南瓜、山藥、葛根和桑葉提取物復(fù)方對四氧嘧啶模型小鼠的降血糖作用

趙 磊，王 鑫，姜 飛，王成濤,*，徐寶財，王文俠

（1.北京工商大學(xué) 食品營養(yǎng)與人類健康北京高精尖創(chuàng)新中心，北京市食品添加劑工程技術(shù)研究中心，北京 100048；2.齊齊哈爾瑞盛食品制造有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

南瓜、山藥、葛根和桑葉提取物復(fù)方對四氧嘧啶模型小鼠的降血糖作用

趙 磊1，王 鑫1，姜 飛1，王成濤1,*，徐寶財1，王文俠2

（1.北京工商大學(xué) 食品營養(yǎng)與人類健康北京高精尖創(chuàng)新中心，北京市食品添加劑工程技術(shù)研究中心，北京 100048；2.齊齊哈爾瑞盛食品制造有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

目的：研究南瓜、山藥、葛根和桑葉提取物復(fù)方對四氧嘧啶糖尿病模型小鼠的降血糖作用。方法：以四氧嘧啶誘導(dǎo)建立糖尿病小鼠模型，實(shí)驗(yàn)保留10 只小鼠作為正常對照組，并將建模成功的小鼠隨機(jī)分為模型組、陽性組（阿卡波糖，200 mg/kg mb）、植物提取物復(fù)方低、高劑量組（12、36 g/kg mb，以原料干質(zhì)量計）。連續(xù)灌胃給藥4 周，研究植物提取物復(fù)方對糖尿病小鼠體質(zhì)量及飲食飲水量、空腹血糖濃度、肝糖原含量、糖化血清蛋白（glucosylated serum protein，GSP）濃度、糖化血紅蛋白（glycosylated hemoglobin，GHb）相對含量和抗氧化指標(biāo)的影響。結(jié)果：植物提取物復(fù)方中的主要有效成分為南瓜多糖、山藥多糖和葛根素，含量分別為（0.93±0.04）、（1.01±0.06）、（0.28±0.01）g/100 g（以原料干質(zhì)量計）。干預(yù)4 周后，與模型組相比，植物提取物復(fù)方組小鼠體質(zhì)量、肝糖原含量顯著增加，飲食飲水量、空腹血糖濃度、GSP濃度和GHb相對含量明顯降低，胰島素敏感性增強(qiáng)，且高劑量效果優(yōu)于低劑量。植物提取物復(fù)方組較模型組總抗氧化能力和超氧化物歧化酶活力明顯升高，丙二醛含量顯著降低，表現(xiàn)出改善小鼠氧化應(yīng)激的作用。結(jié)論：南瓜、山藥、葛根和桑葉提取物復(fù)方能夠顯著降低四氧嘧啶性糖尿病模型小鼠血糖濃度，有效改善氧化應(yīng)激狀態(tài)。

降血糖；提取物復(fù)方；四氧嘧啶；氧化應(yīng)激

近年來，全球糖尿病發(fā)病率增長迅速，已經(jīng)成為繼腫瘤、心血管病變之后第三大嚴(yán)重威脅人類健康的慢性疾病[1]。糖尿病是一類以高血糖及慢性血糖水平升高為特征的代謝性疾病[2]，它會對人體的眼、腎、神經(jīng)及心血管造成長期損害，導(dǎo)致功能不全和衰竭[3]。目前治療糖尿病常采用胰島素、雙胍類、磺脲類和α-糖苷酶抑制劑等降血糖藥物[4]，此類藥物長期使用存在許多副作用，且價格昂貴，因此研究和開發(fā)具有良好療效天然降血糖產(chǎn)品具有廣闊的發(fā)展前景[5]。

南瓜、山藥、葛根和桑葉是公認(rèn)的藥食同源植物，具有降血糖、降血脂等多種生物活性?，F(xiàn)代研究表明，南瓜多糖能夠修復(fù)受損的胰島細(xì)胞，增加胰島素的釋放[6]，輔助治療糖尿病，對于增強(qiáng)機(jī)體免疫系統(tǒng)有積極作用[7]。山藥原粉、皂苷和黃酮能顯著降低糖尿病小鼠的飲水量、血糖水平和恢復(fù)小鼠體質(zhì)量，其中原粉最明顯，且3 種成分存在協(xié)同效應(yīng)[8-9]。山藥黃酮能有效提高糖尿病小鼠體內(nèi)超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性、降低丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量。山藥多糖、山藥皂苷有助于增加胰島素受體數(shù)目或提高其親和力，促進(jìn)周圍組織及靶器官對糖的利用[10-11]。葛根素能有效降低血糖濃度，減少血清膽固醇含量，明顯對抗腎上腺素的升血糖作用[12]，葛根黃酮可有效抑制α-葡萄糖苷酶活性，改善機(jī)體糖調(diào)節(jié)[13]。桑葉黃酮可以抑制α-葡萄糖苷酶活性[14]，具有降血糖的功能[15]。然而，國內(nèi)能夠輔助降血糖的保健食品大多僅含一種或兩種降糖功能因子。因此，借鑒傳統(tǒng)中草藥理論研究和實(shí)踐，開發(fā)含有多種降糖功能因子且能發(fā)揮協(xié)同增效作用的產(chǎn)品配方具有重要意義[16]。

