三白草總黃酮對Ⅱ型糖尿病胰島素抵抗大鼠糖、脂代謝的影響

邢冬杰， 宿世震

（山東中醫(yī)藥高等專科學(xué)校，山東煙臺264199）

三白草總黃酮對Ⅱ型糖尿病胰島素抵抗大鼠糖、脂代謝的影響

邢冬杰， 宿世震

（山東中醫(yī)藥高等專科學(xué)校，山東煙臺264199）

目的探討三白草總黃酮對Ⅱ型糖尿病胰島素抵抗大鼠糖、脂代謝的影響。方法采取高糖高脂飼料喂養(yǎng)+鏈脲佐菌素 （STZ）腹腔注射的方法復(fù)制Ⅱ型糖尿病胰島素抵抗大鼠模型，隨機(jī)分為模型對照組、羅格列酮組 （4 mg/kg）、三白草總黃酮2.7 g/kg組、三白草總黃酮5.4 g/kg組，另選取10只健康大鼠作為正常對照組。灌胃給藥4周，檢測各組大鼠空腹血糖 （FBG）、血脂（TG、TC、LDL-c、HDL-c）、游離脂肪酸（FFA）、超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛 （MDA）、空腹胰島素 （FINS）、計算胰島素敏感性指數(shù) （ISI），進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。結(jié)果與正常對照組比較，模型對照組FBG、TG、TC、LDL-c、FFA、MDA、FINS均呈現(xiàn)升高，HDL-c、SOD、ISI下降，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義 （P＜0.01）；治療后與模型對照組比較，三白草總黃酮5.4 g/kg組的糖、脂代謝指標(biāo)改善明顯：FBG、TG、TC、LDL-c、FFA、MDA降低，HDL-c、SOD水平上升、ISI提高。差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01或P＜0.05）。結(jié)論三白草總黃酮可改善Ⅱ型糖尿病胰島素抵抗大鼠的糖、脂代謝紊亂及胰島素抵抗，推測其機(jī)制與降低血清FFA及改善氧化應(yīng)激狀態(tài)有關(guān)。

三白草總黃酮；Ⅱ型糖尿病；胰島素抵抗；糖脂代謝

目前認(rèn)為Ⅱ型糖尿病是由遺傳因素和環(huán)境因素共同作用導(dǎo)致的一類代謝異常綜合征，久病可以累及心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、腎、眼等組織器官，導(dǎo)致生活質(zhì)量下降、壽命縮短。近些年，開發(fā)中藥降糖已成為糖尿病防治研究中的熱點，三白草Saururus chinensis（Lour.）Bai11是三白草科三白屬植物三白草的干燥地上部分，具有清熱解毒、利尿消腫之功效［1］，主要化學(xué)成分含有木脂素類、黃酮類、生物堿類等［2］，實驗研究發(fā)現(xiàn)黃酮類化合物具有抗腫瘤、抗炎、降糖、抗氧化等作用［3］，故擬通過高糖高脂飼料喂養(yǎng)聯(lián)合小劑量鏈脲佐菌素腹腔注射的方法復(fù)制Ⅱ型糖尿病大鼠模型，研究三白草總黃酮對其糖、脂代謝的影響。

1 材料與方法

1.1 藥物 三白草購自本校藥房，過20目篩，粉碎后置于60℃干燥箱中恒溫干燥24 h，在70℃、70%乙醇、料液比1∶20的條件下恒溫浸提，時間為4 h，得三白草總黃酮的粗提液，提取3次，合并提取液，減壓回收至無醇味，加適量水分散，依次用石油醚、乙酸乙酯萃取，減壓回收溶劑、濃縮，干燥得浸膏，冷藏備用［4］，灌胃前將三白草總黃酮配置成相當(dāng)于生藥2.7 g/10 m L的溶液；羅格列酮（葛蘭素史克有限公司）；鏈脲佐菌素（Streptozocin，STZ）（美國Sigma公司）。

