黃秋葵水提物對2型糖尿病大鼠血尿酸及腎功能的影響

宋春蕾,何 偉,張靈敏,李海霞,竇偉峰,王 玲,*

(1.鄭州大學公共衛(wèi)生學院營養(yǎng)與食品衛(wèi)生教研室,河南鄭州 450001; 2.中牟縣衛(wèi)生防疫站,河南中牟 451450)

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黃秋葵水提物對2型糖尿病大鼠血尿酸及腎功能的影響

宋春蕾1,何 偉1,張靈敏2,李海霞1,竇偉峰1,王 玲1,*

(1.鄭州大學公共衛(wèi)生學院營養(yǎng)與食品衛(wèi)生教研室,河南鄭州 450001; 2.中牟縣衛(wèi)生防疫站,河南中牟 451450)

目的:探討黃秋葵水提物對2型糖尿病大鼠血尿酸水平及腎臟功能的影響。方法:將72只SD雄鼠隨機分為正常對照組(8只)和2型糖尿病造模組(64只),除正常對照組為普通飼料,其余均以高糖高脂飼料喂養(yǎng)。4周后,造模組大鼠腹腔注射鏈脲佐菌素(STZ)建立2型糖尿病動物模型。成模大鼠隨機分為5組:糖尿病模型組、陽性對照組(0.64 g/kg·d-1降糖寧灌胃)、黃秋葵低、中、高劑量組(分別按每公斤體重給予0.78、1.56、2.60 g黃秋葵水提物添加到高糖高脂飼料中),4周后,采集大鼠尿樣,處死大鼠,稱量腎臟重量以計算腎臟系數(shù),同時測血尿酸、血肌酐和血尿素氮。結果:與糖尿病模型組比較,黃秋葵水提物高劑量組血尿酸水平降低(p<0.05),低、中、高劑量組大鼠的血肌酐和血尿素氮均有不同程度的下降,但差異無統(tǒng)計學意義(p>0.05)。結論:適宜劑量的黃秋葵水提物可降低2型糖尿病大鼠血尿酸水平,其對腎臟的保護作用有待進一步研究。

黃秋葵水提物,2型糖尿病,SD大鼠,血尿酸,腎臟

近年來隨著生活水平的提高,2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)及高尿酸血癥(Hyperuric acid,HUA)的患病率都呈增加趨勢,二者常常同時存在。T2DM可誘發(fā)高尿酸血癥,而高尿酸血癥也是T2DM的危險因素[1-2]。高尿酸血癥可以與糖尿病協(xié)同,加重腎損傷程度[3]。糖尿病腎病是糖尿病常見并發(fā)癥之一,也是其主要死亡原因之一。因此,早期發(fā)現(xiàn)腎損傷并進行干預治療,如降血糖、降血尿酸等措施可有效減輕腎臟損害,延緩糖尿病腎病的進程。

黃秋葵又名補腎草、咖啡葵、羊角豆等,是錦葵科秋葵屬一年生草本植物[4]。黃秋葵的新鮮嫩果可供食用,富含蛋白質、不飽和脂肪酸、維生素、多糖、黃酮類化合物等。黃秋葵既是營養(yǎng)豐富的鮮美蔬菜,又有藥用保健效果,具有抗氧化[5]、抗疲勞[6]特性,本課題組前期研究中發(fā)現(xiàn)黃秋葵水提物能降低T2DM大鼠的血糖,改善其糖脂代謝[7],孫元琳等[8]證明黃秋葵中的果膠類多糖具有降低血糖、血脂的功效,Sabitha等[9]的研究也有類似的發(fā)現(xiàn)。本研究在之前的基礎上,進一步觀察黃秋葵水提物對T2DM大鼠血尿酸水平及腎臟功能的影響,為黃秋葵在改善尿酸代謝異常、減輕腎臟損害,進而防治糖尿病并發(fā)癥提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

黃秋葵 由鄭州大學藥學院提供,經(jīng)鄭州大學藥學院中藥系潘成學副教授鑒定為錦葵科秋葵屬植物黃秋葵;標準普通飼料(顆粒狀)、基礎飼料(粉狀,成分同標準普通飼料) 河南省實驗動物中心;高糖高脂飼料(粉狀)配方:59.5%基礎飼料、20%蔗糖、10%豬油、10%蛋黃粉、0.5%膽酸鈉;鏈脲佐菌素(Streptozocin,STZ) 美國Sigma公司;烏拉坦 上海乙基化工有限公司;葡萄糖測定試劑盒 南京建成生物工程研究所;尿酸(UA)、肌酐(SCr)、尿素氮(BUN)試劑盒 中生北控生物科技有限公司。

