苦瓜多糖與皂苷對高血糖協(xié)同預防作用機制研究

何慶峰 劉金福 尤玲玲 張玉嬋 劉文閣

（天津農(nóng)學院食品科學系，天津 300384）

苦瓜多糖與皂苷對高血糖協(xié)同預防作用機制研究

何慶峰 劉金福 尤玲玲 張玉嬋 劉文閣

（天津農(nóng)學院食品科學系，天津 300384）

研究苦瓜多糖及皂苷對高血糖的協(xié)同預防作用，為預防高血糖的苦瓜復方保健食品的開發(fā)提供依據(jù)。用苦瓜多糖及皂苷灌胃3周，腹腔注射鏈脲佐菌素（STZ）誘導小鼠高血糖，觀察小鼠的體重，肝腎臟器系數(shù)，血糖，胰島素，糖原代謝，糖酵解，抗氧化能力的變化。結(jié)果表明，STZ注射前，各組小鼠血糖無差異（P＞0.05）；STZ注射后，與對照組比較，協(xié)同組小鼠肝系數(shù)增高，血糖降低，胰島素增高，肝超氧化物歧化酶（SOD）及乳酸脫氫酶（LDH）活性增強，丙二醛（MDA）含量降低，肌糖原增加（P＜0.05）；協(xié)同組胰島素為（17.74±1.19）μIU/mL，SOD為（366.43±28.28）U/mg·prot，顯著高于多糖組及皂苷組 （P＜0.05），血清 LDH 活性為（1 039.77±98.44）U/L，顯著低于多糖組及皂苷組。說明苦瓜多糖及皂苷能通過協(xié)同增加糖貯存、協(xié)同增強抗氧化能力及組織供養(yǎng)能力保護胰島分泌功能等途徑預防高血糖。

苦瓜多糖；苦瓜皂苷；高血糖；預防作用；協(xié)同

近年來，苦瓜的降血糖功效備受國內(nèi)外學者的關(guān)注，國內(nèi)外學者采用不同的方法對苦瓜的食用部分進行了分離提取和鑒定，從苦瓜中分離了多種降血糖成分［1］?？喙隙嗵呛驮碥帐菑目喙咸崛〉膬煞N重要的活性成分，可以通過多種途徑調(diào)節(jié)高血糖［2－4］。多食品功能成分的協(xié)同作用及機制研究是目前食品研究與開發(fā)的熱點之一。本試驗利用苦瓜多糖和皂苷對小鼠長期協(xié)同灌胃后，腹腔注射STZ制作高血糖模型，旨在研究苦瓜多糖和皂苷對高血糖誘發(fā)因素的協(xié)同預防作用，為苦瓜復方功能食品的研發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

苦瓜多糖及苦瓜皂苷：天津農(nóng)學院食品科學系實驗中心，工藝流程：蒸餾水作浸提劑，微波輔助萃取，熱水浸提，膜分離，大孔樹脂層析綜合提取苦瓜多糖和皂苷［5－6］?？喙隙嗵堑寐蕿?.02%，含量為87.5%（蒽酮比色法），苦瓜皂苷得率為0.024%，含量為98.1%（比色法）。

小鼠：SPF級雄性昆明種，軍事醫(yī)學科學院實驗動物中心，動物許可證號SCXK－（軍）2007－004，體重18～22g。

1.2 主要儀器及試劑

可見光分光光度計：722型，上海第三分析儀器廠；

微量血糖儀及試紙：JSP－5型，北京怡成公司；

全自動γ計數(shù)儀：SN－695智能型，上海核所日環(huán)光電儀器有限公司 ；

鏈脲霉素：純度＞98%，Sigma公司；

考馬斯亮藍G250：分析純，天津明川生物有限公司；

肝肌糖元測定試劑盒（比色法，批號20091009）、超氧化物歧化酶（SOD）測定試劑盒（羥胺法，批號20091105）、丙二醛（MDA）測定試劑盒（TBA法，批號20091105）、乳酸脫氫酶（LDH，批號20091105）測定試劑盒（比色法，批號20091105）、乳酸（LD）試劑盒測定試劑盒（比色法，批號20091105）：南京建成生物研究所；

