沙棘籽渣多糖對正常及糖尿病模型動物血糖的影響

張 雯*，黃曉青，王捷思，瞿偉菁

華東師范大學生命科學學院，上海 200062

沙棘籽渣多糖對正常及糖尿病模型動物血糖的影響

張 雯*，黃曉青，王捷思，瞿偉菁

華東師范大學生命科學學院，上海 200062

本文研究了沙棘籽渣多糖(Polysaccharides from seed residue ofHippophae rhamnoideL.，PSH)對正常小鼠及實驗性2型糖尿病大鼠血糖、血脂代謝的影響。以100、200和400 mg/kg劑量的PSH連續灌胃正常小鼠20 d;以50和100 mg/kg劑量的PSH連續灌胃由煙酰胺聯合鏈脲佐菌素誘導的類似2型糖尿病大鼠3周，測定血糖、糖基化血清蛋白、血清胰島素、血清總膽固醇、甘油三酯及肝糖原含量。結果顯示:PSH對正常小鼠的血糖和血脂代謝沒有明顯影響;但能明顯降低2型糖尿病大鼠的血清葡萄糖、總膽固醇和糖基化血清蛋白水平，同時顯著增加糖尿病大鼠的血清胰島素含量。上述結果表明:PSH在實驗性2型糖尿病大鼠模型上具有降血糖和降膽固醇的活性。

沙棘籽渣多糖(PSH);2型糖尿病大鼠;降血糖作用

沙棘(Hippophae rhamnoide L.，seabuckthorn)為胡頹子科(Elaeagnaceae)沙棘屬的灌木或小喬木，具有良好的改良土壤和水土保持功能，并具備很高的藥用價值［1，2］。本課題組前期圍繞榨取籽油后的沙棘籽渣進行了系列研究，結果顯示:籽渣水提物在鏈脲佐菌素誘導的糖尿病大鼠模型上有明顯的降血糖、降血脂及抗氧化活性［3］;成分分析表明其中可溶性多糖含量較高［3］，提示水提物中發揮降血糖活性的主要組分可能為多糖。在此基礎上，為明確沙棘籽渣水提部位降血糖活性的物質基礎，本文分離提取了籽渣多糖并觀測了其對正常及實驗性2型糖尿病模型動物血糖和血脂的影響，對籽渣多糖可能的降血糖活性進行了評價。

1 材料

1.1 材料與儀器

1.1.1 沙棘籽渣

沙棘籽渣(seed residues ofHippophae rhamnoidesL.)由內蒙古宇航人有限公司提供，所用沙棘的生藥學鑒定由華東師范大學生物學系李宏慶副教授進行，存證標本號:No.Wang S.Y.2006001，存放于華東師范大學生命科學學院植物標本館(HSNU)。

1.1.2 沙棘籽渣多糖的制備

沙棘籽渣經石油醚脫脂后以熱水浸提，水提液經Sevage法除蛋白，而后以80%乙醇(終濃度)沉淀，沉淀物經70%、80%、95%和100%乙醇及乙醚脫水，獲淺棕色粉末——沙棘籽渣多糖(Polysaccharides from seed residue ofHippophae rhamnoideL.，PSH)，純度大于50%。

1.1.3 實驗動物

昆明種雄性小鼠(KM小鼠)，體重20～25 g，由復旦大學醫學院實驗動物中心提供，合格證號:醫動字02-22-1號。雄性SD大鼠，體重220～230 g，購自上海西普爾－必凱實驗動物公司，實驗動物合格證號:SCXK(滬)2008-0016。實驗動物飼養于學院動物房，處于空氣流通，室溫23～25℃的環境中;動物給予標準實驗動物飼料，自由飲水飲食，飼料具體成分為:大麥粉20%、脫水菜10%、豆粉20%、酵母1%、玉米粉16%、麩皮16%、魚粉10%、食鹽2%、骨粉5%。

