高良姜提取物對2型糖尿病小鼠的降糖作用

李咪，譚銀豐

(1.中南大學(xué)湘雅三醫(yī)院，湖南 長沙 410013；2.海南省熱帶藥用植物研究開發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南 ?？?571199)

高良姜提取物對2型糖尿病小鼠的降糖作用

李咪1，譚銀豐2

(1.中南大學(xué)湘雅三醫(yī)院，湖南 長沙 410013；2.海南省熱帶藥用植物研究開發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南 ?？?571199)

目的 研究高良姜提取物對2型糖尿病小鼠的降糖作用。方法采用高脂高糖飲食加小劑量鏈脲佐霉素(STZ)注射誘導(dǎo)2型糖尿病小鼠模型，飼養(yǎng)過程中動態(tài)監(jiān)測小鼠的血糖水平、體質(zhì)量變化，待小鼠血糖水平達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求后，以高良姜提取物稀釋不同倍數(shù)、二甲雙胍、生理鹽水灌胃。30 d后測定小鼠的空腹血糖、糖耐量等指標(biāo)，并觀察小鼠肝組織病理切片。結(jié)果高脂高糖飼料飼喂聯(lián)合小劑量注射STZ誘導(dǎo)的2型糖尿病小鼠，高良姜提取物能顯著降低糖耐量試驗(yàn)2 h血糖濃度(P＜0.05)，對體質(zhì)量也具有一定的調(diào)節(jié)作用(P＜0.05)，50 mg/kg劑量組在給藥后空腹血糖表現(xiàn)出顯著改善(P＜0.05)，但對肝損傷、脂肪性病變無明顯改善作用。結(jié)論高良姜提取物對糖尿病小鼠的血糖水平有一定的降糖作用。

高良姜；糖尿病；小鼠；血糖

糖尿病(Diabetes mellitus，DM)是因胰島素分泌或利用不足而引起糖、脂肪、蛋白質(zhì)代謝紊亂的綜合征，分為原發(fā)型糖尿病、繼發(fā)型糖尿病。其中，原發(fā)型糖尿病又分為1型和2型，2型占原發(fā)型糖尿病的90%以上。目前，國內(nèi)造2型糖尿病模型是以高脂飲食和化學(xué)誘導(dǎo)劑損傷聯(lián)合造模，通過給予實(shí)驗(yàn)動物少量STZ，破壞一部分胰島β細(xì)胞功能，同時(shí)飼以高脂肪飼料造成外周組織對胰島素不敏感，兩者結(jié)合誘導(dǎo)出接近人類2型糖尿病的動物模型[1-3]。

中藥在有效預(yù)防和緩解糖尿病及其并發(fā)癥、提高胰島素敏感性方面有著化學(xué)藥物不可替代的綜合優(yōu)勢，已引起醫(yī)藥界越來越多的關(guān)注[4]。高良姜為單子葉植物藥姜科植物高良姜的根莖，在我國分布廣泛。高良姜的化學(xué)成分復(fù)雜，藥理活性強(qiáng)，有較強(qiáng)的降血糖、抗氧化、抗促癌、促進(jìn)滲透性、抗?jié)?、止嘔抗腹瀉、鎮(zhèn)痛、抗炎、抗凝血、抗血栓形成等獨(dú)特的藥理作用。最近研究發(fā)現(xiàn)，它還有一定的抗HIV功能[5]。本實(shí)驗(yàn)對2型糖尿病模型小鼠的體質(zhì)量、血糖水平及病理切片進(jìn)行觀察，對高良姜可能具有的降糖效果進(jìn)行探索。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動物 18～22 g昆明種雄性小鼠(長沙市天勤生物技術(shù)有限公司，實(shí)驗(yàn)動物許可證號：SCXK (湘)2009-0013)。

1.2 儀器與試劑 血糖測試儀(長沙三諾生物傳感技術(shù)有限公司)；鏈脲佐霉素STZ(Sigma公司，S0130分裝)，-20℃保存，用0.1 mol/L、pH 4.4檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液冰浴配制，現(xiàn)配現(xiàn)用；高脂高糖飼料(蛋黃10%、蔗糖10%、煉豬油10%、膽固醇1.0%、膽酸鹽0.2%、常規(guī)飼料68.8%)由廣東省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心加工提供。

