人參皂苷Rb3對(duì)糖尿病模型小鼠的降血糖和抗氧化作用

孟凡麗，蘇曉田，鄭毅男

(1 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) 中藥材學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春130021;2 遼寧農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 營(yíng)口115009)

糖尿病是威脅人類健康的重大代謝性疾病之一．糖尿病患者的典型特征為胰島素絕對(duì)或相對(duì)不足，進(jìn)而引發(fā)高血糖和尿糖，多數(shù)患者還存在脂代謝紊亂，表現(xiàn)為血清中膽固醇(Total cholesterol，TC)、三酰甘油(Glycerin Trimyristate，TG)增高的高血脂病癥［1］．糖尿病并發(fā)癥是造成糖尿病患者病情進(jìn)一步惡化的主要原因，研究表明長(zhǎng)期的高血糖導(dǎo)致機(jī)體抗氧化機(jī)能降低是造成糖尿病并發(fā)癥的重要原因，而設(shè)法提高體內(nèi)超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase，SOD)的活力以及降低丙二醛(Malonaldehyde，MDA)的含量是改善機(jī)體抗氧化能力的有效途徑［2］．目前，在糖尿病的治療方面各類降血糖藥物的服用以及胰島素(Insulin，INS)直接注射均具有一定的療效．不過(guò)，由于這些藥物的長(zhǎng)期服用增加了臟器的負(fù)擔(dān)，藥物副作用導(dǎo)致的臟器損害不容忽視［3］．因此，研發(fā)各類副作用小且能兼顧并發(fā)癥治療的各類藥物，特別是藥用植物在糖尿病治療方面的研究日益受到重視［4］．

人參屬于五加科植物，含有多種生物活性物質(zhì)［5］，科學(xué)服用人參具有抗疲勞、抗應(yīng)激、改善記憶力、降低血糖和控制血壓的療效［6］．人參皂苷是人參藥效的主要成分之一．研究發(fā)現(xiàn)人參總皂苷、人參皂苷Re、Rh2、Rc、Rg1、Rg2、Rg3、Rb2以及CK 在糖尿病治療方面均具有一定的療效［7-9］．卜其濤等［10］的研究表明，人參皂苷Rb3對(duì)四氧嘧啶誘導(dǎo)的糖尿病小鼠具有降血糖和提高糖耐量作用．本研究擬系統(tǒng)分析人參皂苷Rb3在降血糖、血脂以及提高機(jī)體抗氧化機(jī)能方面的作用，為人參皂苷Rb3用于糖尿病及其并發(fā)癥的治療積累重要資料．

1 材料與方法

1．1 化學(xué)藥品

人參皂苷Rb3從吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院天然藥物化學(xué)研究室購(gòu)買(mǎi)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%;鏈脲佐菌素(STZ)從美國(guó)Sigma 公司購(gòu)買(mǎi)，臨用時(shí)以0.1 mol·L－1、pH4.4 檸檬酸－檸檬酸鈉緩沖液新鮮配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的STZ 溶液;鹽酸二甲雙胍(Metformin)為白云山湯明東泰藥業(yè)有限責(zé)任公司產(chǎn)品．

1．2 試驗(yàn)動(dòng)物

從遼寧中醫(yī)藥大學(xué)購(gòu)買(mǎi)8 周齡雄性昆明小鼠，在標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境條件下喂養(yǎng)1 周，保持足夠量水和食物，溫度(23 ±2)℃，濕度60%～70%和12 h 光照/12 h 黑暗．試驗(yàn)前動(dòng)物在活動(dòng)、爬行、平衡性方面均表現(xiàn)正常．

