黃芪甲苷對實驗性糖尿病大鼠降糖、調(diào)脂和抗氧化作用的研究

韓　冬

(河北省滄州市中心醫(yī)院,河北 滄州 061001)

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黃芪甲苷對實驗性糖尿病大鼠降糖、調(diào)脂和抗氧化作用的研究

韓冬

(河北省滄州市中心醫(yī)院,河北 滄州 061001)

[摘要]目的研究黃芪甲苷對實驗性糖尿病大鼠血糖、血脂和機體抗氧化能力的影響。方法通過高脂高糖飲食加腹腔注射鏈脲佐菌素(STZ)的方法誘導(dǎo)制備糖尿病大鼠模型，將100只造模成功大鼠隨機分為模型組、黃芪甲苷低劑量組(30 mg/kg)、黃芪甲苷中劑量組(60 mg/kg)、黃芪甲苷高劑量組(120 mg/kg)和鹽酸二甲雙胍組(200 mg/kg)，每組20只；另取20只同齡大鼠作為正常組。各給藥組每天灌胃相應(yīng)藥物，模型組和正常組灌胃相同體積生理鹽水，1次/d，連續(xù)灌胃4周。分別于灌胃前和灌胃后第7，14，21，28天測定各組大鼠空腹血糖水平；末次灌胃后檢測各組大鼠血清總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)、低密度脂蛋白(LDL-C)、高密度脂蛋白(HDL-C)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST))、乳酸脫氫酶(LDH)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、過氧化氫酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)及總抗氧化能力(T-AOC)水平；通過HE染色觀察肝臟組織和心肌組織病理形態(tài)學(xué)表現(xiàn)。結(jié)果黃芪甲苷中、高劑量組大鼠空腹血糖、TC、TG、LDL-C、ALT、AST、LDH、MDA水平均顯著低于模型組(P均<0.05)，血清SOD、CAT活性顯著高于模型組(P均<0.05)；黃芪甲苷高劑量組大鼠血清HDL-C水平、GSH-Px活性和T-AOC水平均顯著高于模型組(P均<0.05)。各給藥組肝臟組織和心肌組織病理形態(tài)學(xué)改變均明顯減輕，以黃芪甲苷高劑量組效果最為顯著。結(jié)論黃芪甲苷能夠有效降低實驗性糖尿病大鼠血糖、血脂水平，改善抗氧化酶活性，抑制氧化應(yīng)激損傷。

[關(guān)鍵詞]黃芪甲苷；糖尿??；血糖；血脂；抗氧化

糖尿病(Diabetes Mellitus，DM)是一種常見的慢性內(nèi)分泌代謝系統(tǒng)疾病，表現(xiàn)為血糖、尿糖增高以及“三多一少”等癥狀[1]。流行病學(xué)研究資料顯示，近年來糖尿病的發(fā)病率逐年升高，僅次于惡性腫瘤和心腦血管疾病。長期血糖控制不佳的糖尿病晚期患者多伴有心、腦、腎、血管、神經(jīng)等多個組織器官并發(fā)癥，極大地影響患者的身體健康和生活質(zhì)量，也是糖尿病患者致死的主要原因。病理生理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，胰島素分泌相對不足而導(dǎo)致的糖脂代謝異常，氧自由基過剩而引發(fā)的廣泛氧化應(yīng)激損傷是糖尿病及其并發(fā)癥發(fā)生發(fā)展的共同通路[2-5]，并且肝臟和心臟是對氧化應(yīng)激非常敏感的器官。因此，糖尿病患者除了很好地控制血糖外，還應(yīng)注重調(diào)節(jié)血脂、降低氧化應(yīng)激損傷，并關(guān)注肝功能和心功能。黃芪甲苷為我國傳統(tǒng)中藥品種黃芪的主要有效成分之一，具有抗氧化、抗炎、降血壓、提高機體免疫力等多種藥理學(xué)活性[6-8]。本實驗采用高脂高糖飲食飼養(yǎng)8周后腹腔注射鏈脲佐菌素(STZ)的方法誘導(dǎo)制備糖尿病大鼠模型，研究黃芪甲苷對實驗性糖尿病大鼠血糖、血脂和機體抗氧化能力的影響，現(xiàn)將結(jié)果報道如下。