1.2 實驗動物 Wister大鼠，SPF級，體質(zhì)量185～203 g，6周齡，雌雄各半，購自山東大學(xué)實驗動物中心，合格證號SCXK（魯）20090001。實驗于20～25℃清潔級實驗室進(jìn)行，每12 h交替照明，攝食及飲水自由。普通飼料由山東大學(xué)實驗動物中心提供；高糖高脂飼料 （10.0%豬油、20.0%蔗糖、2.5%膽固醇、1.0%膽酸鹽、66.5%標(biāo)準(zhǔn)飼料）由中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院動物研究所提供。

1.3 試劑 胰島素（insu1in，INS）、游離脂肪酸（free fatty acids，F(xiàn)FA）、超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）、丙二醛（ma1ondia1dehyde，MDA）試劑盒，均購自南京建成生物工程研究所；戊巴比妥鈉 （上海陽光生物技術(shù)有限公司），余下試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.4 主要儀器 MINDRAY BS-200生化分析儀（深圳邁瑞醫(yī)療公司）；TU-1900可見分光光度計 （北京普新通用儀器有限公司）；羅康全血糖儀及試紙 （德國羅氏診斷公司）；電熱恒溫水浴箱 （杭州藍(lán)天化驗儀器廠）；索氏提取器（上海精密科學(xué)儀器總廠）；L-530多管架自動平衡離心機(jī)（湖南湘儀離心機(jī)儀器有限公司）；SN-695B型智能放免γ測量儀 （上海原子核研究所日環(huán)儀器一廠）。

1.5 方法 大鼠70只，適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后，隨機(jī)數(shù)字表法取10只作為實驗的正常對照組，每日喂養(yǎng)普通飼料；60只大鼠給予高糖高脂飼料喂養(yǎng)6周后，禁食12 h，腹腔注射1%鏈脲佐菌素溶液30 mg/kg（臨用前溶于0.1 mmo1/L的檸檬酸鈉-檸檬酸緩沖液中，pH 4.4），正常對照組注射等體積的檸檬酸鈉-檸檬酸緩沖液，72h后取尾血測定FBG，大于10.0 mmo1/L為初選指標(biāo)，穩(wěn)定1周后FBG 10～19.9 mmo1/L為成功模型［5］，在實驗中5只大鼠于STZ注射后72 h內(nèi)死亡，10只大鼠血糖未達(dá)標(biāo)，最終成模45只。

1.5.1 動物分組及給藥 隨機(jī)數(shù)字表法選取40只成模大鼠隨機(jī)分4組，每組各10只，即模型對照組、羅格列酮組（4 mg/kg）、三白草總黃酮2.7 g/kg組、（以生藥量計，成人用量的5倍）、三白草總黃酮5.4 g/kg組 （以生藥量計，成人用量的10倍）［6］，正常對照組及模型對照組每次給予生理鹽水，每日一次，灌胃給藥4周。

1.5.2 指標(biāo)檢測 動物禁食不禁水12 h，剪尾取血，應(yīng)用羅康全血糖儀檢測FBG；3%的戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉后，腹主動脈取血，離心分離血清。全自動生化分析儀測定血脂（TG、TC、LDL-c、HDL-c）、銅顯色法測定FFA、放免法測定FINS、黃嘌呤氧化酶法測定SOD、硫代巴比妥酸法測定MDA。計算胰島素敏感性指數(shù)（ISI），ISI=1/（FBG×FINS），因其非正態(tài)分布，故分析時計算其自然對數(shù)［7］。

2 結(jié)果

2.1 各組大鼠治療前后FBG的比較 治療前，與正常對照組比較，模型對照組及各治療組的FBG明顯升高，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義 （P＜0.01）；治療4周后，與模型對照組比較，各治療組FBG呈現(xiàn)下降，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01），三白草總黃酮5.4 g/kg組作用明顯，見表1。

2.2 各組大鼠FINS、ISI的比較 與正常對照組比較，模型對照組FINS水平升高、ISI降低，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01），符合Ⅱ型糖尿病大鼠胰島素抵抗的特征；治療4周后，與模型對照組比較，羅格列酮組和三白草總黃酮5.4g/kg組FINS水平降低、ISI提高，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義 （P＜0.01），見表2。

