發(fā)酵桔梗醇提取物降血糖作用的研究

于婷，李鵬飛，李雪，韓春姬，崔承弼（.延邊大學醫(yī)學院，吉林延吉33002；2.延邊大學長白山生物資源與功能分子教育部重點實驗室，吉林延吉33002）

發(fā)酵桔梗醇提取物降血糖作用的研究

于婷1，李鵬飛1，李雪1，韓春姬1，崔承弼2，*
（1.延邊大學醫(yī)學院，吉林延吉133002；2.延邊大學長白山生物資源與功能分子教育部重點實驗室，吉林延吉133002）

為了探究不同發(fā)酵條件對桔梗降血糖作用的影響。通過體內(nèi)試驗研究發(fā)酵桔梗對Ⅱ型糖尿病大鼠的降血糖作用；體外試驗測定發(fā)酵桔梗對Ⅱ型糖尿病大鼠肝/肌糖原、血清中T-SOD和MDA含量的影響，從抗氧化角度研究桔梗的降血糖效果。結(jié)果表明不同發(fā)酵條件下的桔梗對Ⅱ型糖尿病大鼠具有降血糖作用，且發(fā)酵處理的桔梗降血糖作用更為明顯。

桔梗；發(fā)酵；提取物；降血糖

隨著經(jīng)濟社會的迅猛發(fā)展和人類生活方式的轉(zhuǎn)變，世界疾病譜也有了顯著的變化：傳統(tǒng)傳染病的患病率在逐漸下降；心腦血管類等非傳染性慢性疾病的發(fā)病率卻逐漸上升［1-3］。中國慢性病出現(xiàn)了大爆發(fā)情況，衛(wèi)生部部長陳竺院士在2011年中國慢性病防控論壇上用“井噴”一詞形象地描述了中國慢性病防控所面臨的嚴峻形勢。其中，糖尿病目前已經(jīng)成為威脅人類健康的世界性的公共衛(wèi)生問題之一。國際糖尿病聯(lián)盟組織的第五次會議報道顯示，到2012年為止，全世界有3.71億人患有糖尿??；2030年將上升至5.52億［4］。我國到2010年為止，被確診為糖尿病患者的人數(shù)為9420萬，按此速度發(fā)展，到2030年中國糖尿病人口將增加4倍［5］。

在傳統(tǒng)的中藥成分中，起到降血糖作用的生物活性成分主要有6大類，即多糖類、生物堿類、黃酮類、皂苷類、萜類以及含硫化合物類。這一說法被多數(shù)學者所證實，于雷［6］和許海順［7］的研究表明，紅參多糖由于具有一定的抗氧化活性，能明顯降低糖尿病患病小鼠的血脂和血糖水平，改善糖尿病小鼠的血脂代謝。祁學忠［8］、閆婓艷［9］和張越紅［10］等的研究報道顯示，從苦蕎中提取的黃酮類化合物能夠明顯降低血糖、血脂的作用，同時起到一定的抗氧化作用。李建［11］和李詩語［12］在各自的研究中證實，從苦瓜和蒲公英中提取出的皂苷類化合物具有降血糖作用，能夠改善糖尿病動物的血糖代謝。此外，還有研究學者證實，從香蕉皮和葡萄籽中提取的多酚類化合物具有一定的抗氧化和抑制癌細胞增殖的作用［13-14］。雖然，人們對降血糖各類化合物的研究方法不同，化合物降血糖的有效作用途徑及機理也各有不同，但最終都起到了一定程度的降低血糖的作用［15］。在傳統(tǒng)的中藥植物—桔梗中，也含有桔梗皂苷類、桔梗多糖及寡糖類、黃酮類和多酚類等起降血糖作用的成分。為此，本試驗將對不同發(fā)酵條件下的桔梗進行降血糖試驗，以探討不同發(fā)酵處理后的桔梗降血糖效果的異同，以期為桔梗資源的開發(fā)提供技術(shù)基礎(chǔ)。

1　材料與方法

1.1材料

1.1.1材料與試劑

發(fā)酵桔梗乙醇提取物；鹽酸二甲雙胍緩釋片（國藥準字H20031225）：河南天方藥業(yè)股份有限公司；鏈脲佐菌素（STZ）：Signma公司。

1.1.2試劑盒

糖原測試盒（貨號：A043）；總超氧化物歧化酶（TSOD）測試盒（貨號：A001-1）；丙二醛（MDA）測試盒（貨號：A003-1）：南京建成生物工程研究所。

1.1.3動物

健康、清潔級、雄性SD大鼠40只，體重（150±10）g，由延邊大學動物飼養(yǎng)中心提供。飼養(yǎng)于室溫為（24± 2）℃、相對濕度為（55±10）%的延邊大學食品研究中心動物室內(nèi)適應(yīng)7 d，自由攝食和飲水，多籠飼養(yǎng)?；A(chǔ)飼料由延邊大學實驗動物中心提供。