1實驗資料

1.1試驗藥物與試劑黃芪甲苷(成都錦泰和醫(yī)藥化學(xué)技術(shù)有限公司，批號：140523，純度≥98%)；鹽酸二甲雙胍(河北天成藥業(yè)股份有限公司，批號：20131126)；總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)、低密度脂蛋白(LDL-C)、高密度脂蛋白(HDL-C)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)、乳酸脫氫酶(LDH)測定試劑盒均購自深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司；超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、過氧化氫酶(CAT)活性、總抗氧化能力(T-AOC)水平以及丙二醛(MDA)測定試劑盒均購自南京建成生物工程研究所；細胞凋亡原位檢測(TUNEL)試劑盒購自北京博奧森生物工程有限公司；STZ購自美國Sigma公司；烏拉坦購自北京化學(xué)試劑公司。

1.2實驗動物清潔級雄性SD大鼠，體質(zhì)量180～220 g，購自河北省實驗動物中心，動物許可證號：SCXK(冀)2008-1-003。飼養(yǎng)環(huán)境：室溫23～25 ℃，相對濕度65%～70%，光照周期12 h∶12 h。

1.3主要儀器血糖儀(羅氏)，UV-1800型紫外分光光度計(日本島津公司)，卓越310型全自動生化分析儀(武漢精誠偉業(yè)醫(yī)療設(shè)備有限公司)，石蠟切片機(德國SLEE公司)，臺式高速離心機(深圳市賽泰克生物科技有限公司)，倒置光學(xué)顯微鏡(日本Olympus公司)。

1.4方法

1.4.1模型制備與分組實驗用大鼠經(jīng)高脂高糖飲食喂養(yǎng)8周后，通過一次性腹腔注射STZ 60 mg/(kg·d)破壞胰島β細胞的方法誘導(dǎo)制備糖尿病大鼠模型，3 d后測定空腹血糖水平，高于16.7 mmol/L即認定造模成功。選取100只造模成功大鼠隨機分為模型組、黃芪甲苷低劑量組(30 mg/kg)、黃芪甲苷中劑量組(60 mg/kg)、黃芪甲苷高劑量組(120 mg/kg)和鹽酸二甲雙胍組(200 mg/kg)，每組20只；另取20只同齡大鼠作為正常組。各給藥組每天灌胃相應(yīng)藥物，模型組和正常組灌胃相同體積生理鹽水，1次/d，連續(xù)灌胃4周。

1.4.2空腹血糖水平的檢測分別于灌胃前和灌胃后第7，14，21，28天由尾靜脈采血，然后通過血糖儀平行測定各組大鼠空腹血糖水平并記錄。

1.4.3血脂指標(biāo)的檢測末次灌胃后24 h腹腔注射烏拉坦實施麻醉，經(jīng)腹主動脈取血，1 500 r/min離心10 min后取血清，通過全自動檢測儀平行測定各組大鼠血清TC、TG、LDL-C、HDL-C水平。

1.4.4氧化應(yīng)激損傷指標(biāo)的檢測參照1.4.3方法制備血清，參照各試劑盒操作方法步驟，通過全自動檢測儀平行測定各組大鼠血清ALT、AST、LDH水平；通過紫外可見分光光度計測定各組大鼠血清SOD、GSH-Px、CAT活性、T-AOC水平以及MDA水平。

1.4.5肝臟組織和心肌組織病理形態(tài)學(xué)觀察待1.4.3取血完成后，開腹取肝臟組織、開胸取心臟組織，置于4%多聚甲醛溶液中進行固定，經(jīng)石蠟包埋、切片(厚度為5 μm)，行常規(guī)HE染色，于光學(xué)顯微鏡下觀察肝臟組織和心肌組織病理形態(tài)學(xué)變化。

2結(jié)果

2.1各組大鼠空腹血糖水平比較模型組大鼠空腹血糖水平顯著高于正常組(P<0.05)；黃芪甲苷中劑量組灌胃第28天后空腹血糖水平明顯低于模型組(P<0.05)，黃芪甲苷高劑量組和鹽酸二甲雙胍組灌胃第7，14，21，28天空腹血糖水平均明顯低于模型組(P均<0.05)。見表1。

2.2各組大鼠血脂水平比較模型組大鼠血清TC、TG、LDL-C水平均顯著高于正常組(P均<0.05)，HDL-C水平顯著低于正常組(P均<0.05)；黃芪甲苷中、高劑量組大鼠血清TC、TG、LDL-C水平均明顯低于模型組(P均<0.05)，其中黃芪甲苷高劑量組血清HDL-C水平顯著高于模型組(P<0.05)；黃芪甲苷中、高劑量組各指標(biāo)水平比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)。見表2。

