薯藤多糖各組分調(diào)節(jié)糖脂代謝作用的比較研究

陸 紅,張信岳,金少圣,陳愛(ài)君

1浙江中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,杭州 310053;2浙江省醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所,杭州 310013

薯藤多糖各組分調(diào)節(jié)糖脂代謝作用的比較研究

陸 紅1＊,張信岳2,金少圣1,陳愛(ài)君2

1浙江中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,杭州 310053;2浙江省醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所,杭州 310013

本文采用食糜性高脂小鼠模型以及腹腔注射蛋黃乳所致的高脂小鼠模型來(lái)觀察 STDT各組分的降脂作用,采用四氧嘧啶糖尿病模型小鼠觀察 STDT各組分降血糖作用。結(jié)果表明,在 1000 mg/kg劑量水平下,STDT各組分可不同程度地降低食糜性高脂小鼠總膽固醇(TC)、甘油三酯 (TG)水平,作用強(qiáng)度與分子量呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系,對(duì)腹腔注射蛋黃乳所致的高脂小鼠模型也有一定的降 TC作用趨勢(shì),但作用強(qiáng)度與分子量大小無(wú)明顯相關(guān);STDT各組分雖然未顯示出明顯的降糖作用,但是均能一定程度地改善小鼠生存狀態(tài);在糖耐量試驗(yàn)中, STDT各組分均明顯改善四氧嘧啶糖尿病小鼠的淀粉耐量,組分隨分子量增大而作用增強(qiáng)的趨勢(shì)比較明顯。說(shuō)明 STDT各組分具有的降糖降脂作用與其分子量呈現(xiàn)正相關(guān),其作用途徑可能與阻礙脂類(lèi)糖類(lèi)物質(zhì)在腸道的吸收有關(guān)。

薯藤多糖組分;血脂;血糖;比較研究

番薯藤又名紅召藤、番召藤,系旋花科植物番薯I pomoea batatasLam.的莖葉,薯藤多糖(STDT)是從番薯藤中提取的有效成分。前期研究發(fā)現(xiàn)番薯粗多糖具有一定的降脂降糖作用[1];為進(jìn)一步了解薯藤多糖的降脂降糖作用與其分子量的關(guān)系,我們采用膜分離技術(shù)從 STDT中分離得到 1萬(wàn)以下、1～100萬(wàn)以及 100萬(wàn)以上三個(gè)不同分子量段的多糖組分,利用高脂動(dòng)物模型和糖尿病動(dòng)物模型對(duì)各組分調(diào)節(jié)糖脂代謝作用進(jìn)行了比較研究,結(jié)果如下。

1 材料與方法

1.1 藥物與試劑

S1(分子量 100萬(wàn)～0.2μm)、S2(分子量 1-100萬(wàn))和 S3(分子量 500-1萬(wàn))系從 STDT經(jīng)過(guò)膜分離收集的三個(gè)組分,由浙江省醫(yī)學(xué)科學(xué)院植化室提供,STDT及其組分具體提取分離方法 (2)(3)為:收集番薯藤,洗凈,曬干,切成小段,分別加 10倍量和 8倍量水煎煮提取兩次,每次 1.5 h,紗布過(guò)濾,合并濾液,濃縮至相對(duì)密度為 1.08～1.10,加乙醇至醇度為 70%,所得沉淀物依次用 70%、95%乙醇洗滌,減壓干燥得粗多糖。再將粗多糖溶于 8倍水量(pH=4)的鹽酸水溶液,加乙醇至醇度為 70%醇沉,醇沉物用乙醇洗滌減壓干燥,重復(fù)兩次,得STDT;將 STDT按 1:6溶于純水中,在高速均質(zhì)機(jī)上均質(zhì)化處理,常溫條件下邊加邊攪拌,加完后處理0.5 h,得到均勻液體,用 3μ的微孔濾膜對(duì)上述液體進(jìn)行真空過(guò)濾,截留物為泥漿狀物質(zhì),得到醬色的過(guò)濾液;用 0.2μ的無(wú)機(jī)陶瓷膜對(duì)上述醬色的液體進(jìn)行處理,壓力為 0.6～0.8 Mpa,過(guò)濾液為清澈的醬色液體,并得混濁狀的截留液(0.2～3μ范圍)的1#液體;用截留分子量為 1萬(wàn)的中空纖維膜進(jìn)行膜技術(shù)處理,壓力為 0.02,過(guò)濾液去下一步繼續(xù)處理,得到醬色截留液 (1萬(wàn)～100萬(wàn)分子量)的 2#液體;用截留分子量為 500的納微膜進(jìn)行膜技術(shù)處理,壓力為 0.15～0.2 Mpa,透過(guò)液幾為無(wú)色的水 (舍去),得到醬色截留液 (500～1萬(wàn)分子量)的 3#液體;將上述各截留的液體分別進(jìn)行冷凍干燥,得到 S1(100萬(wàn)～0.2μ分子量)、S2(1萬(wàn)～100萬(wàn)分子量)、S3 (500～1萬(wàn)分子量),按苯酚濃硫酸法 (4)測(cè)定多糖含量以葡萄糖計(jì)分別為 54.5%、55.7%和 53.6%,酸水解后紙層析分析單糖組成均為葡萄糖、半乳糖和木糖;總膽固醇 (TC)、甘油三酯 (TG)、葡萄糖(GLU)測(cè)定試劑盒均為寧波慈城生化試劑廠產(chǎn)品。

