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茅苍术多糖对Ⅱ型糖尿病大鼠的治疗作用及机制研究



全 文 :第 15 卷 第 4 期 北华大学学报(自然科学版) Vol. 15 No. 4
2014 年 8 月 JOURNAL OF BEIHUA UNIVERSITY(Natural Science) Aug. 2014
文章编号:1009-4822(2014)04-0476-04 DOI:10. 11713 / j. issn. 1009-4822. 2014. 04. 012
茅苍术多糖对Ⅱ型糖尿病大鼠的治疗作用及机制研究
牛月华
(北华大学校医院,吉林 吉林 132013)
摘要:目的 探讨茅苍术多糖对Ⅱ型糖尿病大鼠的治疗作用及机制.方法 给予Ⅱ型糖尿病模型大鼠不同剂量的茅
苍术多糖,通过对模型大鼠体质量改变情况、空腹血糖含量、胰岛素水平及调节血脂代谢紊乱能力的观察,评价其
治疗作用;通过对各组大鼠肝脏组织中 MDA含量及 CAT,SOD酶活性的测定,评价其抗氧化能力.结果 茅苍术多
糖可以改善糖尿病大鼠体质量下降情况,能够降低空腹血糖含量,提升胰岛素水平;茅苍术多糖也可以降低 MDA
含量,增加 CAT和 SOD活性.结论 茅苍术多糖具有抗糖尿病作用,其作用机制可能与其抗氧化作用有关.
关键词:茅苍术多糖;抗氧化;Ⅱ型糖尿病
中图分类号:R285. 5 文献标志码:A
收稿日期:2014-03-19
基金项目:吉林省卫生厅基金项目(20130079).
作者简介:牛月华(1974 -),女,主治医师,主要从事糖尿病及并发症治疗临床研究.
Therapeutic Effect of Atractylodes Lancea Polysaccharides on
Type 2 Diabetes Mellitus Rats and Its Mechanisms
Niu Yuehua
(School Hospital of Beihua University,Jilin 132013,China)
Abstract:Objective To study the therapeutic effect of Atractylodes lancea polysaccharides(ALP)on type 2
diabetes mellitus(T2DM)rats and its mechanisms.Methods Rats with T2DM were administered different doses
of ALP. Effects of ALP on body weight,fasting blood glucose(FBG),fasting insulin(FINS),triglyceride(TG)
and the ability of regulating the lipid metabolism disorder were investigated to evaluate the therapeutic effect of
ALP;the antioxidant effect of ALP was evaluated by detecting MDA contents and CAT and SOD activities in the
liver tissues. Results ALP could improve the declining trend of body weight in rats with T2DM,reduce the FBG
content,elevate the FINS level,decrease TG and TC levels,reduce the MDA content,and increase SOD and CAT
activities in liver tissues of the rats. Conclusion These results indicate that ALP has an anti-diabetic effect in
diabetic rats and the mechanism might be related to its antioxidant activity.
Keywords:Atractylodes lancea polysaccharides;antioxidation;T2DM
茅苍术(Atractylodes lancea)为多年生草本植
物,系菊科苍术属,药用历史悠久,具有祛风散寒、
燥湿健脾、明目的功效[1]. 现代药理学研究表明:
茅苍术具有抗心率失常、抗溃疡、抗菌、利尿、保肝、
抗炎等作用[2].对茅苍术的化学成分研究显示:其
主要功效成分为脂溶性的挥发油类及水溶性的多
糖类[3],茅苍术多糖(Atractylodes lancea polysacc-
harides,ALP)为其主要功效成分之一,但研究较
少,主要涉及提高免疫力、抗病毒、抗应激和抗肿瘤
等[4].因此,本研究通过高脂饮食饲养和腹腔注射
STZ的方法建立Ⅱ型糖尿病大鼠模型,研究茅苍术
多糖的抗糖尿病作用,并初步探讨其作用机制.
1 试验部分
1. 1 仪器与试剂
紫外可见分光光度计(UV-1750,日本岛津);
超高速低温离心机(5417R,德国 Eppendorf);γ 放
射免疫计数仪(GC-2100,科大中佳);组织匀浆机
(DY89-I,上海天呈科技);STZ(美国 Sigma 公司);
血糖检测及胰岛素检测试剂盒(上海梅联生物科
技有限公司);TG,TC,MDA,CAT和 SOD检测试剂
盒(南京建成生物技术有限公司).
1. 2 试验动物
Wistar大鼠(200 ~ 250 g),雄性,购于吉林大学
基础医学院实验动物中心,在相对湿度 40% ~70%、
温度(22 ± 1)℃条件下饲养. 标准饲料含蛋白质
20%,碳水化合物 53%,脂肪 5%,热量为 25 kJ /kg;
高脂饲料含蛋白质 20%,碳水化合物 48%,脂肪
20%,热量为 44. 3 kJ /kg.