胰島素試劑：放射免疫法，天津九鼎生物公司檢測。

1.3 方法

1.3.1 動物分組及處理 小鼠適應性飼養(yǎng)3d后，按體重隨機分組，見表1。

表1 劑量分組Table 1 Dose group

每天灌胃1次，連續(xù)灌胃3周后，禁食12h，對各組小鼠腹腔注射STZ，72h后再次注射1次，每次80mg/（kg·Bw）［7－8］。試驗期間小鼠自由進食和飲水，室溫20～24℃，濕度60%～70%，通風，12h/12h明暗周期。

1.3.2 觀察指標及測定方法 每天灌胃前稱重，空腹血糖水平用血糖試紙檢測。試驗結(jié)束，稱重，扣眼球取血后頸椎脫臼處死動物，取肝腎稱重；血經(jīng)3 000r/m離心15min，取血清；取胰腺組織，剪碎后移入15mL的玻璃勻漿管中，按1∶9的比例加入預冷的生理鹽水，快速勻漿（冰預），4℃，3 500r/m離心10min，取上清液，既得10%的胰腺勻漿，測定指標時，根據(jù)需要再用生理鹽水稀釋成不同濃度的胰腺勻漿。指標檢測方法：胰腺組織總蛋白（考馬斯亮藍法），血清胰島素（放射免疫法），SOD、MDA、LDH、LD、肝肌糖原均采用化學比色法檢測，各指標檢測均嚴格參照試劑盒步驟。

1.4 統(tǒng)計方法

用SPSS13.0軟件包進行，結(jié)果用均數(shù)與標準誤表示，采用q檢驗進行組間差異顯著性分析，檢驗水準P＝0.05。

2 結(jié)果

2.1 苦瓜多糖及皂甘對小鼠死亡率、體重及肝腎臟器系數(shù)的協(xié)同影響

試驗結(jié)果如表2所示，對照組死亡率為20%，皂苷組死亡率為10%；各組試驗結(jié)束時體重差別無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），說明苦瓜多糖及皂苷長期單獨及協(xié)同使用時對小鼠的生長發(fā)育無顯著毒性作用。協(xié)同組的肝臟系數(shù)顯著高于對照組（P＜0.05），表明苦瓜多糖與皂苷協(xié)同使用對肝臟具有保護作用；而皂苷組的肝臟系數(shù)與對照組比較無差異（P＞0.05），多糖組肝臟系數(shù)高于對照組（P＜0.05），與協(xié)同組無差異，提示苦瓜多糖對肝的保護作用優(yōu)于皂苷。

表2 苦瓜多糖及皂甘對小鼠死亡率、體重及肝腎臟器系數(shù)的協(xié)同影響（x±Sx）ńTable 2 Effect of momordica etracts on mortality rate，body weight and organ coefficient of liver and kidney in mice treated wtih STZ（x±Sx）

2.2 苦瓜多糖及皂甘對空腹血糖的協(xié)同影響

試驗結(jié)果如表3所示，試驗初始血糖及STZ注射各組小鼠血糖無顯著差異，試驗前后各組空腹血糖差值也無統(tǒng)計學差異（P＞0.05）說明單獨或協(xié)同接觸苦瓜多糖及皂苷對小鼠的血糖無損害作用；STZ注射后，各苦瓜提取物組血糖均比對照組高，而且各試驗組STZ注射前后的血糖差值D2有顯著差異（P＜0.05），協(xié)同組空腹血糖要顯著低于對照組，但和多糖組及皂苷組無差異（P＞0.05）。說明苦瓜多糖及皂苷協(xié)同使用能預防STZ誘導的高血糖。但在本試驗條件下，苦瓜多糖和皂苷協(xié)同使用后，對高血糖的預防效果并沒有顯著高于苦瓜多糖和皂苷的單獨預防高血糖效果，提示在組分條件下（多糖與皂苷的混合比例為1∶1），苦瓜多糖和皂苷對于STZ誘導的高血糖的預防未有顯著的協(xié)同增強作用。