表1 各組大鼠FBG的比較（，n=10）

表1 各組大鼠FBG的比較（，n=10）

注：與正常對照組比較，△P＜0.01；與模型對照組比較，▲P＜0.01

分組 劑量/（g·kg-1）治療前/（mmo1·L-1）治療后/（mmo1·L-1）正常對照組- 5.92±0.29 6.22±0.36模型對照組 - 16.36±3.49△ 16.71±2.57△羅格列酮組 0.004 17.25±2.32△ 10.25±1.24▲三白草總黃酮 2.7 16.45±2.54△ 13.55±0.71▲三白草總黃酮 5.4 17.95±1.89△ 11.31±0.89▲

表2 各組大鼠FINS、ISI的比較（，n=10）

表2 各組大鼠FINS、ISI的比較（，n=10）

注：與正常對照組比較，△P＜0.01；與模型對照組比較，▲P＜0.01

ISI正常對照組分組 劑量/（g·kg-1）FINS/（ng·m L-1）- 0.78±0.08 -2.28±0.28模型對照組 - 2.56±0.36△ -6.52±0.76△羅格列酮組 0.004 1.26±0.27▲ -2.55±0.61▲三白草總黃酮 2.7 2.38±0.31 -5.98±0.72三白草總黃酮 5.4 2.02±0.29▲ -4.98±0.98▲

2.3 各組大鼠血脂、FFA的比較 與正常對照組比較，模型對照組大鼠TG、TC、LDL-c、FFA明顯升高、HDL-c明顯下降，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義 （P＜0.01），提示大鼠體內(nèi)出現(xiàn)了脂質(zhì)代謝紊亂；治療4周后，與模型對照組比較，三白草總黃酮5.4 g/kg組的TG、TC、LDL-c、FFA呈現(xiàn)下降、HDL-c水平升高，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義 （P＜0.05），見表3。

表3 各組大鼠血脂、FFA的比較（，n=10）

表3 各組大鼠血脂、FFA的比較（，n=10）

注：與正常對照組比較，△P＜0.01；與模型對照組比較，▲P＜0.05

分組 劑量/（g·kg-1）TG/（mmo1·L-1） TC/（mmo1·L-1）LDL-c/（mmo1·L-1）HDL-c/（mmo1·L-1）FFA/（mmo1·L-1）0.56±0.14 1.47±0.19 0.49±0.07 2.85±0.09 0.51±0.09模型對照組 - 1.69±0.31△ 2.56±0.17△ 0.82±0.12△ 1.36±0.14△ 0.95±0.16△羅格列酮組 0.004 1.58±0.12 2.36±0.26 0.75±0.19 1.49±0.11 0.62±0.08三白草總黃酮 2.7 1.63±0.36 2.38±0.15 0.79±0.22 1.40±0.04 0.91±0.14三白草總黃酮 5.4 1.41±0.28▲ 2.12±0.18▲ 0.60±0.31▲ 1.60±0.32▲ 0.68±0.12正常對照組-▲

2.4 各組大鼠血清SOD、MDA的比較 與正常對照組比較，模型對照組大鼠SOD水平下降、MDA明顯升高，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義 （P＜0.01），提示大鼠的抗氧化能力降低，血液中脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物增加；治療4周后，與模型對照組比較，三白草總黃酮2.7 g/kg和5.4 g/kg組的SOD水平升高、MDA水平下降，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義 （P＜0.01），見表4。

表4 各組大鼠SOD、MDA的比較（，n=10）

表4 各組大鼠SOD、MDA的比較（，n=10）

注：與正常對照組比較，△P＜0.01；與模型對照組比較，▲P＜0.01

分組 劑量/（g·kg-1）SOD/（U·m L-1）MDA/（nmo1·m L-1）正常對照組- 102.08±1.95 5.19±0.47模型對照組 - 62.61±3.28△ 16.41±1.35△羅格列酮組 0.004 65.37±4.19 15.07±2.13三白草總黃酮 2.7 87.3±2.27▲ 10.42±3.04▲三白草總黃酮 5.4 98.91±3.38▲ 7.53±2.97▲

