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覆盆子原花青素对2 型糖尿病大鼠糖脂代谢及抗氧化作用影响的研究

2022-03-19曾小艳李永平

现代中药研究与实践 2022年1期
关键词:糖原覆盆子花青素

曾小艳,李永平,赵 钰,童 丽*

(1.青海大学 医学院,青海 西宁 810016;2.青海大学 医学院,青海省糖脂代谢疾病防控中医药重点实验室,青海 西宁 810099;3.青海省中医院 泌尿外科,青海 西宁 810099)

2 型糖尿病是一种内分泌代谢性疾病,主要特征是持续性高血糖,主要病因是胰岛素分泌减少或胰岛素抵抗所致[1]。糖尿病可引起多种并发症,如:血管损伤、神经异常等,严重影响患者的生活质量,预计到 2045 年我国糖尿病患者将增至1.2 亿人[2]。2 型糖尿病的发病与体内氧化应激密切相关,且常伴有体内糖脂代谢异常[3]。

覆盆子为蔷薇科悬钩子属植物华东覆盆子Rubus chingiiHu 的干燥成熟果实,药用价值极高,具有补肾固精的功效。覆盆子含有丰富的活性成分,原花青素是覆盆子中重要的活性成分之一[4-5]。现代药理学研究发现覆盆子具有调节血糖、血脂、减轻氧化应激损伤、抗衰老等作用[6]。目前,覆盆子原花青素的降糖作用机制还未有报道,本实验提取了覆盆子原花青素,建立了2 型糖尿病大鼠模型,观察覆盆子原花青素对2 型糖尿病大鼠的糖脂代谢及抗氧化影响,为覆盆子原花青素治疗糖尿病提供更多科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 实验动物 选用100 只雄性SD 大鼠,6 周龄,体质量为(200 ± 20) g。购自西安交通大学实验动物部[动物许可证号:SCXK (陕) 2008-001]。

1.1.2 覆盆子原花青素的提取 覆盆子购自青

海省中医院,经青海大学中藏药研究所童丽教授鉴定为正品。将覆盆子粉碎后用丙酮水浸泡,反复提取3 次,过滤,合并滤液,旋转蒸发干,用D101 大孔树脂柱纯化,得到原花青素(含量>95%),4 ℃保存备用。

1.1.3 主要试剂与仪器 链脲佐菌素(STZ)(批号:S8050)购自北京索莱宝科技有限公司;盐酸二甲双胍片(批号:H20031104)购自正大天晴药业集团;甘油三酯(TG) 、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白(HDL-C)、低密度脂蛋白(LDL-C)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px) 、超氧化物歧化酶(SOD) 活性、丙二醛(MDA) 测定试剂盒均购自南京建成生物工程研究所;胰岛素(INS)试剂盒及肝糖原试剂盒购自武汉伊莱瑞特生物科技有限公司。Touch one 型血糖仪及试纸(上海强生医疗器械有限公司);T-6500 型酶标仪(深圳雷杜生命科学股份有限公司);TU-1810 型紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)。

1.2 方法

1.2.1 糖尿病大鼠模型的建立及给药方法 实验前大鼠适应性饲养一周。一周后,抽取大鼠称重、尾尖采血测血糖,随机抽取10 只作为正常组,余下大鼠禁食24 h。按60 mg/kg 给大鼠腹腔内注射STZ。72 h 后尾尖取血测血糖,以血糖值> 16.7 mmol/L 为2 型糖尿病造模成功标准[7]。将造模成功的大鼠随机分为模型组、二甲双胍组(150 mg/kg)、覆盆子原花青素高、中、低剂量组(150 mg/kg、100 mg/kg、50 mg/kg),每组10 只大鼠。正常组、模型组用等体积的生理盐水灌胃。各用药组按相应剂量灌胃,各用药组灌胃体积为10 mg/kg。每天灌服1次, 连续灌胃8周。