1.1.4儀器

IVC型全膜終端過濾獨立送風凈化籠具：蘇州新區(qū)楓橋凈化設(shè)備廠；DG5033A型酶聯(lián)免疫檢測儀：南京華東電子集團醫(yī)療裝備有限責任公司；YZN-50型液體真空濃縮煎藥機：北京東華原醫(yī)療設(shè)備有限責任公司。

1.2溶液的制備

將不同處理的桔梗乙醇提取物配制成桔梗乙醇提取物0.08 g/mL的水溶液；二甲雙胍鹽酸緩沖片配制配制成0.08 g/mL的水溶液。

1.3體內(nèi)實驗

將40只SD大鼠分為空白對照組（BC）、二甲雙胍治療組（MetDM）、未發(fā)酵桔梗治療組（UFDM）、發(fā)酵桔梗多糖含量最高治療組（FPSDM）、發(fā)酵桔梗皂苷含量最高治療組（FSDM）、發(fā)酵桔梗黃酮含量最高治療組（FFDM）、發(fā)酵桔梗多酚含量最高治療組（FPPDM）、高血糖模型無治療組（DM），共8組，每組5只。高血糖實驗組動物采用一次小劑量腹腔注射鏈脲佐菌素（STZ，50 mg/kg·BW）誘導(dǎo)Ⅱ型糖尿病大鼠模型。空腹血糖值＞300 mg/dL者納入試驗［16］。桔梗給藥組統(tǒng)一灌胃劑量為0.8 g/kg·BW，二甲雙胍給藥組的灌胃劑量為0.2 g/kg·BW［17］?？瞻讓φ战M和高血糖模型無治療組灌胃等容積的蒸餾水，鼠的灌胃體積為0.1 mL/10 g鼠重。灌胃4周，每天記錄飲水量和攝食量，觀察大鼠外貌特征、墊料濕度、顏色及氣味的變化。每周剪尾取血測血糖測定大鼠體重和空腹血糖值2次（禁食不禁水6 h）。第4周末測各實驗組大鼠的空腹葡萄糖耐量（OGTT）。隨即乙醚麻醉處死并解剖大鼠，測心臟、肝臟、脾臟和腎臟的濕重。

1.4體外實驗

各實驗組大鼠肝臟組織及肌肉組織中的糖原含量按照糖元測試盒操作；血清中總超氧化物歧化酶（T-SOD）和丙二醛（MDA）水平分別按照T-SOD測試盒和MDA測試盒操作。

1.5統(tǒng)計學處理

2　結(jié)果與討論

2.1體內(nèi)實驗結(jié)果

體內(nèi)實驗結(jié)果見表1～表3，圖1～圖3。

表1　對Ⅱ型糖尿病大鼠體重及增長率的影響（±S）Table 1　The body weight and growth rate of typeⅡdiabetic rats（±S）

表1　對Ⅱ型糖尿病大鼠體重及增長率的影響（±S）Table 1　The body weight and growth rate of typeⅡdiabetic rats（±S）

注：**表示與BC組比較，P＜0.01；#表示與MetDM組比較，P＜0.05；##表示與MetDM組比較，P＜0.01；a表示與DM組比較，P＜0.05；aa表示與DM組比較，P＜0.01；b表示與UFDM組比較，P＜0.05；bb表示與UFDM組比較，P＜0.01。

組別　　動物/只　　給藥前體重/g　　給藥后增長率/［g/（只·7 d）］1周　2周　3周　4周BC　5　151.60±10.12　60.40±8.14　60.80±5.81　59.20±7.79　59.00±9.92 MetDM　5　158.80±16.89　35.80±5.93**　43.40±9.94**　25.40±4.04**aa　23.20±4.97**aabbUFDM　5　153.00±10.05　27.80±4.55**#　24.00±11.62**##　19.60±2.88**#a　17.00±1.14**#aaFSDM　5　146.00±16.14　28.80±6.38**　24.40±8.61**##　23.00±4.12**aa　18.80±3.03**aaFPSDM　5　161.80±8.53　28.40±4.04**　27.40±10.00**##a　26.80±4.49**aab　20.00±4.53**aaFFDM　5　158.60±19.15　33.20±8.61**　37.00±8.57**ab　26.40±4.62**aab　18.40±7.50**aaFPPDM　5　147.20±20.03　30.80±8.32**　33.80±7.60**ab　24.20±6.76**aa　21.00±3.67**aaDM　5　151.20±23.33　31.00±5.20**　19.40±4.22**##　13.60±3.78**##　10.60±4.67**##bb

