繡球菌超細(xì)粉對小鼠血糖的影響

呂國英， 王富根， 蔡為明， 張作法*

(1.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 園藝研究所，浙江 杭州 310021； 2.杭州千島秀菇生物科技有限公司，浙江 淳安 311701)

糖尿病是一種多種致病因子作用于機(jī)體，導(dǎo)致一系列代謝紊亂，以高血糖為標(biāo)志的代謝性疾病，伴有多種并發(fā)癥[1]。近年來，糖尿病發(fā)病率持續(xù)增高，且趨于年輕化。據(jù)預(yù)測，至2035年全球?qū)⒂薪?億人死于糖尿病及相關(guān)疾病[2]。高血糖是糖尿病并發(fā)癥的主要誘因。目前臨床上用于降糖的藥物效果雖不錯(cuò)，但是這些藥物都有副作用。所以開發(fā)動(dòng)植物資源，找到替代輔助降糖藥物的食品資源意義重大[3]。

繡球菌(Sparassislatifolia)隸屬于擔(dān)子菌門多孔菌目繡球菌科，是一種珍稀名貴的藥食兼用食用菌[4]。繡球菌美味可口，營養(yǎng)豐富，在日本和歐美一些國家特別暢銷，價(jià)格昂貴，享有“萬菇之王”之美譽(yù)，現(xiàn)代研究表明繡球菌子實(shí)體中富含蛋白質(zhì)、多糖、麥角固醇、葡糖苷酰鞘氨醇、腺苷和其他一些小分子化合物等；繡球菌中含有大量β-葡聚糖、抗氧化物質(zhì)、維生素和礦物質(zhì)，其超氧化物歧化酶和維生素E的含量居菌藻類食物前列，具有提高免疫力、抗腫瘤、抗高血壓等多種藥理活性，因此，在日本又有“夢幻之菇”的美譽(yù)。繡球菌相關(guān)的研究越來越多，多集中在多糖及相關(guān)方面[5-7]。本研究采用動(dòng)物體內(nèi)試驗(yàn)對繡球菌的超細(xì)粉進(jìn)行降血糖作用及相關(guān)影響因子的研究，以期豐富繡球菌藥理活性方面的研究，為開發(fā)繡球菌產(chǎn)品提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)動(dòng)物為清潔級ICR小鼠，由浙江省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供，許可證號SCXK(浙)2019-0002，動(dòng)物合格證號No.1906130085。動(dòng)物飼養(yǎng)條件為溫度22～24 ℃，濕度60%～80%，12 h明暗交替，飲用水置于水瓶中自由飲用，飼料來源于浙江省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。

主要儀器：BSA124S電子天平(德國Sartorius公司)；1-14K高速離心機(jī)(德國Sigma公司)；血糖儀(強(qiáng)生公司)；BA-88A半自動(dòng)生化儀(邁瑞醫(yī)療國際有限公司)；iMark酶標(biāo)儀(美國伯樂公司)。

主要試劑：0.9%生理鹽水(河北天成藥業(yè)股份有限公司)；四氧嘧啶(阿脲一水合物98%，麥克林公司)，使用前用生理鹽水配制；格列齊特緩釋片(施維雅制藥有限公司)；葡萄糖、甘油三酯和總膽固醇，均購于南京建成有限公司。

繡球菌超細(xì)粉由杭州千島湖興寶菇業(yè)專業(yè)合作社提供，繡球菌子實(shí)體80 ℃烘干至水分含量小于3%，粉碎后過500目篩網(wǎng)備用。繡球菌超細(xì)粉用生理鹽水配制成30、15和7.5 mg·mL-1，給小鼠的灌胃體積為20 mL·kg-1；對應(yīng)的劑量組分別為高劑量組600 mg·kg-1，中劑量組300 mg·kg-1，低劑量組150 mg·kg-1，并設(shè)置生理鹽水為正常對照組。

1.2 繡球菌對正常小鼠淀粉以及葡萄糖負(fù)荷糖耐量試驗(yàn)

雄性ICR小鼠50只，按體重隨機(jī)分為5組，每組10只，正常對照組灌胃給予飲用水，陽性對照組灌胃給予格列齊特80 mg·kg-1，其余3組灌胃給予繡球菌150、300和600 mg·kg-1，每組灌胃10 d，每天1次。于末次給藥(飲用水、格列齊特和3組繡球菌粉)前禁食12 h，采血測定空腹血糖，末次給藥后0.5 h尾靜脈采血后即給以淀粉(淀粉用純凈水配成混懸液)3.0 g·kg-1灌胃，于給淀粉后0.5、1.0、1.5、2.0 h尾靜脈采血測血糖含量。前述各組小鼠按各劑量再連續(xù)給藥3 d，于末次給藥前禁食12 h，尾靜脈采血測定空腹血糖，給藥后0.5 h采血，給以葡萄糖2.5 g·kg-1灌胃，于給葡萄糖后0.5、1.0、1.5、2.0 h尾靜脈采血測血糖含量。曲線下面積AUC=0.5×(0.5A+B+C+D+0.5E)，A、B、C、D、E分別為給藥后0.5 h和給淀粉(葡萄糖)后0.5、1.0、1.5、2.0 h的血糖值。

