蛹蟲草降血糖作用及其機制研究

徐雷雷，王靜鳳，唐 筱，王玉明，傅 佳，薛長湖

(中國海洋大學食品科學與工程學院，山東青島 266003)

蛹蟲草主要含有蟲草素、蟲草酸、蟲草多糖、SOD等活性物質(zhì)，具有抗腫瘤、抗炎、鎮(zhèn)靜催眠、提高機體免疫力、防止衰老、抗氧化等功效［1］。已有研究報道表明，蛹蟲草活性提取物具有良好的降血糖作用［2］，但對蛹蟲草單用降血糖及其作用機制的研究少見報道。本實驗以蛹蟲草為研究對象，觀察其對糖尿病大鼠的降血糖作用并對其作用機制進行探討，以期為蛹蟲草的高值化利用提供理論依據(jù)。

1 材料

1.1蛹蟲草人工蛹蟲草，市售，經(jīng)超微粉碎后得精粉。實驗時將樣品用蒸餾水配制成所需濃度的懸浮液。

1.2實驗動物健康SD大鼠，♂，體質(zhì)量(200±20)g，SPF級，由北京維通利華實驗動物技術有限公司提供，合格證號為SCXK(京)2007-0001。

1.3藥品和試劑STZ、鋨酸，美國Sigma公司產(chǎn)品;戊二醛，美國Structure Probe公司產(chǎn)品;蘇木精，上海藍季科學發(fā)展有限公司產(chǎn)品;醇溶性伊紅，上海試劑三廠產(chǎn)品;葡萄糖測定試劑盒，北京中生北控生物科技股份有限公司產(chǎn)品;SOD、GSH-PX、CAT、糖化血紅蛋白和糖化血清蛋白試劑盒，均為南京建成科技有限公司產(chǎn)品;實驗所用其它化學試劑均為國產(chǎn)分析純。

2 方法

2.1糖尿病模型建立及分組健康SD大鼠，禁食不禁水12 h，兩次腹腔注射STZ建立糖尿病模型，以血糖值≥16.7 mmol·L-1視為造模成功。正常組注射等體積的檸檬酸-檸檬酸三鈉緩沖液(pH=4.3)。造模成功的大鼠根據(jù)體重和空腹血糖值分為模型組和蛹蟲草組，每組10只。正常組和模型組灌胃生理鹽水，樣品組灌胃蛹蟲草溶液400 mg(kg·bw)-1。每天1次，灌胃體積為10 ml(kg·bw)-1，連續(xù)35 d。期間大鼠自由飲水、進食。

2.2指標測定空腹血糖、葡萄糖耐量、糖化血紅蛋白和糖化血清蛋白含量、肝臟和胰腺中SOD、GSH-PX和CAT活力測定按照試劑盒說明書操作。

2.3胰腺組織的顯微觀察取大鼠胰腺。將胰尾部分置于體積分數(shù)為10%的中性甲醛中固定24 h，脫水、透明、常規(guī)石蠟包埋、切片、染色后，于光學顯微鏡下觀察并拍照。

2.4胰腺組織的透射電鏡觀察分別用體積分數(shù)為4%的戊二醛和1%的鋨酸固定胰腺，經(jīng)梯度乙醇和環(huán)氧丙烷脫水，EPON包埋，制作成半薄切片。經(jīng)甲苯蘭染色、定位，制作超薄電鏡切片，醋酸鈾和檸檬酸鉛染液染色后于透射電鏡下觀察并拍照。

2.5統(tǒng)計學處理數(shù)據(jù)分析結果采用SPSS 11.0軟件進行單因素方差分析，同時進行LSD兩兩比較。實驗結果以±s表示。

3 結果

3.1對大鼠檢測指標的影響

3.1.1對空腹血糖和葡萄糖耐量的影響模型組大鼠空腹血糖值和葡萄糖耐量明顯高于正常組(P＜0.01)。經(jīng)蛹蟲草灌胃后，蛹蟲草組大鼠空腹血糖值和葡萄糖耐量分別比模型組降低了28.28%、23.62%(P＜0.01)，顯示出較好的降血糖效果。見Tab 1。

3.1.2對糖化血紅蛋白和糖化血清蛋白含量的影響模型組大鼠糖化血紅蛋白和糖化血清蛋白含量明顯升高(P＜0.01)，約為正常組的2倍;與模型組相比，蛹蟲草組大鼠糖化血紅蛋白含量降低了16.77%(P＜0.01)，糖化血清蛋白含量降低了32.03%(P＜0.01)。見Tab 2。

3.1.3對肝臟和胰腺中抗氧化酶活力的影響糖尿病大鼠肝臟和胰腺中抗氧化酶活力較正常組均明顯降低(P＜0.01)。蛹蟲草灌胃給藥35 d后，各抗氧化酶的活力與模型組相比提高。其中肝臟中SOD活力提高了16.9%(P＜0.01)，CAT活力提高了34.6%(P＜0.01)，GSH-PX活力提高了11.1%(P＜0.05);胰腺中 SOD、CAT、GSH-PX分別提高了10.52%(P＜0.05)、44.4%(P＜0.01)、7.5%。