2.3 苦瓜多糖及皂甘對血清胰島素，糖及能量代謝，抗氧化活性協(xié)同影響

試驗結(jié)果如表4所示，STZ通過損傷胰島的分泌功能造成機體高血糖，本試驗中協(xié)同組胰島素為（17.74±1.19）μIU/mL，顯著高于其他各組（P＜0.05），說明苦瓜多糖及皂苷對STZ對胰島分泌損傷的協(xié)同保護作用；協(xié)同組胰腺SOD活性顯著高于其他各組，而MDA含量也比對照組低（P＜0.05），提示多糖和皂苷可能通過協(xié)同提高小鼠胰腺組織的抗氧化能力協(xié)同保護胰島的分泌功能。糖原的合成與代謝能影響機體的血糖濃度，肌糖原和肝糖原是機體內(nèi)糖的主要貯存形式，本試驗發(fā)現(xiàn)，多糖組和皂苷組的肌糖原與對照組比較無顯著性差異，而協(xié)同組的肌糖原為（15.35±0.43）mg/g，顯著高于其他各組，提示苦瓜多糖和皂苷能通過協(xié)同增加小鼠糖原代謝量達到降低血糖的效果；LDH和LD是反應組織氧供狀況的指標，在組織缺氧的狀況下，組織液中的LDH活性及LD含量會增高。

本試驗發(fā)現(xiàn)多糖組和皂苷組的LDH活性和對照組無差異（P＞0.05），提示苦瓜多糖和皂苷單獨使用對LDH活性無影響，而協(xié)同組的LDH 為（1 039.77±98.44）U/L，顯著低于其他各組，說明苦瓜多糖和皂苷聯(lián)合使用能協(xié)同降低LDH活性，改善組織的氧供。

表3 苦瓜多糖及皂甘對空腹血糖的協(xié)同影響（x±Sx）ńTable 3 Effect of momordica etracts on blood sugar in mice treated with STZ（x±Sx）/（mmol·L－1）

表4 苦瓜多糖及皂甘對血清胰島素，糖及能量代謝，抗氧化活性協(xié)同影響（x±Sx）ńTable 4 Effect of momordica etracts on insulin，metabolism of glycogen and energy，activity of antioxidant in mice treated wtih STZ（x±Sx）

3 討論與結(jié)論

在注射STZ前協(xié)同組血糖與對照組無差異，表明長期協(xié)同使用苦瓜多糖和皂苷對血糖無影響，在注射STZ后，協(xié)同組血糖顯著低于對照組（P＜0.05），但與多糖組及皂苷組無顯著差異，在本試驗條件下（多糖與皂苷的混合比例為1∶1），苦瓜多糖與皂苷聯(lián)合使用未表現(xiàn)出對STZ誘導的高血糖的協(xié)同預防作用，但還不能認為苦瓜多糖和皂苷無協(xié)同降血糖作用，其組方有待進一步研究。

腹腔注射鏈脲佐菌素（STZ）是最常用的制作高血糖模型的方法［9］，其機制是通過特異地引起機體胰腺β細胞死亡，胰島素分泌減少而誘導機體高血糖。本試驗表明，協(xié)同組血清胰島素為（17.74±1.19）μIU/mL，顯著高于其他各組，提示苦瓜多糖與皂苷在保護胰腺的胰島素分泌功能方面具有協(xié)同效應；苦瓜多糖及皂苷單獨使用時候，胰腺SOD活性分別為（296.20±38.06），（251.27±38.32）U/mg·prot，與對照組比較無顯著性差異，而協(xié)同組SOD活性組為（366.43±28.28）U/mg·prot，顯著高與其他各組，提示苦瓜多糖及皂苷能通過協(xié)同增強小鼠胰腺的抗氧化能力。此外，協(xié)同組小鼠胰腺的LDH活性也顯著低于其它各組，提示苦瓜多糖和皂苷能協(xié)同改善改善胰腺組織的供養(yǎng)狀況，協(xié)同減輕STZ對胰腺的損害，保護和修復胰島細胞，使血清胰島素分泌增多。

肌糖原是機體糖代謝的重要指標，能反映機體的糖代謝狀況［10］。 研究還發(fā)現(xiàn)，協(xié)同組的肌糖原為 （15.35±0.43）mg/g，顯著高于對照組，而多糖組及皂苷組肌糖原與對照組比較無統(tǒng)計學差異，提示苦瓜多糖及皂苷能通過改善糖原代謝效率協(xié)同發(fā)揮降血糖作用。