1.2 動(dòng)物及飼養(yǎng)環(huán)境

ICR小鼠,由浙江中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供,合格證:SCXK(浙)2003-0001號(hào),飼養(yǎng)于動(dòng)物房(清潔級(jí)),溫度 18～24℃,相對(duì)濕度 60%～80%,全價(jià)顆粒飼料來(lái)源于浙江中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心

1.3 高脂飼料配方

豬油 7%、蛋黃粉 10%、膽固醇 2%、膽鹽0.5%、丙基硫氧嘧啶 0.2%、基礎(chǔ)料 80.3%,常規(guī)方法制成顆粒飼料。

1.4 儀器

BT-815 A型半自動(dòng)生化分析儀,上海三科儀器有限公司生產(chǎn)。

1.5 對(duì)食糜性高脂小鼠血脂水平的影響[5]

I CR雄性小鼠 94只,體重 18～22 g,隨機(jī)分成 8組,分別為正常對(duì)照組、高脂模型組、S1、S2、S3各250、1000 mg/kg劑量組,每組 10-12只,除正常對(duì)照組給予常規(guī)飼料外,其余 7組給予足量高脂飼料造模并灌胃給予相應(yīng)藥物,給藥體積均為 0.2 mL/10 g體重,每天 1次,正常對(duì)照以及高脂模型組給予等體積蒸餾水,給藥 3周時(shí)股動(dòng)脈放血測(cè)定血清 TC、TG。

1.6 對(duì)腹腔注射蛋黃乳致高脂模型小鼠的影響[6]

I CR雌性小鼠 80只,隨機(jī)分 8組,分別為正常對(duì)照組、模型對(duì)照組、S1、S2、S3各 250、1000 mg/kg劑量組,每組 10只,分別灌胃給予相應(yīng)藥物,給藥體積均為 0.2 mL/10 g體重,每天 1次,連續(xù) 3 d,正常對(duì)照以及模型對(duì)照組給予等體積蒸餾水,第 3 d給藥后 1 h,每鼠腹腔注射 75%蛋黃生理鹽水乳液 20 mL/kg,禁食過(guò)夜 (約 16 h),第 4 d再給藥 1次,2 h后采血,分離血清,測(cè)定 TC、TG。

1.7 對(duì)四氧嘧啶所致糖尿病小鼠的影響[7]

I CR雌性小鼠 100只,體重 18～22 g,隨機(jī)留取10只作為正常對(duì)照,其余 90只靜脈注射 100 mg/kg的四氧嘧啶,1周后剪尾采血,分離血清,測(cè)定血糖后選擇造模成功小鼠 70只,按血糖值調(diào)整分成 7組,分別為模型對(duì)照組、S1、S2、S3各 250、1000 mg/ kg劑量組,每組 10只,測(cè)定給藥前的飲水量 (以籠為單位,按每 10 g體重計(jì)算),然后開(kāi)始灌胃給藥,給藥體積均為 0.2 mL/10 g體重,每天 1次,正常對(duì)照以及模型對(duì)照組給予等體積蒸餾水,每周測(cè)體重、飲水量 1次,給藥 2周、4周剪尾取血,分離血清,測(cè)定血糖。