1.1.4 藥品與試劑

鏈脲佐菌素(streptozotocin，STZ，Sigma公司產品)、煙酰胺(上海生化技術公司產品)，美吡達(市售，Pharmacia＆Upjohn.公司產品，批號9ERLD1)、乙醇、正丁醇、氯仿等均為國產分析純試劑。酶法血清葡萄糖(serum glucose，Glu)、甘油三酯(triglyceride，TG)、總膽固醇(total cholesterol，TC)測定試劑盒購自上海科欣生物技術研究所;糖基化血清蛋白(glycosylated serum protein，GSP)和肝糖原(Glycogen)測定試劑盒購自南京建成生物工程研究所。

1.1.5 儀器

BS210S電子天平(Sartorius)，酶聯免疫測定儀(Bio-tek exl 800)，DK-S24恒溫水浴鍋(上海精宏實驗設備有限公司)，DHG-9246A烘箱(上海精宏實驗設備有限公司)，XW-80A旋渦混合器(上海醫科大學儀器廠)，R1002B型旋轉蒸發儀(上海申生科技有限公司)，SHB-Ⅲ循環水式真空泵(上海申勝生物技術有限公司)，TL-16R臺式高速冷凍離心機(上海離心機械研究所)，超低溫冰箱(Thermo)。

1.2 方法

1.2.1 正常小鼠分組與給藥

正常雄性小鼠，適應性喂養3 d后隨機分為對照組(給予蒸餾水)，PSH低、中、高劑量組，分別給予100、200和400 mg/kg體重(body weight，B.W.)劑量的PSH，每組10只。給藥組每天灌胃(ig)給予相應劑量的PSH，對照組ig等體積蒸餾水，每天1次，連續20 d。20 d時，各組小鼠禁食10 h，眼竇脈采血并處死，進行相關血液生化指標及肝糖原分析。

1.2.2 實驗性2型糖尿病大鼠模型的制備

參考Masiello等人的模型制備方法［4］，并稍做更改:雄性SD大鼠適應性喂養3 d后隨機分出8只為正常對照組(Normal control)，其余為模型制備組。模型制備組大鼠禁食6 h后腹腔注射230 mg/kg劑量煙酰胺溶液(生理鹽水配制，現配現用)，15 min后，按體重60 mg/kg劑量尾靜脈注射STZ溶液(PH 4.4檸檬酸緩沖液配制，現配現用)進行2型糖尿病誘導。4周后所有動物禁食10 h，尾靜脈取血，分離血清，測定血清葡萄糖，選擇血糖值極顯著高于正常大鼠者為成型大鼠。

1.2.3 糖尿病大鼠分組與降糖實驗

試驗共分5組，除正常對照組外，成型大鼠隨機分為4組，每組8只，分別為:模型對照組(Diabetic control)，美吡達組(glipizide，Glip)、PSH低劑量組和高劑量組。美吡達組大鼠按5 mg/(kg·d)劑量灌胃給予(ig)美吡達;PSH低、高劑量治療組分別按50 mg/(kg·d)和100 mg/(kg·d)劑量ig PSH;正常對照組和模型對照組ig等體積蒸餾水，連續3 w。正常大鼠及各組糖尿病大鼠正常飲食，自由飲水，每天觀察大鼠活動程度，體毛色澤、飲食、飲水及糞便形狀等。21 d時，各組動物禁食10 h，眼竇脈采血并處死，分離血清，檢測相關生化指標。指標測定前，所有樣品保存于-70°C。

1.2.4 血清生化指標測定

血清中Glu、TC、TG和GSP含量;肝臟中糖原含量按試劑盒說明書方法測定。血清胰島素(Insulin，Ins)含量采用放射免疫法測定，由上海市第一人民醫院測定。

1.3 統計學分析

所有數據利用SPSS 11.5軟件分析，結果以x±s表示，組間比較采用單因素方差分析(One-way analysis of variance，ANOVA)，并用Duncan法進行多重比較，P＜0.05為差異顯著，P＜0.01為差異極顯著。

