全 文 :女贞子中齐墩果酸抗糖尿病效果研究
高大威 1 , 李青旺 1, 2 , 刘志伟 1 , 李 建1 , 韩增胜 1 , 朱光华 1
(1.燕山大学环境与化学工程学院 ,河北 秦皇岛 066004;2.西北农林科技大学 ,陕西 杨陵 712100)
收稿日期:2008-07-15
作者简介:高大威(1970-),女 ,博士 ,副教授 ,研究方向为药学与分子生物学。 Tel:(0335)8061569E-mail:gaodawei7002@yahoo.com.cn
关键词:女贞子;降血糖效果;抗氧化能力;降血脂效果;齐墩果酸
中图分类号:R285.6 文献标识码:B 文章编号:1001-1528(2009)10-1619-03
糖尿病是世界范围内最常见的内分泌性疾病之一 , 其死
亡率在发达国家仅次于心血管疾病和恶性肿瘤。 WHO调查
资料显示 , 目前全世界至少有 1.71亿糖尿病患者 , 预测到
2030年将增至 3.66亿 , 其发病率也将由目前的 2.8%上升
为 4.4%[ 1] 。天然抗糖尿病药物以其作用靶点多 、毒副作用
小而普遍受到医学界的关注。女贞子是我国传统的中药 , 通
常用来治疗癌症 、肝炎等疾病 , 在降血糖方面虽有报道 , 但缺
乏系统深入的研究。
近年来发现糖尿病及其并发症的复杂病理机制和氧化
应激存在密切关系 , 大量临床和实验研究证实 , 糖尿病患者
和糖尿病动物模型的体内抗氧化防御体系均受到抑制 [ 2] 。
高血糖损伤了体内的氧化平衡 , 葡萄糖与蛋白质结合后 , 促
使体内的自由基增加 ,诱导活性氧簇蓄积 ,减少了体内的抗
氧化能力。增加的自由基对细胞膜磷脂产生毒性影响 , 导致
毒性产物丙二醛的大量产生。超氧化物岐化酶和谷胱苷肽
过氧化物酶能够保护细胞和组织 ,避免氧化损伤 [ 3] 。为了揭
示女贞子在糖尿病方面的治疗效果及其机理 ,试验采用多重
结晶技术分离并鉴定了其活性成分-齐墩果酸 , 并用于四氧
嘧啶诱导的糖尿病模型大鼠 ,鉴定观察其对血糖 、血脂及其
氧化作用。
1 试验材料
1.1 药物与试剂
TC、TG、LDL-c、HDL-c购自北京医学临床医学科学技术
中心。 MDA、SOD和 GSH-px购自南京建成生物工程公司。
血糖分析仪购自美国 Roche公司。四氧嘧啶购自美国 Sigma
公司。齐墩果酸标准品购自上海友思化学中心。 女贞子干
品购自当地药店并经专家鉴定。 Wistar大鼠体重 180 ~ 200
g, 购自北京医科大学实验动物中心。
1.2 仪器
全自动高压灭菌锅 (美国 LabTech公司), 质谱仪
4000Q-Trap(加拿大 Biosystems/MDSSciexConcord), 台式高
速低温离心机 BiofugeStratos型(德国 Heraeus公司), 酶标
仪(美国 Thermo公司)。
2 方法和结果
2.1 女贞子的提取和鉴定
干燥女贞子 1 000 g浸于水中 30 min, 1.5 kg/cm2高压
下煮 40 min, 将种皮浸于 95%乙醇中 60 min。再将 HCl
(2%, pH 1.0)倒入溶液 , 获粗结晶。过滤结晶后加入 5%
NaOH(pH9.0)100 ℃煮 20 min,再次加入HCl溶液获结晶 ,
水洗结晶 、活性炭脱色 , 干燥得女贞子提取物。
通过薄层色谱分析 ,可见女贞子提取物的迁移率与齐墩
果酸标准品迁移率相同。纯化的提取物样品采用电喷雾质
谱和串联质谱进一步分析。 结果如图 1A, 样品采用电喷雾
质谱鉴定 ,样品在质子化状态下检测 , 其主要片断分子量为
m/z455.6,相当于质子化 [ M-H] -的齐墩果酸 , 同时检测到
少量的污染片断如 m/z393和 m/z403, 这表明样品确为
OA。通过串联质谱试验(MS/MS), 进一步确定其结构见图
1B,离子化片断的分子量为 m/z455.6,这种离子化分子的片
图 1A 齐墩果酸质谱结果(MS)
图 1B 齐墩果酸串联质谱结果(MS/MS)
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断导致中性 CO2分子在 m/z407.3处消耗 , 同时也出现其它
很多离子片段(m/z391.4, m/z389.4, m/z375.4和 m/z
373.3)。这表明利用上述方法从女贞子中提取的主要成分
为 OA。
2.2 糖尿病大鼠模型的构建及分组
Wistar大鼠在(20 ~ 22 ℃)室温 12 h昼夜交替饲养。随
