麻黃及其成分對糖尿病改善的探討*

修麗梅，劉繼前，尚憲榮，三蒲亮，小林崇雄，宋清華，張鳳霞，丁宗鐵

（1.中國中醫(yī)科學(xué)院廣安門醫(yī)院特需醫(yī)療部，北京 100053；

2.北京中醫(yī)藥大學(xué)東方醫(yī)院周圍血管科，北京 100078；3.原日本秋田大學(xué)第三內(nèi)科；

4.原日本東京大學(xué)生體防御；5.日本東京藥科大學(xué)綜合醫(yī)療部）

鏈脲佐菌素（STZ）經(jīng)常被用于糖尿病動物模型的制作［3］。由鏈脲佐菌素引起糖尿病的發(fā)病機制是STZ引起特殊位點烷基化，進一步導(dǎo)致多聚ADP-核糖體激活，胰島 B細胞內(nèi) NAD+和 ATP耗竭，導(dǎo)致大量反應(yīng)性氧簇產(chǎn)生，最終使胰臟B細胞的機能降低以致變性［4-6］。投與大量的鏈脲佐菌素所制成的糖尿病動物可以替代人類 I型糖尿病模型［7］。麻黃是麻黃科植物麻黃的根，它具有發(fā)汗解表、利水等功效，在臨床常用于發(fā)汗、解熱、抗炎等。但是在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的應(yīng)用中沒有治療糖尿病的記載。我們報道了用麻黃湯來抑制鏈脲佐菌素所誘發(fā)的糖尿病型小鼠的高血糖。在麻黃湯的構(gòu)成藥物中，麻黃被認為有保護胰島以及改善糖耐量的作用［8］。麻黃湯的成分為麻黃、甘草、杏仁、桂枝（Fig.1 a）。麻黃中存在很多 Alkaloid和 Ephedrine等成分。Ephedrine又分為 L-ephedrine和 D-ephedrine（Fig.1 b）。本實驗是以闡明麻黃中的活性成分為目的，側(cè)重探討麻黃提取物麻黃堿的成分以及 L-ephedrine對 STZ所誘發(fā)糖尿病小鼠的影響。

圖1

1 材料與方法

1.1 動物

從日本 Kurea公司（東京）購入雄性 BALB/c小鼠（8周齡）作為實驗動物。據(jù)報道，模型穩(wěn)定性與性別有關(guān)，雄鼠于腹腔注射 STZ14d后模型即可穩(wěn)定，雌鼠腹腔注射 STZ4周后模型比較穩(wěn)定［9］。動物在室溫24℃ ±1℃飼養(yǎng)，讓其自由攝取固體飼料（CE-2，日本 Kurea）。

1.2 試藥的準備

從內(nèi)田藥廠購入生麻黃10g用蒸餾水600 ml煎煮成約350 ml，離心后取上清。其中麻黃提取物的收取率是15％。另外，把粉碎成粗粉末狀的麻黃（10g），用酒精提取 3次，加入鹽酸得到乳白色沉淀，從這個沉淀中分離出的 Alkaloid用于實驗。Alkaloid的收取率是0.7％。L-ephedrine（大日本制藥）是采用市面銷售的試藥用于實驗。

1.3 糖尿病模型的制作

把鏈脲佐菌素（STZ，Sigma，USA）溶于10 ml的citrate溶液（pH 4.4），以200 mg/kg注射于禁食 18h小鼠的腹腔內(nèi)，然后從小鼠的尾靜脈采血。用日本東京山之內(nèi)會社生產(chǎn)的血糖測試儀測定血糖，在投入STZ第4天后，把血糖值在200～500 mg/dl范圍內(nèi)的小鼠選為實驗動物。在投入STZ的第4天后，把實驗用的藥物用水溶解，作為小鼠的飲用水，讓小鼠飲用2周。藥物的投入濃度分別為麻黃，2.86mg/ml、Alkaloid，0.0125mg/ml、L-ephedrine，0.0125 mg/ml。把單獨飲水的糖尿病小鼠作為對照組。

1.4 胰臟的組織檢查

給藥2周后取出胰臟，用10％中性福爾馬林溶液保存。在用石蠟包埋后進行 Hematoxylin-eosin染色。一部分用布胺溶液進行再固定后，做 Gimori’s aldehyde-fuchsin染色。

1.5 統(tǒng)計

數(shù)據(jù)用 Student＇s t-test進行檢驗和分析。

2 結(jié)果

2.1 麻黃成分對血糖值的影響

以高血糖（200～500mg/dl）的小鼠為對象，探討麻黃提取物，分離麻黃堿及 L-ephedrine對血糖值的影響。血糖值在試藥投入前和投入開始的第3、6、14天進行測定。飲水的糖尿病對照組的血糖值持續(xù)上升，而以麻黃提取物、Alkaloid以及 L-ephedrine經(jīng)口給藥小鼠的高血糖被抑制，但是抑制的時期不同。麻黃提取物組的血糖值與對照組相比，在投入的第3天顯示降低的趨勢，在投入的第14天具有明顯的降低（P＜0.05）。Alkaloid投入組和麻黃提取物組在第14天同樣明顯降低（P＜0.05）。L-ephedrine投入組在第3天呈現(xiàn)出最強的血糖抑制作用（P＜0.05），但是在第 6天與對照組沒有差別（Fig.2），或許由于活性成分的純化會使這種效果出現(xiàn)得更早。

2.2 對體重的影響

體重的測量結(jié)果，投入水的糖尿病對照組體重持續(xù)減少；到第6天藥物投入組全部顯示抑制體重減輕的傾向；第14天 Alkaloid投入組與對照組相比，出現(xiàn)體重下降；麻黃提取組與 L-Ephedrine投入組與對照組相比具有抑制體重下降的趨勢（Fig.3）。