2.3各組大鼠氧化應(yīng)激損傷指標(biāo)比較模型組大鼠血清ALT、AST、LDH水平顯著高于正常組(P均<0.05)，黃芪甲苷中、高劑量組和鹽酸二甲雙胍組大鼠血清ALT、AST、LDH水平均顯著低于模型組(P均<0.05)，其中黃芪甲苷高劑量組各指標(biāo)水平均明顯低于中劑量組(P均<0.05)，見表3。模型組大鼠血清SOD、GSH-Px、CAT活性及T-AOC水平均顯著低于正常組(P均<0.05)，MDA水平顯著高于正常組(P<0.05)；黃芪甲苷中、高劑量組大鼠血清SOD、CAT活性均顯著高于模型組(P均<0.05)，MDA水平顯著低于模型組(P<0.05)，其中黃芪甲苷高劑量組GSH-Px活性和T-AOC水平均顯著高于黃芪甲苷中劑量組(P均<0.05)，見表4。

表1　各組大鼠空腹血糖水平比較

注：①與正常組比較，P<0.05；②與模型組比較，P<0.05。

表2　各組大鼠血脂水平比較

注：①與正常組比較，P<0.05；②與模型組比較，P<0.05。

表3　各組大鼠血清ALT、AST、LDH水平比較

注：①與正常組比較，P<0.05；②與模型組比較，P<0.05；③與黃芪甲苷中劑量組比較，P<0.05。

2.4各組大鼠肝臟組織病理學(xué)表現(xiàn)經(jīng)HE染色后觀察發(fā)現(xiàn)，正常組大鼠肝臟組織結(jié)構(gòu)未見異常；模型組大鼠肝小葉輪廓不清，肝細胞腫脹呈濁狀病變，充斥大量脂肪，出現(xiàn)嗜酸性病變；各給藥組大鼠肝臟組織病變程度明顯減輕，黃芪甲苷各組中以高劑量組效果最為顯著。見圖1～6。

2.5各組大鼠心肌組織病理學(xué)表現(xiàn)經(jīng)HE染色后觀察發(fā)現(xiàn)，正常組大鼠心肌組織結(jié)構(gòu)未見異常：心肌纖維平行排列，細胞均勻分布、形態(tài)正常，細胞膜完整，胞質(zhì)染色均勻；模型組大鼠心肌纖維排列紊亂、疏松，心肌細胞膜破壞、出現(xiàn)空泡變性；各給藥組大鼠心肌組織病理形態(tài)學(xué)改變顯著改善，黃芪甲苷各組中以高劑量組效果最為顯著。見圖7～12。

表4　各組大鼠血清SOD、GSH-Px、CAT活性、T-AOC水平及MDA水平比較

注：①與正常組比較，P<0.05；②與模型組比較，P<0.05；③與黃芪甲苷中劑量組比較，P<0.05。

3討論

近年來隨著人們飲食結(jié)構(gòu)以及生活習(xí)慣的改變，糖尿病的發(fā)病率逐漸升高，嚴重危害著人類的身體健康和生活質(zhì)量。黃芪為豆科草本植物蒙古黃芪、膜莢黃芪的根，味甘性微溫，具有斂汗固脫、托瘡生肌、利水消腫之功效，為我國傳統(tǒng)中藥品種。黃芪甲苷為黃芪的主要有效成分之一，其能夠有效降低糖尿病大鼠血糖水平，提高免疫力并改善腎臟并發(fā)癥[9-10]。本研究發(fā)現(xiàn)，黃芪甲苷60，120 mg/kg干預(yù)4周后，糖尿病大鼠空腹血糖水平和血清TC、TG、LDL-C水平均顯著降低， HDL-C水平顯著升高，提示黃芪甲苷具有改善實驗性糖尿病大鼠血糖和血脂作用。

