臺灣牛蒡根降血糖作用研究

張 瑞，張瑜倪，苗 航，廖華軍，郭素華，林珠燦

（福建中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，福建 福州350122）

臺灣牛蒡根為我國引進(jìn)日本的牛蒡新品種，具有疏散風(fēng)熱、清熱解毒消腫、宣肺祛痰、利咽透疹之功［1］，日本及東南亞國家將其作為一種可食用蔬菜，具有豐富的營養(yǎng)價(jià)值［2］。據(jù)現(xiàn)代研究表明：臺灣牛蒡根中含有多種活性物質(zhì)，如酚類［3-4］、揮發(fā)油［5］、糖類［6-7］及氨基酸［8］等化學(xué)成分，這些成分可用于治療各種疾病，如利尿、抗菌［9］、抗癌［10］、降血糖、降血脂、治療肥胖癥［11-12］等?，F(xiàn)代多個(gè)研究表明：牛蒡子苷可緩解糖尿病大鼠的視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)，對視網(wǎng)膜損傷有一定的治療效果［13］；而牛蒡子總木脂素可減輕糖尿病大鼠的腎臟病變，改善大鼠的腎臟功能［14］。因此，本研究采用高脂飼料＋鏈脲傳菌素（STZ）建立大鼠糖尿病模型來研究臺灣牛蒡根提取物的降血糖作用，以期為臺灣牛蒡根的深入研發(fā)提供依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 SPF級雄性SD大鼠，體質(zhì)量（200±20）g，購自上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限責(zé)任公司［許可證號：SCXK（滬）2017-0005］，飼養(yǎng)于福建中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物房（合格證編號：20170005011999），適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后開始試驗(yàn)。

1.2 實(shí)驗(yàn)藥材 臺灣牛蒡根購自福建康力得力食品有限公司（產(chǎn)地：臺灣省臺南縣永康市，批號：20190718），經(jīng)福建中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院中藥資源與開發(fā)教研室車蘇容老師鑒定為菊科牛蒡?qū)僦备刀晟笮筒荼局参锱_灣牛蒡根。

1.3 實(shí)驗(yàn)試劑 STZ（美國Sigma公司，批號：s0130）；檸檬酸鈉（上海興達(dá)化工試劑廠）；檸檬酸（天津百世化工有限公司）；鹽酸二甲雙胍片（中美上海施貴寶上海制藥有限公司，批號：AAW1402）；總膽固醇（TC）試劑盒、高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）試劑盒、甘油三酯（TG）試劑盒（南京建成生物工程研究所）；魚躍血糖儀（上海魚躍醫(yī)療設(shè)備有限公司，型號：Ⅰ型720）；高脂飼料（北京峁思倍科生物科技有限公司，批號：HD001）。

1.4 實(shí)驗(yàn)儀器 數(shù)顯恒溫水浴鍋（常州國華電器有限公司，型號：HH-4）；精密pH計(jì)（瑞士Mettler Toledo公司，型號：PHS-3C）；高速離心機(jī)（德國EPPendorf公司，型號：5810R）；精密電子天平（北京賽多利斯科學(xué)儀器有限公司，型號：BT25S）；多功能酶標(biāo)儀（奧地利Tecan公司）。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 實(shí)驗(yàn)試劑配制 檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液的配制（pH＝4.5）：精密稱定4.2 g檸檬酸溶于200 mL超純水中即為a液，精密稱定5.88 g檸檬酸鈉溶于200 mL超純水中即為b液，分別取a液22.8 mL和b液17.2 mL混合均勻，既得pH＝4.5的檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液；STZ溶液的配制：精密稱定300 mg STZ粉末溶于40 mL的檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液中既得（此溶液需現(xiàn)配、避光、冰上保存）。