本研究將南瓜、山藥、葛根和桑葉提取物制備成復(fù)方，通過測定比較各組小鼠體質(zhì)量及飲食飲水量、空腹血糖濃度、肝糖原含量、血清中血糖濃度、糖化血清蛋白（glucosylated serum protein，GSP）濃度、糖化血紅蛋白（glycosylated hemoglobin，GHb）相對含量和抗氧化指標(biāo)，探討植物提取物復(fù)方對四氧嘧啶型糖尿病小鼠的降血糖作用，同時對植物提取物復(fù)方中的主要功效成分含量進(jìn)行測定，以期為植物提取物復(fù)方降血糖功能性食品的開發(fā)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 動物、材料與試劑

SPF級雄性ICR小鼠（22～24 g）（合格證號：SCXK（京）2012-0001）購自北京維通利華實(shí)驗(yàn)動物技術(shù)有限公司。

南瓜、山藥 北京美廉美超市；葛根、桑葉北京同仁堂藥店；小鼠飼料（含碳水化合物64%、蛋白質(zhì)21%、脂肪4%、纖維5%） 北京維通利華實(shí)驗(yàn)動物技術(shù)有限公司。

阿卡波糖 德國拜耳醫(yī)藥保健有限公司；四氧嘧啶美國Sigma公司；血糖試紙 美國強(qiáng)生公司；血清胰島素國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；肝糖原、GSP、GHb、總抗氧化能力（total antioxidant capability，T-AOC）、SOD、MDA及胰島素測定試劑盒 南京建成科技有限公司；葛根素、槲皮素 成都曼思特生物科技有限公司；其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

KQ-300DE數(shù)控超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司；SpectraMax13連續(xù)波長多功能酶標(biāo)儀 美國Molecular Devices公司；3K15臺式離心機(jī) 德國Sigma公司；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 德國IKA公司；血糖儀 美國強(qiáng)生公司；鼓風(fēng)干燥箱 上海智城分析儀器制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 植物提取物復(fù)方的制備

南瓜提取物的制備：南瓜→去皮、籽、瓤→切片→烘干→磨粉（100 目）。稱取20 g南瓜粉，按料液比1∶25（m/V）加入蒸餾水，預(yù)浸10 min，60 ℃超聲提取20 min后過濾，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮備用。

山藥提取物的制備：山藥→去皮切片→烘干→磨粉（100 目）。稱取25 g山藥粉，料液比1∶80（m/V），60 ℃超聲提取50 min后過濾，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮備用。

葛根提取物的制備：葛根研磨成粉（100 目），稱取10 g葛根粉，料液比1∶12（m/V），75%乙醇預(yù)浸10 min，50 ℃超聲提取20 min過濾，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮備用。

桑葉提取物的制備：桑葉研磨成粉（100 目），稱取15 g桑葉粉，料液比為1∶15（m/V），70%乙醇預(yù)浸提30 min，60 ℃超聲提取40 min過濾，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮備用。

根據(jù)《中華人民共和國藥典》[17]結(jié)合中醫(yī)推薦飲食量，南瓜、山藥、葛根、桑葉提取物以原料干質(zhì)量計，按照20、25、10、15 g/d攝入量混合組成提取物復(fù)方。成人標(biāo)準(zhǔn)體質(zhì)量以60 kg計，采用體表面積法折算成等效劑量用于動物實(shí)驗(yàn)。

1.3.2 植物提取物中有效成分含量的測定1.3.2.1 多糖含量的測定

采用Sevag法[18]脫去樣品中的蛋白質(zhì)。將樣品溶液-氯仿-正丁醇（15∶4∶1，V/V）振蕩混勻，8 000 r/min離心分離，反復(fù)多次，直至無白色沉淀。上清液濃縮后緩慢加入無水乙醇，使乙醇終體積分?jǐn)?shù)為75%，4 ℃放置24 h，8 000 r/min離心30 min，收集沉淀得到粗多糖。以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)品，采用苯酚-硫酸比色法[19]繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，測定樣品中多糖的含量。

1.3.2.2 總黃酮含量的測定

總黃酮含量的測定采用硝酸鋁顯色法[20]。10 mL容量瓶中依次加入5 mL去離子水、1 mL樣品溶液、5%亞硝酸鈉溶液0.3 mL，搖勻，保持5 min；再加入10%氯化鋁溶液0.6 mL，搖勻，保持6 min；再加入1 mol/L氫氧化鈉溶液2 mL，定容至10 mL，在500 nm波長處測吸光度。分別以葛根素和槲皮素為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，測定樣品中的總黃酮含量。

