兩種發(fā)酵食品對糖尿病模型小鼠血糖及血脂的影響*

晏永球，戴關(guān)海，江石平，陸 雨，童應(yīng)鵬，王 平△

（1.浙江工業(yè)大學(xué)長三角綠色制藥協(xié)同創(chuàng)新中心，杭州310014；2.浙江省中醫(yī)藥研究院，杭州310007）

諾麗（noni），即海巴戟（Morinda citrifolia L.），茜草科巴戟天屬植物，生長于熱帶及亞熱帶地區(qū)。諾麗含有豐富的化學(xué)成分，具有多種藥用價(jià)值及保健功能?，F(xiàn)已從諾麗中分離鑒定了近300種化合物，主要為蒽醌類、木脂素類、黃酮類、萜類和糖苷類等［1］。波利尼西亞土著將諾麗作為民間藥物使用已有2000多年歷史。由于諾麗果實(shí)成熟后有種獨(dú)特的怪味，不利于食用，故將其發(fā)酵后過濾，得到諾麗果汁（諾麗果漿），用于日常飲用及治療疾病。2010年，我國衛(wèi)生部正式批準(zhǔn)將諾麗果汁列入新資源食品名單。人們普遍認(rèn)為，它對糖尿病、關(guān)節(jié)炎、高血壓、心臟病等慢性病以及由刀、槍傷傷口感染、疼痛有很好的療效［2］。現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，諾麗果汁具有抗氧化、抗菌消炎、鎮(zhèn)痛、抗腫瘤、保護(hù)肝臟、保護(hù)心血管及免疫調(diào)節(jié)等作用［3-5］。

納豆（natto），又稱“醬豆”，是將蒸煮好的大豆接種納豆芽孢桿菌（Bacillu Subtilis Natto）后發(fā)酵而成的一種風(fēng)味獨(dú)特的食品，起源于中國，作為大豆發(fā)酵食品已有上千年歷史。后傳入日本，結(jié)合日本的風(fēng)土人情而演變?yōu)椤凹{豆”［6］。作為一種功能性食品，納豆在日本深受歡迎，其富含多種易被人體吸收的營養(yǎng)成分，同時(shí)還含有納豆激酶、超氧化物歧化酶、異黃酮等多種生理活性物質(zhì)［7］。納豆激酶是納豆的主要保健成分，具有較強(qiáng)的纖維蛋白溶解特性，因而對血栓及由血栓引起的疾病，諸如冠心病、心絞痛、腦中風(fēng)等有一定預(yù)防及治療作用。此外，納豆還具有抗氧化、抗腫瘤、抗菌、降血壓、增強(qiáng)免疫等功能［8］。

本實(shí)驗(yàn)采用四氧嘧啶建立糖尿病小鼠模型，觀察諾麗果汁和納豆兩種發(fā)酵食品對糖尿病模型小鼠血糖、血脂等指標(biāo)的影響，以期為二者的進(jìn)一步開發(fā)及臨床應(yīng)用提供新的線索。

1 材料與方法

1.1 主要試劑與儀器

諾麗果汁（批號：WZ160417），海南萬之堂生物科技有限公司提供；納豆（凍干粉），貴州秀生堂醫(yī)藥生物有限公司提供；四氧嘧啶（批號：37H1381），購自Sigma公司；血糖測定試紙，購自上海榮盛生物有限公司；糖化血清蛋白測定試劑盒、血清胰島素測定試劑盒、總膽固醇測定試劑盒、甘油三酯測定試劑盒、高密度脂蛋白及低密度脂蛋白測定試劑盒均購自南京建成生物科技有限公司。721型分光光度計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司）；GS-6R離心機(jī)（Beckman公司）；BS210S電子天平（北京Sartorius公司）。

1.2 實(shí)驗(yàn)動物

ICR（Institute of Cancer Research）雌性小鼠，體重（22±2）g，由浙江省實(shí)驗(yàn)動物中心提供，合格證號：1607040016，實(shí)驗(yàn)動物使用許可證號：SCXK（浙）2014-0001，飼養(yǎng)于浙江省中醫(yī)藥研究院的屏障系統(tǒng)動物實(shí)驗(yàn)室內(nèi)（SYXK（浙）2014-0003）。