1.8 對(duì)四氧嘧啶糖尿病小鼠淀粉耐量的影響[7]

ICR雌性小鼠同上法造模、篩選、分組,單次給藥后30m,每鼠灌胃給予10%淀粉水溶液0.2mL/10 g體重,測(cè)定給淀粉后 0.5、1.0、1.5、2.0、3.0 h血糖值。

2 結(jié)果

2.1 對(duì)食糜性高脂小鼠血脂水平的影響

高脂飼料喂飼 2周后,小鼠 TC升高約 2～2.5倍,TG卻反而下降約 10%～23%,這可能與給予高膽固醇飼料有關(guān);S1、S2、S3可明顯抑制 TC水平的升高,在 1000 mg/kg劑量水平下,其降低 TC作用與高脂模型組相比均有顯著性差異;S1、S2、S3降低TG幅度不大,與高脂模型組相比無(wú)顯著性差異,但從作用變化率來(lái)看,1000 mg/kg劑量水平仍下 S1＞ S2＞S3;本實(shí)驗(yàn)提示在該模型上,STDT分子量越大,降脂作用越強(qiáng)(見(jiàn)表 1)。

表 1 STDT各組分對(duì)食糜性高脂小鼠血脂水平的影響(±s)Table 1 Effects of STDT each component on lipid levels in hyperlipidemic mice induced by feeding high fat diet(±s)

表 1 STDT各組分對(duì)食糜性高脂小鼠血脂水平的影響(±s)Table 1 Effects of STDT each component on lipid levels in hyperlipidemic mice induced by feeding high fat diet(±s)

注:＊P＜0.05(與高脂模型組比較),▲P＜0.05(與正常對(duì)照組比較)。

組別Group動(dòng)物數(shù)n TC mmol/L變化率Rate of change(%) TG mmol/L變化率Rate of change(%)正常組Normal 10 2.75±0.42 - 0.98±0.21 -對(duì)照組 Control 12 9.58±1.99▲- 0.75±0.13▲-S1 1000 mg/kg 12 6.24±0.79＊-34.9 0.54±0.28 -28.0 S1 250 mg/kg 12 7.81±2.54 -18.5 0.66±0.15 -12.0 S2 1000 mg/kg 12 7.23±1.89＊-24.5 0.68±0.29 -9.3 S2 250 mg/kg 12 7.55±2.44 -21.2 0.55±0.30 -26.7 S3 1000 mg/kg 12 7.37±1.41＊-23.1 0.70±0.17 -6.7 S3 250 mg/kg 12 7.72±1.57＊-19.4 0.61±0.32 -18.7

2.2 對(duì)腹腔注射蛋黃乳致高脂模型小鼠的影響

小鼠腹腔注射 75%蛋黃生理鹽水乳液后血脂TC、TG水平均顯著升高 (見(jiàn)表 2),S1、S2、S3可不同程度地降低 TC水平,雖與高脂模型組相比無(wú)顯著性差異,但從變化率來(lái)看,無(wú)論是 250 mg/kg劑量或是 1000 mg/kg劑量,其降 TC作用強(qiáng)度均為 S1＞S3＞S2,表明在該模型上 STDT的降脂作用強(qiáng)度與分子量大小無(wú)明顯相關(guān)。

表 2 STDT各組分對(duì)腹腔注射蛋黃乳致高脂小鼠血脂水平的影響(±s,n=10)Table 2 Effects of STDT each component on lipid levels in hyperlipidemic mice by intraperitoneal injection of egg yolk(±s,n=10)

表 2 STDT各組分對(duì)腹腔注射蛋黃乳致高脂小鼠血脂水平的影響(±s,n=10)Table 2 Effects of STDT each component on lipid levels in hyperlipidemic mice by intraperitoneal injection of egg yolk(±s,n=10)