圖2

圖3

2.3 組織檢查

2.3.1 組織所見 在飲水的糖尿病對照組的胰組織成像中顯示出胰島萎縮，用 aldehyde-fuchsin染色完全看不見陽性B細胞。麻黃提取物、Alkaloid以及 L-ephedrine投入組與對照組相比，出現(xiàn)胰島再生現(xiàn)象，用aldehyde-fuchsin染色后在胰島中發(fā)現(xiàn)多數(shù)陽性 B細胞再生（Fig.4）。

圖4

2.3.2 胰島的數(shù)量及面積 飲水的糖尿病對照組的胰島數(shù)以及其胰島面積占胰組織的面積比例減少，而麻黃提取物以及 L-ephedrine投入組的胰島數(shù)比糖尿病對照組有明顯的提高（P＜0.05）。Alkaloid投入組也有增加的傾向（Fig.5a）。Alkaloid及L-ephedrine投入組的胰島面積有顯著的增加（P＜0.05及 P＜0.01），麻黃提取物的胰島面積也有增加的趨勢（Fig.5 b）。麻黃提取物 Alkaloid以及L-ephedrine投入組在胰組織中所占胰島面積的比例有顯著改善（P＜0.05及 P＜0.01），特別是L-ephedrine投入組在胰組織中所占的胰島面積改善得最顯著（Fig.5 c）。

圖5

3 討論

麻黃的成分主要有 Alkaloid、多糖類 tannin、feruloylhistamine等，Ephedran是 Alkaloid的主要成分，Ephedrine 又分為 L-ephedrine 和 D-ephedrine［10］。據(jù)報道，用麻黃水提取物向小鼠腹腔內(nèi)注射，7h及24h后便可看到血糖值顯著降低，多糖類的Ephedran A-E 是其活性本質(zhì)［11］。但是，Ephedran AE經(jīng)口給藥卻是無效的。一方面對于正常小鼠，即使Ephedran經(jīng)口給藥也會造成急性低血糖，這證明Ephedran具有刺激交感神經(jīng)的作用［12］。

我們已經(jīng)報道了麻黃湯及其構(gòu)成成分麻黃都具有明顯抑制高血糖作用［13］，對于 STZ所引起的胰島損害有其明顯的改善，麻黃能夠抑制實驗后血糖的上升［14］。麻黃的這些效果在投入后的數(shù)日中被發(fā)現(xiàn)，并不伴有體重的減少，考慮是交感神經(jīng)刺激以外的機制。

因此，我們?yōu)檎f明麻黃及其 Alkaloid和 L-ephedrine對糖尿病癥狀緩解的作用機理，用 STZ誘發(fā)糖尿病小鼠，經(jīng)口給麻黃及其成分以探討其對高血糖的作用及對組織的影響。結(jié)果是麻黃對STZ所誘發(fā)的糖尿病小鼠的高血糖具有抑制作用，這與我們以前的報道相一致。另外，麻黃的 Alkaloid和 L-ephedrine也被認為有此作用。麻黃在投入后的第3天及第14天對血糖值的增加有所抑制，L-ephedrine在第3天開始抑制血糖的增加。L-ephedrine與麻黃相比較，其作用快、時間短。考慮到有可能麻黃降血糖的活性成分不僅僅是L-ephedrine。

作為消耗性疾病經(jīng)常可以看到糖尿病患者的體重下降。麻黃提取物，Alkaloid及 L-ephedrine能夠抑制糖尿病小鼠體重的下降。臨床上也有報道用麻黃及 L-ephedrine對糖尿病癥狀有改善作用［15-18］，與本研究結(jié)論是一致的。

STZ對糖尿病小鼠胰島的損害是顯而易見的。可以預(yù)想由于麻黃及其成分對血糖值増加的抑制，而直接影響胰臟組織。根據(jù)所觀察到的胰島數(shù)量、面積及胰島組織像，說明麻黃提取物、Alkaloid及 L-ephedrine能夠提高胰島數(shù)量和面積［19］，進一步使胰組織中胰島所占胰組織面積的比例有所增加。在這其中，L-ephedrine是被認為最明顯改善胰島的再生。另外在再生的胰組織中通過aldehyde-fuchsin染色所顯現(xiàn)的陽性B細胞在胰島中多數(shù)被確認。考慮麻黃及其成分對糖尿病的作用是使變性和萎縮的胰島再生，促進胰島中胰島素的分泌，改善高血糖，且不降低正常動物血糖［20］。

根據(jù)以上結(jié)果進綜合推斷，麻黃發(fā)揮抑制高血糖的作用，主要成分是 L-ephedrine。眾所周知，L-ephedrine對中樞神經(jīng)有興奮作用，但其對胰臟的直接作用卻沒有相關(guān)報道，因此本研究的結(jié)論是一個創(chuàng)新。

我們已經(jīng)報道了用包含麻黃的中藥湯劑給2型糖尿病患者服用1個月，使其血糖值和 HbA1C下降［21］。另外也報道，用中藥人參湯抑制由于多次投入STZ所引起的自身免疫性糖尿病小鼠以及NOD小鼠的糖尿病的發(fā)病［22、23］。這次用小鼠所確認的L-ephedrine對胰組織的效果提示，也許有經(jīng)口服用的糖尿病藥物代替胰島素的部分治療作用。本研究通過應(yīng)用中藥降糖的結(jié)果，可能會給糖尿病患者的治療帶來一點新的福音。

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