1.3 糖尿病小鼠模型的建立與處理

ICR雌性小鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)1周。禁食12 h后，一次性尾靜脈注射四氧嘧啶（55 mg／kg）。72 h后，將空腹血糖值≥12.00mmol／L、尿糖呈強(qiáng)陽性（+++）者視為糖尿病小鼠模型［9］。將糖尿病模型小鼠隨機(jī)分為3組（n＝10）：模型（diabeticalmodel，DM）組、諾麗果汁（noni juice，NJ）組和納豆（natto，NT）組；另取10只正常ICR雌性小鼠作為正常對照（normal control，NC）組。各組小鼠均每日灌胃給藥一次：NC組與 DM組給予純凈水（25.0 ml／kg）灌胃，NJ組給予諾麗果汁（25.0 ml／kg，根據(jù)人每天推薦用量80.0 ml折算，實(shí)驗(yàn)時(shí)每 24.0 ml藥液加 1.0 ml純凈水灌胃，NT組給予納豆（0.6 g／kg，根據(jù)人每天推薦用量為 2.0 g折算，用純凈水配成 24.0mg／ml濃度）灌胃，連續(xù)30 d。常溫飼養(yǎng)，自由進(jìn)食進(jìn)水。

1.4 測定指標(biāo)與方法

實(shí)驗(yàn)時(shí)按籠記錄小鼠的飲水量、進(jìn)食量。實(shí)驗(yàn)第31天，各組動物禁食15 h，末次給藥后1.5 h，用血糖試紙測定血糖（blood glucose，BG）。接著各組小鼠分別經(jīng)口灌胃葡萄糖 2.0 g／kg，測定其后 0、0.5、2 h的血糖值，以觀察小鼠的葡萄糖耐量。以股動脈采血法取血，常溫下4 000 r／min離心10 min分離血清，分別采用相應(yīng)試劑盒測定糖化血清蛋白（glycated serum protein，GSP），血清胰島素（insulin，Ins）及血總膽固醇（total cholesterol，TC）、甘油三酯（triglyceride，TG）、高密度脂蛋白（high density lipoprotein，HDL）、低密度脂蛋白（low density lipoprotein，LDL）等指標(biāo)。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

所有數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，采用SPSS 22軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，各組間比較用 t檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 兩種發(fā)酵食品對糖尿病模型小鼠飲水量和進(jìn)食量的影響

與NC組比較，DM組小鼠的飲水量和進(jìn)食量顯著升高（P＜0.01，表1）；NT組小鼠的飲水量和進(jìn)食量較DM組降低，且存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.01，P＜0.05，表1），而NJ組與DM組比較無顯著差異。

Tab.1 Changes in the amount of water drinking and food-intake in induced diabeticmice（，n＝10）

Tab.1 Changes in the amount of water drinking and food-intake in induced diabeticmice（，n＝10）

NC：Normal controlgroup；DM：Diabeticalmodelgroup；NJ：Noni juice group；NT：Natto group**P＜0.01 vs NC；＃P＜0.05，＃＃P＜0.01 vs DM

Group Amount ofwater drinking（ml／100 g BW）Amountof food-intake（g／100 g BW）NC 24.3±6.81 16.3±2.48 DM 139.0±20.63** 31.7±2.21**NJ 143.6±14.74 31.9±1.38 NT 111.7±9.44＃＃ 29.5±1.19＃

2.2 兩種發(fā)酵食品對糖尿病模型小鼠糖耐量的影響

在灌胃葡萄糖后 0、0.5、2 h，與 NC組比較，DM組小鼠血糖值及葡萄糖耐量曲線下面積均顯著升高（P＜0.01），提示 DM組小鼠葡萄糖耐量降低；與DM組比較，NJ組和NT組在灌胃葡萄糖后0.5、2 h血糖值及曲線下面積均下降（P＜0.05，表 2），提示諾麗果汁和納豆可使糖尿病模型小鼠葡萄糖耐量升高。