1.2.2 指标测定 分别于给药前,给药后4 周、8 周测定空腹血糖(FPG)。测定前24 h 停止给药,用10%水合氯醛麻醉大鼠,腹主动脉取血,离心,取上清液,严格按照试剂盒说明测定TC、TG、HDL-C、LDL-C、INS 及肝糖原。

取大鼠的肝脏组织,按1 ∶9 重量体积于冰浴中捣碎,匀浆,匀浆液离心 (3 000 r/min) 15 min, 取上清液,按照试剂盒说明测定GSH-Px 、SOD、MDA。

1.2.3 统计学方法 用SPSS 23.0 软件进行数据分析,计量资料用均数±标准差(±s)表示,多组间比较采用方差分析。以P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 覆盆子原花青素对糖尿病大鼠体质量的影响

造模前各组大鼠体重差异无统计学意义(P>0.05)。造模后,模型组、二甲双胍组及原花青素各治疗组体质量较正常组明显下降(P<0.001);原花青素治疗后,各剂量组体质量较模型组升高 (P<0.001),见表1。

表1 覆盆子原花青素对各组大鼠体质量的影响(±s,n =10,g)Tab.1 The effect of raspberry proanthocyanidins on the body weight of rats in each group(±s,n =10,g)

表1 覆盆子原花青素对各组大鼠体质量的影响(±s,n =10,g)Tab.1 The effect of raspberry proanthocyanidins on the body weight of rats in each group(±s,n =10,g)

注:与正常组比较,***P <0.001;给药组与模型组比较,###P <0.001。

组别 造模前 造模后 给药第4 周 给药第8 周正常组 233.50 ± 12.18 260.50 ± 6.49 303.77 ± 11.38 335.14 ± 19.11模型组 233.30 ± 22.12 213.85 ± 12.06*** 198.85 ± 7.25*** 180.62 ± 5.09***二甲双胍组 235.50 ± 18.11 213.93 ± 10.16*** 229.35 ± 10.32### 251.70 ± 13.50###原花青素高剂量组 236.80 ± 20.47 212.51 ± 8.69*** 226.50 ± 8.62### 263.33 ± 9.89###原花青素中剂量组 232.70 ± 8.01 213.07 ± 9.16*** 227.56 ± 10.45### 252.70 ± 7.56###原花青素低剂量组 233.30 ± 7.29 212.66 ± 9.55*** 224.75 ± 5.78### 227.68 ± 6.79###F 0.107 39.019 149.541 197.188 P 0.990 0.000 0.000 0.000

2.2 覆盆子原花青素对糖尿病大鼠FPG 的影响

治疗前模型组和各用药组大鼠的FPG 比正常组明显升高(P<0.001);原花青素治疗后4 周和8 周后,二甲双胍组和原花青素各剂量组FPG 较模型组下降(P<0.01),见表2。

表2 覆盆子原花青素对各组大鼠FPG 的影响(±s,n =10,mmol/L)Tab.2 The effect of raspberry proanthocyanidins on FPG of rats in each group (±s,n =10,mmol/L)

表2 覆盆子原花青素对各组大鼠FPG 的影响(±s,n =10,mmol/L)Tab.2 The effect of raspberry proanthocyanidins on FPG of rats in each group (±s,n =10,mmol/L)

注:与正常组比较,***P <0.001;给药组与模型组比较,##P <0.01,###P <0.001。

组别 给药前 给药第4 周 给药第8 周正常组 4.54 ± 1.08 4.74 ± 0.89 5.01 ± 0.95模型组 26.93 ± 1.47*** 26.03 ± 0.99*** 25.93 ± 0.82***二甲双胍组 26.63 ± 1.66*** 20.77 ± 0.99## 16.25 ± 0.97###原花青素高剂量组 25.97 ± 1.49*** 20.32 ± 1.05## 15.45 ± 0.74###原花青素中剂量组 25.93 ± 1.31*** 22.85 ± 0.97## 17.19 ± 0.96###原花青素低剂量组 26.13 ± 1.72*** 23.77 ± 1.52## 21.05 ± 1.24###F 365.773 492.191 528.097 P 0.000 0.000 0.000