1.3.2.3 葛根素含量的測定

采用高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）測定葛根素含量，色譜條件為：MC-Triart C18色譜柱（4.6 mm×250 mm，5 μm），流動相為甲醇-水（25∶75，V/V），流速1.0 mL/min，檢測波長250 nm。采用葛根素為標(biāo)準(zhǔn)品，按上述色譜條件進(jìn)行測定，以葛根素的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)，繪制HPLC標(biāo)準(zhǔn)曲線，并測定葛根提取物中葛根素的含量[21]。

1.3.3 植物提取物復(fù)方降血糖作用研究

1.3.3.1 小鼠飼養(yǎng)條件

小鼠飼養(yǎng)于北京市食品添加劑工程技術(shù)研究中心，室內(nèi)通風(fēng)條件良好，正常晝夜變化（9∶00 a.m.～9∶00 p.m.），相對濕度為（40±5）%，室溫為（21±2）℃。

1.3.3.2 糖尿病小鼠模型的制備

50 只雄性ICR小鼠，適應(yīng)環(huán)境飼養(yǎng)5 d，喂食普通飼料，自由飲水、覓食。適應(yīng)期后，隨機(jī)分出10 只為空白組，其余小鼠禁食24 h后，腹腔注射四氧嘧啶（100 mg/kg mb），連續(xù)注射2 d，空白組腹腔注射等容積生理鹽水，60 h后再禁食12 h，割尾靜脈取血，血糖儀測定空腹血糖濃度，選擇空腹血糖濃度不小于11.1 mmol/L為成功模型用于后期實(shí)驗(yàn)[22]。

1.3.3.3 分組與給藥

保留空白組10 只小鼠為正常對照組，另選擇1.3.3.2節(jié)中符合糖尿病模型標(biāo)準(zhǔn)的造模組小鼠40 只，隨機(jī)等分為模型組、陽性組（灌胃200 mg/kg mb阿卡波糖）、低、高劑量組（分別灌胃12、36 g/kg mb植物提取物復(fù)方，以原料干質(zhì)量計）。每天灌胃1 次，連續(xù)4 周。

1.3.3.4 相關(guān)指標(biāo)測定

小鼠每7 d稱體質(zhì)量1 次，隨體質(zhì)量調(diào)整給藥量。實(shí)驗(yàn)期4 周，每天稱量小鼠飲水量和飲食量；實(shí)驗(yàn)期間每周末，各組小鼠禁食不禁水10 h，測定各組小鼠空腹血糖濃度；第4周小鼠禁食不禁水4 h，注射血清胰島素測定小鼠胰島素耐量。4 周實(shí)驗(yàn)結(jié)束，各組小鼠摘眼球取血，常規(guī)制備血清，測定血清中血糖、GSP和GHb水平。解剖取肝臟，測定肝臟中肝糖原含量及T-AOC、SOD和MDA水平。檢測方法均按試劑盒說明書進(jìn)行。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)均用SPSS 20.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行處理，用單因素方差分析及多重比較（最小顯著性差異法）進(jìn)行差異顯著性分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果以 ±s表示，P＜0.05為差異顯著，P＜0.01為差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物提取物復(fù)方中有效成分的含量

由定量分析可知，植物提取物復(fù)方中含有豐富的多糖和黃酮類成分，其中南瓜多糖、山藥多糖、葛根總黃酮、葛根素和桑葉總黃酮的含量分別為（0.93±0.04）、（1.01±0.06）、（1.29±0.07）、（0.28±0.01）g/100 g和（0.51±0.03）g/100 g（以原料干質(zhì)量計）。這些成分具有多種生物活性，如抗氧化、抗衰老、降血糖、降血脂、免疫調(diào)節(jié)等[23-24]，符合功能性食品和保健品的要求。對植物提取物復(fù)方中的有效成分含量進(jìn)行測定，可為其功能性食品的進(jìn)一步開發(fā)提供依據(jù)。

2.2 植物提取物復(fù)方對糖尿病小鼠體質(zhì)量的影響

圖1 植物提取物復(fù)方對糖尿病小鼠體質(zhì)量的影響（n＝10）Fig. 1 Effect of the combined plant extract on body weight of diabetic mice (n = 10)