Tab.2 Changes in glucose tolerance in induced diabeticmice（，n＝10）

Tab.2 Changes in glucose tolerance in induced diabeticmice（，n＝10）

NC：Normal control group；DM：Diabeticalmodel group；NJ：Noni juice group；NT：Natto group**P＜0.01 vs NC；＃P＜0.05 vs DM

Group Blood glucose level（mmol／L）Area under the curve NC 5.10±0.70 12.40±1.88 9.00±1.09 20.50±2.51 DM 18.80±6.20** 40.10±4.52** 33.5±5.20** 69.90±9.62**NJ 16.90±5.76 34.50±5.22＃ 28.50±6.91＃ 60.10±11.32＃NT 17.70±5.54 34.60±3.93＃ 28.50±5.25＃ 60.40±8.69 0 h 0.5 h 2 h＃

2.3 兩種發(fā)酵食品對糖尿病模型小鼠血清胰島素和糖化血清蛋白的影響

與NC組比較，DM組小鼠血清Ins水平顯著降低（P＜0.01），而其 GSP水平明顯升高（P＜0.01）；與DM組比較，NJ組和NT組小鼠血清Ins水平明顯升高（P＜0.05），而 GSP水平明顯下降（P＜0.05，表3）。

Tab.3 Changes in Ins and GSP in induced diabeticmice（，n＝10）

Tab.3 Changes in Ins and GSP in induced diabeticmice（，n＝10）

NC：Normal controlgroup；DM：Diabeticalmodelgroup；NJ：Noni juice group；NT：Natto group；Ins：Insulin；GSP：Glycated serum protein**P＜0.01 vs NC；＃P＜0.05 vs DM

Group Ins（m IU／L） GSP（mmol／L）NC 63.40±4.11 2.322±0.724 DM 30.00±4.40** 3.888±0.754**NJ 34.70±3.01＃ 3.147±0.466＃NT 35.00±3.95＃ 3.321±0.245＃

2.4 兩種發(fā)酵食品對糖尿病模型小鼠血脂的影響

與NC組比較，DM組小鼠的 TC、TG、LDL均顯著升高（P＜0.01），HDL則明顯下降（P＜0.01）；與DM組比較，NT組小鼠的TC、TG、LDL明顯下降（P＜0.05），HDL則明顯上升（P＜0.05），而 NJ組小鼠的 TG、LDL明顯下降（P＜0.01，P＜0.05），HDL明顯上升（P＜0.05，表 4）。NJ組 TC呈下降趨勢，但與DM組無顯著差異。

3 討論

糖尿病是一種由于胰島素分泌缺陷或胰島素作用障礙所致的以高血糖為特征的代謝綜合征，持續(xù)高血糖和長期代謝紊亂可引起全身多組織器官損害，甚至功能衰竭，尤易造成腎臟、眼、神經(jīng)、心腦血管等慢性進(jìn)行性病變［10］。國際糖尿病聯(lián)盟2013年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，全球糖尿病患者3.82億，預(yù)計(jì)2035年將達(dá)5.92億，糖尿病已成為除心腦血管疾病、惡性腫瘤以外的第三大疾病。目前治療糖尿病的藥物以人胰島素及其類似物占主導(dǎo)地位，其次為DPP-IV抑制劑，GLP-1激動劑及雙胍類、磺脲類、α-葡糖苷酶抑制劑、格列酮類等，這些藥物均有不同程度的毒副作用。因此，從天然食物中尋找低毒、高效的降糖藥是個(gè)理想的方向。

諾麗果汁和納豆均經(jīng)發(fā)酵制成。發(fā)酵是一種古老而傳統(tǒng)的食物存儲與加工方法，在微生物作用下完成的。傳統(tǒng)發(fā)酵食品歷史悠久、品種繁多，如谷物發(fā)酵制成的酒、醬油、醋，鮮奶發(fā)酵制成的酸奶等。發(fā)酵延長食品的保存期，改善食物的質(zhì)地和風(fēng)味，深受人們喜愛。許多微生物在代謝過程中，可將一些大分子降解成小分子，不僅易為人體消化吸收，還能產(chǎn)生多種有益的生物活性物質(zhì)，賦予發(fā)酵食品新的保健功能和藥用價(jià)值。我國很多古典醫(yī)學(xué)著作中記載發(fā)酵食品的藥用價(jià)值，如《本草綱目》中就記載淡豆豉“具開胃增食、消食化滯、發(fā)汗解表、除煩平喘”等療效；《藥性論》中收載的神曲具有“健脾和胃、消食調(diào)中”的功效?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，很多發(fā)酵食品具有調(diào)血脂、提高免疫力、抑制腫瘤、延緩衰老等作用［11］，這也為中藥研究提供新的思路與方法。

