紫心甘薯黃酮提取物對糖尿病大鼠糖脂代謝的影響

姜慧芳，李向榮，唐 超

(1.浙江大學城市學院醫學與生命科學學院，浙江 杭州 310015;2.浙江大學藥學院，浙江 杭州 310058)

糖尿病是一種多病因的代謝疾病，特點是慢性高血糖，在糖尿病發病過程中，由于胰島素分泌絕對或相對不足，機體激素敏感性脂肪酶活性增加，產生葡萄糖利用障礙，抗脂解作用降低，使得血糖和 TC、TG、LDL-C血脂指標水平增高，對機體產生糖毒性和脂毒性作用，使體內糖、脂、蛋白質等多種代謝紊亂，進而導致心血管病變、腎功能衰竭、視網膜病變以及神經系統障礙性病變等多種并發癥的發生，嚴重影響患者的生活質量。同時，這些并發癥也是糖尿病患者死亡的一個重要原因。因此，深入研究糖尿病糖代謝和脂代謝之間的關系，積極糾正糖尿病糖脂代謝異常，對降低糖尿病的死亡率及改善患者生存質量是十分重要和必要的。

紫心甘薯是我國科技工作者從日本引進的新品種，紫色甘薯不同于一般的甘薯品種，它含有大量的黃酮類化合物，紫心甘薯含有的黃酮類化合物穩定性高，對熱、光、酸比較穩定。近年來，國內外研究表明，紫心甘薯黃酮提取物具有清除自由基強抗氧化、抗腫瘤、預防和防止心腦血管疾病、抑菌等多種藥理功能，但未見降糖降脂作用的研究。本實驗通過研究紫心甘薯黃酮提取物對鏈脲佐菌素(STZ)誘導的糖尿病大鼠的降糖降脂作用，為進一步開發紫心甘薯提供實驗參考。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 健康雄性SD大鼠:體重150～170 g，清潔級，購于浙江省醫學科學院實驗動物中心，合格證號:SCXK(浙)2008-0033;實驗過程中大鼠的飼養環境穩定，保持室溫(24±1)℃，相對濕度(55±10)%，燈光控制12 h晝夜交替，基礎飼料喂養1周后進行分組。

1.2 材料及試劑 紫心甘薯購于山東臨沂;鏈脲佐菌素STZ(Sigma，批號019K1022);鹽酸二甲雙胍片(浙江亞太藥業股份有限公司，批號0908210);血糖試紙(美國強生，批號2950567、2968031010);糖化血清蛋白(GSP)、總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL-C)、高密度脂蛋白(HDL-C)測定試劑盒(南京建成生物工程研究所)。

1.3 儀器 穩步血糖儀(美國強生);KQ-700DB型數控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司公司);臺式高速冷凍離心機Allegra 64R(美國貝克曼庫爾特實驗有限公司);漩渦混勻器(江蘇金壇市江南儀器公司);數顯恒溫水浴鍋HH-4(國化電器有限公司);Sunrise-BASIC酶標儀(瑞士TECAN)。

1.4 方法

1.4.1 PSPF的提取 紫心甘薯粉末置于燒杯中，用20倍量體積分數70%乙醇在60℃下超聲提取35 min，固定超聲電功率為560 W，超聲頻率為40 kHz。經超聲提取后，抽濾，棄去固體殘渣，濾液旋轉蒸發后濃縮備用。

1.4.2 動物分組及處理 72只SD大鼠適應性喂養1周后，隨機取出12只作為正常對照組，其余的大鼠禁食12 h后，按65 mg·kg劑量，一次性腹腔注射1%STZ，1周后禁食不禁水，采尾血測得空腹血糖值≥11.1 mmol·L為糖尿病成模大鼠，將糖尿病大鼠按照血糖值和體重隨機分為5組，每組12只大鼠，即糖尿病模型組(灌胃等體積生理鹽水)，紫心甘薯黃酮提取物高(240 mg·kg)，中(120 mg·kg)，低(60 mg·kg)3組，陽性對照組(二甲雙胍90 mg·kg);正常對照組灌胃等體積生理鹽水。