1. 3 试验方法
1. 3. 1 茅苍术多糖的提取
茅苍术购买于本地药材市场,经鉴定为菊科植
物茅苍术 Atractylodes lancea(Thunb.)DC的干燥根
茎.粉碎过 40 目筛后,先用石油醚及无水乙醇进行
脱脂处理;然后加入适量的蒸馏水,沸水浴中提取
4 h,趁热抽滤;滤液浓缩至原体积的 20%时,缓慢
加入无水乙醇(乙醇终浓度为 75%),低温静置过
夜;3 000 r /min、离心 20 min 后,加适量水重新溶
解,冷冻干燥后,即得茅苍术粗多糖.
1. 3. 2 Ⅱ型糖尿病大鼠模型建立
试验大鼠随机分为 2 组,1 组为标准饮食组
(10 只),另 1 组为高脂饮食组(60 只). 28 d 后,高
脂饮食组大鼠腹腔注射 STZ(30 mg /kg),继续高脂
饮食饲养 28 d,检测大鼠空腹血糖值;将空腹血糖
水平大于 7. 8 mmol /L 的大鼠随机分为 4 组(10
只 /组),其中 1 组作为模型组,另外 3 组作为给药
组,分别灌胃给予低、中、高剂量的茅苍术多糖,1
次 /d;给药时间为 28 d,处死前一天禁食 12 h,取血
并分离肝脏组织,储存于 -80 ℃冰箱中备用.
1. 3. 3 大鼠体质量及血清生化指标
茅苍术粗多糖治疗 28 d 后,测定各组大鼠体
质量情况. FBG,FINS,TC及 TG检测均按照试剂盒
操作说明书进行.
1. 3. 4 肝脏组织抗氧化能力检测
取大鼠肝脏组织,匀浆后测总蛋白含量,检测
肝脏组织中 MDA 含量和 CAT,SOD 活性,评价茅
苍术粗多糖对肝脏组织抗氧化能力的影响.
1. 3. 5 统计学分析
采用统计软件 SPSS 15. 0 对所得数据进行分
析,分析结果以均数 ±标准差(珋x ± s)表示,与模型
组比较,P < 0. 05 认为差异具有统计学意义.
2 试验结果
2. 1 茅苍术多糖的提取
茅苍术多糖为浅棕色粉末,提取率(相对于被
提取的茅苍术干重)为 3. 8%,纯度为 91. 6% .
2. 2 茅苍术多糖对Ⅱ型糖尿病大鼠体质量的影响
在此项研究中,我们首先考察了茅苍术多糖对
Ⅱ型糖尿病大鼠体质量变化的影响.茅苍术多糖治
疗 28 d后,各治疗组大鼠的体质量水平同糖尿病
组比较均呈显著性增加,具有统计学意义(P < 0. 0
5),表明茅苍术多糖具有明显改善Ⅱ型糖尿病大
鼠体质量下降趋势的作用.结果见表 1.
表 1 茅苍术多糖对Ⅱ型糖尿病大鼠体质量的影响
Tab. 1 Effect of Atractylodes lancea on body weight
of type 2 diabetes mellitus rats (n = 10,珋x ± s)
组 别
体质量 /g
0 28 d
正常组 368. 57 ± 33. 50* 404. 95 ± 48. 77*
糖尿病组 338. 19 ± 44. 89 268. 15 ± 45. 79
50 mg/kg 339. 37 ± 37. 79 306. 75 ± 34. 23*
茅苍术多糖 100 mg/kg 334. 95 ± 44. 11 313. 59 ± 41. 86*
200 mg/kg 337. 53 ± 45. 59 334. 52 ± 35. 48*
* :与糖尿病组比较,P < 0. 05.
2. 3 茅苍术多糖对Ⅱ型糖尿病大鼠空腹血糖及
胰岛素水平的影响
茅苍术多糖对Ⅱ型糖尿病大鼠空腹血糖及胰岛
素水平的影响见图 1,低、中、高剂量茅苍术多糖治
疗组均可以显著降低Ⅱ型糖尿病大鼠模型的血糖水
平,与糖尿病组比较具有统计学意义(P < 0. 05).
中、高剂量组的茅苍术多糖可以明显提高胰岛素水
平,与糖尿病组比较具有统计学意义(P < 0. 05);而
低剂量组的茅苍术多糖虽也可以提高胰岛素水平,
但与糖尿病组比较无统计学意义(P >0. 05).
2. 4 茅苍术多糖对Ⅱ型糖尿病大鼠 TG 和 TC 含
量的影响
本研究通过对大鼠血清中 TG 和 TC 含量的检
测,进一步探讨了茅苍术多糖是否具有调节糖尿病
大鼠血脂代谢紊乱的作用.结果见图 2.低、中、高剂
量组的茅苍术多糖均可显著降低 TG和 TC水平,同
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糖尿病组比较具有统计学意义(P <0. 05).