Tab.4 Changes in blood lipid in induced diabeticmice（mmol／L，珋，n＝10）

Tab.4 Changes in blood lipid in induced diabeticmice（mmol／L，珋，n＝10）

NC：Normal control group；DM：Diabeticalmodel group；NJ：Noni juice group；NT：Natto group；TC：Total cholesterol；TG：Triglyceride；HDL：High density lipoprotein；LDL：Low density lipoprotein**P＜0.01 vs NC；＃P＜0.05，＃＃P＜0.01 vs DM

Group TC TG HDL LDL NC 2.75±0.43 0.70±0.32 1.914±0.468 0.270±0.053 DM 3.38±0.39** 1.14±0.14** 1.321±0.300** 0.340±0.051**NJ 3.03±0.64 0.79±0.41＃＃ 1.887±0.712＃ 0.240±0.057＃NT 2.93±0.44＃ 0.85±0.34＃ 1.716±0.267＃ 0.290±0.006＃

本實(shí)驗(yàn)采用小鼠尾靜脈注射四氧嘧啶造模，在無其他外界干預(yù)情況下，小鼠病情進(jìn)行性惡化，空腹血糖明顯上升，提示造模成功，同時(shí)還伴有飲水量、進(jìn)食量及尿量增多，毛發(fā)枯澀、活動力減弱等癥狀。模型組小鼠的飲水量、進(jìn)食量、GSP以及血脂中的TC、TG、LDL等指標(biāo)均顯著升高，葡萄糖耐量、Ins、HDL均顯著降低，說明模型小鼠體內(nèi)糖代謝異常，高血糖使機(jī)體產(chǎn)生糖毒性和脂毒性，并破壞機(jī)體的部分組織與器官。

結(jié)果表明，諾麗果汁和納豆均能明顯降低糖尿病模型小鼠的GSP、TG及LDL，升高葡萄糖耐量、Ins和HDL，進(jìn)而改善糖尿病小鼠糖、脂代謝紊亂，對糖尿病有一定的防治作用。實(shí)驗(yàn)造模使用的四氧嘧啶是一種自由基激活劑，其進(jìn)入機(jī)體后可產(chǎn)生超氧陰離子等自由基，可選擇性地破壞胰島β細(xì)胞的膜結(jié)構(gòu)、損傷其DNA，大量β細(xì)胞受損與壞死導(dǎo)致胰島素原合成障礙，胰島素水平降低，繼而引發(fā)糖尿?。?2］。諾麗果汁與納豆均具有良好的抗氧化活性和自由基清除能力［1，8］，推測二者的降糖機(jī)理可能是提高機(jī)體的抗氧化能力和免疫力，抑制自由基損傷胰島β細(xì)胞并促進(jìn)其修復(fù)和再生，進(jìn)而提高糖尿病模型小鼠代謝糖的能力，而糖尿病模型小鼠糖代謝紊亂可導(dǎo)致其脂代謝紊亂，糾正糖代謝障礙有助于糾正脂代謝障礙；其調(diào)節(jié)血脂的機(jī)理可能是通過其抗氧化作用、調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)鈣離子的平衡及抑制細(xì)胞凋亡等途徑，同時(shí)增加載脂蛋白A含量，促進(jìn)HDL的代謝，降低載脂蛋白B含量進(jìn)而降低LDL水平，以改善糖尿病模型小鼠的血脂情況［5，8］。有關(guān)諾麗果汁及納豆降血糖、調(diào)血脂作用的具體機(jī)制，尚待進(jìn)一步深入研究。

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