1.4.3 指標的測定 實驗共進行4周，每天測體重、飲食量、飲水量;每2周測量一次血糖，4周后眼眶取血，離心取血清按照試劑盒說明測量 GSP、TC、TG、HDL-C、LDL-C。

2 結果

2.1 紫心甘薯黃酮提取物對STZ糖尿病大鼠體重、飲食量及飲水量的影響 造模后，模型組大鼠平均體重明顯下降，平均飲食量和平均飲水量明顯增多，與正常對照組有顯著性差異(P＜0.01)。PSPF灌胃組和二甲雙胍組體重、飲食量明顯增加，飲水量明顯減少，高、中、低灌胃組效果明顯，與模型組有顯著性差異(P＜0.05)，PSPF高劑量組作用優于二甲雙胍組，結果見表1。

表1 紫心甘薯黃酮提取物對STZ糖尿病大鼠體重、飲食量及飲水量的影響Table 1 Effect of PSPE on body weight，food and fluid intake of diabetic rats in all groups(n=12，)

2.2 紫心甘薯黃酮提取物對STZ糖尿病大鼠血糖、GSP的影響 灌胃二甲雙胍、PSPF的三組血糖值明顯下降，PSPF各個灌胃組，隨著劑量的增加，血糖水平呈現逐步降低的趨勢，高、中、低兩組降糖作用顯著低于模型組大鼠的血糖值(P＜0.05)，高、中劑量組降糖作用明顯，與二甲雙胍組無顯著性差異(P＜0.01)。此外，糖尿病模型組GSP明顯高于正常組(P＜0.01)，PSPF各個灌胃組均有所降低，高劑量、中劑量組較模型組降低效果顯著(P＜0.01)，高劑量組和陽性組無顯著性差異。結果見表2、圖 1。

表2 紫心甘薯黃酮提取物對STZ糖尿病大鼠血糖及其GSP的影響Table 2 Effect of PSPF on the blood glucose and GSP in diabetic rats(mmol·L-1，n=12，)

圖1 紫心甘薯黃酮提取物對STZ糖尿病大鼠血糖的影響Fig.1 Effect of PSPF on the blood glucose in diabetic rats(mmol·L-1，n=12，)

2.3 紫心甘薯黃酮提取物對STZ糖尿病大鼠血脂的影響 模型組血清TC、TG、LDL-C的含量顯著高于對照組(P＜0.01)，HDL-C的含量顯著低于對照組(P＜0.01)。灌胃PSPF4周后，各項指標明顯改善，相對于模型組，PSPF高、中劑量組和二甲雙胍組都能降低高脂血癥大鼠血清TC、TG、LDL-C和升高大鼠血清 HDL-C(P ＜0.01)，三組之間均無顯著性差異，說明在一定程度上，PSPF可以達到二甲雙胍調節血脂的效果，并且PSPF高、中劑量組和二甲雙胍組與空白組對照均無顯著差異，說明作用效果顯著，可以部分糾正糖尿病造成的脂代謝異常，使糖尿病大鼠的 TC、TG、LDL-C、HDL-C接近正常大鼠水平。結果見表3。

2.4 血糖指標和血脂指標之間相關性分析 GSP、TC 、TG、LDL-C和2周FBG、4周FBG呈正相關，且統計學分析相關性顯著(P＜0.0001);HDL-C 和2周 FBG、4周FBG呈負相關(P＜0.0001)。結果見表 4。

表3 紫心甘薯黃酮提取物對STZ糖尿病大鼠血脂代謝的影響Table 3 Effect of PSPF on the content of TC，TG，LDL-C，HDL-C in blood serum of diabetic rats(mmol·L-1，n=12，)