1.3 高良姜提取物的配制 高良姜提取物(GLJ)：稱取高良姜藥材500 g，粉碎后加10倍量80%乙醇回流提取1 h，趁熱過濾。同法提取3次，合并3次濾液，減壓濃縮至無醇味，濃縮液真空干燥得高良姜醇提物(出膏率為17.6%)。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法 取雄性昆明種小鼠60只適應(yīng)性飼養(yǎng)3 d后按數(shù)字法隨機(jī)分為空白組、模型組、陽性對照藥組(二甲雙胍組)、高良姜三個劑量組共6組，每組10只?？瞻捉M飼喂常規(guī)飼料，其他組飼喂高脂高糖飼料。飼養(yǎng)第22天、30天、40天除空白組外各組腹腔注射STZ 100 mg/kg，空白組腹腔注射同等體積0.1 mol/L、pH 4.4檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液。除空白組外，其他各組第58天測得小鼠血糖平均大于11 mmol/L，2型糖尿病造模成功。各組每天上午9～10時(shí)灌胃給藥，陽性對照藥組給予二甲雙胍(100 mg/kg)，高良姜三個劑量組分別給予高良姜提取物(200 mg/kg、100 mg/kg、50 mg/kg)，模型組和空白組給予等容積生理鹽水。連續(xù)給藥至飼養(yǎng)第91天，各組實(shí)驗(yàn)動物禁食12 h后尾靜脈取血測空腹血糖值，然后各組小鼠灌胃給予葡萄糖溶液2.0 g/kg，測1 h、2 h血糖濃度(糖耐量)。脫頸椎處死小鼠后，取肝組織，4%甲醛固定，HE染色觀察肝組織病理變化。飼養(yǎng)過程中，動態(tài)監(jiān)測各組小鼠體質(zhì)量、血糖變化。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示，采用配對樣本t檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 高良姜提取物對2型糖尿病小鼠體質(zhì)量變化的影響 自飼養(yǎng)第40天開始，模型組開始與空白組小鼠體質(zhì)量比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，模型組小鼠體質(zhì)量顯著小于空白組小鼠體質(zhì)量。第58天開始給藥干預(yù)后，GLJ三個劑量組在第77天體質(zhì)量均大于模型組小鼠的，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，見圖1和表1。

2.2 高良姜提取物對2型糖尿病小鼠血糖的影響 自飼養(yǎng)第21天開始，模型組小鼠血糖開始差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，模型組小鼠血糖顯著高于空白組小鼠血糖。第58天開始給藥干預(yù)后，GLJ 50 mg/kg組在第61天血糖顯著低于模型組小鼠血糖，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，而其他時(shí)間點(diǎn)血糖GLJ三個劑量組與模型組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，見圖2和表2。

圖1 高良姜對糖尿病小鼠體質(zhì)量變化的影響

圖2 高良姜提取物對2型糖尿病小鼠血糖的影響

表1 高良姜提取物對2型糖尿病小鼠體質(zhì)量變化的影響(±s，g)

表1 高良姜提取物對2型糖尿病小鼠體質(zhì)量變化的影響(±s，g)

注：與模型組比較：aP＜0.05，bP＜0.01。

組別 例數(shù)1 8 GLJ 200 mg/kg GLJ 100 mg/kg GLJ 50 mg/kg二甲雙胍模型空白10 10 10 10 10 10 20.9±1.5 20.4±1.1 20.5±1.4 19.7±1.4 20.8±1.9 20.4±1.9 36.9±3.7 36.4±2.6 36.0±3.7 33.7±3.1 34.8±3.1 36.1±2.2 16 44.1±3.9 45.4±5.6 43.2±7.1 41.0±4.9 39.5±9.5 44.1±2.8 30 48.0±5.5 51.5±7.8 46.5±6.0 41.9±6.2 46.0±5.3 46.4±3.0 40 47.5±5.5 49.8±7.8 45.4±5.4 42.1±5.6 44.5±3.2 50.8±3.2a61 44.2±8.9 48.3±6.4a44.6±6.3 38.9±6.9 42.0±2.5 52.0±9.3a70 45.1±4.5 47.6±6.9a45.0±6.1 40.8±6.1 42.1±3.5 52.1±4.7a77 42.8±4.4a46.9±7.2a44.1±6.2a40.5±5.4 37.5±3.7 57.6±4.3a

