菩人丹對T2DM大鼠胰島β細胞分泌功能及胰島素敏感性的影響＊

金 英，魯碧楠，劉祖涵，王朝暉，白永飛，龐宗然△

(1.承德醫學院附屬醫院藥劑科，河北 承德 067000;2.中央民族大學中國少數民族傳統醫學國家民委-教育部重點實驗室，北京 100081;3.北京中研醫院管理中心東城中醫醫院藥劑科，北京 100013)

胰島素抵抗(IR)和胰島β細胞功能障礙作為2型糖尿病(T2DM)的主要發病機制，貫穿于 T2DM發生、發展的全過程。改善胰島β細胞功能，提高胰島素敏感性，對防治T2DM具有重要意義。中醫藥在改善胰島素抵抗、調節糖脂代謝紊亂、修復血管內皮損傷、防治T2DM并發癥方面具有一定的優勢。研究表明［1～3］，益氣、養陰、清熱、活血中藥可以有效改善胰島素抵抗，保護胰島β細胞分泌功能。本研究對T2DM大鼠胰島素敏感性和胰島β細胞功能進行了評價，并探討了中藥降糖方菩人丹修復β細胞功能和改善胰島素抵抗的作用效果。

1 材料

1.1 動物

SPF級雄性 Wistar大鼠，體重 160g±20g，由北京大學醫學部實驗動物科學部提供(許可證號SCXK京2006-0008)。

1.2 藥物與試劑

菩人丹超微粉(PRD，藥物組成:苦瓜、人參、丹參、葛根、何首烏、水蛭)，北京中醫藥大學制藥廠提供;馬來酸羅格列酮，葛蘭素史克(天津)有限公司;降糖通脈片，江蘇萬高藥業有限公司;鏈脲佐菌素(streptozotocin，STZ)，Sigma公司產品;葡萄糖試劑盒，中生北控生物科技股份有限公司;胰島素放射免疫試劑盒，天津鼎國生物技術有限公司。

1.3 儀器

HITACHI7020全自動生化儀，日本;SN-695B r放免計量儀，中國上海;強生穩豪型血糖儀，美國。

2 方法

2.1 脂肪乳的制備

豬油20 g，甲基硫氧嘧啶1 g，膽固醇 8 g，谷氨酸鈉 1 g，蔗糖 5 g，果糖 5 g，吐溫 －80℃ 20 ml，丙二醇30 ml，加水定容至100 mL配成脂肪乳。

2.2 T2DM大鼠模型復制

雄性Wistar大鼠，體重160g±20g，每日灌胃自制的脂肪乳10 mL/kg，連續灌胃4周。4周后，眼球后靜脈叢取血，離心血清(2500 rpm，10 min)，放免法檢測血清胰島素，全自動生化儀檢測血糖判定胰島素敏感指數。挑選胰島素敏感指數下降的肥胖大鼠，空腹6 h后尾靜脈快速注射STZ 30 mg/kg。1周后尾靜脈取血，強生血糖儀檢測隨機血糖，血糖 ＞16.7 mmol/L的大鼠作為T2DM模型大鼠。

2.3 分組及給藥

將成模大鼠按血糖結合體重分層，隨機分為4組:模型組、菩人丹(1.8 g/kg)治療組、降糖通脈片(0.42 g/kg)陽性對照組和馬來酸羅格列酮(0.36×10－3g/kg)陽性對照組，每組15只。另設同批次雄性Wistar大鼠15只為空白對照組。各組分別給予相應藥物治療，每天灌胃1次，正常組及T2DM模型組灌胃等劑量蒸餾水，連續給藥4周。實驗期間除正常組給予普通飼料外，其余各組均給予高脂高熱量飼料。

2.4 口服葡萄糖耐量試驗(OGTT)

各組大鼠連續給藥4周進行口服葡萄糖耐量試驗(OGTT)。末次給藥后禁食6 h，眼球后靜脈叢取血制備血清，用于檢測空腹血糖(FPG)及血清胰島素(FIns)。大鼠灌服50%葡萄糖(2.5 g/kg)，于糖負荷后30 min、60 min、120 min分別眼球后靜脈叢取血，分離血清后檢測血清葡萄糖和血清胰島素含量。

2.5 觀察指標

2.5.1 胰島素敏感性 (1)胰島素抵抗評價指標:穩態模型胰島素抵抗指數HOMA-IR=FPG×FIns/22.5;(2)胰島素敏感性評價指標:胰島素敏感指數 ISI=ln［1/(FPG ×FIns)］。