卓越360全自動生化分析儀 上?？迫A生物工程股份有限公司;旋轉蒸發(fā)儀 河南智誠科技發(fā)展有限公司;LGJ—18B冷凍干燥機 北京四環(huán)科學儀器廠有限公司;5424R臺式高速冷凍離心機 艾本德中國有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 黃秋葵水提物凍干粉的制備 8月份新鮮采摘的黃秋葵嫩果13 kg,清水洗凈,繼以蒸餾水沖洗,自然晾干后切成約1 cm的長段,按2.5 L/kg添加蒸餾水放入不銹鋼桶內,煮沸1 h自然冷卻到室溫用200目篩網(wǎng)將提取液過濾,再次加蒸餾水,重復提取三次。所得濾液用旋轉蒸發(fā)儀于55 ℃蒸餾濃縮,直至1 min內無水滴滴下,低溫真空冷凍干燥后得到758 g凍干粉。本實驗中,黃秋葵水提物得率(%)=黃秋葵水提物凍干粉量/鮮黃秋葵量×100,即0.758/13×100=5.83%。

1.2.2 T2DM動物模型的建立與實驗分組 SPF級4周齡SD雄鼠72只,體重(76.34±15.77) g,飼養(yǎng)于鄭州大學公共衛(wèi)生學院SPF級屏障系統(tǒng)動物實驗室,12 h光照/黑暗交替,室溫18～23 ℃,相對濕度45%～55%,動物自由攝食和飲水。適應性喂養(yǎng)7 d后,按體重將動物隨機分為正常對照組(8只)和造模組(64只),分別飼以標準普通飼料和高糖高脂飼料(59.5%基礎飼料、20%蔗糖、10%豬油、10%蛋黃粉、0.5%膽酸鈉)。第4周末,禁食不禁水12 h,造模組大鼠腹腔注射STZ 35 mg/kg(臨用前溶于0.1 mmol/L檸檬酸鈉-檸檬酸緩沖液,pH=4.3),正常對照組注射等體積的檸檬酸鈉-檸檬酸緩沖液,在注射后第9 d測空腹血糖,篩選血糖值大于7.0 mmol/L的大鼠為T2DM成功模型[10]。

將成模的54只糖尿病大鼠按照血糖值隨機分為5組,即糖尿病模型組(11只),陽性對照組(10只),黃秋葵水提物低、中、高劑量組(各11只)。陽性對照組以0.64 g/kg·d-1降糖寧混懸液灌胃,低、中、高劑量組分別以每公斤體重0.78、1.56、2.60 g黃秋葵水提物凍干粉按1∶10的比例添加到高糖高脂飼料中喂養(yǎng)大鼠,連續(xù)4周,每周稱量大鼠體重。實驗結束,大鼠禁食12 h,按每公斤體重1 g的劑量腹腔注射烏拉坦麻醉,腹主動脈采血,分離血清,用于血尿酸、肌酐、尿素氮等生化指標測定。摘取腎臟,稱重后計算腎臟系數(shù)。

1.2.3 指標檢測 應用全自動生化分析儀檢測血糖、血尿酸、血肌酐、尿素氮,嚴格按照試劑盒說明操作。臟器系數(shù)(%)=臟器質量(g)/體重(g)×100。

2 結果與分析

2.1 糖尿病大鼠一般狀態(tài)及體重的變化

實驗期間,正常對照組大鼠精神狀態(tài)良好,皮毛光澤度佳,體重持續(xù)穩(wěn)定上升。造模前(第1周末)各組大鼠體重無顯著性差異(p>0.05);注射STZ前(第5周末),各組大鼠體重均有所增加,但差異無統(tǒng)計學意義(p>0.05);注射STZ后,糖尿病大鼠逐漸出現(xiàn)多飲、多尿、多食、消瘦等現(xiàn)象,并出現(xiàn)毛色晦暗,精神萎靡,反應遲鈍,動作遲緩的狀況,與正常對照組比較有明顯差異。實驗第10周末,各干預組大鼠癥狀均有一定程度改善,糖尿病模型組大鼠體重仍低于正常對照組(p<0.05),陽性對照組、黃秋葵中劑量組、黃秋葵高劑量組體重明顯增加,與模型組比較有顯著性差異(p<0.05,p<0.05,p<0.01),結果詳見表1。