表2 高良姜對糖尿病小鼠血糖的影響(±s，mmol/L)

表2 高良姜對糖尿病小鼠血糖的影響(±s，mmol/L)

注：與模型組比較：aP＜0.05，bP＜0.01。

組別 例數(shù)1 GLJ 200 mg/kg GLJ 100 mg/kg GLJ 50 mg/kg二甲雙胍模型空白10 10 10 10 10 10 6.50±0.57 7.01±0.67 6.24±0.79 5.81±0.64 6.08±0.91 6.06±0.69 21 7.00±1.37 6.80±0.37 7.60±1.68 8.30±0.70 7.35±0.92 5.70±1.84a29 8.26±0.68 9.10±1.25 8.72±1.62 8.76±1.79 7.55±0.90 4.60±0.62b42 9.84±3.89 11.94±5.41 8.60±6.07 10.50±5.17 12.53±3.50 6.96±0.69a61 17.43±3.89 14.94±5.41 12.90±6.07a17.88±5.17 17.85±3.50 4.76±0.69b70 23.68±2.06 20.60±2.94 23.61±4.01 23.24±2.21 22.56±4.49 4.68±0.55b77 22.48±2.75 22.14±3.91 22.19±4.78 20.30±4.50 19.47±6.72 5.14±0.69b86 14.98±2.37 11.89±4.57 9.58±6.63 8.50±3.54a13.85±3.18 5.50±1.16b

2.3 高良姜提取物對2型糖尿病小鼠糖耐量的影響 GLJ 50 mg/kg組小鼠在口服2.0 g/kg葡萄糖2 h后血糖濃度比模型組小鼠顯著降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，見表3。

2.4 高良姜提取物對2型糖尿病小鼠肝組織病理變化的影響 模型組、GLJ三個劑量組小鼠肝組織細(xì)胞腫脹、水腫，膽管擴(kuò)張，肝細(xì)胞脂肪性病變明顯。二甲雙胍組病變程度相對較輕，見圖3。

組別 例數(shù) 血糖(mmol/L) GLJ 200 mg/kg GLJ 100 mg/kg GLJ 50 mg/kg二甲雙胍模型空白10 10 10 10 10 10 0 h 14.65±3.95 13.01±4.11 12.80±7.33 13.98±3.16 15.95±3.77 5.93±0.60b1 h 18.30±2.30 17.92±1.92 16.10±5.09 18.68±3.33 19.20±4.53 8.01±1.25b2 h 16.55±3.49 15.47±2.61 13.48±6.32a13.56±4.48a19.73±3.82 5.65±1.08b注：與模型組比較：aP＜0.05，bP＜0.01。

圖3 各組小鼠肝組織病例切片(HE染色，400×)

3 討 論

糖尿病治療過程中以控制血糖水平為治療的標(biāo)準(zhǔn)，持續(xù)高血糖會引起多種慢性并發(fā)癥。本實(shí)驗(yàn)中高良姜提取物對高脂高糖飼料飼喂聯(lián)合小劑量注射STZ誘導(dǎo)的2型糖尿病小鼠體質(zhì)量具有一定的調(diào)節(jié)作用，顯著降低糖尿病小鼠糖耐量試驗(yàn)2 h血糖濃度，而對糖尿病小鼠空腹血糖的影響僅有50 mg/kg劑量組在1個時(shí)間點(diǎn)(第61天)表現(xiàn)出顯著差異。肝組織病理切片顯示，高良姜提取物對糖尿病小鼠肝損傷、脂肪性病變并無明顯改善作用，提示高良姜對糖尿病小鼠的治療作用不明顯。有文獻(xiàn)報(bào)道，高良姜素(高良姜含有的主要黃酮類成分之一)能夠使胰島素抵抗大鼠血糖和胰島素水平恢復(fù)正常，改善胰島素敏感性[6-7]；也有文獻(xiàn)報(bào)道高良姜素能減少血脂、降低脂質(zhì)過氧化和甘油三酯的積累，具有一定的抗肥胖作用。但是，可能由于本研究中高良姜提取物是混合物，其中高良姜素的含量相對較低，生物利用度較低，而未能表現(xiàn)出明顯的抗糖尿病作用。