2.3 覆盆子原花青素对糖尿病大鼠INS 和肝糖原的影响

与正常组比较,模型组的INS 和肝糖原水平明显下降(P<0.001)。经原花青素治疗后,各剂量组INS和肝糖原水平均较模型组升高(P<0.01),见表3。

表3 覆盆子原花青素对各组大鼠INS 和肝糖原的影响(±s,n = 10)Tab.3 Effects of raspberry proanthocyanidins on INS and liver glycogen of rats in each group(±s,n = 10)

表3 覆盆子原花青素对各组大鼠INS 和肝糖原的影响(±s,n = 10)Tab.3 Effects of raspberry proanthocyanidins on INS and liver glycogen of rats in each group(±s,n = 10)

注:模型组与正常组比较,***P<0.001;给药组与模型组比较,##P<0.01。

组别 INS /(mIU/L) 肝糖原 /(ng/L)正常组 27.68 ± 1.03 11.93 ± 0.32模型组 16.56 ± 0.53*** 6.85 ± 0.11***二甲双胍组 24.41 ± 0.94## 11.76 ± 0.08##原花青素高剂量组 24.80 ± 0.83## 11.58 ± 0.06##原花青素中剂量组 20.08 ± 0.71## 11.13 ± 0.09##原花青素低剂量组 17.59 ± 0.97## 7.71 ± 0.22##F 271.242 1 685.418 P 0.000 0.000

2.4 覆盆子原花青素对糖尿病大鼠血脂的影响

模型组大鼠的TC、TG、LDL-C 水平较正常组大鼠明显升高(P<0.001),HDL-C 水平下降(P<0.001)。经治疗8 周后,与模型组比较,原花青素各剂量组TC、TG、LDL-C 明显下降 (P<0.05),HDL-C 水平升高(P<0.05),见表4。

表4 覆盆子原花青素对各组大鼠血脂的影响(±s,n = 10,mmol/L)Tab.4 Effects of raspberry proanthocyanidins on blood lipids of rats in each group(±s,n = 10,mmol/L)

表4 覆盆子原花青素对各组大鼠血脂的影响(±s,n = 10,mmol/L)Tab.4 Effects of raspberry proanthocyanidins on blood lipids of rats in each group(±s,n = 10,mmol/L)

注:模型组与正常组比较,***P <0.001;给药组与模型组比较,#P <0.05,##P <0.01, ###P <0.001。

组别 TC TG HDL-C LDL-C正常组 2.32 ± 0.07 0.99 ± 0.96 2.46 ± 0.08 0.56 ± 0.08模型组 4.52 ± 0.42*** 2.31 ± 0.21*** 1.29 ± 0.06*** 1.90 ± 0.10***二甲双胍组 2.63 ± 0.15### 1.89 ± 0.09### 1.46 ± 0.07## 1.23 ± 0.09###原花青素高剂量组 2.93 ± 0.11### 1.75 ± 0.10### 1.62 ± 0.09## 0.95 ± 0.07###原花青素中剂量组 3.27 ± 0.12### 1.93 ± 0.09### 1.45 ± 0.08## 1.31 ± 0.09###原花青素低剂量组 4.02 ± 0.22# 2.06 ± 0.07# 1.32 ± 0.06# 1.48 ± 0.06#F 154.881 136.921 336.245 299.707 P 0.000 0.000 0.000 0.000

2.5 覆盆子原花青素对糖尿病大鼠肝脏中GSHPx、SOD、MDA 水平的影响

模型组大鼠的GSH-Px 、SOD 水平较正常组明显下降(P<0.001),MDA 水平较正常组明显升高(P<0.01)。治疗后,原花青素各剂量组的GSHPx 、SOD 水平较模型组升高(P<0.01),而MDA水平明显下降(P<0.001),见表5。

表5 覆盆子原花青素对各组大鼠氧化指标的影响(±s,n = 10)Tab.5 Effects of raspberry proanthocyanidins on oxidation indexes of rats in each group(±s,n = 10)