1．3 試驗(yàn)方法

雄性昆明小鼠隨機(jī)分組，分為正常組(10 只)和準(zhǔn)備造模組(90 只)．正常組小鼠一直喂養(yǎng)普通鼠糧，只注射緩沖液．準(zhǔn)備造模組，參照Maiti 等［11］的方法，喂養(yǎng)高脂鼠糧4 周后，小鼠禁食12 h，再用STZ 誘發(fā)糖尿?。鄯謩e按小鼠體質(zhì)量75 mg·kg－1連續(xù)2 d 腹腔注射STZ;注射STZ 1 周后禁食1 夜(12 h)，從尾部采集小鼠血樣，禁食血糖濃度達(dá)7.8～18.0 mmol·L－1即為糖尿病小鼠，用于試驗(yàn)］．糖尿病小鼠分成4 組(每組10 只)，設(shè)模型組、25 mg·kg－1鹽酸二甲雙胍處理組、15 mg·kg－1Rb3處理組和30 mg·kg－1Rb3處理組．處理期間小鼠延續(xù)使用原有飼料，處理組每日上午8:00左右灌胃給藥1 次，給藥劑量按小鼠體質(zhì)量計(jì)，連續(xù)灌胃28 d;模型組和正常組用等體積的蒸餾水取代．

1．4 禁食血糖含量測(cè)定

在試驗(yàn)第0、14、28 天，每組小鼠禁食不禁水12 h 后從小鼠尾部靜脈采血［7］，用手持式血糖測(cè)試儀測(cè)定血糖的含量．

1．5 血脂、INS、SOD 和MDA 含量測(cè)定

第28 天禁食血糖測(cè)完后，眼眶靜脈采取小鼠所有血，斷頸法處死小鼠，血樣放入預(yù)冷的離心機(jī)中3 000 r/min離心15 min 后，采集上清液血清，在－70℃條件下保存，用于測(cè)定INS、TC、TG、SOD 和MDA含量．

血清中TC 和TG 含量測(cè)定，按照北京北化康泰臨床試劑有限公司TC 和TG 試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作．

血清INS 含量測(cè)定，按照上海勁馬實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司INS 試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作．

血清中SOD 和MDA 含量測(cè)定，按照北京北化康泰臨床試劑有限公司SOD 和MDA 試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作．

1．6 統(tǒng)計(jì)分析

2 結(jié)果與分析

2．1 人參皂苷Rb3 對(duì)血糖的影響

從表1 可以看出，連續(xù)用人參皂苷Rb3灌胃14 d 后，人參皂苷Rb3組和鹽酸二甲雙胍組小鼠的血糖濃度顯著下降，其中以30 mg·kg－1人參皂苷Rb3灌胃處理的血糖濃度從15.14 mmol·L－1降低到了10.74 mmol·L－1，其降糖效果與鹽酸二甲雙胍處理相近，而模型組小鼠的血糖仍然維持在較高的水平;用人參皂苷Rb3連續(xù)灌胃28 d 天處理組小鼠的血糖濃度顯著下降，而且劑量為30 mg·kg－1的人參皂苷Rb3在降血糖方面具有更好的效果，其降糖效應(yīng)與化學(xué)藥物鹽酸二甲雙胍基本相當(dāng)．綜合來(lái)看，在STZ 誘導(dǎo)的糖尿病小鼠試驗(yàn)中，劑量為30 mg·kg－1的人參皂苷Rb3具有良好的降血糖作用．

表1 人參皂苷Rb3 對(duì)糖尿病小鼠禁食血糖的影響1)Tab．1 Effects of ginsenoside Rb3 on concentration of fasting blood glucose in diabetic mice

2．2 人參皂苷Rb3 對(duì)血脂的影響

研究發(fā)現(xiàn)，高脂飲食可以導(dǎo)致糖尿病小鼠血清中的TC 和TG 的濃度顯著升高，分別達(dá)到4.42 和3.27 mmol·L－1(表2)．對(duì)病鼠給予28 d 的人參皂苷Rb3治療后，血清中的TC 和TG 水平顯著降低(P＜0.01)．從治療效果來(lái)看，劑量為30 mg·kg－1的人參皂苷Rb3具有更好的降血脂作用，其治療效果甚至優(yōu)于鹽酸二甲雙胍，特別是在降低血液TC 方面顯著優(yōu)于鹽酸二甲雙胍的治療效果(P＜0.01)．總之，人參皂苷Rb3在治療STZ 誘導(dǎo)的糖尿病小鼠高血脂病癥方面具有良好的效果，其中劑量為30 mg·kg－1的人參皂苷Rb3降脂效果較好．

表2 人參皂苷Rb3 對(duì)糖尿病小鼠的血脂和胰島素水平的影響1)Tab．2 Effects of ginsenoside Rb3 on serum lipid and insulin concentration in diabetic mice