2.5.2 胰島β細胞分泌功能 (1)基礎胰島素分泌評價指標:穩態模型胰島 β細胞功能指數HOMA-β=20×FIns/(FPG －3.5);(2)早時相胰島素分泌評價指標:糖負荷后30 min胰島素和血糖凈增值的比值(ΔI30/ΔG30);(3)晚時相胰島素分泌評價指標:胰島素曲線下面積 AUCI=1/2(FIns+120 min值)+30 min值 +60 min值;(4)葡萄糖處置指數 DI=ΔI30×(ΔG30)－1×(HOMA-IR)－1。

2.6 統計學方法

實驗數據使用SPSS 18.0軟件進行分析。正態分布資料以均數±標準差(±s)表示，2組間比較采用兩樣本均數t檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

3 結果

3.1 菩人丹對T2DM大鼠胰島素敏感性影響

表1顯示，與空白對照組相比，模型組大鼠的胰島素抵抗指數(HOMA-IR)顯著升高(21.07±1.93 vs 3.58±0.86，P ＜0.001)，胰島素敏感指數(ISI)明顯降低(－6.16±0.09 vs －4.37±0.26，P=0.004)。菩人丹治療組與模型組比較，HOMA-IR明顯降低(12.37±0.55 vs 21.07±1.93，P=0.002)，其降低T2DM大鼠胰島素抵抗的作用效果與陽性對照藥降糖通脈片(13.03±0.37 vs 21.07±1.93，P=0.003)和羅格列酮(13.21±1.39 vs 21.07±1.93，P=0.002)相當。ISI顯著升高(－5.63±0.04 vs－6.16±0.09，P ＜0.001)。

表1 各組大鼠胰島素敏感性比較

3.2 菩人丹對T2DM大鼠胰島β細胞分泌功能的影響

表2顯示，T2DM大鼠的胰島β細胞功能指數(HOMA-β)顯著降低，不及正常大鼠的20%(25.74±2.36 vs 163.77±39.41，P=0.026)。菩人丹、降糖通脈片和羅格列酮分別對T2DM大鼠進行治療后，各組HOMA-β較模型組大鼠明顯升高(菩人丹33.34±1.48 vs 25.74±2.36，P=0.001;降糖通脈片 30.05±0.86 vs 25.74±2.36，P=0.014;羅格列酮 41.81±4.39 vs 25.74±2.36，P=0.001)。T2DM大鼠糖負荷后30 min胰島素和血糖凈增值的比值(ΔI30/ΔG30)較正常大鼠明顯降低(0.10±0.02 vs 1.64±0.39，P ＜0.001)，不足正常大鼠ΔI30/ΔG30的10%;菩人丹、降糖通脈片和羅格列酮治療后，ΔI30/ΔG30比值均升高，且具有統計學意義(菩人丹 0.61±0.17 vs 0.10±0.02，P=0.002;降糖通脈片 0.41±0.09 vs 0.10±0.02，P=0.001;羅格列酮 0.18±0.04 vs 0.10±0.02，P=0.014)。T2DM模型組胰島素曲線下面積(AUCI)與空白對照組比較有所升高，但是差異不具有統計學意義(63.89±4.13 vs 54.85±6.63，P=0.075)，各治療組AUCI與模型組相比，均無顯著性差異。

3.3 菩人丹對T2DM大鼠空腹血糖和血糖處置指數的影響

表2 各組大鼠胰島β細胞分泌功能比較

表3顯示，T2DM大鼠的空腹血糖(FPG)較正常大鼠顯著升高(21.02±1.32 vs 5.34±0.11，P＜0.001)。菩人丹可以明顯降低 T2DM大鼠的 FPG(14.79±1.48 vs 21.02±1.32，P=0.001)，其降低大鼠空腹血糖的效果與陽性對照藥降糖通脈片(15.83±1.85 vs 21.02±1.32，P=0.002)和羅格列酮(13.80±1.26 vs 21.02±1.32，P=0.001)相當。T2DM大鼠的葡萄糖處置指數(DI)顯著低于正常大鼠(0.005±0.001 vs 0.48±0.16，P=0.034)，給藥治療后，各組 DI均有升高，且具有統計學意義(菩人丹 0.05±0.01 vs 0.005±0.001，P=0.002;降糖通脈片0.03±0.01 vs 0.005±0.001，P＜0.001;羅格列酮 0.01±0.004 vs 0.005±0.001，P=0.007)。