机挑出 8只鼠作正常对照(NC), 余下大鼠禁食不禁水 12 h,
腹腔注射四氧嘧啶 200 mg/kgbw, 72 h后 , 其禁食血糖水平
经葡萄糖氧化酶法测定 (Trinder, 1969)[ 4] , 血糖高于 200
mg/dl被定为糖尿病鼠(DM)。 32只鼠(8只正常鼠 , 24只糖
尿病鼠)被分为 4组:正常对照组 (NC)、糖尿病模型组
(DM)、糖尿病 +齐墩果酸低剂量组(DM+OALD)和糖尿病
+齐墩果酸高剂量组(DM+OAHD)。
2.3 齐墩果酸一次用药降血糖试验
DM组 、DM+OALD组和 DM+OAHD组的大鼠禁食不
禁水 12h,测其血糖值为药前血糖值 , 用 0.5%CMC溶液溶
解 OA, 对 DM+OA低剂量组(60 mg/kgb.w.)和 DM+OA
高剂量组(100 mg/kgb.w.)分别灌胃 ,糖尿病对照组给予同
体积的 0.5%CMC溶液 ,各组鼠在灌胃 0.5、1、2、4、6 h后 , 其
血糖水平被分别测定 。在 OA低剂量和高剂量组 , 血糖水平
在灌胃后 1 h开始明显下降 , 2 h达高峰 , 6 h后降血糖效果
仍然明显(图 2),而糖尿病模型组在整个试验期间血糖变化
不明显(P> 0.05)。
2.4 齐墩果酸连续用药降血糖试验
在齐墩果酸低 、高剂量组分别给予 60 mg/kgbw.和 100
mg/kgbw.的齐墩果酸 CMC溶液 , 正常对照组和糖尿病模型
组给予同体积的 0.5%CMC溶液 ,连续用药 40 d, 每 10天取
尾静脉血测血糖。结果见图 3, 用药前各组大鼠的血糖水平
无明显差别(P>0.05)。在第 10天 , OA处理组血糖明显下
降 , 在低剂量和高剂量组血糖分别下降了 32.4%和 46.4%。
试验期间 , 糖尿病模型组血糖水平变化不明显。
2.5 齐墩果酸对糖尿病大鼠血脂的影响
在第 41天 , 各组鼠被禁食 12 h, 乙醚麻醉后眼眶取血。
图 2 一次用药降血糖试验中女贞子的作用效果
( x±s, n=8)
各组值与糖尿病对照组比 , *P<0.01。
图 3 连续用药降血糖试验中女贞子的作用效果
( x±s, n=8)
各组值与糖尿病对照组比 , *P<0.01。
依据试剂盒的说明测定血清的 TG, TC, HDL-c和 LDL-c水
平;糖尿病模型组与正常对照组相比 ,其 TG, TC和 LDL-c水
平明显升高(表 1), 而 HDL-c水平明显下降;齐墩果酸治疗
高剂量组的 TG, TC和 LDL-c水平明显降低 ,而 HDL-c水平
升高(P<0.05, 0.01);同时 , 低剂量组的上述指标有所改
善 ,但不如高剂量组明显 , 表明齐墩果酸呈现剂量药效依赖
性。
表 1 齐墩果酸对试验鼠血脂的影响( x±s, n=8)
Groups TG/(mmol/L) TC/(mmol/L) LDL-c/(mmol/L) HDL-c/(mmol/L)
NC 0.928±0.032 1.840±0.043 0.989±0.040 0.934±0.029**
DC 1.216±0.028 2.048±0.086 1.303±0.074 0.740±0.028
DM+OALD 1.105±0.025* 1.806±0.044* 1.043±0.029* 0.840±0.023*
DM+OAHD 0.903±0.027** 1.826±0.046* 1.028±0.028* 0.899±0.038**
各组指标与糖尿病对照组统计比较的 , *P<0.05, **P<0.01。
2.6 齐墩果酸对组织抗氧化能力的影响
各组动物经乙醚麻醉后解剖 , 快速取出肝 、肾组织用冷
的生理盐水清洗 , 在 4倍体积 Tris-HCl缓冲液(pH 7.4)中匀
浆 , 匀浆液在 4 000 g4 ℃下离心 20 min, 以牛血清白蛋白为
标准品 , 应用 Bradford法测定各组织的蛋白含量 , 再根据试
剂盒的说明测定 SOD, MDA和 GSH-px水平。结果在糖尿病
模型组中 MDA含量明显增加 , 而 SOD和 GSH-px活性与正
常对照组比明显降低(如表 2)。在齐墩果酸处理组 , MDA的
水平有所下降 ,且高 、低剂量组差别明显 , 高剂量组与对照组
间存在显著差异(P<0.05);齐墩果酸也增加了鼠肝 、肾组织
的 SOD和 GSH-px酶活性 ,高 、低剂量组均有效果(P<0.05,