2.2 黃秋葵水提物對大鼠血尿酸水平的影響

由表2可知,糖尿病模型組大鼠血尿酸水平顯著高于正常對照組(p<0.01)。黃秋葵水提物干預4周后,與模型組相比,陽性對照組和黃秋葵低、中、高劑量組血尿酸水平均有不同程度的下降,但只有陽性對照組和高劑量組的下降有統(tǒng)計學意義(p<0.05),這些結果提示黃秋葵水提物能改善糖尿病大鼠血尿酸水平,且呈劑量效應關系。

2.3 黃秋葵水提物對大鼠腎臟重量和腎臟系數(shù)的影響

與正常對照組相比,糖尿病模型組腎臟重量、腎臟系數(shù)均顯著增高(p<0.01),間接反映了腎臟肥大的程度。

表1 各組大鼠體重的變化與比較Table 1 The changes and comparison of body weight in rats(±s)

注:與正常對照組比,#p<0.05,##p<0.01,表2～表4同；與模型對照組比,*p<0.05,**p<0.01，表2同。

說明此時可能已發(fā)生糖尿病腎臟損傷的典型改變—腎臟肥大。盡管各黃秋葵干預組的大鼠腎臟重量均高于模型組(p>0.05),但腎臟系數(shù)卻低于模型組,可能與體重增加臟器重量也隨之增加有關;而各干預組腎臟系數(shù)卻有下降趨勢,表明肥大的腎臟有所改善,但無統(tǒng)計學差異(p>0.05),可能與干預時間較短有關,詳細結果見表3。

表2 黃秋葵水提物對2型糖尿病大鼠血尿酸的影響Table 2 Effects of okra extract on the serum uric acid in T2DM rats(±s)

表3 干預4周后各組大鼠腎臟重量及腎臟系數(shù)Table 3 Kidney weight and renal index in rats after four weeks of intervention(±s)

2.4 黃秋葵水提物對大鼠腎臟功能相關生化指標的影響

表4 黃秋葵水提物對2型糖尿病大鼠腎臟功能相關指標的影響Table 4 Effects of okra extract on renal index of renal function in T2DM rats(±s)

由表4可知,糖尿病模型組大鼠的尿比重明顯高于正常對照組(p<0.01),提示糖尿病大鼠腎臟功能發(fā)生異常改變。與模型組相比,陽性對照組和黃秋葵各干預組大鼠的尿比重無明顯差異,可能與干預時間過短有關。各組大鼠血肌酐水平雖無統(tǒng)計學意義(p>0.05),但與模型對照組相比,各干預組大鼠血肌酐水平均降低,且以高劑量組為最低。與正常對照組比較,模型組血清尿素氮明顯升高,差異有統(tǒng)計學意義(p<0.01);與模型組比較,黃秋葵低、中、高劑量組的血尿素氮水平均降低,但差異無統(tǒng)計學意義(p>0.05),可能與干預時間過短有關。

3 討論

目前的研究成果表明,糖尿病和高尿酸血癥關系密切。糖尿病所引起的代謝紊亂會導致高尿酸血癥,可能由于糖尿病存在微血管病變,腎臟微血管病變導致腎缺血、腎血流下降,而尿酸排泄與腎血流成正比,故血尿酸增高[11]。另外,高尿酸血癥的發(fā)病與胰島素抵抗所致的高胰島素血癥也有關,胰島素能促進腎臟對尿酸的重吸收,使尿酸排泄減少,從而使血尿酸水平升高[12]。高尿酸血癥也會引起糖尿病的發(fā)生、發(fā)展,高尿酸血癥后尿酸結晶會直接損傷胰島β細胞,且其沉積在胰島局部血管后引起的炎性反應也會造成胰島β細胞缺血而凋亡[13]。高尿酸血癥常合并肥胖、高脂血癥,這些均與胰島素抵抗有密切的關系,而胰島素抵抗是糖尿病的主要病因[14]。因此,糖尿病的臨床治療除了關注降低血糖外,還應考慮改善血尿酸水平。在本實驗中,黃秋葵水提物各干預組大鼠血尿酸水平較糖尿病模型組有不同程度降低,由此可推測黃秋葵水提物能改善T2DM大鼠血尿酸水平,可能與其抗氧化功能有關。