由圖1可知，正常對照組小鼠體質(zhì)量隨著灌胃時間延長一直呈增加趨勢，第4周時正常對照組小鼠體質(zhì)量較實(shí)驗(yàn)初期增加51.4%（P＜0.01）；其余4 組小鼠在第2周達(dá)到體質(zhì)量最大值，之后隨著糖尿病癥狀的加劇，小鼠體質(zhì)量開始大幅度下降。4 周實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，模型組小鼠體質(zhì)量極顯著低于正常對照組，僅為正常對照組的67.8%（P＜0.01）。陽性組和植物提取物復(fù)方低、高劑量組均能不同程度緩解糖尿病小鼠體質(zhì)量的降低，其中植物提取物復(fù)方高劑量組效果最為顯著，第4周時體質(zhì)量為正常對照組的83.0%（P＜0.05）。結(jié)果表明，植物提取物復(fù)方能夠有效緩解糖尿病小鼠消瘦癥狀。

2.3 植物提取物復(fù)方對糖尿病小鼠飲食飲水量的影響

圖2 植物提取物復(fù)方對糖尿病小鼠飲食（A）、飲水量（B）的影響（n＝10）Fig. 2 Effect of the combined plant extract on food (A) and water (B)intake of diabetic mice (n = 10)

由圖2可知，從治療初期到實(shí)驗(yàn)結(jié)束，各組小鼠飲食量整體呈上升趨勢，正常對照組、植物提取物復(fù)方組小鼠飲食量增長緩慢，模型組、陽性組小鼠飲食量迅速上升（圖2A）。從第4周飲水量分析看，模型組小鼠飲水量是正常對照組的3.65 倍，陽性組、植物提取物復(fù)方低劑量組和高劑量組飲水量較模型組分別減少8.6%、22.2%（P＜0.05）和28.4%（P＜0.01）（圖2B）。從小鼠飲水飲食量分析知，相比于模型組，植物提取物復(fù)方可以顯著降低糖尿病小鼠的飲水飲食量（P＜0.05），緩解小鼠糖尿病癥狀。

2.4 植物提取物復(fù)方對糖尿病小鼠空腹血糖濃度的影響

圖3 植物提取物復(fù)方對糖尿病小鼠空腹血糖濃度的影響（n＝ 10）Fig. 3 Effect of the combined plant extract on blood glucose level of diabetic mice (n = 10)

從圖3可知，正常對照組起始血糖濃度平均值為6.7 mmol/L，其余4 組小鼠在四氧嘧啶造模結(jié)束后，小鼠血糖濃度平均值為22.1 mmol/L。與正常對照組比較，模型組血糖濃度總體呈逐漸升高趨勢。與模型組比較，陽性組、植物提取物復(fù)方低劑量組和高劑量組血糖濃度總體呈逐漸降低趨勢。4 周實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，正常對照組小鼠血糖濃度維持在（6.9±0.2）mmol/L；模型組小鼠血糖濃度達(dá)到最高，為24.8 mmol/L，較實(shí)驗(yàn)初期增加12.2%。陽性組和植物提取物復(fù)方高劑量組小鼠血糖降低效果最顯著，分別較實(shí)驗(yàn)初期降低23.2%（P＜0.01）和18.4%（P＜0.05）。結(jié)果表明，四氧嘧啶模型糖尿病小鼠在不接受治療情況下糖尿病癥狀加劇，血糖濃度持續(xù)升高。阿卡波糖可以通過抑制α-葡萄糖苷酶活性有效降低血糖濃度[25-26]。植物提取物復(fù)方整個實(shí)驗(yàn)過程對小鼠血糖有顯著的輔助治療作用，植物提取物復(fù)方低劑量時可保證小鼠血糖濃度不繼續(xù)升高，高劑量時可以顯著降低糖尿病小鼠血糖濃度。

2.5 植物提取物復(fù)方對糖尿病小鼠胰島素耐量的影響

由圖4可知，小鼠注射胰島素后，0～60 min內(nèi)，各組小鼠血糖濃度持續(xù)降低，60 min達(dá)到最低值。隨后60～120 min，各組小鼠血糖濃度升高，分析120 min與0 min血糖濃度的比值，正常對照組、模型組、陽性組、植物提取物復(fù)方低、高劑量組分別為79.0%、88.8%、85.3%、83.7%、75.1%。結(jié)果表明，模型組小鼠對胰島素的敏感性大大降低，其血糖降到最低值后升高速率快，表現(xiàn)為對胰島素抗性較高。阿卡波糖和低劑量植物提取物復(fù)方不能顯著提高小鼠胰島素敏感性，其血糖恢復(fù)速率與模型組無顯著差異（P＞0.05）。高劑量植物提取物復(fù)方可顯著增強(qiáng)小鼠對胰島素的敏感性（P＜0.05）。

圖4 植物提取物復(fù)方對糖尿病小鼠胰島素耐量的影響（n＝10）Fig. 4 Effect of the combined plant extract on insulin resistance in diabetic mice (n = 10)

2.6 植物提取物復(fù)方對糖尿病小鼠肝糖原含量的影響

圖5 植物提取物復(fù)方對糖尿病小鼠肝糖原含量的影響（n＝10）Fig. 5 Effect of the combined plant extract on glycogen content of diabetic mice (n = 10)