表3 各組大鼠FPG和DI比較

4 討論

糖尿病中醫稱其為“消渴病”，從其發病過程上看，其病機演變規律為:發病初期陰虛燥熱，病進則氣陰兩虛，日久傷陽，陰陽兩虛，氣滯血瘀［4，5］。本實驗結合2型糖尿病的病機關鍵“熱、虛、瘀”，確定治療2型糖尿病的中心法則——“清熱生津、益氣養陰、滋補肝腎、活血化瘀”，確立以苦瓜為君，人參、丹參為臣，何首烏、水蛭為佐，葛根為使的降糖中藥復方菩人丹。方中苦瓜，又稱“菩達”，其性味苦寒，入心、脾、腎三經，能瀉六經實火，清暑益氣、止渴，從苦瓜中提取分離得到的苦瓜總皂苷［6］、苦瓜多糖［7］、苦瓜多肽［8］等多種成分，經實驗證實具有良好的降糖作用;人參味甘微苦，性溫，歸經脾肺，能大補元氣，固脫生津，臨床和實驗研究表明人參及其活性成分，如人參皂甙、人參多糖等具有調節糖脂代謝、抗糖尿病和肥胖的作用［9］;丹參味苦微寒，入心、肝經，重在活血化瘀，常用于配合治療T2DM，能夠改善血黏度，增強治療效果［10］，并且實驗研究發現其活性成分丹酚酸B能夠減少糖尿病動脈粥樣硬化斑塊面積［11］;葛根味甘平、主消渴、熱、嘔吐、清痹，其主要成分葛根素可以降低血糖，擴張外周血管，從而具有治療糖尿病并改善其微血管病變所致的周圍神經損傷和視網膜病變及腎功能病變的效果［12］;何首烏味苦、甘、澀，性微溫，歸肝腎經，補益精血、補肝腎，其主要水溶性有效成分二苯乙烯苷具有抗氧化、改善脂質代謝等功效［13］;水蛭微寒咸腥，破血瘀、通經脈、利水道，具有降低全血及血漿比黏度、改善血液流變學、降低血膽固醇和甘油三脂等作用［14］。前期實驗研究已證實［15-19］，菩人丹具有調節糖脂代謝紊亂、減輕大血管損傷、改善胰腺微循環等功效，充分發揮中藥復方治療T2DM的優勢和特色。

本實驗在前期研究成果的基礎上，進一步對T2DM及菩人丹治療后大鼠胰島素敏感性和胰島β細胞分泌功能進行了評價。研究結果顯示，T2DM大鼠胰島素敏感性明顯降低，胰島素抵抗水平顯著增強，表現為ISI的降低和HOMA-IR升高;T2DM大鼠胰島β細胞分泌功能也明顯受到抑制，表現為HOMA-β 和 ΔI30/ΔG30的降低，尤以反映胰島素早時相分泌的 ΔI30/ΔG30變化更為明顯，模型組ΔI30/ΔG30僅為正常對照組的6%，而反映胰島素晚時相分泌的AUCI較空白組有所升高，但無統計學意義;T2DM模型組大鼠空腹血糖升高的同時，其葡萄糖處置指數(DI)顯著降低，僅為正常對照組的1%。在菩人丹治療干預后，HOMA-IR顯著下降，ISI明顯升高，說明菩人丹可以有效減輕T2DM大鼠胰島素抵抗，增加胰島素敏感性;大鼠 HOMA-β、ΔI30/ΔG30、DI在菩人丹干預后均升高，雖不能完全達到正常大鼠水平，但與模型組相比均具有顯著性差異，說明菩人丹在一定程度上提高了T2DM大鼠胰島β細胞的分泌功能，改善了胰島素質量及其早時相分泌。但是各組AGCI與模型組相比，均無顯著性差異，說明菩人丹對胰島素晚時相分泌無明顯作用，且該作用特點與陽性對照藥降糖通脈片和羅格列酮類似。

同時通過本實驗也可以看到，菩人丹雖然可在一定程度上緩解胰島素抵抗和β細胞分泌功能缺陷，抑制T2DM病程進一步發展，但其終究無法使機體恢復到正常水平。提示我們“不治已病治未病”的重要性，要將“未病先防、既病防變”的中醫理念運用于T2DM的防治中，充分發揮中醫藥在T2DM治療中的潛在優勢，有效地控制T2DM的發生發展。

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