新疆藥桑桑葉對2-型糖尿病小鼠血糖和脂質(zhì)代謝的影響

劉一衡，楊 玲，2*

1 塔里木大學生命科學學院;2新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團塔里木盆地生物資源保護利用重點實驗室，阿拉爾 843300

新疆藥桑屬黑桑種(Morus nigra Linn.)，是我國唯一的具有22 倍染色體的桑樹品種，同時也一直是維吾爾族的民間藥材，具有降血糖、降血脂、降血壓、抗炎等治療和保健作用［1］。其干燥葉含有生物堿類、多糖類、黃酮類及揮發(fā)油類等多種成分［2］。藥桑桑葉中黃酮類成分主要包括桑色素、蘆丁、桑酮和槲皮素等，其中含量較高的蘆丁和桑色素具有一定的抑制醛糖還原酶、抗自由基氧化及抗腫瘤等藥理活性［3，4］。桑葉總生物堿的降血糖作用主要通過DNJ(1-Deoxynojirimycin)及其衍生物抑制(-糖苷酶的活性來實現(xiàn)［5］，而新疆藥桑桑葉中含有較高的生物堿成分［6］。桑葉中的多糖類能夠提高正常小鼠的血清胰島素水平，改善2-型糖尿病小鼠胰島素抵抗，還可以提高糖尿病小鼠的耐糖能力，顯示出多糖類多途徑的降血糖作用［7，8］。迄今為止，對新疆藥桑桑葉不同部位降血糖降血脂藥效作用缺乏系統(tǒng)研究。本試驗采用腹腔注射鏈脲佐菌素(STZ)加高脂高糖混合型飼料誘導(dǎo)2-型糖尿病小鼠模型，觀察新疆藥桑桑葉不同提取部位對糖尿病小鼠模型的空腹血糖、血清胰島素水平、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)、糖耐量及氧化應(yīng)激酶類的影響，為進一步探討新疆藥桑桑葉不同部位降糖、降脂的作用機制提供一定試驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 動物

五周齡雄性昆明種小鼠，SPF 級，體質(zhì)重(20±2)g，由昆明醫(yī)科大學實驗動物所提供，醫(yī)學試驗合格證:SCXK(滇)2011-0004。

1.1.2 儀器

SC-361Ⅱ-型低速離心機(科大創(chuàng)新股份有限公司)，AB204-N 型十萬分之一電子天種(上海梅特勒-托利多儀器系統(tǒng)有限公司)，F(xiàn)CANF129004 型酶聯(lián)免疫檢測儀(奧地利TECAN 公司);羅康全卓越型快速全血葡萄糖測試儀及試紙條(德國羅氏公司)。

1.1.3 試劑

桑葉水提取物(CME)，桑葉生物堿浸膏由新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團塔里木盆地生物資源保護利用重點試驗室提供;甘油三脂試劑盒(TG)，胰島素試劑盒均為北京中生北控生物科技股份有限公司產(chǎn)品;羅格列酮片，浙江海正藥業(yè)有限公司產(chǎn)品;鏈脲佐菌素，Sigma 公司產(chǎn)品;其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 方法

1.2.1 桑葉提取物制備［9］

桑葉水提物:新疆藥桑桑葉，50 ℃烘干，粉碎，過30 目篩，精確稱量后按1∶25 的料液比加入純水，70 ℃回流提取兩次，每次90 min，收集提取液，提取液濃縮后冷凍干燥成粉。

生物堿浸膏:采用超聲提取法，提取時間10 min，60 ℃，料液比1∶20，超聲功率800 W，乙醇濃度60%，合并提取液，回收乙醇至稠膏狀，低溫干燥研細。

1.2.2 試劑的配制

高脂高糖飼料［10］:10%豬油、20%蔗糖、1%膽酸鹽、2.5%膽固醇、66.5%常規(guī)飼料;STZ 臨用前用pH 4.4 檸檬酸鹽緩沖溶液配置;新疆藥桑桑葉生物堿浸膏和桑葉水提物分別用蒸餾水配制成高(1.2 g/kg)、中(0.6 g/kg)、低(0.3 g/kg)三個劑量;羅格列酮用蒸餾水配制成0.1 mg/mL 的給藥濃度。

1.2.3 2-型糖尿病小鼠模型的建立

小鼠自購入后，給予正常飲食和供水，自由采食進水適應(yīng)性飼養(yǎng)，觀察一周無不良反應(yīng)后，隨機尾靜脈取血檢測空腹血糖作為該批次動物的基礎(chǔ)血糖值。選取血糖正常的小鼠，采用高脂高糖飼料連續(xù)喂養(yǎng)4 周后，禁食不禁水16 h，腹腔注射STZ 50 mg/kg 體質(zhì)量。2 周后取血檢測小鼠空腹血糖、血脂、胰島素水平，選擇血糖值在10.0～25.0 mmol/L，同時伴有脂代謝紊亂的模型小鼠用于正式試驗。