苦瓜是人們喜愛的食物，其提取物的降血糖作用得到了廣泛的認可。本試驗發(fā)現(xiàn)，苦瓜多糖和皂苷聯(lián)合使用后，對STZ誘導高血糖的發(fā)生具有預防作用，其作用可能是通過協(xié)同改善胰腺組織的抗氧化及氧供保護胰腺組織及協(xié)同改善糖原貯存實現(xiàn)的。而且長期聯(lián)合使用苦瓜多糖和苦瓜皂苷對正常機體的血糖無毒性作用。本試驗可為苦瓜提取物保健品的開發(fā)提供新的理論依據(jù)，其多糖和皂苷可以應用于預防高血糖的保健食品的開發(fā)，適用于血糖正常的機體。

1 劉寶山，龐宗然，劉曉剛，等.苦瓜及其復方制劑降糖作用的研究進展［J］.河北醫(yī)學，2002，8（2）：184～187.

2 劉秀英.苦瓜降糖作用研究進展［J］.國外醫(yī)學分冊，2006，33（4）：220～223.

3 Ahmad N ，Hassan M R ，Halder H ，et al.Effect of momordica charantia（Karolla）extracts on fasting and postprandial serum glucose levels in NIDDM patients［J］.Bangladesh Med.Res.Counc Bull，1999，25（1）：11～13.

4 Tongia A，Tongia S K，Dave M.Phytochemical determination and extraction of momordica charantia fruit and its hypoglycemic potentiation of oral hypoglycemic drugs in diabetes mellitus（NIDDM）［J］.Indian J.Physiol Pharmacol.，2004，48 （2）：241～244.

5 張平平，劉金福，韓慧，等.水溶性苦瓜皂甙和苦瓜多法的研究［J］.食品研究與開發(fā)，2007，28（6）：12～15.

6 陳勛，于海寧，唐德松，等.苦瓜皂甙快速分離純化方法研究［J］.食品科學，2004，25（4）：114～117.

7 劉亞平，季虹，榮海欽，等.不同性別大鼠在2型糖尿病造模過程中的穩(wěn)定性［J］.中國實驗動物學報，2008，16（1）：52～55.

8 司曉晨，尚文斌，卞慧敏，等.鏈脲佐菌素加高脂膳食誘導2型糖尿病大鼠模型［J］.安徽中醫(yī)臨床雜志，2003，15（5）：383～385.

9 余傳林，朱正光，雷林生，等.鏈脲佐菌素糖尿病模型動物血糖及體癥動態(tài)變化的研究［J］.南方醫(yī)科大學學報，2008，28（1）：132～133.

10 周愛儒.生物化學［M］.第6版.北京：人民衛(wèi)生出版社，2004：102～104.

Study on synergy preventive effect of polysaccharide and saponin extracted from momordica on hyperglycemia induced by Streptozotocin

HE Qing－feng LIU Jin－fu YOU Lin－lin ZHANG Yu－chanLIUWen－ge

（Department of food science，Tianjin Agricultural University，Tianjin300384，China）

To provide the data for the development of momordica health food by studying the combined hyperglycemia preventive effect of momordica polysaccharide and momordica saponin.After mice were treated with polysaccharide and saponin tracted from momordica for three weeks，hyperglycemia were induced by intraperitoneal injection of STZ and body weight，liver and kidney organ coefficient，blood glucose，insulin ，glycogen and energy metabolism ，capacity of antioxidant were observed.Compared with that of control group，blood glucose in the joint group was no significant difference before STZ injection（P＞0.05），after STZ injection，the liver coefficient increased，blood glucose decreased，insulin increased，activity of liver SOD and LDH increased，content of MDA decreased，muscle glucose increased（P＜0.05）；insulin in joint group was（17.74±1.19）μIU/mL，SOD was（366.43±28.28）U/mg·prot were higher than that of polysaccharide group and saponin group（P＜0.05）.Momordica polysaccharides and saponins can provent hyperglycemia，the mechanism is to increase glycogen storage and to protect pancreatic insulin secretion function by increasing of antioxidant capacity and oxygen suplly of pancreas.

momordica polysaccharide；momordica saponin；hyperglycemia；preventive；synergy

10.3969 /j.issn.1003－5788.2010.05.026

何慶峰（1979－），男，天津農(nóng)學院講師，碩士。E－mail：hqf42109510＠163.com

劉金福

2010－06－01