3 討論

綜合文獻(xiàn)報道［5、8］，高糖高脂喂養(yǎng)的大鼠胰島β細(xì)胞對STZ的敏感性增大，小劑量的STZ即可導(dǎo)致糖尿病的出現(xiàn)，因此本實驗中采用高糖高脂飼料喂養(yǎng)6周后，小劑量鏈脲佐菌素 （30 mg/kg）腹腔注射的方法復(fù)制Ⅱ型糖尿病模型大鼠。實驗結(jié)果顯示，大鼠出現(xiàn)了糖脂代謝紊亂、高胰島素血癥及胰島素敏感性下降，符合實驗需要的Ⅱ型糖尿病胰島素抵抗大鼠的模型特征。

胰島素抵抗（Insu1in resistance，IR）是指胰島素作用的靶器官、靶組織 （主要為肝臟、肌肉、脂肪組織）對胰島素生物學(xué)效應(yīng)的反應(yīng)性降低或喪失。現(xiàn)多用ISI評價IR程度。IR時胰島素在周圍組織攝取和清除葡萄糖的作用減低，繼而刺激胰腺細(xì)胞代償性分泌胰島素而出現(xiàn)高胰島素血癥。實驗中糖尿病大鼠出現(xiàn)FINS升高、ISI下降，符合Ⅱ型糖尿病的發(fā)生、發(fā)展過程。治療后，大鼠的FINS下降、ISI上升，提示三白草總黃酮具有改善大鼠IR的作用。

IR時，胰島素抗脂解作用降低，脂肪分解加強(qiáng)，致使血液中FFA濃度升高。增高的FFA可刺激肝臟合成和釋放TG，加重脂代謝紊亂；又可通過活化蛋白激酶如蛋白激酶K、c-Jun氨基末端激酶、核因子-κB等引起胰島素受體底物功能障礙，抑制胰島素引起的糖原合成、葡萄糖氧化及胰島素作用下的葡萄糖攝取，增加肝糖原的輸出，導(dǎo)致糖代謝障礙［9］。FFA也可以通過改變胰島素受體信號，抑制胰島素受體酪氨酸激酶活性，從而抑制胰島素受體表達(dá)及其活性導(dǎo)致IR及高胰島素血癥［10］。實驗中模型對照組大鼠的TG、TC、LDL-c、FFA水平升高、HDL-c下降，提示Ⅱ型糖尿病大鼠體內(nèi)存在脂代謝紊亂。治療后，TG、TC、LDL-c、FFA水平下降、HDL-c升高，提示三白草總黃酮可能通過降低FFA而改善大鼠的糖、脂代謝紊亂及IR。

Ⅱ型糖尿病患者體內(nèi)存在糖、脂代謝的紊亂，繼而通過損壞線粒體功能，產(chǎn)生大量活性氧簇，引起氧化應(yīng)激反應(yīng)。活性氧簇通過活化IKK/NF-κB、JNK/SAPK、PI3K等系統(tǒng)，繼而干擾胰島素受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)以及下游的信號通路如蛋白激酶B、胰島素受體及胰島素受體底物磷酸化，進(jìn)一步影響葡萄糖轉(zhuǎn)運子的表達(dá)，使機(jī)體對胰島素的敏感性降低從而產(chǎn)生胰島素抵抗［11-12］。在評價機(jī)體氧化應(yīng)激狀態(tài)時常采用SOD、MDA等指標(biāo)。SOD是機(jī)體主要的抗氧化酶，可將組織細(xì)胞中的超氧陰離子自由基歧化生成過氧化氫，從而減少氧自由基對細(xì)胞的損傷，SOD水平的高低可以反映機(jī)體的抗氧化能力［13］；MDA是氧自由基攻擊生物膜中的不飽和脂肪酸而形成的脂質(zhì)過氧化物，其含量的測定可反映機(jī)體內(nèi)脂質(zhì)過氧化程度，從而間接地反映出細(xì)胞損傷的程度，因此測定體內(nèi)SOD、MDA水平，能夠反映機(jī)體的氧化-抗氧化的狀態(tài)［14］。實驗中模型對照組大鼠血清SOD活力降低，MDA水平升高，提示大鼠體內(nèi)存在氧化應(yīng)激。治療后，SOD活力提高、MDA水平降低，提示三白草總黃酮可降低大鼠體內(nèi)氧化應(yīng)激水平，抑制脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物的形成，增強(qiáng)了大鼠的抗氧化能力，繼而改善糖尿病大鼠的糖、脂代謝紊亂及胰島素抵抗。

