz  oŒ• 个体肌肉组织中 Š˜×w的含量没有变化 o
主要是存在胰岛素刺激的 Š˜×w的转位障碍 ∀它潜
在的机制≈{ 可能包括 }≠ 胰岛素信号传导通路中的
信号蛋白的改变 o如 Œ• ≥2t的酪氨酸磷酸化 o°Œ2vŽ!
蛋白激酶 …k°Ž…l及非典型蛋白激酶 ≤k¤°Ž≤l活化
的改变等 ~ Š˜×w过多累积于细胞内高密度囊泡
样结构中 o不能招募到细胞表面 ~≈ 缺乏融合的连
接 o即 Š˜×w 储存囊泡kŠ≥∂¶l与细胞膜结合 o但
Š˜×w未能与细胞膜有效的融合 ∀同组其他实验人
员对 °Ž…表达的测定结果显示 Œ• 大鼠 °Ž…表达减
少 o说明细胞膜上 Š˜×w含量减少可能与 °Ž…表达
减少有关 o从而导致骨骼肌对胰岛素的反应性明显
减弱 ∀这一结果与 ×µ¨°¥¯¤¼≈| 的研究一致 ∀不管是
何种可能 o试验提示 o通过各种途径增加细胞膜上
Š˜×w蛋白的含量 o将有利于改善 Œ• ∀
葛根素k普乐林l注射液作为一种纯中药制剂 o
很早就被应用于糖尿病的治疗 o它可以降低血
糖≈ts  o并可能通过以下途径改善 Œ• ≈t  }≠ 通过阻断
Β2肾上腺素受体对血管的收缩作用 o扩张血管 o并减
轻对抗胰岛素激素k肾上腺素 !糖皮质激素等l的作
用 o有利于胰岛素生物学效应的发挥 o提高胰岛素的
敏感性 ~ 通过降低全血粘度 o改善血液流变学指
标 o使细胞 ≤¤u n2ªun2„×° 酶活性提高 o使物质运
输 !糖和胰岛素跨膜k肌肉 !脂肪细胞等l能力提高 o
从而提高胰岛素敏感性 o改善 Œ• ∀
实验证明 o高脂饮食诱导的 Œ• 大鼠在腹腔注射
葛根素后 oƒ…Š oƒŒ‘≥水平下降 oŒ≥Œ升高 o骨骼肌细胞
膜上的 Š˜×w含量明显增加 o且具有统计学意义 ∀
说明葛根素确实可以提高骨骼肌细胞膜上 Š˜×w的
含量 ∀高血糖和高血清胰岛素可通过影响胰岛素信
号传导通路中一系列信号蛋白 o如 Œ• ≥2t酪氨酸磷酸
化 o°Œ2vŽ活性及 °Ž…磷酸化的减少等 o使胰岛素刺
激的 Š˜×w 转位减少 o导致细胞膜 Š˜×w 含量降
低≈tt  ∀而葛根素具有降血糖作用 o故它可能通过纠
正 Œ• 大鼠高血糖及高胰岛素状态来增加骨骼肌细
胞膜 Š˜×w的含量 ∀本实验组其他成员对 Œ• 大鼠
在应用葛根素后 o骨骼肌细胞内 °Ž…含量的测定结
果表明 °Ž…表达增加 o从一定程度上肯定了葛根素
对胰岛素受体后传导通路的影响 o从而导致骨骼肌
细胞膜 Š˜×w含量的上调 ∀然而葛根素是否可以增
加 Š˜×w °• ‘„的表达及其内在活性还有待于下一
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∂²¯ qu| oŒ¶¶∏¨ u
ƒ ¥¨µ∏¤µ¼oussw
步研究 ∀
另外 o体脂影响胰岛素敏感性 o全身和内脏脂肪
含量增加可通过影响胰岛素敏感性而参与 Œ• 的形
成和发展 ∀该实验也观察到 otu周的高脂喂养 oŒ•
大鼠的体重虽与正常对照无显著差异 o但其内脏脂
肪含量明显高于正常对照 oŒ≥Œ随内脏脂肪含量的增
加减小 ∀而使用葛根素治疗后 oŒ• 大鼠的内脏脂肪
含量减少 o可能是葛根素改善骨骼肌 Œ• 的另一途
径 ∀其具体机制还有待进一步研究 ∀
综上 oŒ• 的产生与胰岛素刺激后 o骨骼肌细胞膜
上 Š˜×w含量不能有效增加所致的受体后缺陷有
关 ∀葛根素可能通过纠正高血糖等途径增加胰岛素