2 結果

2.1 PSH對正常小鼠血糖的影響

連續灌胃PSH 20 d，受試正常小鼠空腹血糖含量變化見表1，結果顯示各組間血糖值無明顯差異(P＞0.05)。

表1 PSH對正常小鼠空腹血糖水平的影響Table 1 Effect of PSH on fasting serum glucose level in normal mice

2.2 PSH對正常小鼠肝糖原含量的影響

如圖1所示，給予100、200和400 mg/kg劑量PSH的受試組肝糖原含量分別為:3.41±1.48，3.36±2.10，5.02±1.96 mg/g肝重，與對照組(2.87±1.30 mg/g肝重)相比，肝糖原含量無明顯差異(P＞0.05)。

圖1 正常小鼠肝糖原含量Fig.1 Hepatic glycogen contents of normal mice

2.3 PSH對正常小鼠血脂的影響

各實驗組小鼠的血清總膽固醇和甘油三酯含量如表2所示，由結果可見:連續給藥20 d后各組小鼠間血清膽固醇和甘油三酯含量均無明顯差異(P＞0.05)。

表2PSH對正常小鼠血清總膽固醇和甘油三酯水平的影響Table 2 Effect of PSH on serum total cholesterol and triglyceride levels in normal mice

2.4 PSH對正常小鼠體重的影響

各組小鼠給藥前后的體重變化見表3，由結果可見，連續給予3個劑量的PSH 20 d，各受試組小鼠的體重與對照組相比無明顯差異(P＞0.05)。

表3 PSH對正常小鼠體重的影響Table 3 Effect of PSH on body weights of normal mice

2.5 PSH對實驗性2型糖尿病大鼠血糖水平的影響

表4為各實驗組大鼠給藥前后的空腹血糖水平，結果顯示，通過注射煙酰胺和STZ的誘導，各組糖尿病大鼠的血糖水平均極顯著高于正常對照組大鼠(P＜0.01)。連續給藥21 d后，50和100 mg/kg PSH給藥組大鼠的血糖水平均極顯著低于模型對照組大鼠(P＜0.01)，降低幅度分別為11.42%及15.07%，表明PSH可明顯降低實驗性2型糖尿病大鼠的血糖水平。P

表4 PSH對糖尿病大鼠空腹血清葡萄糖水平的影響Table 4 Effect of PSH on fasting serum glucose level in nicotinamide-STZ induced diabetic rats

2.6 PSH對實驗性2型糖尿病大鼠糖基化血清蛋白和血清胰島素含量的影響

表5數據顯示:與正常對照組相比，糖尿病模型大鼠的GSP極顯著升高(P＜0.01);而血清Ins水平極顯著降低(P＜0.01)。連續給予50和100 mg/ kg的PSH 21 d可明顯降低糖尿病大鼠的GSP水平(P＜0.05，P＜0.01);增加血清胰島素含量(P＜0.05，P＜0.01)。P

表5 PSH對糖尿病大鼠糖基化血清蛋白和血清胰島素含量的影響Table 5 Effect of PSH on serum GSP and insulin levels in nicotinamide-STZ induced diabetic rats

2.7 PSH對實驗性2型糖尿病大鼠血脂的影響

各實驗組血清總膽固醇及甘油三酯水平如表6所示，數據顯示:與正常組相比，模型對照組大鼠血清TC水平極顯著升高(P＜0.01)。連續給予50和100 mg/kg的PSH 21 d可極顯著降低糖尿病大鼠的血清TC水平(P＜0.01)。

表6 PSH對糖尿病大鼠血清總膽固醇和甘油三酯水平的影響Table 6 Effect of PSH on serum TC and TG levels in nicotinamide-STZ induced diabetic rats

表7 PSH對糖尿病大鼠體重的影響Table 7 Effect of PSH on body weights of nicotinamide-STZ induced diabetic rats

2.8 PSH對實驗性2型糖尿病大鼠體重的影響

各實驗組大鼠給藥前后的體重變化見表7，數據顯示，連續給予50，100 mg/kg的PSH 21 d，各受試組糖尿病大鼠的體重與正常對照組及糖尿病模型對照組相比均無明顯差異(P＞0.05)。

