桑枝多糖對(duì)糖尿病模型小鼠的降血糖作用

洪德志，時(shí)連根

(浙江大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院特種經(jīng)濟(jì)動(dòng)物科學(xué)系，浙江杭州310058)

桑枝多糖對(duì)糖尿病模型小鼠的降血糖作用

洪德志，時(shí)連根

(浙江大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院特種經(jīng)濟(jì)動(dòng)物科學(xué)系，浙江杭州310058)

目的研究桑枝多糖對(duì)糖尿病小鼠的降血糖作用，并探討其作用機(jī)制。方法采用ip給予鏈脲佐菌素結(jié)合飼喂高能高脂飼料的方法，制備糖尿病小鼠模型。糖尿病模型小鼠ig給予桑枝多糖200，400和600 mg·kg－1，每天1次，連續(xù)4周。葡萄糖氧化酶法測(cè)定血糖水平，分光光度法測(cè)定血清超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量，比色法測(cè)定肝糖原水平，甘油磷酸氧化酶法測(cè)定血清甘油三酯(TG)水平，酶法測(cè)定血清總膽固醇(TCH)水平，ELISA法測(cè)定血清胰島素水平。結(jié)果桑枝多糖能顯著降低糖尿病模型小鼠血糖濃度，與給藥前相比，給藥4周后桑枝多糖400和600 mg·kg－1組血糖濃度分別下降了33.3%和29.9%(P＜0.05);與模型組相比，桑枝多糖400和600 mg·kg－1組分別下降了40.4%和38.8%(P＜0.01)，200 mg·kg－1組下降了34.6%(P＜0.05)。與模型組相比，桑枝多糖可顯著升高血清SOD活性(P＜0.01)，降低血清TG含量(P＜0.01)，降低血清TCH和MDA含量(P＜0.05，P＜0.01)，增加肝糖原存儲(chǔ)量(P＜0.05);桑枝多糖能顯著提高血清胰島素水平和機(jī)體胰島素敏感性(P＜0.01，P＜0.05)。結(jié)論桑枝多糖對(duì)糖尿病模型小鼠具有降血糖作用，其作用機(jī)制可能與其增強(qiáng)機(jī)體清除自由基和抗脂質(zhì)過(guò)氧化能力、調(diào)節(jié)脂類物質(zhì)代謝、增加肝糖原存儲(chǔ)量、改善機(jī)體的胰島素分泌及對(duì)胰島素的增敏性等有關(guān)。

多糖;桑枝;糖尿病;模型，動(dòng)物;血糖

桑枝(Ramulus Mori)是桑科植物桑(Morus alba L.)的干燥枝條，性平味苦，入肝、脾、肺和腎經(jīng)，作為養(yǎng)蠶業(yè)的副產(chǎn)物一直是一味傳統(tǒng)中藥材，具有祛風(fēng)濕、利關(guān)節(jié)和行水氣等療效，臨床上將桑枝整枝切片煎煮后用于治療關(guān)節(jié)腫痛、手足麻木、風(fēng)濕痹痛和癱瘓等多種疾?。?］。研究表明，桑枝含有多糖、黃酮類化合物、生物堿、香豆精類化合物、揮發(fā)油、氨基酸、有機(jī)酸和多種維生素等化學(xué)成分［2－3］，具有抗菌消炎［4－5］、降血糖［6］和免疫調(diào)節(jié)［7］等藥理作用。多糖是桑枝中的重要活性成分，為α構(gòu)型吡喃醛糖，具有較強(qiáng)的抗氧化和免疫增強(qiáng)作用［7－8］。但有關(guān)桑枝多糖的降血糖作用尚未見(jiàn)有報(bào)道。本研究以ip給予鏈脲佐菌素結(jié)合飼喂高能高脂飼料制備糖尿病模型小鼠，觀察桑枝多糖的降血糖作用及其作用機(jī)制，為桑枝多糖的開(kāi)發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 藥物、試劑和儀器