图 1 茅苍术多糖对Ⅱ型糖尿病大鼠空腹血糖(A)
及胰岛素水平(B)的影响
Fig. 1 Effect of Atractylodes lancea on FBG(A)and
FINS(B)of type 2 diabetes mellitus rats
图 2 茅苍术多糖对Ⅱ型糖尿病大鼠
TG和 TC含量的影响
Fig. 2 Effect of Atractylodes lancea on TG and TC
contents of type 2 diabetes mellitus rats
2.5 茅苍术多糖对Ⅱ型糖尿病大鼠肝组织 MDA,
CAT和 SOD的影响
茅苍术多糖对Ⅱ型糖尿病大鼠肝脏组织中
MDA,CAT 和 SOD 的影响见表 2.给予茅苍术多糖
后,各组大鼠肝组织中的 MDA含量与糖尿病组比较
均明显下降(P < 0. 05);而在给予茅苍术多糖后,各
组大鼠肝组织中 CAT和 SOD活性均显著提升,与糖
尿病组比较具有统计学意义(P <0. 05).
表 2 茅苍术多糖对Ⅱ型糖尿病大鼠肝组织MDA,CAT和 SOD的影响
Tab. 2 Effect of Atractylodes lancea on MDA,CAT and SOD of live of type 2
diabetes mellitus rats (n =10,珋x ± s)
组 别 c(MDA)/(nmol·mg -1) λ(CAT)/(U·mg -1) λ(SOD)/(U·mg -1)
正常组 11. 50 ± 2. 08* 24. 04 ± 2. 23* 22. 28 ± 3. 72*
糖尿病组 23. 16 ± 3. 36 15. 19 ± 2. 06 12. 24 ± 3. 32
50 mg /kg 17. 91 ± 3. 05* 17. 05 ± 2. 79* 13. 07 ± 2. 55*
茅苍术多糖 100 mg /kg 12. 29 ± 2. 13* 18. 92 ± 2. 24* 15. 62 ± 3. 38*
200 mg /kg 12. 25 ± 2. 73* 21. 30 ± 3. 12* 17. 01 ± 2. 64*
* :与糖尿病组比较,P <0. 05.
3 讨 论
T2DM为一种终身性疾病,约占整个糖尿病发
病率的 95%以上,可引起多种急性和慢性并发症,
常见的并发症包括神经系统病变、循环系统病变、足
病、肾病和眼病等[5]. T2DM本身及其并发症危害严
重,如何预防和治疗 T2DM 及其并发症已成为医务
工作者面临的主要任务.现有的治疗手段易引起副
作用,如肝脏损伤、腹泻、乳酸中毒和低血糖等,远未
达到人们的理想要求[6].因此,从传统中药材资源中
寻找低毒副作用且具有抗糖尿病作用的生物活性物
质,越来越受到人们的关注.
曾有报道[7]表明:茅苍术的水提取物具有显著
降低 STZ诱导的大鼠高血糖的作用,同时,可以剂量
依赖性的降低血清胰岛素水平.段国峰等[8]的研究
进一步发现,具有降糖活性的茅苍术水提物为多糖,
并初步证实了对四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠具有一
定的治疗作用.在本研究中,通过高脂饮食加小剂量
腹腔注射 STZ的方式建立大鼠 T2DM模型,此模型
可以更好地模拟人类 T2DM 的自然发展过程.给予
茅苍术多糖 28 d后,发现其可以改善糖尿病大鼠体
质量下降趋势,降低空腹血糖含量,增加胰岛素水
平;同时,对 T2DM大鼠的血脂代谢紊乱也有一定的
调节作用.
糖尿病的发病机制目前并没有阐述清楚,但是
有足够的证据表明糖尿病的发生与体内氧化应激水
平的增加密切相关[9]. MDA,CAT 和 SOD 是反映体
内氧化应激水平的重要指标.为探讨茅苍术多糖的
874 北华大学学报(自然科学版) 第 15 卷
抗糖尿病作用是否与抗氧化应激作用有关,本实验
考察了茅苍术多糖对 T2DM大鼠肝脏组织抗氧化能
力的影响,证实了茅苍术多糖可以降低 MDA 含量,
增加 CAT和 SOD活性.研究结果表明:茅苍术多糖
具有一定的抗氧化作用,可能是其具有抗糖尿病作
用的潜在原因之一.
总之,本研究初步证实了茅苍术多糖具有降血
糖和调节血脂代谢紊乱的作用,茅苍术多糖的抗氧
化作用可能是其具有降血糖和调节血脂代谢紊乱的
机制之一,但具体作用机制还有待于深入研究.
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【责任编辑:陈丽华】
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