表4 2周 FBG、4周 FBG 和 GSP、TC 、TG、LDL-C、HDL-C相關性分析Table 4 One-factor-correlation anaysis of 2 W FBG，4 W FBG and GSP，TC，TG，LDL-C，HDL-C

3 討論

鏈脲佐菌素(STZ)是一種DNA烷基化試劑，能通過GLUT2葡萄糖轉運蛋白獨自進入細胞，可選擇性地損壞多種動物的β細胞，一次大劑量注射STZ，可以直接引起胰島β細胞的廣泛破壞，引起實驗性糖尿病，STZ誘導的糖尿病大鼠模型是研究糖尿病治療藥物療效的常用動物模型。本實驗，我們通過一次大劑量注射STZ，誘導糖尿病模型。大鼠注射STZ 3d后即出現多尿、多飲、多食的三多癥狀，且造模組大鼠血糖一直顯著高于空白對照組，說明糖尿病模型造型成功。實驗過程中糖尿病大鼠高血糖、“三多一少”的癥狀一直存在，而且呈現持續加重狀態。糖尿病大鼠4 W灌胃實驗表明，PSPF對STZ致糖尿病大鼠具有緩解病鼠消瘦，多飲多食等癥狀的作用。實驗結束時PSPF高劑量組大鼠空腹血糖比實驗初期降低30.67%，優于二甲雙胍組的22.35%，說明 PSPF可以有效降低糖尿病大鼠血糖水平，改善糖尿病癥狀。

本實驗建立的鏈脲佐菌素糖尿病大鼠模型在出現高血糖癥狀后，也表現出高脂血癥現象。這說明糖脂代謝紊亂的存在。PSPF在降低血糖的同時，高、中劑量灌胃組還能顯著的降低糖尿病大鼠的 TC、TG、LDL-C 含量(P ＜0.01)，顯著提高HDL-C含量(P＜0.01)。大量的實驗已經證明，PSPF具有清除自由基，抗氧化作用。這可能是因為隨著體內自由基的減少，胰島β細胞得到修復，胰島素分泌增多，糖尿病大鼠血糖得到改善，隨著糖尿病血糖的降低，體內的脂質代謝紊亂有所改善。

糖化血清蛋白(Glycosylated serum protein，GSP)是血漿中的蛋白質與葡萄糖非酶糖化過程中形成的一種高分子酮胺結構，類似果糖胺的物質，它的濃度與血糖水平成正相關，并相對保持穩定，日間變異小，它的測定不受進食、運動、機體狀況、即時血糖的影響，可以反映糖尿病患者檢測前l～3周內的平均血糖水平，實驗結果顯示，紫心甘薯灌胃組GSP顯著降低，表明紫心甘薯黃酮提取物能有效控制糖尿病大鼠血糖升高，和實驗中血糖變化相符合。

綜上所述，紫心甘薯黃酮提取物對STZ引起的糖尿病大鼠有明顯的治療作用，可以有效降低糖尿病大鼠血糖、血脂，這些作用對防治糖尿病并發癥的發生具有積極的意義。本實驗結果為紫心甘薯黃酮提取物將來進一步對糖尿病及其并發癥的防治研究提供了實驗依據。而且中國是世界上甘薯產量最大的國家，紫心甘薯黃酮提取物純天然，綠色環保，紫心甘薯也可以被開發成保健品，前景廣闊。

［1］XUE Sheng-xia，JIN Li-qin，JIA Dong-ming，et al(薛勝霞，金麗琴，賈東明，等).Effects of the derivatives of achyranthes bidentata polysaccharides on blood glucose and blood lipids in diabetic rats［J］.Chin Pharm J(中國藥學雜志)，2009，44(2)，107-110.(in Chinese)

［2］FARA J M，LU H L，CIANFLONE K.Diabetes，lipids and adipocyte secretagogues［J］.Biochem Cell Biol，2004，82(1):170-190.