2.2 實(shí)驗(yàn)藥物制備 將適量臺灣牛蒡根粉碎，以1∶8料液比加入95%乙醇，提取2次，每次90 min，合并提取液后減壓濃縮使其無醇味，-20℃保存?zhèn)溆?，即得醇提物；將醇提后的藥渣風(fēng)干后加入8倍量水提取2次，每次90 min，過濾合并提取液后減壓濃縮，加入95%乙醇5倍量體積并不斷攪拌，4℃靜置過夜，4 000 r／min離心10 min，收集沉淀部分凍干保存?zhèn)溆?，即得水提物?/p>

2.3 模型建立 56只SD大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1周，隨機(jī)抽取8只作為正常組，采用基礎(chǔ)飼料喂養(yǎng)；其余均為造模組，采用高脂飼料喂養(yǎng)，記錄體質(zhì)量。4周后，所有大鼠禁食12 h，造模組大鼠按照60 mg／kg的劑量一次性腹腔注射STZ（冰浴操作，需在短時(shí)間內(nèi)注射完畢），正常組按照同等劑量腹腔注射檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液。

2.4 模型評價(jià) 注射STZ溶液72 h后，所有大鼠禁食12 h，剪尾測定大鼠血糖含量。以大鼠空腹血糖≥11.1 mmol／L為造模成功［15］。

2.5 分組及給藥 血糖穩(wěn)定1周后，隨機(jī)將造模組大鼠分為模型組，陽性組，醇提物高、低劑量組，水提物高、低劑量組，每組8只。每天上午9點(diǎn)灌胃，連續(xù)5周。正常組和模型組大鼠分別灌胃生理鹽水10 mL／（kg·d），陽性組灌胃二甲雙胍150 mg／（kg·d），醇提物和水提物高、低劑量組分別灌胃醇提物、水提物600、200 mg／（kg·d）。大鼠在患糖尿病期間由于多飲多尿，需每日清洗鼠籠，更換干燥墊料，保持鼠籠干燥衛(wèi)生，并要隨時(shí)保持大鼠飲水充足。

2.6 指標(biāo)測定

2.6.1 生存狀態(tài)監(jiān)測 每隔3 d測定各組大鼠體質(zhì)量，并觀察各組大鼠飲食、毛發(fā)、行動(dòng)及其糞便形狀。

2.6.2 血糖測定 開始給藥后每隔3 d剪尾測定血糖，每只大鼠測定3次取平均值即為血糖值，取每組大鼠血糖平均值作為每周測定的本組大鼠血糖值。需注意在測定血糖前需禁食不禁水12 h。

2.6.3 糖耐量（OGTT）和曲線下面積（AUC）測 定給藥結(jié)束前1 d，各組大鼠禁食不禁水12 h，測定空腹血糖（FBG），并以40%葡萄糖液2 g／kg對大鼠灌胃，于0、30、60、90、120 min檢測血糖值（Glu），計(jì)算曲線下面積（AUC）值［16］。

2.6.4 血液指標(biāo)測定 末次給藥結(jié)束后，禁食不禁水12 h，在測定大鼠體質(zhì)量及空腹血糖值后，用20%烏拉坦麻醉大鼠，行腹主動(dòng)脈取血，采用低溫離心機(jī)3 000 r／min離心10 min，吸取上清液于-80℃冰箱保存?zhèn)溆?。采用相?yīng)試劑盒測定大鼠血清TG、TC、HDL-C，按相應(yīng)試劑盒說明書逐步操作。

2.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 運(yùn)用SPSS 24.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料屬正態(tài)分布的以（±s）表示，采用單因素方差分析。

3 結(jié) 果

3.1 各組大鼠生存狀態(tài)比較 實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：正常組大鼠精神狀態(tài)良好，反應(yīng)靈活，飲食正常，皮毛光澤順亮，體質(zhì)量正常增長，糞便呈橢圓狀；造模組大鼠精神萎靡，反應(yīng)遲鈍，飲食增加，毛發(fā)稀疏且干燥發(fā)黃，與正常組比較體質(zhì)量下降，糞便不成型，出現(xiàn)多飲多尿癥狀；給藥后，與模型組比較，醇提物高、低劑量組大鼠體質(zhì)量、飲食無變化，多飲多尿癥狀明顯，陽性組和水提物高劑量組飲食正常，體質(zhì)量下降緩慢，多飲多尿癥狀減輕，水提物低劑量組各種癥狀相較于模型組有所改善，但效果相比于水提物高劑量組較差。見表1、圖1。