注:＊P＜0.05(與高脂模型組比較),▲P＜0.05(與正常對(duì)照組比較)。

組別Group TC mmol/L變化率Rate of change(%) TG mmol/L變化率Rate of change(%)正常組Nor mal 1.99±0.15 - 0.95±0.16 -對(duì)照組 Control 5.93±0.99▲- 2.86±0.54▲-S1 1000 mg/kg 5.23±1.07 -11.8 2.77±0.61 -3.1 S1 250 mg/kg 5.36±1.19 -9.6 2.70±0.45 -5.6 S2 1000 mg/kg 5.30±0.89 -10.6 2.48±0.39 -13.3 S2 250 mg/kg 5.60±1.05 -5.6 2.81±0.27 -1.7 S3 1000 mg/kg 5.29±1.18 -10.8 2.75±0.64 -3.8 S3 250 mg/kg 5.43±1.08 -8.4 2.89±0.70 1.0

2.3 對(duì)四氧嘧啶所致糖尿病小鼠的影響

從表 3～5結(jié)果可見(jiàn),STDT各組分用藥后血糖略有降低,但多與模型對(duì)照組沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,各組分也無(wú)明顯差別,表明 STDT對(duì)該模型的直接降糖作用較弱;但給予 S1、S2、S3后飲水量明顯減少,藥后平均飲水量與模型對(duì)照組相比有顯著性差異,用藥組體重也較模型組有所增加,提示 STDT可以部分控制四氧嘧啶致糖尿病模型小鼠的“消渴”癥狀,改善其生存狀態(tài)。

2.4 對(duì)四氧嘧啶糖尿病小鼠淀粉耐量的影響

表 6結(jié)果可見(jiàn),STDT各組分 1000 mg/kg劑量均能不同程度改善四氧嘧啶糖尿病小鼠的淀粉耐量,表現(xiàn)在使血糖峰值降低,部分甚至使達(dá)峰時(shí)間改變,其中 S1 1000 mg/kg劑量組在給藥后 1.0～3.0 h血糖值與對(duì)照組存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異 (P＜0.05),同等劑量下,S2、S3作用稍弱,各組分隨分子量增大而作用增強(qiáng)的趨勢(shì)比較明顯。

表 3 STDT各組分對(duì)四氧嘧啶糖尿病小鼠血糖的影響(±s,n=10)Table 3 Effects of STDT each component on glucose in alloxan diabetic mice(±s,n=10)

表 3 STDT各組分對(duì)四氧嘧啶糖尿病小鼠血糖的影響(±s,n=10)Table 3 Effects of STDT each component on glucose in alloxan diabetic mice(±s,n=10)

注:＊P＜0.05(與模型對(duì)照組比較),▲P＜0.05(與正常對(duì)照組比較)。

組別Group給藥前0 wk給藥 1周1 wk給藥 2周2 wk給藥 3周3 wk給藥 4周4 wk正常組Normal 5.8±1.3 5.5±0.9 5.7±0.7 6.0±1.2 5.3±1.7對(duì)照組 Control 25.3±2.4▲26.1±3.7▲22.7±2.9▲20.8±4.3▲18.9±3.8▲S1 1000 mg/kg 25.3±2.8 23.8±2.9 20.6±3.5 18.7±3.3 15.3±4.1 S1 250 mg/kg 25.1±3.1 25.5±2.3 21.2±3.0 18.8±2.5 16.7±2.7 S2 1000 mg/kg 25.6±2.9 25.1±3.8 20.3±3.7 19.9±3.5 16.2±3.3 S2 250 mg/kg 25.2±2.2 26.2±2.1 22.5±2.0 21.3±2.8 18.0±2.4 S3 1000 mg/kg 25.5±2.7 22.7±3.1 19.4±3.5 18.2±3.4 14.6±3.6＊S3 250 mg/kg 25.4±1.9 25.5±1.8 21.8±2.9 19.4±2.0 17.4±2.8

表 4 STDT各組分對(duì)四氧嘧啶糖尿病小鼠飲水量的影響(g/10 g體重,n=10)Table 4 Effects of STDT each component on water quantity in alloxan diabetic mice(g/10 gBW,n=10)