從圖5可知，模型組小鼠肝糖原含量極顯著低于正常對照組小鼠，較正常對照組減少53.7%（P＜0.01）。陽性組和植物提取物復(fù)方低劑量組肝糖原含量與模型組相比無顯著性差異（P＞0.05），植物提取物復(fù)方高劑量組肝糖原含量較模型組增加32.5%（P＜0.05）。結(jié)果表明，四氧嘧啶誘導(dǎo)小鼠糖尿病后，小鼠肝臟肝糖原合成能力嚴(yán)重受損，植物提取物復(fù)方高劑量可以顯著改善小鼠肝糖原合成能力，但仍未恢復(fù)到正常水平，短期內(nèi)無法達(dá)到治愈的程度。

2.7 植物提取物復(fù)方對糖尿病小鼠GSP濃度的影響

葡萄糖與白蛋白等蛋白分子N末端發(fā)生非酶促糖化反應(yīng)，形成GSP，血清中白蛋白的半衰期約21 d，GSP濃度可有效反映患者過去1～2 周內(nèi)平均血糖水平，而且不受當(dāng)時血糖濃度的影響，可以作為糖尿病短期內(nèi)控制的一個靈敏指標(biāo)。

圖6 植物提取物復(fù)方對糖尿病小鼠GSP濃度的影響（n＝ 10）Fig. 6 Effect of the combined plant extract on GSP content of diabetic mice (n = 10)

圖6為各組小鼠血清GSP濃度，正常對照組小鼠GSP濃度為1.30 mmol/L，模型組小鼠GSP濃度為1.87 mmol/L，較正常對照組顯著升高了43.8%（P＜0.01），這表明模型組小鼠近兩周內(nèi)血糖濃度很高，小鼠糖尿病癥狀嚴(yán)重。陽性組小鼠GSP濃度為1.58 mmol/L，較模型組降低15.5%（P＜0.05），阿卡波糖短期內(nèi)控制糖尿病小鼠血糖有一定的輔助作用。植物提取物復(fù)方低劑量組GSP濃度與模型組相比無顯著性差異（P＞0.05）；植物提取物復(fù)方高劑量組GSP濃度較模型組顯著降低了17.6%（P＜0.05）。結(jié)果表明，植物提取物復(fù)方可通過降低小鼠血清GSP濃度有效控制糖尿病小鼠血糖，顯著降低小鼠血糖濃度，并在短期內(nèi)對小鼠糖尿病有顯著性改善。

2.8 植物提取物復(fù)方對糖尿病小鼠GHb相對含量的影響

圖7 植物提取物復(fù)方對糖尿病小鼠GHb相對含量的影響（n＝ 10）Fig. 7 Effect of the combined plant extract on GHb content of diabetic mice (n = 10)

GHb是血液中紅細(xì)胞中的血紅蛋白與血糖結(jié)合的產(chǎn)物，該結(jié)合過程生成GHb是不可逆反應(yīng)，GHb含量與血糖濃度成正比，而且可以保持120 d左右，可以檢測到近期較長時間內(nèi)的血糖情況。圖7為各組小鼠實(shí)驗(yàn)結(jié)束后血清中GHb相對含量。模型組小鼠在實(shí)驗(yàn)期內(nèi)，GHb相對含量是正常對照組的2.67 倍，模型組小鼠糖尿病癥狀嚴(yán)重，血糖濃度居高不下，小鼠糖代謝嚴(yán)重受損，血清中高含量的GHb改變紅細(xì)胞對氧的親和力，使組織與細(xì)胞缺氧，容易引起小鼠心腦血管疾病等并發(fā)性癥狀。陽性組小鼠血清中GHb相對含量相比于模型組顯著降低了30.9%（P＜0.01），表明阿卡波糖在近一個月的實(shí)驗(yàn)期內(nèi)可以有效地通過控制小鼠GHb相對含量降低小鼠血糖濃度，起到了一定的治療作用。植物提取物復(fù)方低、高劑量組小鼠GHb相對含量比模型組分別降低了12.2%（P＜0.05）和37.8%（P＜0.01）。結(jié)果表明，植物提取物復(fù)方對四氧嘧啶誘導(dǎo)的不可逆小鼠糖尿病有一定的輔助治療作用，可以使糖尿病小鼠癥狀減輕，血糖濃度和GHb相對含量降低，且高劑量效果優(yōu)于低劑量。

2.9 植物提取物復(fù)方對糖尿病小鼠肝臟氧化應(yīng)激指標(biāo)的影響

表1 植物提取物復(fù)方對糖尿病小鼠肝臟氧化應(yīng)激指標(biāo)的影響（n＝ 10）Table 1 Effect of the combined plant extract on oxidative stress in the liver of diabetic mice (n= 10)