2．3 人參皂苷Rb3 對(duì)血清中胰島素含量的影響

由表2 可見(jiàn)，在糖尿病鼠血清中的INS 分泌明顯不足(9.12 mU·L－1)，顯著低于正常小鼠血清中的INS 含量(P＜0.01)．與模型組相比，對(duì)病鼠給予15 和30 mg·kg－1的人參皂苷Rb3治療后，病鼠血清中的空腹INS 水平顯著提高(P＜0.05)，分別達(dá)到19.18 和22.17 mU·L－1的水平，且30 mg·kg－1的人參皂苷Rb3的治療效果優(yōu)于鹽酸二甲雙胍．

2．4 人參皂苷Rb3 對(duì)血清中SOD 活性和MDA 含量的影響

對(duì)血清中SOD 活力測(cè)定顯示(表3):糖尿病小鼠血清中的SOD 活性顯著低于正常組(P＜0.01);與模型組相比，利用15 和30 mg·kg－1劑量的人參皂苷Rb3給予治療后，小鼠血清中的SOD 活性顯著提高(P＜0.01)，特別是30 mg·kg－1劑量的人參皂苷Rb3具有更好的治療效果，在改善SOD 活性方面顯著優(yōu)于鹽酸二甲雙胍(P＜0.05)．對(duì)血清中MDA的含量檢測(cè)顯示(表3):與模型組相比，鹽酸二甲雙胍對(duì)降低糖尿病小鼠血清中的MDA 含量無(wú)明顯作用;而人參皂苷Rb3在降低MDA 方面具有明顯的作用(P＜0.01)．其中人參皂苷Rb330 mg·kg－1組比鹽酸二甲雙胍組表現(xiàn)出極顯著的降低趨勢(shì)(P＜0.01)．以上結(jié)果表明，人參皂苷30 mg·kg－1組對(duì)STZ 所誘導(dǎo)的糖尿病小鼠抗氧化能力增強(qiáng)，從而可能對(duì)糖尿病的進(jìn)一步發(fā)展起到防治的作用．

表3 人參皂苷Rb3 對(duì)血清中SOD 活性和MDA 含量的影響1)Tab．3 Effects of ginsenoside Rb3 on SOD activity and MDA concentration in serum

3 討論

糖尿病患者往往伴有高血脂癥，這也是導(dǎo)致糖尿病并發(fā)癥的主要因素之一［12］．由于長(zhǎng)期的高血糖、高血脂極易導(dǎo)致患者動(dòng)脈硬化和血液高黏，進(jìn)而引發(fā)各種血管病變，這是多數(shù)(70%～80%)糖尿病患者病情加重的重要原因．在血漿中，脂蛋白包括乳糜微粒(CM)、極低密度脂蛋白(VLDL)、低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL)4 類，而脂蛋白體積變化、載脂蛋白糖化和LDL 的氧化敏感性增加等是常見(jiàn)的脂蛋白異常表現(xiàn)．脂蛋白的異常變化直接導(dǎo)致脂蛋白的代謝紊亂和動(dòng)脈硬化，因此，血脂水平的異常往往極大地影響了糖尿病的治療效果［13］．一般來(lái)說(shuō)，糖尿病導(dǎo)致的脂代謝異常表現(xiàn)為T(mén)C 和TG 升高、HDL 水平降低、LDL 升高，血清中TG、LDL 均是動(dòng)脈粥樣硬化形成的促進(jìn)因子，特別是LDL 的升高是心肌梗塞的危險(xiǎn)因子，而HDL 則將外周血液中冗余的膽固醇運(yùn)輸至肝臟，并轉(zhuǎn)變?yōu)槟懼幔延醒芯堪l(fā)現(xiàn)，人參皂苷Rb1對(duì)脂肪細(xì)胞的分化有一定的促進(jìn)作用［14］;進(jìn)一步分析顯示，人參皂苷Rb1可以有效激活過(guò)氧化物酶增殖物激活受體γ2(PPARγ2)、CCAAT 增強(qiáng)子結(jié)合蛋白α(C/EBPα)和葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋－4(GLUT-4)的表達(dá)，從而促進(jìn)了脂肪酸和葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)增加［15］．人參皂苷Rb3是Rb1的同分異構(gòu)體［16］，本研究也發(fā)現(xiàn)人參皂苷Rb3對(duì)糖尿病小鼠給藥28 d 后，血清中TC 和TG 的含量明顯降低．由此推測(cè)，人參皂苷Rb3可能在降血糖和血脂過(guò)程中具有與人參皂苷Rb1類似的調(diào)控機(jī)制．