桑枝多糖由本實(shí)驗(yàn)室采取超聲波水提法和柱層析法結(jié)合透析法提取純化，為白色粉末狀，經(jīng)高效液相色譜法結(jié)合電泳法檢測(cè)純度達(dá)99.0%，使用時(shí)用滅菌生理鹽水配制所需濃度，原植物(桑枝)由浙江大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院葉志毅教授鑒定為?？粕俸扇~白桑品種。格列本脲片，購(gòu)自天津太平洋制藥有限公司用滅菌生理鹽水配制成12.5 g·L－1;鏈脲佐菌素，購(gòu)自美國(guó)Sigma公司;血糖測(cè)定試劑盒購(gòu)自美國(guó)強(qiáng)生公司;甘油三酯(triglycerides，TG)和總膽固醇(total cholesterol，TCH)含量測(cè)定試劑盒，購(gòu)自北京北化康泰臨床試劑有限公司;超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)活性、丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量和肝糖原含量測(cè)定試劑盒，購(gòu)自南京建成生物工程研究所;胰島素酶聯(lián)免疫分析試劑盒，購(gòu)自上海逸峰生物科技有限公司;糖尿病小鼠專用高能高脂飼料，購(gòu)自上海斯萊克公司。Infinite M200酶標(biāo)儀，瑞士Tecan公司;超低溫冰箱，日本Sanyo公司;冷凍干燥機(jī)，美國(guó)Labconco公司;UV-2550分光光度計(jì)，日本島津公司。

1.2 動(dòng)物、模型制備和給藥

ICR雄性小鼠，體質(zhì)量18～20 g，清潔級(jí)，由杭州師范大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供，合格證號(hào):SYXK(浙)2010-0020，預(yù)試期7 d。參照文獻(xiàn)［9］和［10］方法制備糖尿病小鼠模型。造模前小鼠禁食12 h，自由飲水，ip給予鏈脲佐菌素100 mg·kg－1，飼喂高能高脂飼料。72 h后取尾血測(cè)定空腹血糖(禁食12 h)，血糖≥15.5 mmol·L－1并出現(xiàn)“三多一少”癥狀的小鼠，為糖尿病模型制備成功的小鼠。

將糖尿病模型小鼠按血糖水平隨機(jī)分為5組，分別為模型組(滅菌生理鹽水)、格列本脲250 mg·kg－1組、桑枝多糖200，400和600 mg·kg－1組，每組10只。另設(shè)正常對(duì)照組(正常雄性小鼠，ig給予滅菌生理鹽水)。每天ig給藥1次，連續(xù)4周，隨后繼續(xù)飼喂高能高脂飼料。

1.3 血清生化指標(biāo)測(cè)定

各組小鼠禁食12 h后眼眶取血，3000×g離心15 min，取血清用于血糖、SOD、MDA、TG、TCH和胰島素等生化指標(biāo)的測(cè)定。血糖水平測(cè)定采用葡萄糖氧化酶法，血清SOD活性和MDA含量的測(cè)定采用分光光度法，血清TG水平的測(cè)定采用甘油磷酸氧化酶法，血清TCH水平的測(cè)定采用酶法，均嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書的操作步驟進(jìn)行。

1.4 肝糖原水平測(cè)定

末次給藥后處理小鼠，取肝，用生理鹽水洗凈后，加入5%三氯醋酸制備12%肝組織勻漿，再加入KOH 10 mmol·L－1于沸水中水解，蒸餾水稀釋，5000×g離心10 min，制備肝糖原檢測(cè)液。采用比色法，嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書的操作步驟測(cè)定肝糖原含量。

1.5 血清胰島素水平和胰島素敏感指數(shù)測(cè)定

采用ELISA法測(cè)定小鼠血清胰島素水平，嚴(yán)格按照胰島素ELISA試劑盒說(shuō)明書的操作步驟進(jìn)行。胰島素敏感性指數(shù)(insulin sensitivity index，ISI)按如下公式計(jì)算:ISI=ln{l/〔空腹血糖(mmol·L－1)×血清胰島素(mU·L－1)〕}。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 桑枝多糖對(duì)糖尿病模型小鼠血糖的影響