表 5 STDT各組分對(duì)四氧嘧啶糖尿病小鼠體重的影響(±s,n=10)Table 5 Effects of STDT each component on bodyweight in alloxan diabetic mice(±s,n=10)

表 5 STDT各組分對(duì)四氧嘧啶糖尿病小鼠體重的影響(±s,n=10)Table 5 Effects of STDT each component on bodyweight in alloxan diabetic mice(±s,n=10)

注:＊P＜0.05(與模型對(duì)照組比較),±P＜0.05(與正常對(duì)照組比較)。

組別Group給藥前0 wk給藥 1周1 wk給藥 2周2 wk給藥 3周3 wk給藥 4周4 wk正常組Normal 24.5±1.8 25.7±2.0 26.8±1.9 27.3±2.5 27.7±2.3對(duì)照組 Control 20.4±2.1▲19.8±2.4▲20.5±2.5▲20.8±2.3▲22.1±3.1▲S1 1000 mg/kg 20.8±1.7 20.7±1.8 21.4±1.9 22.5±2.0 24.5±1.9 S1 250 mg/kg 20.3±2.2 19.5±2.5 20.8±2.3 21.9±2.2 22.6±2.6 S2 1000 mg/kg 20.5±1.7 20.2±1.5 20.3±1.5 21.4±1.8 22.9±2.7 S2 250 mg/kg 20.5±1.6 20.4±2.2 20.5±2.7 22.3±2.3 23.4±2.4 S3 1000 mg/kg 20.7±1.2 20.5±1.8 20.9±1.9 22.7±2.5 24.9±2.1＊S3 250 mg/kg 20.4±2.3 19.3±2.0 20.5±1.9 22.1±1.9 23.4±2.0

3 討論

目前高脂血癥、糖尿病發(fā)病率高,發(fā)病年齡也趨于低齡化,對(duì)降脂降糖類(lèi)藥物的需求逐年增加,而天然藥物在患者長(zhǎng)期應(yīng)用的順應(yīng)性方面與化學(xué)藥物相比具有明顯的優(yōu)勢(shì);番薯藤以往多棄置不用,或僅用做飼料,但國(guó)外有報(bào)道用番薯藤治療糖尿病,而且較多的減肥降脂類(lèi)食療保健方中多含有番薯藤,江浙民間亦有用番薯藤單方治療高脂血癥的習(xí)慣;前期研究表明,從番薯藤中提取的活性成份 STDT具有明確的降脂降糖作用,本文進(jìn)一步采用膜分離手段對(duì) STDT進(jìn)行分子量分段,并進(jìn)一步采用高脂和糖尿病小鼠模型比較不同分子量組分 STDT的降糖降脂作用,結(jié)果表明:STDT各組分在食靡性高脂小鼠模型中顯示出明顯的降脂作用,并隨分子量增大而作用增強(qiáng)的趨勢(shì)明顯;但對(duì)蛋黃性高脂小鼠血脂僅略有下降,各組分未表現(xiàn)出明顯的與分子量相關(guān)的降脂作用,此外,在四氧嘧啶糖尿病模型小鼠的長(zhǎng)期治療上雖未表現(xiàn)出明顯的與分子量相關(guān)的降糖或改善生存狀態(tài)作用,但在該模型的淀粉耐量試驗(yàn)中,則表現(xiàn)出明顯的與分子量相關(guān)的改善糖耐量作用。

多糖由于本身分子量較大,一般不被吸收,同時(shí)具有較高的粘度在腸道保持一定的體積,一方面促進(jìn)腸蠕動(dòng)引起排便,另一方面在小腸表面形成一種高粘性液體,將食物包被起來(lái),對(duì)腸道的消化酶形成一道屏障,因而直接減少食物中糖、水、膽固醇等物質(zhì)的吸收(8);本文的研究結(jié)果也提示 STDT作用途徑符合多糖類(lèi)物質(zhì)的作用特點(diǎn),即本身不被吸收,在腸道內(nèi)形成膠體或保護(hù)膜,阻礙其他物質(zhì)包括脂類(lèi)物質(zhì)的吸收,上述研究結(jié)果可為今后進(jìn)一步開(kāi)發(fā)STDT提供試驗(yàn)依據(jù)。