［3］COX S L. Rosiglitazone maleate/metformin hydrochloride:a new formulation therapy for type 2 diabetes.［J］.Drugs of Today，2004，40(7):633-643.

［4］LU Guo-quan，REN Yun，TANG Zhong-hou，et al(陸國權，任 韻，唐忠厚，等).Flavonoid extraction and flavonoid content genotypic variation in sweetpotatostorageroots［J］.Journalof Zhejiang University:Agriculture＆Life Science(浙江大學學報:農業與生命科學版)，2005，31(5):541-544.(in Chinese)

［5］YE Xiao-li，LI Xue-gang，LI Kun-pei，et a1(葉小利，李學剛，李坤培，等).Studies on the hue stability of anthocyaninin purple-sweet potato［J］.Journal of Southwest China Normal University(NatureScience)(西南師范大學學報:自然科學版)，2003，28(5):725-729.(in Chinese)

［6］LU Guo-ming，LAN Xiao-ming，LOU Xiao-bo，et al(陸國權，藍小明，樓小波，等).Study on physical and chemical properties of red pigments from purple sweet potato(PSP)［J］.Journal of Zhejiang Agricultural University(浙江農業大學學報)，1996，22(3):308-311.(in Chinese)

［7］CHEN Yong，ZHANG Qing(陳 勇，張 晴).Study on the Adsorbing and Refining Colorant from Purple Sweet Potato with Macro-porous Resin［J］.China Food Additives(中國食品添加劑)，2001，1:6-9.(in Chinese)

［8］WEN Tao-yong，LIU Xiao-qiang(溫桃勇，劉小強).Research progress on nutritive components and medicinal value of purple sweet potato［J］.Journal of Anhui Agri.Sci(安徽農業科學)，2009，37(5):1954-1956.(in Chinese)

［9］WANG Shan，DENG Ze-yuan，CAO Shu-wen，et al(王 杉，鄧澤元，曹樹穩，等).Studies on antioxidative functions ofpurple-fleshed sweet potato anthocyanin in vivo［J］.Acta Nutrimenta Sinica(營養學報)，2005，27(3):245-248.(in Chinese)

［10］GAO Li-wei，HUI Yu-zhuo，LI Xiang-rong(高麗威，回玉琢，李向榮).Study on flavonoids purification by macroporous resin and antioxidant activity of flavonoids in purple sweet potato［J］.Chin Pharm J(中國藥學雜志)，2010，45(17)，1323-1326.(in Chinese)

［11］KANO M，TAKAYANAGI T，HARADA K，et al.Antioxidative activity of anthocyanins from purple sweet potato， ipomoera batatas cultivar ayamurasaki［J］.Bioscience，Biotechnology，and Biochemistry，2005，69(5)，979-988.

［12］KOWALCZYK E，KRZESI?SKI P，KURA M，Anthocyanins in medicine［J］.Pol J Pharmacol，2003，55(5):699-702.

［13］ZHANG Zhuo，ZHOU Bo(張 卓，周 波).Advances in apoptosis of tumor-cell induced by anthocyanidins［J］.Journal of International Oncology(國際腫瘤學雜志)，2006，33(11):831-835.(in Chinese)

［14］YE Xiao-li，LI Xue-gang，LI Kun-pei(葉小利，李學剛，李坤培).Effect of polysaccharide in purple sweet potato on the antitumor activity of cancer bearing mice［J］.Journal of Southwest China Normal University:Natural Science Edition(西南師范大學學報:自然科學版)，2005，30(2):332-336.(in Chinese)

［15］YUE Jing，FANG Hong-jun(岳 靜，方宏筠).Preliminary study of purple sweet potato color in vitro antibacterial activity ［J］.Liaoning Agricultural Science(遼寧農業科學)，2005(2):47-47.(in Chinese)

［16］RAHLENBECK S I.Monitoring diabetic control in developing countries:a review of glycated haemoglobin and fructosamine assays［J］.Trop Doct，1998，28(1):9-15.