給藥4 周后，各組小鼠肝臟中抗氧化指標(biāo)如表1所示。與正常對照組相比，模型組小鼠T-AOC和SOD活力大幅度降低，分別較正常對照組降低38.7%（P＜0.01）和27.1%（P＜0.01）。模型組小鼠MDA含量極顯著升高（P＜0.01），較正常對照組增加78.1%。結(jié)果表明，模型組小鼠抗氧化能力受損，機(jī)體清除自由基和壞死細(xì)胞能力減弱，產(chǎn)生的有害成分增多。與模型組相比，陽性組小鼠T-AOC、SOD活力和MDA含量無顯著性差異；植物提取物復(fù)方能夠使模型組小鼠機(jī)體的T-AOC和SOD活力升高，MDA含量降低，明顯改善小鼠的氧化應(yīng)激狀態(tài)，其中植物提取物復(fù)方高劑量組優(yōu)于低劑量組。植物提取物復(fù)方高劑量組T-AOC、SOD含量分別較模型組顯著增加50.2%（P＜0.05）、35.2%（P＜0.01），MDA含量降低了20.6%（P＜0.01）。因此，植物提取物復(fù)方有助于糖尿病小鼠清除體內(nèi)自由基和壞死細(xì)胞，增強(qiáng)機(jī)體免疫系統(tǒng)。

3 討 論

四氧嘧啶對胰島β細(xì)胞有特異性毒性作用，可選擇性地?fù)p傷多種動物的胰島細(xì)胞而引起實(shí)驗(yàn)糖尿病。它可以產(chǎn)生超氧自由基，從而破壞β細(xì)胞，造成細(xì)胞內(nèi)DNA損傷。同時，它可以激活多聚ADP核糖體合成酶的活性，從而使輔酶Ⅰ含量下降、mRNA功能受損，最終導(dǎo)致胰島素缺乏。因此，該模型是研究糖尿病治療藥物療效的常用模型[27-28]。造模前，小鼠體質(zhì)量及飲食飲水量正常，無異常情況；造模后，小鼠出現(xiàn)精神萎靡、形體消瘦、多食多飲等癥狀，與文獻(xiàn)報道癥狀相似[29]，即造模成功。

給藥后，南瓜、山藥、葛根、桑葉提取物復(fù)方能夠有效地緩解糖尿病小鼠多飲多食、肌體消瘦的狀況，降低糖尿病小鼠血糖濃度、GSP濃度和GHb相對含量，有效提高T-AOC和SOD活力，并降低MDA含量，從而對小鼠糖尿病癥狀有一定改善作用；因此，南瓜、山藥、葛根和桑葉提取物具有明顯的降血糖作用。代榮等[30]報道，多糖類物質(zhì)可以促進(jìn)肝糖原合成代謝，促進(jìn)糖降解，起到了類似于胰島素的功能而降低血糖，同時可以改善胰島素抵抗，增加胰島素的敏感性，從而使血糖降低。譚榀新等[31]報道黃酮類物質(zhì)可以通過提高機(jī)體的抗氧化性，清除體內(nèi)多余自由基，對受自由基侵害的胰島β細(xì)胞起到一定的保護(hù)作用，使胰島素分泌趨于正常，從而使血糖濃度降低。其中，葛根素可通過增加抗氧化酶的活性，改善胰島素抵抗來發(fā)揮降血糖作用[32]。推測該植物提取物復(fù)方中的多糖、黃酮類物質(zhì)可以通過促進(jìn)肝糖原合成，促進(jìn)糖降解或者提高機(jī)體抗氧化性，清除多余自由基而使血糖濃度降低。本實(shí)驗(yàn)采用的植物提取物復(fù)方對糖尿病模型小鼠有明顯的降血糖作用，為輔助降血糖功能性食品的開發(fā)提供了依據(jù)，但其具體作用機(jī)理還有待深入研究。

[1] 劉美玉, 任發(fā)政. 降血糖功能因子的研究進(jìn)展[J]. 食品科學(xué), 2006,27(10): 636-640. DOI:10.3321/j.issn:1002-6630.2006.10.163.

[2] INZUCCHI S E, BERGENSTAL R M, BUSE J B, et al. Management of hyperglycaemia in type 2 diabetes: a patient-centered approach.Position statement of the American Diabetes Association (ADA)and the European Association for the Study of Diabetes (EASD)[J].Diabetologia, 2012, 55(6): 1577-1596. DOI:10.2337/dc13-er02.

[3] LOOKER A C, EBERHARDT M S, SAYDAH S H. Diabetes and fracture risk in older US adults[J]. Bone, 2016, 82: 9-15. DOI:10.1016/j.bone.2014.12.008.

[4] 賀星, 田紅, 徐頌, 等. 糖尿病治療藥物的研究進(jìn)展[J]. 現(xiàn)代藥物與臨床, 2009, 24(3): 129-133.

[5] 王濤, 任順成, 李翠翠. 降血糖功能因子及其食物來源[J]. 中國食物與營養(yǎng), 2010, 16(10): 28-31. DOI:10.3969/j.issn.1006-9577.2010.10.008.