1.2.4 藥桑桑葉提取物對正常小鼠空腹血糖的影響

取正常小鼠，每組十只，隨機分別設(shè)立對照組、羅格列酮組、桑葉水提物高、中、低劑量組和生物堿浸膏高、中、低劑量組。其中正常組0.2 mL/10 g 灌胃等體積生理鹽水;羅格列酮組灌胃羅格列酮2 mg/kg 體質(zhì)量;桑葉水提物高、中、低劑量組和生物堿浸膏高、中、低劑量組分別1.2、0.6、0.3 g/kg 體質(zhì)量，每日一次，各組均飼喂普通飼料，連續(xù)給藥4周，每周測定空腹血糖。

1.2.5 藥桑桑葉提取物對2-型糖尿病小鼠血糖、血脂、胰島素水平及氧化應(yīng)激指標的影響

選取胰島素抵抗2-型糖尿病小鼠，分別為模型組、對照組、羅格列酮組、桑葉水提物高、中、低劑量組和生物堿浸膏高、中、低劑量組，每組10 只。其中模型組和對照組灌胃等體積生理鹽水;羅格列酮組灌胃羅格列酮2 mg/kg 體質(zhì)量;桑葉水提物高、中、低劑量組和生物堿浸膏高、中、低劑量組分別灌胃1.2、0.6、0.3 g/kg 體質(zhì)量，每日一次，各組均飼喂高脂高糖飼料，連續(xù)給藥4 周，試驗結(jié)束后檢測小鼠空腹血糖、血脂、SOD、MDA、胰島素水平并計算胰島素抵抗指數(shù)［11］。

HOMA-IR=(FBG×FINS)/22.5

1.2.6 口服葡萄糖耐量(GTT)試驗

糖尿病小鼠治療性給藥2 周后，禁食不禁水16 h，先正常灌胃給藥1 h，再灌胃給予葡萄糖50 mmol/kg 體質(zhì)量，同時設(shè)對照組(給予等體積生理鹽水)，分別于糖負荷后0、0.5、1、2 h 尾靜脈取血，用血糖儀檢測各時間點血糖變化，比較各組小鼠對不同時間點葡萄糖的耐受程度，并計算糖耐量曲線下面積(AUC)［12］。

1.2.7 統(tǒng)計學分析

2 實驗結(jié)果

2.1 桑葉提取物對正常小鼠空腹血糖的影響

見表1，與對照組相比，羅格列酮組給藥后小鼠血糖顯著低于正常范圍(P＜0.05);而桑葉水提物和生物堿浸膏不同劑量組均對正常小鼠空腹血糖水平的影響沒有顯著性差異(P＞0.05)，表明新疆藥桑桑葉提取物對正常小鼠的血糖水平?jīng)]有明顯的不良影響。

表1 桑葉提取物對正常小鼠的空腹血糖的影響(n=10，±s)Table 1 The effect of mulberry leaves extract on fasting blood glucose of normal mouse(n=10，±s)

表1 桑葉提取物對正常小鼠的空腹血糖的影響(n=10，±s)Table 1 The effect of mulberry leaves extract on fasting blood glucose of normal mouse(n=10，±s)

注:與正常對照組比較，＊＊ P＜0.01。Note:Compare with normal control，＊＊P＜0.01.

2.2 桑葉提取物對2-型糖尿病小鼠空腹血糖的影響

見表2，與模型組比較，桑葉水提物中、高劑量組和生物堿浸膏中、高劑量組在給藥2 周后血糖值均有顯著性下降(P＜0.01)，水提物高、中、低劑量組和浸膏高、中、低劑量組和羅格列酮組與模型組比較差異有顯著性(P＜0.05，P＜0.01)，且水提物高劑量組降血糖作用優(yōu)于生物堿浸膏高劑量組(P＜0.05)，但藥效低于陽性藥物羅格列酮(P＜0.05，P＜0.01)。因此，新疆藥桑桑葉水提物和生物堿浸膏提取物均表現(xiàn)出一定程度的降血糖作用。

表2 桑葉提取物對2-型糖尿病小鼠空腹血糖的影響(n=10，±s)Table 2 The effect of mulberry leaves extract on fasting blood glucose of type 2 diabetes mice(n=10，±s)

表2 桑葉提取物對2-型糖尿病小鼠空腹血糖的影響(n=10，±s)Table 2 The effect of mulberry leaves extract on fasting blood glucose of type 2 diabetes mice(n=10，±s)

注:與模型組比較，* P＜0.05，＊＊ P＜0.01;與水提物高劑量組比較，#P＜0.05，##P＜0.01;與生物堿高劑量組比較，▲P＜0.05。Note:Compare with diabetic control，* P＜0.05，＊＊ P＜0.01;compare with AE-HD，#P＜0.05，##P＜0.01;compare with TA-HD，▲P＜0.05.Same as below.