綜上所述，三白草總黃酮可改善Ⅱ型糖尿病胰島素抵抗大鼠的糖、脂代謝紊亂及胰島素抵抗，其機(jī)制可能與降低FFA、改善大鼠體內(nèi)氧化應(yīng)激狀態(tài)有關(guān)。

［1］國家藥典委員會.中華人民共和國藥典：2010年版一部［S］.北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2010：12.

［2］肖 偉，彭 冰，彭 勇，等.三白草的研究進(jìn)展［J］.中草藥，2010，41（12）：2111-2115.

［3］陳永鈞，龍曉英，潘素靜，等.黃酮類化合物的藥效機(jī)制及構(gòu)效關(guān)系研究進(jìn)展［J］.中國實驗方劑學(xué)雜志，2013，19（11）：337-343.

［4］汪 怡，李 祥，邱蓉麗，等.三白草中總黃酮醇提工藝的研究［J］.中華中醫(yī)藥學(xué)刊，2007，25（4）：812-813.

［5］周迎生，高 妍，李 斌，等.高脂喂養(yǎng)聯(lián)合鏈脲佐菌素注射的糖尿病大鼠模型特征［J］.中國實驗動物學(xué)報，2005，13（3）：154-158.

［6］陳 奇.中藥藥理研究方法學(xué)［M］.北京：人民衛(wèi)生出版社，2000：34-36.

［7］李光偉，潘孝仁，Stephen L，等.檢測人群胰島素敏感性的一項新指數(shù)［J］.中華內(nèi)科雜志，1993，32（10）：656-660.

［8］武 燕，袁 紅，田環(huán)環(huán)，等.鏈脲佐菌素誘導(dǎo)2型糖尿病大鼠模型的探索［J］.中醫(yī)學(xué)報，2014，29（1）：25-27.

［9］Karakas SE，A1mario R U，Kim K.Serum fatty acid binding protein 4，free fatty acids，and metabo1ic risk markers［J］. Metabolism，2009，58（7）：1002-1007.

［10］李翰卿，宋微微，汪俊軍.游離脂肪酸與胰島素抵抗關(guān)系的研究進(jìn)展［J］.醫(yī)學(xué)研究生學(xué)報，2012，25（9）：981-984.

［11］竇 梅，馬愛國.胰島素抵抗主要原因及機(jī)制的研究進(jìn)展［J］.國外醫(yī)學(xué)：衛(wèi)生學(xué)分冊，2009，36（3）：174-178.

［12］Meigs JB，Larson M G，F(xiàn)ox C S，etal.Association ofoxidative stress，insu1in resistance，and diabetes risk phenotypes：the Framingham offspring study［J］.Diabetes Care，2007，30（10）：2529-2535.

［13］McCord JM，Edeas M A.SOD，oxidative stress and human patho1ogies：a brief history and a future vision［J］.Biomed Pharmacother，2005，59（4）：139-142.

［14］Grawe1S，Wardas M，Niedworok E，et al.Ma1ondia1dehyde（MDA）as a 1ipid peroxidation marker［J］.Wiad Lek，2004，57（9-10）：453-455.

R285.5

B

1001-1528（2015）08-1840-03

10.3969/j.issn.1001-1528.2015.08.047

2014-10-13

邢冬杰 （1980—），女，講師，碩士，研究方向為糖尿病及其并發(fā)癥的治療。Te1：13791170657；E-mai1：sddjdyx@163.com