[6] LI Q H, FU C L, RUI Y K, et al. Effects of protein-bound polysaccharide isolated from pumpkin on insulin in diabetic rats[J].Plant Foods for Human Nutrition, 2005, 60(1): 13-16. DOI:10.1007/s11130-005-2536-x.

[7] SONG Y, NI Y Y, HU X S, et al. Effect of phosphorylation on antioxidant activities of pumpkin (Cucurbita pepo, Lady godiva)polysaccharide[J]. International Journal of Biological Macromolecules,2015, 81: 41-48. DOI:10.1016/j.ijbiomac.2015.07.055.

[8] 楊蕊, 韓濤, 王富貴, 等. 山藥糖蛋白對α-葡萄糖苷酶的體外抑制作用研究[J]. 中國食品學(xué)報, 2012, 12(2): 30-34. DOI:10.16429/j.1009-7848.2012.02.012.

[9] 何鳳玲. 山藥中活性成分的提取及降糖活性研究[D]. 重慶: 西南大學(xué), 2011: 28-29.

[10] OMORUYI F O. Jamaican bitter yam sapogenin: potential mechanisms of action in diabetes[J]. Plant Foods for Human Nutrition, 2008, 63(3):135-140. DOI:10.1007/s11130-008-0082-z.

[11] GUO X X, SHA X H, LIU J, et al. Chinese purple yam (Dioscorea alata L.) extracts inhibit diabetes-related enzymes and protect HepG2 cells against oxidative stress and insulin resistance induced by FFA[J]. Food Science & Technology Research, 2015, 21(5): 677-683.DOI:10.3136/fstr.21.677.

[12] 張?jiān)俪? 葉希韻, 徐敏華, 等. 葛根黃酮降血糖防治糖尿病并發(fā)癥的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 華東師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2010(2): 77-81; 126.

[13] 馬錦錦, 林娟娜, 魏崧丞, 等. 葛根異黃酮類化合物對α-葡萄糖苷酶的抑制作用及構(gòu)效分析[J]. 中成藥, 2015, 37(4): 858-862.

[14] 劉英華, 滕俊英, 鄭子新, 等. 桑葉提取物對餐后血糖及α-葡萄糖苷酶活性的影響[J]. 中國臨床康復(fù), 2004, 8(27): 5896-5897.

[15] 孟慶海, 殷秋憶, 郭靜, 等. 4 種不同桑葉提取物降血糖作用的篩選[J].中成藥, 2014, 36(6): 1288-1291.

[16] 張培旗, 婁纓. 天然降血糖功能因子研究進(jìn)展[J]. 食品工程,2011(3): 14-15.

[17] 國家藥典委員會. 中華人民共和國藥典: 一部[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2005: 1-285.

[18] 劉詠. 桑葉多糖的提取及純化實(shí)驗(yàn)研究[J]. 食品科技, 2005, 30(1):16-18. DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2005.01.006.

[19] 張惟杰. 糖復(fù)合物生化研究技術(shù)[M]. 杭州: 浙江大學(xué)出版社, 1997:11-12.

[20] WOLFE K L, LIU R H. Apple peels as a value-added food ingredient[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2003, 51(6): 1676-1683.

[21] 李雅君. 葛根有效成分提取及分離純化工藝研究[D]. 太原: 山西大學(xué), 2014: 11-13.

[22] 姚星辰, 陳湘宏, 段雅彬, 等. 蕪菁正丁醇提取物對四氧嘧啶型糖尿病小鼠血糖的影響[J]. 天然產(chǎn)物研究與開發(fā), 2015, 27(4): 706-709;731. DOI:10.16333/j.1001-6880.2015.04.029.

[23] 王慧. 黃酮類化合物生物活性的研究進(jìn)展[J]. 食品與藥品, 2010,12(9): 347-350.

[24] 謝明勇, 聶少平. 天然產(chǎn)物活性多糖結(jié)構(gòu)與功能研究進(jìn)展[J]. 中國食品學(xué)報, 2010, 10(2): 1-11.

[25] 季芳, 肖國春, 董莉, 等. 藥用植物來源的α-葡萄糖苷酶抑制劑研究進(jìn)展[J]. 中國中藥雜志, 2010, 35(12): 1633-1640.

[26] 李玉萍, 白冰, 葉軍, 等. α-葡萄糖苷酶抑制劑的制備和活性研究進(jìn)展[J]. 食品科學(xué), 2008, 29(9): 617-620. DOI:10.3321/j.issn:1002-6630.2008.09.149.

[27] 楊潤軍, 李青旺, 趙蕊. 四氧嘧啶與鏈脲佐菌素誘導(dǎo)小鼠糖尿病模型的效果比較[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2006,34(2): 17-20. DOI:10.13207/j.cnki.jnwafu.2006.02.004.