0.01), 并存在显著的剂量效应关系。
2.7 统计分析
应用 SPSS13.0统计软件进行数据分析 , Origin7.5软件
作图 , 数值以 x±s表示 , 一次和连续用药血糖值用 ANOVA
中的 Repeatedmeasures计算。血脂水平和抗氧化相关指标
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表 2 齐墩果酸对试验鼠 MDA, SOD和 GSH-px活性
影响( x±s, n=8)
Group Tisue MDA/(nmol/mg.pro)
SOD
/(U/mg.pro)
GSH-px
/(U/mg.pro)
NC Liver 8.22±0.32 45.80±1.14 24.29±1.00
kidney 9.70±0.27 50.35±1.02 32.25±0.93
DM liver 11.06±0.43 40.16±0.73 16.55±0.73
kidney 12.32±0.35 45.06±0.54 24.49±0.73
DM+OALD liver 11.95±0.31 42.95±0.99* 19.84±0.73*
kidney 11.69±0.24 47.43±0.86* 27.30±0.76*
DM+OAHD liver 9.94±0.25* 44.13±0.67* 21.35±1.04*
kidney 10.6±0.27* 48.52±0.70** 30.68±0.77**
各组指标与糖尿病对照组统计比较 , *P<0.05, **P<0.01。
用One-wayANOVA中 Schefetest分析 , P<0.05的结果认为
具有明显差异。
3 讨论
女贞子作为我国传统中药常用来治疗肝炎 、肿瘤和糖尿
病。经结晶提取和质谱鉴定 , 表明其主要成分为齐墩果酸
(OA)。在一次用药降糖试验中 , OA可以降低四氧嘧啶诱导
的糖尿病鼠的血糖水平达 6 h;经 40 d的 OA治疗 , 在低剂量
和高剂量组血糖分别下降了 32.4%和 46.4%, 而糖尿病模
型组血糖水平无明显变化 , 说明 OA具有很好的降血糖效
果。
研究发现血糖升高常伴随 TC, LDL-c, TG水平的升高和
HDL-c的下降 [ 5] 。本试验中 ,糖尿病模型组的 TC, TG, LDL-c
水平明显增加 , HDL-c水平降低。糖尿病大鼠经 OA治疗 40
d后 , TC, TG和 LDL-c水平下降 , 而 HDL-c升高。由于 HDL-
c水平的下降是心血管疾病的发病信号 [ 6] ,它能够加重糖尿
病对机体的损伤。本试验结果表明 , OA可能对伴有心血管
疾病的糖尿病患者具有明显的预防和治疗效果 ,降低了糖尿
病进一步诱发相关并发症的风险。
四氧嘧啶为胰岛 β 细胞毒剂 , 它通过产生 H2O2等超氧
自由基而破坏 β细胞 , 使细胞内 DNA损伤 , 并激活多聚 ADP
核糖体合成酶活性 , 从而使辅酶 I含量下降 , 导致 mRNA功
能受损 , β 细胞合成前胰岛素减少 , 胰岛素缺乏而诱发糖尿
病 [ 7] 。由于机体内有完整的抗氧化防御系统 ,正常新陈代谢
中产生的自由基 ,不断被机体清除。而 2型糖尿病患者血清
总抗氧化能力明显减弱 , 机体的防御体系受到破坏 ,自由基
不能被清除而大量堆积 , 导致胰岛 β 细胞的破坏 [ 8] 。 SOD
和 GSH-px活性反映了机体清除氧自由基的能力 , 脂质过氧
化产物 MDA的含量则能反映机体细胞受自由基攻击的严重
程度 [ 9] 。本结果表明糖尿病模型组肾 、肝组织 MDA含量有
不同程度地升高 , 说明糖尿病状态下承受着较高的氧化压
力 , 脂质过氧化作用增强。 OA处理后其 MDA含量明显降
低 , 表明 OA能够缓解脂质过氧化;经 OA治疗后 , SOD和
GSH-px抗氧化酶活性较糖尿病组显著增高 , 表明 OA可拮抗
自由基对肝和肾细胞膜的损伤。本研究的结果揭示齐墩果
酸具有抗自由基损伤作用 , 增强机体的抗氧化防御系统能
力 , 这可能是 OA发挥降血糖作用的主要机制。
本试验揭示女贞子中齐墩果酸具有良好的降血糖 、降血
脂效果 , 并能增强机体氧化防御能力 , 推测齐墩果酸通过提
高机体的抗氧化能力发挥其抗糖尿病作用 , 本试验为进一步
开发天然降血糖药物提供了科学的理论基础。
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