表 6 STDT各組分對(duì)四氧嘧啶糖尿病小鼠淀粉耐量的影響(±s,n=10)Table 6 Effects of STDT each component on Starch tolerance in alloxan diabetic mice(±s,n=10)

表 6 STDT各組分對(duì)四氧嘧啶糖尿病小鼠淀粉耐量的影響(±s,n=10)Table 6 Effects of STDT each component on Starch tolerance in alloxan diabetic mice(±s,n=10)

注:＊P＜0.05(與模型對(duì)照組比較),±P＜0.05(與正常對(duì)照組比較)。

組別Group不同時(shí)間血糖值(mmol/L) Blood glucose at different times(mmol/L)給藥前0 h藥后 0.5 h 0.5 h藥后 1.0 h 1.0 h藥后 1.5 h 1.5 h藥后 2.0 h 2.0 h藥后 3.0 h 3.0 h正常組 Nor mal 5.7±0.7 10.9±1.7 9.8±1.2 9.5±1.8 9.2±1.3 7.0±0.9對(duì)照組 Control 16.8±3.5▲26.3±2.7▲31.2±3.9▲32.9±3.5▲30.6±4.6▲22.6±5.3▲S1 1000 mg/kg 15.9±2.5 22.7±4.2 25.3±6.2＊23.8±6.0＊20.1±5.8＊16.8±5.9＊S1 250 mg/kg 16.5±2.6 25.7±3.9 29.2±3.1 29.9±3.5 28.4±2.4 20.8±3.3 S2 1000 mg/kg 17.0±4.3 27.2±6.9 27.6±7.4 25.5±7.1 23.7±6.8 19.4±7.2 S2 250 mg/kg 16.4±4.7 26.5±5.8 30.1±6.6 30.0±5.8 27.3±5.5 21.1±5.0 S3 1000 mg/kg 16.9±5.4 24.1±5.8 27.5±5.9 28.9±4.3 28.3±5.4 21.5±5.3 S3 250 mg/kg 17.2±3.4 27.1±4.4 30.2±5.1 31.0±6.7 28.4±6.2 23.0±5.9

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Comparative Study on Koali Vine Polysaccharides Components in Regulating Glucose and L ipidM etabolism

LU Hong1＊,ZHANG Xin-yue2,J IN Shao-sheng1,CHENGAi-jun2

1School of Phar m acy,Zhejiang University of ChineseM edicine,Hang zhou 310053,China;2Institute of M ateria M edica,Zhejiang Academy of M edical Sciences,Hangzhou 310013,China

The hyperlipidemia mice modelswhich induced by feeding high fat dietor by intraperitoneal injected with egg yolk were used to observe the lipid-decreasing effect of STDT components,and the diabetic mice induced by alloxan were used to observe the hypoglycemic effect of STDT components.The results showed that at the dose level of 1000 mg/kg,each component of STDT can reduce in varying degrees the total cholesterol(TC)and triglyceride(TG)levels in hyperlipidemia mice which induced by feeding high fat diet,and show a positive correlation with molecular weight, but in hyperlipidemia mice which induced by intraperitoneal injected with egg yolk,the lipid-decreasing effect of STDT components show no correlationwithmolecularweight;Though STDT components have no significant hypoglycemic effect on diabetic mice induced by alloxan,but can improve the living condition significantly.STDT components can significantly improve the Starch tolerance on diabetic mice induced by alloxan,and show a positive correlation with molecular weight.We concluded that the lipid-decreasing or hypoglycemic effects that each component of STDT has is correlated with itsmolecularweight,and itsmechanis msmay be related to preventing absorption of lipidmaterial aswell as sugar in the intestinal.

koali vine polysaccharides components(STDT);blood lipids;blood sugar;comparative study

R285.5

A

1001-6880(2010)03-0493-05

2009-09-21 接受日期:2010-01-14

杭州市科技局資助項(xiàng)目(200433122)

＊通訊作者 Tel:86-571-86613603;E-mail:luhong03@hotmail.com