高血糖模型動物降血糖實驗表明，與未發(fā)酵桔梗相比，發(fā)酵處理后的桔梗乙醇提取物能明顯降低高血糖模型動物的持續(xù)血糖水平，其中發(fā)酵桔?？偠喾雍孔罡邥r給藥組的血糖水平控制較好。發(fā)酵桔梗能夠有效緩解糖尿病大鼠的“三多一少”癥狀，改善OGTT，增加肝糖原和肌糖原儲備量，提高了糖尿病大鼠的肝糖代謝能力。其機理為，經(jīng)過發(fā)酵處理后的桔梗中總皂苷等主要降血糖因子的含量相對升高，增加了桔梗對糖尿病大鼠的降血糖能力。從臟器指數(shù)來看，糖尿病大鼠由于患有糖尿病，其肝臟、脾臟及腎臟指數(shù)與空白組比較有所增加。原因可能是糖尿病大鼠患有糖尿病代謝綜合疾病，發(fā)生心血管病變，使得臟器負擔過重，在肝臟等解毒器官內(nèi)的脂肪堆積，以及肝臟和腎臟組織纖維化病變導(dǎo)致臟器濕重增加。經(jīng)發(fā)酵桔梗給藥組治療4周后，明顯降低了各組大鼠的臟器指數(shù)，減少了糖尿病大鼠的臟器負擔。

圖1　對Ⅱ型糖尿病大鼠飲水量的影響［±S，mL/（5只·d）］Fig.1　The water intake ofⅡdiabetic rats［±S，mL/（every group·d）］

圖2　對Ⅱ型糖尿病大鼠攝食量的影響［±S，g/（5只·d）］Fig.2　The food intake ofⅡdiabetic rats［±S，mL/（every group·d）］

表2　對Ⅱ型糖尿病大鼠空腹血糖值的影響（±S，mg/dL）Table 2　The effect on fasting blood glucose ofⅡdiabetic rats（±S，mg/dL）

表2　對Ⅱ型糖尿病大鼠空腹血糖值的影響（±S，mg/dL）Table 2　The effect on fasting blood glucose ofⅡdiabetic rats（±S，mg/dL）

注：**表示與BC組比較，P＜0.01；#表示與MetDM組比較，P＜0.05；##表示與MetDM組比較，P＜0.01；a表示與DM組比較，P＜0.05；aa表示與DM組比較，P＜0.01；b表示與UFDM組比較，P＜0.05；bb表示與UFDM組比較，P＜0.01。

組別　　動物/只　　造模后　　給藥后1周　2周　3周　4周BC　5　96.60±11.26　106.40±9.07　103.20±4.76　102.40±9.40　107.60±11.19 MetDM　5　410.60±73.55**　376.20±28.51**　389.40±35.47**a　386.20±38.14**a　377.20±34.62**aUFDM　5　366.20±48.23**　386.40±21.38**a　383.40±51.23**　367.80±21.04**a　352.20±33.78**aFSDM　5　477.60±59.21**　447.60±68.34**#　389.40±27.48**　362.80±43.29**a　328.40±23.89**aabFPSDM　5　397.00±49.84**　414.60±49.57**　371.80±28.73**a　355.20±51.52**a　345.40±29.58**aFFDM　5　419.60±77.62**　406.60±51.96**　365.00±39.83**a　347.60±26.43**aa　336.60±42.17**aaFPPDM　5　360.00±51.87**　421.60±69.22**　397.20±30.02**　359.40±45.08**a　324.80±33.25**aabDM　5　359.80±47.98**　471.80±51.66**##b　434.40±51.06**#b　452.20±35.42**#　463.60±47.82**##b

圖3對Ⅱ型糖尿病大鼠OGTT的影響（±S，mg/dL）Fig.3　The effect on the OGTT ofⅡdiabetic rats（±S，mg/dL）

表3　對Ⅱ型糖尿病大鼠臟器指數(shù)的影響（±S）Table 3　The effect on the organ index ofⅡdiabetic rats（±S）g/100 g·BW

表3　對Ⅱ型糖尿病大鼠臟器指數(shù)的影響（±S）Table 3　The effect on the organ index ofⅡdiabetic rats（±S）g/100 g·BW