由表1所示，與正常對(duì)照組相比，模型組血糖明顯升高。與模型對(duì)照組相比，給予桑枝多糖4周后，桑枝多糖200，400和600 mg·kg－1組血糖明顯降低(P＜0.05，P＜0.01)，與給藥前相比亦明顯降低(P＜0.05)，降糖作用與格列本脲相當(dāng)，表明桑枝多糖對(duì)糖尿病模型小鼠具有明顯的降血糖作用。

Tab.1 Effect of polysaccharides in Ramulus Mori(PRM)on blood glucose of diabetic model mice

2.2 桑枝多糖對(duì)糖尿病模型小鼠血清超氧化物歧化酶活性和丙二醛含量的影響

表2結(jié)果顯示，與正常對(duì)照組比較，模型組小鼠血清SOD活性降低，MDA含量升高。桑枝多糖200，400和600 mg·kg－1可顯著升高糖尿病模型小鼠血清SOD活性(P＜0.01)，桑枝多糖600 mg·kg－1可降低血清MDA含量(P＜0.01)，均接近正常對(duì)照組水平，表明桑枝多糖可增強(qiáng)機(jī)體清除自由基和抗脂質(zhì)過(guò)氧化的能力，具有明顯的抗氧化作用。

Tab.2 Effect of PRM on superoxide dismutase(SOD)activity and malondialdehyde(MDA)level of diabetic model mice

2.3 桑枝多糖對(duì)糖尿病模型小鼠血清甘油三酯、總膽固醇和肝糖原水平的影響

由表3所示，與正常對(duì)照組比較，模型組血清TG和TCH水平明顯升高，肝糖原水平降低。桑枝多糖200，400和600 mg·kg－1可明顯降低模型小鼠血清TG水平(P＜0.01)，桑枝多糖400和600 mg·kg－1可降低血清TCH含量(P＜0.05，P＜0.01)，均接近正常對(duì)照組水平;桑枝多糖600 mg·kg－1可增加肝糖原存儲(chǔ)量(P＜0.05)。表明桑枝多糖能有效調(diào)節(jié)糖尿病小鼠脂類物質(zhì)代謝，增加肝糖原存儲(chǔ)量，平衡血糖濃度。

Tab.3 Effect of PRM on level of triglycerides(TG)，total cholesterol(TCH)and hepatic glycogen of diabetic model mice

2.4 桑枝多糖對(duì)糖尿病模型小鼠血清胰島素水平和胰島素敏感性指數(shù)的影響

由表4所示，桑枝多糖200，400和600 mg·kg－1組血清胰島素水平與模型對(duì)照組比較明顯升高(P＜0.01)，400 mg·kg－1組胰島素敏感性升高(P＜0.05)，表明桑枝多糖能增加糖尿病小鼠胰島素分泌，同時(shí)發(fā)揮胰島素增敏劑的作用。

Tab.4 Effect of PRM on level of serum insulin and insulin sensitivity index(ISI)of diabetic model mice

3 討論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，桑枝多糖400和600 mg·kg－1具有一定的降血糖作用，能明顯升高糖尿病模型小鼠血清SOD活性、胰島素水平和對(duì)胰島素的敏感性，明顯降低血清MDA，TG和TCH含量，增加肝糖原存儲(chǔ)量，與格列本脲陽(yáng)性組接近，表明桑枝多糖可增強(qiáng)糖尿病模型小鼠清除自由基和抗脂質(zhì)過(guò)氧化能力，調(diào)節(jié)脂類物質(zhì)代謝，增加肝糖原存儲(chǔ)量，改善機(jī)體的胰島素分泌及對(duì)胰島素的敏感性等，這些可能是桑枝多糖發(fā)揮其降血糖作用的作用機(jī)制。