2.3 桑葉提取物對2-型糖尿病小鼠HDL、LDL、TG及血清胰島素水平的影響

見表3，新疆藥桑桑葉水提物組、生物堿浸膏組和羅格列酮都能夠顯著的降低2-型糖尿病小鼠的LDL 和TG，增加血清胰島素水平(Ins)，并且增加對胰島素的敏感性(P＜0.01)。表明，新疆藥桑桑葉提取物對改善糖尿病脂質(zhì)代謝紊亂有較好的作用。

2.4 桑葉提取物對2-型糖尿病小鼠糖耐量的影響

見表4，各組小鼠灌胃葡萄糖0.5 h 血糖值達到頂峰，且藥桑桑葉水提物組、生物堿浸膏組和羅格列酮組均在0.5 h 開始起效，桑葉水提物組與生物堿浸膏組之間差異不明顯。在0.5 h、1 h 和2 h 測得的血糖值與模型組相比均呈現(xiàn)極顯著性差異(P＜0.01)，表明桑葉水提物和生物堿浸膏對糖尿病小鼠的糖代謝有明顯的改善作用，對葡萄糖引起的血糖升高有明顯的降低作用，并且顯著降低血糖曲線下面積(AUC)，改善糖耐量。

表3 桑葉提取物對2-型糖尿病小鼠HDL、LDL、TG，血清胰島素的影響(n=10，±s)Table 3 The effect of mulberry leaves extract on HDL，LDL，TG，INS and IRI of type 2-diabetes mice(n=10，±s)

表3 桑葉提取物對2-型糖尿病小鼠HDL、LDL、TG，血清胰島素的影響(n=10，±s)Table 3 The effect of mulberry leaves extract on HDL，LDL，TG，INS and IRI of type 2-diabetes mice(n=10，±s)

表4 桑葉提取物對2-型糖尿病小鼠糖耐量的影響(n=10，±s)Table 4 The effect of mulberry leaves extract on glucose tolerance of type 2-diabetes mice(n=10，±s)

表4 桑葉提取物對2-型糖尿病小鼠糖耐量的影響(n=10，±s)Table 4 The effect of mulberry leaves extract on glucose tolerance of type 2-diabetes mice(n=10，±s)

2.5 桑葉提取物對糖尿病小鼠氧化應(yīng)激指標的影響

新疆藥桑桑葉水提物組、生物堿浸膏組均能夠使小鼠血清SOD 活力明顯升高，且水提取物組、生物堿浸膏組的高劑量組甚至優(yōu)于羅格列酮，MDA 水平明顯下降。表明新疆藥桑桑葉水提物和生物堿浸膏能增強糖尿病小鼠活性氧清除機制，有較強的減輕氧自由基損傷、抑制脂質(zhì)過氧化的作用。

表5 桑葉提取物對2-型糖尿病小鼠SOD 活性和MDA 水平的影響(n=10，±s)Table 5 The effect of mulberry leaves extract on SOD and MDA of type 2-diabetes mice(n=10，±s)

表5 桑葉提取物對2-型糖尿病小鼠SOD 活性和MDA 水平的影響(n=10，±s)Table 5 The effect of mulberry leaves extract on SOD and MDA of type 2-diabetes mice(n=10，±s)

3 結(jié)論與討論

糖尿病是一種因胰島素分泌缺陷或作用不足引起的慢性疾病，以高血糖為主要特征且伴有糖、脂肪、蛋白質(zhì)和水等一系列代謝紊亂，迄今全球糖尿病患者已達1.3 億，已經(jīng)成為繼腫瘤、心血管病之后的第三號殺手［13］。本試驗以高脂高糖飼料加STZ 誘導(dǎo)的糖尿病小鼠為模型，考察新疆藥桑桑葉不同提取部位對2-型糖尿病小鼠血糖、血脂的影響。結(jié)果顯示桑葉水提物和生物堿浸膏對糖尿病小鼠模型均具有較理想的降血糖效應(yīng)，與羅格列酮相比，藥效溫和緩慢，且隨治療時間增長，降血糖作用越明顯，其中水提物高劑量組最為突出。在糖耐量試驗中，桑葉水提物和生物堿浸膏均表現(xiàn)出溫和的藥效，在小鼠血糖達到頂峰后開始起效，并且顯著降低血糖曲線下面積，改善糖耐量。此外，桑葉水提物和生物堿浸膏均能夠有效改善糖尿病小鼠脂質(zhì)代謝紊亂，增強活性氧自由基清除能力，減少體內(nèi)具有細胞毒性的MDA 水平，且水提物和生物堿浸膏的高劑量組均優(yōu)于羅格列酮。因此，新疆藥桑桑葉水提物和生物堿浸膏對糖尿病小鼠均具有一定的降血糖和改善脂質(zhì)代謝紊亂作用，且桑葉水提物優(yōu)于生物堿浸膏。

生物堿因在新疆藥桑桑葉中含量較高，DNJ 被普遍認為具有明顯降糖作用，有關(guān)DNJ 降糖的機理研究也較多，但從本試驗結(jié)果可以看出，從給藥的第二周開始，新疆藥桑桑葉水提取物對糖尿病小鼠的空腹血糖的作用要優(yōu)于桑葉生物堿。表明生物堿藥理作用不能完全代替桑葉的作用，提示桑葉中主要生物活性物質(zhì)如黃酮類［14］，多糖類［15］亦有協(xié)同降糖作用。

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