刺激的 Š˜×w的转位 o从而提高细胞膜 Š˜×w的含
量 o使骨骼肌对葡萄糖的摄取量增加 o改善 Œ• ∀
≈参考文献 
≈t  刘蕴玲 o陈少华 o陈秀彬 q葛根素对 u型糖尿病人胰岛素敏感
性的影响 q辽宁实用糖尿病杂志 ousss o{kt l }uy q
≈u  李光伟 o潘孝仁 o¬¯¯¬²­¤ ≥ o等 q检测人群胰岛素敏感性的一项
新指数 q中华内科学杂志 ot||v ovuktsl }yxy q
≈v  ‹∏¬¶°¤± …o¼¯  ∂ oŽ¨¼¶¨µ„ o ετ αλq׫¨ ©¨©¨¦·²©¬±¶∏¯¬± ¤±§Β2¤2
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( ∆επαρτµεντ οφ Ενδοχρινολογψ, Ρενµιν Ηοσπιταλ οφ Ωυηαν Υνιϖερσιτψ, Ωυηαν wvssys , Χηινα)
[ Αβστραχτ] Οβϕεχτιϖε : ײ ¬¨³¯²µ¨ ·«¨ ©¨©¨¦·²©³∏¨µ¤µ¬±¬±­¨¦·¬²± ²±·«¨ ¤°²∏±·²© Š˜×w ³µ²·¨¬± ¤··«¨ ³¯¤¶°¤ ° °¨¥µ¤±¨ ¬±¬±¶∏¯¬±2
µ¨¶¬¶·¤±·µ¤·¶®¨ ¯¨·¤¯ °∏¶¦¯¨q Μετηοδ : ׫¨ µ¤·°²§¨¯ ²©¬±¶∏¯¬± µ¨¶¬¶·¤±¦¨ kŒ• l º¤¶°¤§¨ ¥¼ ¥¨¬±ª©²§º¬·««¬ª«2©¤·§¬¨·q׫¨ ¤±¬°¤¯¶º µ¨¨
§¬√¬§¨§¬±·²·«µ¨¨ªµ²∏³¶k·¨±¬± ¤¨¦«ªµ²∏³l }ªµ²∏³Œ}¦²±·µ²¯¶~ªµ²∏³ŒŒ}Œ±¶∏¯¬±2µ¨¶¬¶·¤±·µ¤·¶~ªµ²∏³ŒŒŒ}Œ±¶∏¯¬±2µ¨¶¬¶·¤±·µ¤·¶n °∏¨µ¤µ¬±·µ¨¤·2
° ±¨·qŒ±¶∏¯¬±2µ¨¶¬¶·¤±·µ¤·¶º µ¨¨ ¬±­¨¦·¨§º¬·«tss °ª³∏¨µ¤µ¬±¬±­¨¦·¬²± ³¨µ®ª¥²§¼ º ¬¨ª«··«µ²∏ª«¤¥§²°¬±¤¯ ¦¤√¬·¼ ²±¦¨ ¤§¤¼©²µw º¨¨ ®¶q
ƒ¤¶·¬±ª¥¯²²§ª¯∏¦²¶¨ ¤±§©¤¶·¬±ª¶¨µ∏°¬±¶∏¯¬± ¯¨ √¨¯¶º µ¨¨ ° ¤¨¶∏µ¨§¥¨©²µ¨ ¤±§¤©·¨µ°∏¨µ¤µ¬±·µ¨¤·° ±¨·oµ¨¶³¨¦·¬√¨¯¼ qŒ±¶∏¯¬±·µ¨¤·° ±¨·º¤¶
¤¦«¬¨√ §¨¥¼¬±·µ¤³¨µ¬·²±¨ ¤¯ ¬±­¨¦·¬²± ²©¬±¶∏¯¬±kt ∏±¬·¬±¶∏¯¬± ³¨µ®ª¥²§¼ º ¬¨ª«·qltx °¬±∏·¨ ¥¨©²µ¨ ®¬¯¯¬±ª·«¨ ¤±¬°¤¯¶q ׫¨ µ¬ª«·«¬±§¯¬°¥
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≈责任编辑 方文贤 
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第 u|卷第 u期
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中 国 中 药 杂 志
Χηινα ϑουρναλ οφ Χηινεσε Ματερια Μεδιχα
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