3 討論

多糖是一類具有多方面生物功能的活性大分子。已發現的多糖的生物活性有抗腫瘤作用、消炎、抗輻射及抗凝血作用等［5，6］。對于藏醫、蒙藥的傳統藥物沙棘，曾報道沙棘果渣多糖具有抗柯薩奇病毒的作用［7］，并對離體小鼠臟器的自發的脂質過氧化有抑制作用［8］。本文在實驗室前期工作的基礎上研究了沙棘籽渣水提物中主要組分PSH對正常及實驗性2型糖尿病動物血糖和血脂的影響。結果顯示:PSH對正常小鼠的血糖、肝糖原、血清膽固醇和甘油三酯水平無明顯影響，表明PSH不影響正常生理狀態下的血糖和血脂代謝。但PSH可極顯著降低類似2型糖尿病大鼠的血糖和糖基化血清蛋白水平，糖基化血清蛋白(GSP)是血液中葡萄糖與白蛋白及其它蛋白質分子末端的氨基發生非酶促糖化反應形成的具有酮胺鍵的糖化蛋白，可反映最近2～3周內的平均血糖水平［9］，上述結果表明PSH在實驗性2型糖尿病大鼠模型上具有明顯的降血糖活性，且降糖作用穩定。此外，PSH使糖尿病大鼠的血清胰島素水平極顯著上升(P＜0.01)，提示PSH可刺激大鼠胰島素分泌，其降血糖作用可能通過這一途徑來實現。

本研究顯示:2型糖尿病模型動物的血清TC水平明顯上升，而PSH可極顯著降低模型動物升高的血清TC含量，具有明顯的降膽固醇活性。糖尿病引發的脂質代謝異常是導致動脈粥樣硬化和冠心病、腦血管病慢性病變的重要危險因素之一［10，11］。通過飲食和藥物治療來控制血脂水平也是治療糖尿病及其并發癥的一個主要途徑［12］。本研究結果提示PSH可在一定程度上改善糖尿病大鼠的脂代謝紊亂，對糖尿病并發癥的發展可能有一定的控制作用。綜合上述結果，PSH是沙棘籽渣水提部位中具有降血糖作用的有效組分，并能改善糖尿病狀況下的脂代謝紊亂，其降血糖機理還需進一步探討。

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6 Tian GY(田庚元).Study and applications of natural polysaccharides(Ⅱ).Shanghai Chem Ind(上海化工)，2000，11:23-25.

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Effects of Polysaccharides from Seed Residue of Hippophae rhamnoide L.on Serum Glucose in Normal and Experimental Diabetic Animals

ZHANG Wen*，HUANG Xiao-qing，WANG Jie-si ，QU Wei-jing School of Life Science，East China Normal University，Shanghai 200062，China

In the present study，effects of polysaccharides from seed residue ofHippophae rhamnoideL.(PSH)on serum glucose and lipid profiles in normal mice and nicotinamide-streptozotocin induced type 2-like diabetic rats were investigated.PSH were orally administered to normal mice(100，200 and 400 mg/kg)and diabetic rats(50 and 100 mg/kg) once a day lasting for 20 and 21 days，respectively.At the end of experiments，the serum glucose，insulin，total cholesterol，triglyceride，glycosylated serum protein and hepatic glycogen levels of mice and rats were measured.The results showed that oral administration of PSH had no effect in normal mice both on serum glucose and lipids levels.As for type 2-like diabetic rats，the fasting serum glucose，glycosylated serum protein and total cholesterol were lowered significantly by PSH treatment，whereas serum insulin levels were increased significantly.These results suggested that PSH might have hypoglycemic and hypolipidaemic effects in type 2-like diabetic rats.

polysaccharides from seed residue ofHippophae rhamnoideL.(PSH);type 2-like diabetic rats;hypoglycemic effect

R151.2;Q946.8

A

1001-6880(2012)09-1196-05

2011-07-29 接受日期:2011-11-15

國家自然科學基金項目(61172149)

*通訊作者 Tel:86-21-62232019;Email:wzhang@bio.ecnu.edu.cn