表5 覆盆子原花青素对各组大鼠氧化指标的影响(±s,n = 10)Tab.5 Effects of raspberry proanthocyanidins on oxidation indexes of rats in each group(±s,n = 10)

注:模型组与正常组比较,**P <0.01,***P <0.001;给药组与模型组比较,##P <0.01,###P <0.001。

组别 GSH-Px /(U/mg) SOD /(U/mg) MDA /(mmol/mg)正常组 351.06 ± 5.74 81.35 ± 3.25 3.24 ± 0.13模型组 198.12 ± 4.17*** 63.26 ± 6.58*** 4.82 ± 0.14**二甲双胍组 300.63 ± 5.37### 74.80 ± 3.26## 3.51 ± 0.07###原花青素高剂量组 315.52 ± 5.63### 74.09 ± 4.41## 3.53 ± 0.14###原花青素中剂量组 268.96 ± 6.32### 70.21 ± 1.90## 3.64 ± 0.10###原花青素低剂量组 222.92 ± 4.65### 68.93 ± 1.66## 4.02 ± 0.21###F 1 164.653 25.069 116.513 P 0.000 0.000 0.000

3 讨论

糖尿病可引起多种并发症,且发病率逐年升高,是人类健康的重要威胁之一,有研究发现大约三分之一的糖尿病患者使用天然药物来控制血糖[8]。

胰岛素分泌不足是2型糖尿病重要的发病原因[9]。肝脏是糖脂代谢的中心,肝糖原是血糖的直接来源,肝糖原合成与分解的平衡是维持血糖正常的重要因素[10-11]。持续性高血糖会引起肝脏功能损害,导致代谢紊乱,使肝糖原减少,从而使血糖升高[12]。同时,肝糖原含量也可反应胰岛素含量的高低[13]。

2 型糖尿病常伴有血脂异常,当血糖代谢异常时,会导致胰岛素利用率下降,进而导致脂溶性激素活性升高,造成血脂升高;血脂代谢异常时,会导致脂肪组织分泌因子的功能下降,损伤胰岛细胞,使胰岛素分泌减少和胰岛素抵抗加重,从而导致血糖升高[14]。长期的高血糖、高血脂状态,会抑制抗氧化酶的活性,诱导氧化应激反应,从而损害细胞、组织的功能,导致糖代谢异常,促进糖尿病的发生[15]。GSH-Px 可分解有害的过氧化物保护细胞、组织;SOD 可通过清除体内的超氧阴离子起到抗氧化作用;MDA 是氧化应激的产物,可反应氧化对细胞损害的程度[16]。因此对于2 型糖尿病的治疗,探索具有调节糖脂代谢作用,升高胰岛素和肝糖原水平,同时可改善体内的氧化应激状态作用的药物具有重要的意义。覆盆子中含有丰富的原花青素,有研究显示,原花青素具有明显的降血糖作用[17],但覆盆子原花青素对2 型糖尿病的糖脂代谢及抗氧化作用有无调节作用,目前尚没有研究。本实验研究结果显示,经覆盆子原花青素治疗后,糖尿病大鼠的INS 水平和肝糖原水平明显上升,空腹血糖明显下降,TG、TC 和LDL-C 明显下降,HDL-C 升高,糖尿病大鼠SOD、GSH-Px 的活性增加,MDA 的生成量明显减少,表明覆盆子原花青素对2 型糖尿病糖脂代谢及抗氧化作用具有明显改善作用,是值得深入开发的治疗糖尿病的药物。

4 结论

本研究通过观察覆盆子原花青素对2 型糖尿病大鼠模型的作用,比较了各组大鼠的体质量、FPG、INS、肝糖原、TC、TG、LDL-C、HDL-C 和GSHPx 、SOD、MDA 等指标,表明覆盆子原花青素对2型糖尿病大鼠具有较好地降糖作用,其作用机制可能与抗氧化、改善糖脂代谢、升高INS 和肝糖原含量相关。为该药治疗糖尿病的进一步开发提供了理论依据。但糖尿病的发病机制复杂、并发症多,对覆盆子原花青素治疗2 型糖尿病的机制需做更深入的研究。

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