圖1 各組大鼠進(jìn)食量變化圖

表1 各組大鼠體質(zhì)量比較（±s）g

表1 各組大鼠體質(zhì)量比較（±s）g

注：與正常組比較，1）P＜0.01；與模型組比較，2）P＜0.01。

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3.2 各組大鼠空腹血糖比較 醇提物組大鼠空腹血糖始終保持在較高水平，陽性組、水提物高劑量組糖尿病大鼠空腹血糖下降，說明水提物可降低糖尿病大鼠空腹血糖。見表2。

表2 各組大鼠空腹血糖比較（±s）mmol／L

表2 各組大鼠空腹血糖比較（±s）mmol／L

注：與正常組比較，1）P＜0.01；與模型組比較，2）P＜0.01。

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3.3 各組大鼠OGTT和AUC比較 醇提物未能使灌胃葡萄糖的大鼠血糖下降，且血糖保持在較高水平，而陽性藥和水提物可使灌胃葡萄糖的大鼠血糖下降，但仍未能達(dá)到正常水平。醇提物組AUC與模型組比較無明顯變化，陽性組與水提物高劑量組AUC下降，說明水提物可改善糖尿病大鼠糖耐受水平。見表3。

表3 各組大鼠OGTT和AUC比較（±s）

表3 各組大鼠OGTT和AUC比較（±s）

注：與正常組比較，1）P＜0.01；與模型組比較，2）P＜0.01。

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3.4 各組大鼠TG、TC、HDL-C比較 水提物高、低劑量組血清TG、TC、HDL-C均降低（P＜0.01），說明水提物可降低糖尿病大鼠血清指標(biāo)。見表4。

表4 各組大鼠TG、TC、HDL-C比較（±s）mmol／L

表4 各組大鼠TG、TC、HDL-C比較（±s）mmol／L

注：與正常組比較，1）P＜0.01；與模型組比較，2）P＜0.01。

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4 討 論

本實(shí)驗(yàn)采用STZ＋高脂飼料建立SD大鼠糖尿病模型，通過比較不同溶劑臺灣牛蒡根提取物對糖尿病大鼠的生存狀態(tài)、空腹血糖、OGTT及血清TG、TC、HDL-C的影響，結(jié)果表明臺灣牛蒡根水提物可使糖尿病大鼠的體質(zhì)量及對葡萄糖的耐受性增加。研究發(fā)現(xiàn)糖尿病與血脂代謝異常有關(guān)，而且血液中脂質(zhì)水平的升高在某些情況下還可導(dǎo)致心血管疾病［17］，而臺灣牛蒡根水提物可降低空腹血糖、TG、TC、HDL-C，表明臺灣牛蒡根水提物有較好的降血糖和降血脂作用。臺灣牛蒡根降血糖的主要活性成分可能是其水提物中的多糖，文獻(xiàn)研究表明：多糖可減少自由基的產(chǎn)生，保護(hù)并修復(fù)胰島β細(xì)胞，增加胰島β細(xì)胞的數(shù)量［18-20］，改善胰島β細(xì)胞的形態(tài)并修復(fù)其功能［21-22］，促進(jìn)胰島素的釋放，進(jìn)而達(dá)到降血糖的目的。但由于多糖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，后續(xù)實(shí)驗(yàn)還需進(jìn)一步分離純化多糖，篩選其降血糖作用的均一活性多糖成分，并深入研究其降血糖的作用機(jī)制，以期為后續(xù)臺灣牛蒡根藥品及保健品的研發(fā)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。