多糖類可參與分子識(shí)別、機(jī)體防御和細(xì)胞黏附等過(guò)程的調(diào)節(jié)作用，具有抗病毒、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、降血糖、抗氧化和抗衰老等作用［11］，臨床上多用于糖尿病、腫瘤、肝炎和心血管疾病等治療［12］。桑枝是除桑葉外桑樹的最大量產(chǎn)物，作為蠶桑副產(chǎn)物在我國(guó)每年產(chǎn)出十幾億噸，資源非常豐富。本實(shí)驗(yàn)室已有研究發(fā)現(xiàn)，桑枝中富含多糖，其含量在桑枝品種間以及同一品種的不同生長(zhǎng)季節(jié)和不同生長(zhǎng)期存在顯著差異［3］;桑枝多糖為α構(gòu)型吡喃醛糖，主要由鼠李糖、樹膠醛糖、半乳糖、葡萄糖和木糖組成，摩爾比分別為9.1∶24.1∶44.1∶12.22∶7.8［13］。將桑枝多糖進(jìn)行硫酸化、磷酸化、乙?；捅郊姿峄确肿有揎?，制備桑枝多糖衍生物，其抗氧化活性明顯增強(qiáng)［8］。結(jié)合桑枝多糖的降血糖作用提示，進(jìn)一步研究不同品種和不同生長(zhǎng)期的桑枝中多糖的結(jié)構(gòu)組分及其相應(yīng)的降血糖作用，并通過(guò)多糖的分子修飾，進(jìn)一步提高桑枝多糖的降血糖活性，同時(shí)降低毒性作用，將會(huì)大大促進(jìn)桑枝多糖作為糖尿病預(yù)防和治療藥物與保健品的開(kāi)發(fā)利用進(jìn)程。

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Hypoglycemic effect of polysaccharides in Ramulus Mori on diabetic model mice

HONG De-zhi， SHI Lian-gen
(Department of Specific Economic Animal，College of Animal Science，Zhejiang University，Hangzhou 310025，China)

OBJECTIVETo investigate the hypoglycemic effect and mechanism of polysaccharides in Ramulus Mori(PRM)on diabetes model mouse.METHODSThe mice were ip given streptozotocin 100 mg·kg－1combined with high fat diet to prepare the diabetic mouse model.The diabetic mice were ig given PRM 200，400 and 600 mg·kg－1once daily for 4 weeks.Blood-glucose level was measured by glucose oxidase method，serum superoxide dismutase(SOD)activity and malondialdehyde(MDA)content were detected with spectrophotometric method.The hepatic glycogen，serum triglycerides(TG)，serum total cholesterols(TCH)and serum insulin level were measured with colorimetric method，glycerophosphoric acid oxidase method，enzymatic-trinder method and ELISA，respectively.RESULTSThe blood-glucose level of the diabetic mice were decreased 33.3%and 29.9%(P＜0.05)in PRM 400 and 600 mg·kg－1groups compared with that before giving PRM.Compared with that of model group，PRM 200，400 and 600 mg·kg－1decreased 34.6%(P＜0.05)，40.4%and 38.8%(P＜0.01).PRM could also significantly decrease the content of MDA，TG and TCH(P＜0.05)，and significantly increase the SOD activity(P＜0.01)，hepatic glycogen content(P＜0.05)，serum insulin level and insulin sensitivity(P＜0.05).CONCLUSIONPRM has hypoglycemic effect on diabetic mice.This action may be related with its scavenging harmful free radicals，inhibiting lipid peroxidation，regulating lipids metabolism，increasing the storage content of hepatic glycogen and improving insulin secretion and insulin sensitivity.

polysaccharides;Ramulus Mori;diabetes mellitis;model，animal;blood glucose

The project supported by National Natural Science Foundation of China(31072090);and Key Project Scientific and Technological of Chinese Medicine of Zhejiang Province(2010ZZ006)

SHI Lian-gen，E-mail:slgsilk@zju.edu.cn，Tel:(0571)88982723

R284.2

A

1000-3002(2012)06-0806-04

10.3867/j.issn.1000-3002.2012.06.005

國(guó)家自然科學(xué)基金(31072090);浙江省中醫(yī)藥科技重點(diǎn)項(xiàng)目(2010ZZ006)

洪德志(1987－)，男，碩士，主要從事天然藥物的藥理學(xué)研究。

時(shí)連根，E-mail:slgsilk@zju.edu.cn，Tel:(0571)88982723

2012-02-08接受日期:2012-08-22)

(本文編輯:齊春會(huì))