Tab 1 Effect of C.militaris on fasting plasma glucose and glucose tolerance test in diabetic rats(ˉx ± s，n=10)

Tab 2 Effect of C.militaris on glycosylated hemoglobin and glycosylated serum protein contents in diabetic rats(±s，n=10)

Tab 2 Effect of C.militaris on glycosylated hemoglobin and glycosylated serum protein contents in diabetic rats(±s，n=10)

##P ＜0.01 vs normal control;＊＊P ＜0.01 vs model control

Group Glycosylated hemoglobin Gglycosylated serum protein/mmol·L -1 Normal 45.36±4.25 1.19±0.10 Model 92.15±8.43## 2.31±0.13##C.militaris 77.05±7.23＊＊ 1.62±0.12＊＊

3.2對胰腺組織顯微結構的影響光鏡下，正常組大鼠胰島結構完整，外形飽滿規(guī)則，輪廓清晰;模型組大鼠胰島形態(tài)不規(guī)則，結構受破壞，輪廓消失，與周圍組織難以區(qū)分;蛹蟲草組大鼠胰島外形與正常組相比有所減小，但與模型組相比邊界清晰，形態(tài)規(guī)則，結構完整。提示蛹蟲草可較好的修復糖尿病大鼠受損的胰島組織結構，對胰島具有較好的保護作用。

3.3對胰島β細胞亞顯微結構的影響電鏡下，正常組大鼠胰島β細胞結構完整，細胞間界限清晰;細胞核呈卵圓形，核膜光滑，核仁清晰，核染色質(zhì)均勻;胞質(zhì)內(nèi)散有線粒體，數(shù)量較多，呈圓形或細長形，線粒體內(nèi)嵴排列規(guī)則;粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)豐富，結構完整，排列緊密。模型組大鼠胰島中某些β細胞呈現(xiàn)凋亡早期改變，表現(xiàn)為細胞體積變小，細胞核固縮，核膜腫脹呈不規(guī)則狀，核周隙增大;核仁消失，核染色質(zhì)降解、聚集，甚至呈板塊狀;胞質(zhì)中粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)出現(xiàn)不同程度的腫脹，排列間隙擴大，甚至出現(xiàn)大量氣泡;線粒體數(shù)量減少，大部分發(fā)生腫脹，線粒體嵴和基質(zhì)溶解消失且伴有氣泡出現(xiàn)。蛹蟲草組β細胞邊界清晰，細胞核呈圓形，核膜光滑，核周隙略有擴張。粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)少量發(fā)生腫脹，擴張程度減輕。胞質(zhì)中線粒體腫脹程度降低，未見空泡現(xiàn)象。提示蛹蟲草對胰島β細胞的亞顯微結構有較好的保護作用。

4 討論

臨床上通常以空腹血糖、口服葡糖糖耐量等指標診斷糖尿病。此外，結合糖化血紅蛋白和糖化血清蛋白反映糖尿病患者血糖長期控制水平，彌補了空腹血糖只反映瞬時血糖值的不足［3］。本實驗結果表明，蛹蟲草能顯著降低糖尿病大鼠空腹血糖值，提高葡萄糖耐量，降低糖化血紅蛋白和糖化血清蛋白含量，提示蛹蟲草具有明顯的降血糖作用。

研究表明［4］，糖尿病狀態(tài)下機體抗氧化能力下降，氧化應激增加，機體處于長期的高血糖和氧化應激狀態(tài)［5］。在糖尿病臨床研究中發(fā)現(xiàn)［6］，清除體內(nèi)過多的自由基，提高機體和胰腺組織的抗氧化能力可有效改善糖尿病癥狀。本實驗結果顯示，糖尿病模型大鼠肝臟和胰腺中SOD、CAT和GSHPX活力下降。蛹蟲草治療后，糖尿病大鼠肝臟和胰腺中抗氧化酶活力得到了提高，提示蛹蟲草能提高糖尿病大鼠機體及胰腺組織的抗氧化能力，從而起到降低血糖的作用。

胰腺組織的抗氧化能力遠低于體內(nèi)的其它組織，主要表現(xiàn)為其中所含的抗氧化酶含量較少，對自由基損傷敏感［7］。在糖尿病狀態(tài)下，氧化應激會造成胰島β細胞受損而導致其合成及分泌胰島素的能力下降。本實驗對胰島組織的顯微和亞顯微結構研究結果表明，蛹蟲草對胰島β細胞具有保護作用，該作用與其提高機體及胰腺組織的抗氧化能力密切相關。

綜上可知，蛹蟲草具有良好的降血糖作用，其作用機制與清除體內(nèi)自由基，提高機體和胰腺的抗氧化能力，修復受損的胰島β細胞有關。

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