胰島素由胰島的β 細(xì)胞合成重要激素，在調(diào)節(jié)血糖濃度方面發(fā)揮不可替代的作用，正常情況下通過(guò)胰島素的調(diào)節(jié)使得血液中的葡萄糖水平能夠維持在一個(gè)穩(wěn)定的水平．STZ 能選擇性地破壞胰島β 細(xì)胞，使機(jī)體胰島素分泌減少［17-18］．本研究發(fā)現(xiàn)，人參皂苷Rb3顯著提高糖尿病模型小鼠血清中的胰島素水平，本課題組在前期的研究中也發(fā)現(xiàn)Rb3能有效緩解STZ 對(duì)β 胰島細(xì)胞的損傷［10］．由此推斷，人參皂苷Rb3可能有助于β 胰島細(xì)胞的恢復(fù)和促進(jìn)胰島素分泌的功能．目前常用的降糖藥物鹽酸二甲雙胍的作用機(jī)制主要是促進(jìn)組織無(wú)氧糖酵解，加強(qiáng)肌肉等組織對(duì)葡萄糖的利用，同時(shí)抑制肝糖原的異生減少葡萄糖的產(chǎn)生．和二甲雙胍相比，人參皂苷在糖尿病治療方面具有不同的藥理機(jī)制，并且對(duì)體內(nèi)胰島素水平具有較好的調(diào)節(jié)作用，因此在糖尿病治療方面也具有更好的療效．

生物體內(nèi)的氧自由基對(duì)細(xì)胞具有很強(qiáng)的毒害作用，而糖尿病患者的抗氧化機(jī)能下降是導(dǎo)致糖尿病并發(fā)癥的重要原因之一．研究發(fā)現(xiàn)，SOD 是清除體內(nèi)氧自由基的重要功能蛋白，在機(jī)體抗衰老、抑制腫瘤和增強(qiáng)自身免疫能力方面發(fā)揮非常重要的生物學(xué)功能，因此SOD 的活性往往反映著機(jī)體清除氧自由基的潛力和抗氧化能力［2］．MDA 是多不飽和脂肪酸過(guò)氧化物的降解產(chǎn)物，與脂蛋白交聯(lián)后對(duì)機(jī)體具有較強(qiáng)的毒副作用．因此，MDA 的含量常作為衡量體內(nèi)脂質(zhì)過(guò)氧化程度的主要指標(biāo)，在一定程度上反應(yīng)了細(xì)胞受損傷的程度．本研究發(fā)現(xiàn)，人參皂苷Rb3對(duì)于提高糖尿病小鼠血清中SOD 活性具有顯著作用，而且可以有效降低體內(nèi)MDA 的水平．由于糖尿病患者體內(nèi)通常存在超氧自由基增加的問(wèn)題［19］，因此SOD活性的提高有助于患者體內(nèi)氧自由基的清除，這可能與人參皂苷Rb3具有降低MDA 含量的療效有關(guān)．總之，人參皂苷Rb3在提高機(jī)體SOD 活性和降低MDA 方面具有良好的作用，這對(duì)于緩解糖尿病患者機(jī)體氧化應(yīng)激以及微器官并發(fā)癥(如腎病和視網(wǎng)膜病)可能具有積極的作用．

綜上所述，人參皂苷Rb3具有降血糖、降血脂、調(diào)節(jié)胰島素水平和改善機(jī)體抗氧化能力的功效，其作為一種純天然的植物源活性藥物，糖尿病治療方面將具有良好的應(yīng)用前景．不過(guò)，由于人參皂苷Rb3在治療糖尿病方面的作用機(jī)制還不很清楚，相關(guān)研究仍有待進(jìn)一步深入．

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