本實(shí)驗(yàn)采用小劑量STZ聯(lián)合高脂高糖飼養(yǎng)可以獲得癥狀上與人類非胰島素依賴型糖尿病比較接近的2型糖尿病模型[8]。造模后小鼠出現(xiàn)多飲、多尿、多食、體質(zhì)量下降等癥狀，血糖明顯升高，表明造模成功。在此模型基礎(chǔ)上，用藥物干預(yù)，可以用于2型糖尿病降糖效果的研究。但該模型也存在局限：模型建立時(shí)間長，影響因素較多，穩(wěn)定性不太好[10]。現(xiàn)在藥品審評和先進(jìn)的藥學(xué)評價(jià)研究中已經(jīng)不太推薦使用該模型來進(jìn)行抗糖尿病藥物的篩選研究。本研究中，由于實(shí)驗(yàn)室條件限制，選擇了相對容易制作的該2型糖尿病模型。在具體的實(shí)驗(yàn)過程中共進(jìn)行了兩次復(fù)制該糖尿病模型，發(fā)現(xiàn)高脂高糖飼料配方、注射STZ時(shí)的環(huán)境條件、操作時(shí)間、測空腹血糖前的禁食時(shí)間長短、小鼠飼養(yǎng)環(huán)境等一系列因素都有可能影響小鼠血糖測定結(jié)果，因此，未能最終的評價(jià)確定高良姜的降血糖作用，宜采用更加穩(wěn)定的2型糖尿病模型進(jìn)行進(jìn)一步的藥效學(xué)評價(jià)研究。

綜上所述，本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)高良姜提取物對改善2型糖尿病模型小鼠有一定的作用，但作用不夠明顯，原因可能由于提取物中有效成分濃度低，也可能由于所造模型不夠穩(wěn)定，需進(jìn)一步改進(jìn)研究方法。

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Hypoglycemic effects of the extracts of Alpinia officinarum Hance on type 2 diabetic model mice.

LI Mi1,TAN Yin-feng2.1.The Third Xiangya Hospital of Central South University,Changsha 410013,Hunan,CHINA;2.Hainan Provincial Key Laboratory of Research and Development of Tropical Medicinal Plants,Haikou 571199,Hainan,CHINA

ObjectiveTo study the hypoglycemic effects of extracts of Alpinia officinarum Hance(galangal) on type 2 diabetic model mice.MethodsStreptozocin(STZ)and high fat and high-sugar diet were used to induce type 2 diabetes in mice.The glucose levels,body weight,and food intaking in feeding process were observed.After the blood sugar levels in mice reaching tested requirements,galangal extract,metformin,and normal saline were orally given to mice.After 30 days,the fasting blood glucose,pathological section,and other factors were investigated.ResultsAdministrating galangal extract to mice led to a significant decrease in their 2 h blood glucose concentration after a glucose tolerance test(P＜0.05),which also had a regulative effect on body weight(P＜0.05).In the group of 50 mg/kg galangal extract,significant improvement was observed in the fasting blood glucose(P＜0.05),but no significant improvement was found in the recovery of liver damage and fatty degeneration.ConclusionThe galangal extract has hypoglycemic effects on the blood sugar in type 2 diabetic model mice.

Alpinia officinarum Hance;Diabetes;Mice;Blood sugar

R-332

A

1003—6350（2016）06—0864—04

10.3969/j.issn.1003-6350.2016.06.002

2015-11-17)

李咪。E-mail：148427367@qq.com