1.3 繡球菌對糖尿病小鼠的降糖以及淀粉耐量試驗(yàn)

雄性ICR小鼠70只，禁食12 h后尾靜脈注射四氧嘧啶100 mg·kg-1，3 d后，禁食5 h剪尾尖取血，測血糖。選取造模成功的小鼠，分組及給藥如下：正常組、模型組、格列齊特(80 mg·kg-1)、繡球菌(150、300、600 mg·kg-1)3個(gè)劑量組。各組灌胃給藥30 d，每天1次，每隔2周給藥后禁食5 h尾靜脈采血測血糖。前述各組小鼠按各劑量再連續(xù)給藥10 d，于末次給藥前禁食2 h，尾靜脈采血后繼續(xù)灌胃給藥，0.5 h后即給以淀粉(淀粉用純凈水配成混懸液)3.0 g·kg-1灌胃，于給淀粉后1.0、2.0、3.0 h尾靜脈采血測血糖含量。曲線下面積AUC=0.5A+B+C+0.5D，A、B、C、D分別為末次給藥前禁食2 h后的血糖值和給淀粉后1.0、2.0、3.0 h的血糖值。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用SPSS軟件進(jìn)行方差分析及Q檢驗(yàn)，P<0.05表示差異顯著，P<0.01表示差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 繡球菌對正常小鼠淀粉和葡萄糖負(fù)荷糖耐量的影響

糖耐量試驗(yàn)對無癥狀糖尿病、輕型糖尿病的診斷有較大的意義。正常小鼠在攝入較大量淀粉后，會在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)血糖升高的情況，幾小時(shí)后降到正常血糖值。在喂食淀粉0.5 h后，正常組和各繡球菌組血糖與空腹時(shí)相比均出現(xiàn)升高的趨勢，隨著時(shí)間推移，與正常組小鼠相比，給陽性藥物和繡球菌粉小鼠血糖呈現(xiàn)下降趨勢，其中陽性組、繡球菌150、300 mg·kg-1劑量組與正常組間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，各繡球菌組和陽性組均低于正常組(表1)。

表1 繡球菌超細(xì)粉對正常小鼠口服淀粉耐量的影響

在口服淀粉后，各組血糖均升高。正常組在0.5～1 h平均血糖值達(dá)10.5 mmol·L-1以上，處于峰值，1.5 h開始下降，2 h時(shí)降至8.53 mmol·L-1，陽性組和其他各組在1 h達(dá)到峰值，但均低于正常組，1.5 h繡球菌150、300 mg·kg-1處理組與正常組相比有顯著性差異，2 h時(shí)繡球菌各處理組降至8.0 mmol·L-1以下，陽性組降至6.35 mmol·L-1。AUC是反映血糖水平的指標(biāo)，相較于單點(diǎn)的血糖值，血糖曲線下面積能更全面地分析血糖變化的時(shí)間和程度。曲線下面積代表血糖的暴露強(qiáng)度，模型組曲線下面積低，說明藥物有降糖效果。與正常組相比，繡球菌150、300 mg·kg-1處理組以及陽性組AUC顯著低于正常組，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

在口服葡萄糖后，各組血糖均升高，0.5 h時(shí)達(dá)峰值。正常組在0.5 h時(shí)平均血糖值達(dá)15.0 mmol·L-1以上，1 h開始下降，2 h時(shí)降至8.45 mmol·L-1，陽性組和其他各組在0.5 h時(shí)血糖值均低于正常組，1.0 h后出現(xiàn)下降，在1.5 h時(shí)繡球菌150、300 mg·kg-1處理組血糖值與正常組相比有顯著性差異，2 h時(shí)繡球菌各組降至7.5 mmol·L-1以下，陽性組降至6.43 mmol·L-1，陽性組和繡球菌150 mg·kg-1劑量組與正常組相比有顯著性差異。與正常組相比，繡球菌150和300 mg·kg-1劑量組AUC顯著低于正常組，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表2)。

因此，繡球菌150和300 mg·kg-1劑量組對正常小鼠葡萄糖耐量和淀粉耐量具有改善作用。中低劑量有效，說明繡球菌是有效果的，之所以高劑量反而不如中低劑量，可能是量大不能吸收，影響效果。