注：*表示與BC組比較，P＜0.05；**表示與BC組比較，P＜0.01；##表示與MetDM組比較，P＜0.01；a表示與DM組比較，P＜0.05；b表示與UFDM組比較，P＜0.05。

組別　　動物/只　　心臟指數(shù)　　肝臟指數(shù)　　脾臟指數(shù)　　腎臟指數(shù)BC　5　0.323±0.071　3.256±0.163　0.207±0.022　0.868±0.105**MetDM　5　0.324±0.033　3.970±0.569*a　0.233±0.032**　1.068±0.065**UFDM　5　0.347±0.040　4.453±0.565**　0.230±0.040**　1.039±0.164**FSDM　5　0.360±0.053　4.192±0.254**　0.246±0.077**　1.094±0.127**FPSDM　5　0.328±0.031　3.860±0.843*a　0.223±0.032**　1.083±0.145**FFDM　5　0.332±0.046　4.478±0.825**　0.225±0.035**　1.002±0.047*FPPDM　5　0.326±0.026　3.719±0.945**ab　0.234±0.040**　1.049±0.099**DM　5　0.394±0.023*　5.012±0.465**##　0.275±0.034**　1.101±0.127**

2.2體外實驗結(jié)果

體外實驗結(jié)果見表4。

表4　糖尿病大鼠的肝/肌糖原（mg/g組織）、總超氧化物歧化酶（U/mL）和丙二醛（nmol/mL）水平（±S）Table 4　The level of liver/muscle glycogen（mg/g），the T-SOD（U/mL）and MDA（nmol/mL）ofⅡdiabetic rats（±S）

在眾多的中草藥輔助治療糖尿病的研究報道中，實驗動物的糖原儲備量在一定程度上反映了糖尿病的治療效果，糖原在調(diào)節(jié)機體的血糖水平中起到了至關(guān)重要的作用。而在降血糖機理中的其他指標如血清T-SOD和MDA水平經(jīng)常用來反應(yīng)糖尿病動物體內(nèi)抗氧化能力，可間接反映出機體細胞的損傷程度。本實驗結(jié)果說明發(fā)酵桔?？梢员Ｗo細胞免受自由基的損傷，同時可以抑制血清中的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，從而可以提高和改善糖尿病大鼠的抗氧化應(yīng)激反應(yīng)，實現(xiàn)降低血糖［18］。對高血糖動物的相關(guān)代謝指標分析結(jié)果顯示：發(fā)酵桔梗各實驗劑量組能明顯提高糖尿病大鼠的糖原儲備能力；同時明顯降低血清中MDA的水平，增加血清中T-SOD水平；且發(fā)酵桔梗較未發(fā)酵桔梗的降血糖實驗結(jié)果好。

3　結(jié)論

實驗結(jié)果表明，經(jīng)過發(fā)酵處理后的桔梗能夠更好地改善糖尿病大鼠的氧化應(yīng)激能力，減少血清中TSOD和MDA的水平。同時增加糖原儲備量，改善血糖水平，具有較好地抗氧化和降血糖能力。

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Study on Hypoglycemic Activity of Platycodon Grandiflorum Alcohol Extract

YU Ting1，LI Peng-fei1，LI Xue1，HAN Chun-ji1，CUI Cheng-bi2，*
（1.School of Medical Sciences，Yanbian University，Yanji 133002，Jilin，China；2.Key Laboratory of Natural Resources of Changbai Mountain and Functional Molecules of Ministry of Education，Yanbian University，Yanji 133002，Jilin，China）

In order to explore the influence of different conditions about the hypoglycemic effect of Platycodon grandiflorum，the vivo experiments were used to explore the hypoglycemic of fermented Platycodon grandiflorum on type II diabetes rats.The vitro experiments were used to measure the T-SOD，MDA levels and the liver/muscle glycogen content of type II diabetes rats.Then study the hypoglycemic effect of fermented Platycodon grandiflorum from the antioxidant angle.The results showed that Platycodon grandiflorum under different fermentation conditions had a certain role in hypoglycemic activity on type II diabetes rats.The hypoglycemic effect of the fermented Platycodon grandiflorum was more obvious than unfermented.

Platycodon grandiflorum；fermented；extract；hypoglycemic

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.10.005

科技部國際科技合作專項（2011DFA33470）

于婷（1989—），女（漢），在讀碩士研究生，研究方向：食品毒理學及功能性食品。
*

崔承弼（1968—），男，教授，博士。

2015-04-20