[28] 徐淑云, 卞如濂, 陳修. 藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)方法學(xué)[M]. 北京: 人民衛(wèi)生出版社, 2002: 15-17.

[29] 李玉萍, 劉志勇, 謝國秀, 等. 馬齒莧多糖抗糖尿病作用的實(shí)驗(yàn)研究[J].天然產(chǎn)物研究與開發(fā), 2008, 20(5): 813-815; 864. DOI:10.16333/j.1001-6880.2008.05.023.

[30] 代榮, 劉如明, 肖建輝. 菌類中藥多糖降血糖效應(yīng)機(jī)制研究進(jìn)展[J].中國中藥雜志, 2015, 40(2): 174-179.

[31] 譚榀新, 葉濤, 劉湘新, 等. 植物提取物抗氧化成分及機(jī)理研究進(jìn)展[J].食品科學(xué), 2010, 31(15): 288-292.

[32] 楊培樹, 張娜. 葛根素的藥理研究[J]. 天津藥學(xué), 2012, 24(5): 75-76.

Hypoglycemic Effect of Combined Extract of Pumpkin, Yam, Kudzuvine Root, and Mulberry Leaves on Alloxan-Induced Diabetic Mice

ZHAO Lei1, WANG Xin1, JIANG Fei1, WANG Chengtao1,*, XU Baocai1, WANG Wenxia2
(1. Beijing Engineering and Technology Research Center of Food Additives, Beijing Advanced Innovation Center for Food Nutrition and Human Health, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China;2. Qiqihar Ruisheng Food Manufacturing Co. Ltd., Qiqihar 161000, China)

Objective: The objective of this research was to study the hypoglycemic effect of the combined extract of pumpkin,yam, kudzuvine root and mulberry leaves on alloxan-induced diabetic mice. Methods: A diabetic mouse model was induced by alloxan. Another 10 mice served as a normal group. The model diabetic mice were randomly divided into model group,positive group (acarbose, 200 mg/kg mb) and low and high dose treatment groups (12 and 36 g dry raw material/kg mb). After intragastric administration for 4 weeks, we studied the effect of the combined extract on the body weight, food and water intake, fasting blood glucose level, glycogen, serum insulin, glycosylated serum protein (GSP), glycosylated hemoglobin(GHb) and antioxidant status of diabetic mice. Results: The major bioactive components of the combined extract were pumpkin polysaccharide, yam polysaccharide, and puerarin at levels of (0.93 ± 0.04), (1.01 ± 0.06), and (0.28 ± 0.01) g/100 g dry raw material, respectively. Compared with the model group, the body weight and glycogen content of mice in the intervention group were signif i cantly improved, while the food and water intake, fasting blood glucose, GSP and GHb were decreased signif i cantly. The insulin sensitivity was also improved. The hypoglycemic effect of the high dose group was better than that of the low dose group. Meanwhile, compared with the model group, the total antioxidant capacity (T-AOC)and superoxide dismutase (SOD) activity in the liver of mice administered with the combined extract were increased, while the content of malondialdehyde (MDA) was decreased. Thus, it was suggested that oxidative stress in diabetic mice was improved by administration of the combined extract. Conclusion: The combined extract of pumpkin, yam, kudzuvine root and mulberry leaves can effectively reduce the blood glucose level of alloxan-induced diabetic mice and improve oxidative stress.

hypoglycemic; combined plant extract; alloxan; oxidative stress

10.7506/spkx1002-6630-201801023

TS201.4；R285.5

A

1002-6630（2018）01-0149-07

趙磊, 王鑫, 姜飛, 等. 南瓜、山藥、葛根和桑葉提取物復(fù)方對四氧嘧啶模型小鼠的降血糖作用[J]. 食品科學(xué), 2018,39(1): 149-155.

10.7506/spkx1002-6630-201801023. http://www.spkx.net.cn

ZHAO Lei, WANG Xin, JIANG Fei, et al. Hypoglycemic effect of combined extract of pumpkin, yam, kudzuvine root, and mulberry leaves on alloxan-induced diabetic mice[J]. Food Science, 2018, 39(1): 149-155. (in Chinese with English abstract)DOI:10.7506/spkx1002-6630-201801023. http://www.spkx.net.cn

2016-09-22

科技創(chuàng)新服務(wù)能力建設(shè)-科技成果轉(zhuǎn)化-提升計劃項(xiàng)目（PXM2016-014213-000034）；

北京市科技計劃項(xiàng)目（Z171100002217019）；國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（31571801）

趙磊（1982—），女，副教授，博士，研究方向?yàn)楣δ苄允称?。E-mail：zhaolei.cau@gmail.com

*通信作者簡介：王成濤（1969—），男，教授，博士，研究方向?yàn)楣δ苄允称泛褪称飞锛夹g(shù)。E-mail：wct5566@163.com