BUN可以反映腎小球濾過功能,臨床上多采用該指標評估腎功能。同BUN相似,尿比重可用于評價腎臟濃縮功能,間接反映腎功能狀態(tài)。本實驗發(fā)現(xiàn),糖尿病模型組BUN、尿比重均高于正常對照組,推測糖尿病大鼠腎臟功能受損。有研究證實,糖尿病患者體內存在氧化應激,抗氧化作用減弱,減緩自由基的清除,致使其直接攻擊足細胞,促進系膜細胞的凋亡[15]。糖尿病時,葡萄糖可與蛋白質等多種物質通過不依賴酶類的途徑形成晚期糖基化終末產(chǎn)物(AGEs),堆積在腎組織內,干擾腎小球、腎小管細胞的分化和生成,導致腎臟功能受損[16]。本實驗中,與正常對照組相比,模型組大鼠BUN升高的同時,SUA水平也顯著增高。高水平SUA可能引起新的腎臟疾病,也可能惡化原有的腎臟疾病[17]。有研究證實,血尿酸具有促進炎癥發(fā)生的作用,通過參與血管內皮炎癥反應導致血管內皮損傷和功能障礙,致使腎臟損害[18]。高水平UA可激活腎素-血管緊張素系統(tǒng),抑制一氧化氮合酶,引發(fā)動脈平滑肌細胞增殖,腎血流量減少,腎小球缺氧加重腎損害[19]。同時,腎損傷降低機體對尿酸的排泄能力導致血尿酸含量進一步升高,這樣HUA與腎臟損害之間形成惡性循環(huán)回路。因此,對T2DM合并高尿酸血癥患者應考慮給予積極的降血尿酸治療,以減少腎臟損害。一項國外長期隨訪研究表明,在糖尿病患者中應用別嘌醇進行降尿酸治療,糖尿病患者腎功能的下降速度較未進行治療的患者慢,腎功能損傷程度也相對較輕[20],證實可以通過降低尿酸的治療預防糖尿病患者腎臟病變的發(fā)生及進展。本研究中,糖尿病大鼠經(jīng)過黃秋葵水提物干預后尿酸水平有不同程度的降低,盡管SCr、BUN水平也有所下降,但無統(tǒng)計學意義,原因可能為黃秋葵水提物干預時間不夠長,未能看到明顯的改善腎臟功能的作用。

4 結論

黃秋葵營養(yǎng)與功能成分的利用前景極為廣闊,然而目前國內對黃秋葵的研究大多停留在營養(yǎng)成分、農(nóng)藝形狀等指標,對其進食后與人體生理、病理影響等方面的基礎性研究甚少。本研究證實適宜劑量的黃秋葵水提物能夠降低2型糖尿病大鼠血尿酸水平,為將黃秋葵開發(fā)為新的具有降低尿酸作用的保健食品提供了實驗依據(jù)。

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Effects of okra extract on serum uric acid and renal function in type 2 diabetes mellitus rats

SONG Chun-lei1,HE Wei1,ZHANG Ling-min2,LI Hai-xia1,DOU Wei-feng1,WANG Ling1,*

(1.Department of Nutrition and Food Hygiene,College of Public Health,Zhengzhou University,Zhengzhou 450001,China; 2.Zhongmu Center for Disease Control and Prevention,Zhongmou 451450,China)

Objective:To investigate the effects of okra extract on serum uric acid and renal function in type 2 diabetes mellitus(T2DM)rats. Methods:72 male Sprague-Dawley(SD)rats were randomly divided into normal control group(8 rats)and T2DM model group(64 rats),fed with lab chow diet and high-sugar and high-fat diet respectively for four weeks. Then the rats in T2DM model group were injected with streptozocin(STZ)intraperitoneally to establish T2DM animal model. The successful model rats were further assigned into T2DM model,positive control(Jiang-tangning gavage,0.64 g/kg·d-1),low,medium and high dose of okra extract groups(okra extract at the dosages of 0.78,1.56 g and 2.60 g per kilograms of body weight was added into the high-sugar and high-fat diet taken by the rats). Administered four weeks,the urine samples were collected and the kidneys of the rats were dissected for evaluating the kidney index. Serum uric acid(SUA),serum creatinine(SCr)and blood urea nitrogen(BUN)were measured. Results:Compared with diabetic model group,the level of SUA in high dosage of okra extract group was significantly decreased(p<0.05),but the significant difference was not found in serum SCr and BUN between okra extract intervention groups(p>0.05). Conclusion:Okra extract may mitigate the level of SUA at a appropriate dosage in T2DM rats,the protective effect on renal function needs to be explored in the further researches.

okra extract;T2DM;SD rats;serum ucic acid;kidney

2016-12-02

宋春蕾(1990-)，女，碩士研究生，研究方向：營養(yǎng)與疾病，E-mail:13676932983@163.com。

*通訊作者:王玲(1962-)，女，博士，副教授，研究方向：營養(yǎng)與疾病，E-mail:896048831@qq.com。

TS201.4

A

1002-0306(2017)11-0344-04

10.13386/j.issn1002-0306.2017.11.058