表2 繡球菌超細(xì)粉對正常小鼠口服葡萄糖耐量的影響

2.2 繡球菌對糖尿病小鼠的降糖與淀粉耐量的影響

造模成功后小鼠空腹血糖值顯著高于正常值，經(jīng)過2周繡球菌粉灌胃，小鼠空腹血糖值均有所下降，低于高血糖模型組。與正常組相比，造模后模型組的血糖比正常組升高了2.6倍；在給藥2周后，各給藥組血糖下降，繡球菌各劑量組均比造模初期的血糖有所降低(表3)。與給藥2周時(shí)相比，給藥4周血糖回升，可能是模型本身的一些缺陷問題。

表3 繡球菌超細(xì)粉對糖尿病小鼠血糖的影響

糖耐受量的測定可用于評估小鼠糖耐量受損情況?？诜矸酆螅? h時(shí)除正常組外，各組血糖達(dá)到30 mmol·L-1左右，3 h時(shí)格列齊特組下降至22.3 mmol·L-1，繡球菌各劑量組均高于25 mmol·L-1。在糖尿病患病組中，繡球菌組AUC值雖然極顯著高于正常組，但均低于模型組，而且高劑量組與模型組具有顯著差異(表4)，說明繡球菌各劑量組與模型組相比有一定改善作用。這個(gè)試驗(yàn)中高劑量的繡球菌粉效果最好，可能是由于糖尿病小鼠的血糖調(diào)節(jié)能力受損，需要大劑量的降糖物質(zhì)來修復(fù)。

表4 繡球菌超細(xì)粉對糖尿病小鼠口服淀粉耐量的影響

3 小結(jié)與討論

在本試驗(yàn)中，繡球菌超細(xì)粉150和300 mg·kg-1劑量對正常小鼠葡萄糖耐量和淀粉耐量具有一定的改善作用，能降低四氧嘧啶引起的糖尿病小鼠的高血糖；此外，繡球菌600 mg·kg-1劑量對四氧嘧啶性糖尿病小鼠淀粉耐量有一定的改善作用。

糖耐量也是衡量藥物治療糖尿病效果的一個(gè)重要指標(biāo)[8]。糖耐量減低是發(fā)展成為糖尿病的一個(gè)中間階段[9]，恢復(fù)機(jī)體的糖耐量也是防治糖尿病的一個(gè)重要措施。一般來說，在給予高糖后，正常機(jī)體會通過增加胰島素分泌和增強(qiáng)外周葡萄糖的利用使血糖維持在正常水平。而患有糖尿病的機(jī)體由于胰島β細(xì)胞受損導(dǎo)致胰島素分泌減低或者胰島受體敏感性降低而喪失這種耐受能力。本研究中，繡球菌細(xì)粉能夠顯著提高正常及糖尿病小鼠的糖耐量，展示了在預(yù)防糖尿病方面的潛力。

四氧嘧啶引起的糖尿病是研究中最常用的模型之一，其作用機(jī)理因?yàn)楫a(chǎn)生的自由基對胰島β細(xì)胞具有破壞作用[10]。在本試驗(yàn)中，繡球菌低劑量組對提高小鼠葡萄糖和淀粉耐量效果較好，可能是由于繡球菌中含有大量的葡聚糖，這些多糖類物質(zhì)不能被人體消化吸收，在胃腸道內(nèi)形成凝膠池，調(diào)節(jié)葡萄糖的吸收，減緩葡萄糖向小腸絨毛膜的擴(kuò)散，有助于調(diào)節(jié)胃腸內(nèi)激素的分泌[11]。這些多糖類物質(zhì)當(dāng)濃度達(dá)到一定程度后就飽和了，但當(dāng)胰島受損后，需要大劑量的降糖物質(zhì)來修復(fù)，所以表4中高劑量的繡球菌粉效果最好。

繡球菌中的不飽和脂肪酸能夠與G蛋白受體GRP40進(jìn)行競爭，這可能在降血糖作用中發(fā)揮很好的作用[12]。Yamamoto等[13]發(fā)現(xiàn)，繡球菌對KK-Ay小鼠具有很好的降血糖作用。另有研究[14]發(fā)現(xiàn)，繡球菌能夠加快糖尿病小鼠的傷口愈合，繡球菌醇提物能夠?qū)︽滊迕咕卣T導(dǎo)的小鼠有很好的降血糖作用，這可能跟其醇提物中所含的L-苯丙氨酸、hanabiratakelide A及苯乙酮類物質(zhì)有關(guān)[15]。

本試驗(yàn)表明，繡球菌超細(xì)粉能夠顯著提高正常和糖尿病小鼠的糖耐量，并對四氧嘧啶所致的糖尿病小鼠具有良好的降血糖作用，研究結(jié)果為繡球菌作為降糖輔助藥物的進(jìn)一步開發(fā)提供理論依據(jù)。