血清中T-AOC水平能夠反映機體整體抗氧化能力，而脂質(zhì)過氧化終產(chǎn)物MDA水平能夠間接反映機體氧化應(yīng)激損傷程度； SOD能夠提供氫原子配體而催化氧自由基還原生成H2O2[11]，并且在GSH-Px和CAT的催化作用下能夠進一步還原生成對人體無害的H2O和O2[12]，所以SOD、GSH-Px和CAT的活性能夠反映機體抗氧化能力。正常情況下，血清中ALT、AST和LDH含量都非常低，但是當(dāng)心肌細胞或肝細胞受損時，大量的ALT、AST和LDH將從細胞中釋放到血液，使血清中的含量陡然增高，所以血清中三者的含量水平能夠敏感的反映心肌組織和肝臟組織受損傷程度。本研究發(fā)現(xiàn)，黃芪甲苷60，120 mg/kg干預(yù)4周后，糖尿病大鼠血清ALT、AST、LDH、MDA水平顯著降低，血清SOD、CAT活性顯著升高；黃芪甲苷120 mg/kg干預(yù)4周后，大鼠血清HDL-C水平、GSH-Px活性和T-AOC水平均顯著升高。各給藥組大鼠心肌組織和肝臟組織病變均明顯改善，其中以黃芪甲苷120 mg/kg干預(yù)效果最為顯著。提示黃芪甲苷具有改善糖尿病大鼠抗氧化能力的作用。

圖1　正常組肝臟組織病理表現(xiàn)(HE)

圖2　模型組肝臟組織病理表現(xiàn)(HE)

圖3　黃芪甲苷低劑量組肝臟組織病理表現(xiàn)(HE)

圖4　黃芪甲苷中劑量組肝臟組織病理表現(xiàn)(HE)

圖5　黃芪甲苷高劑量組肝臟組織病理表現(xiàn)(HE)

圖6　鹽酸二甲雙胍組肝臟組織病理表現(xiàn)(HE)

圖7　正常組心肌組織病理表現(xiàn)(HE)

圖8　模型組心肌組織病理表現(xiàn)(HE)

圖9　黃芪甲苷低劑量組心肌組織病理表現(xiàn)(HE)

圖10　黃芪甲苷中劑量組心肌組織病理表現(xiàn)(HE)

圖11　黃芪甲苷高劑量組心肌組織病理表現(xiàn)(HE)

圖12　鹽酸二甲雙胍組心肌組織病理表現(xiàn)(HE)

綜上所述，黃芪甲苷能夠有效降低實驗性糖尿病大鼠血糖、血脂水平，改善抗氧化酶活性，抑制氧化應(yīng)激損傷。

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Study of Astragalosides on antihyperglycemia, regulating plasma lipid and improving antioxidant ability in experimental diabetic rats

HAN Dong

(Cangzhou Central Hospital, Cangzhou 061001, Hebei, China)

Abstract:Objective It is to investigate the effects of Astragalosides on anti-hyperglycemia, regulating plasma lipid and improving antioxidant ability in diabetic rats. Methods 100 diabetic rat models were made by feeding with high fat and sugar and injecting STZ, and were randomly divided into five groups: diabetic model control group, Astragalosides (30, 60 and 120 mg/kg) treated groups and metformin hydrochloride 200 mg/kg treated group, each group had 20 rats. Another 20 same-aged rats were selected as normal control group. Every treated group was given respective drugs by intragastric administration, the model group and normal group was given normal saline, all the groups were treated for 4 weeks. Before and after the drugs were given 7, 14, 21, 28 days, the level of plasma glucose was determined. 4 weeks later, the content of TC, TG, LDL-C, HDL-C were determined; the content of ALT, AST, LDH, MDA, the level of T-AOC and the activity of SOD, GSH-Px, CAT in serum were determined; and the histopathological changes of hepatic tissue and mycadical tissue were observed by HE staining. Results Compared with the diabetes model control group, the level of plasma glucose, the content of TC, TG, LDL-C, ALT, AST, LDH, MDA in serum in Astragalosides (60, 120 mg/kg) treated groups were significantly decreased (P all <0.05), while the activity of SOD, CAT in serum were significantly increased (P all<0.05), the content of HDL-C, the level of T-AOC and the activity of GSH-Px in serum of Astragalosides 200 mg/kg treated group was significantly increased(P all<0.05). The hepatic tissue and mycadical tissue histopathological changes were significantly improved in every treatment group, the changes were more significant in the Astragalosides 200 mg/kg treated group. Conclusion Astragalosides could effectively decrease the blood glucose and blood lipid, improve the activity of antioxidase, reduce the damage of oxidative stress in diabetic rats.

Key words:Astragalosides; diabetes; blood glucose; blood lipid; antioxidant

[收稿日期]2015-03-15

[中圖分類號]R-332

[文獻標(biāo)識碼]A

[文章編號]1008-8849(2016)04-0360-05

doi:10.3969/j.issn.1008-8849.2016.04.006

[基金項目]滄州市中心醫(yī)院藥學(xué)部研究基金

[作者簡介]韓冬，男，碩士，主管藥師，主要從事藥學(xué)研究工作。