番茄紅素對2型糖尿病大鼠降糖調脂和抗氧化作用研究

龐曉萍

(河北省邯鄲市中心醫院，河北 邯鄲 056001)

番茄紅素對2型糖尿病大鼠降糖調脂和抗氧化作用研究

龐曉萍

(河北省邯鄲市中心醫院，河北 邯鄲 056001)

目的 研究番茄紅素對2型糖尿病大鼠的降糖調脂和抗氧化作用。方法 將60只經腹腔注射鏈脲佐菌素(STZ)制備的2型糖尿病大鼠模型分為模型組、番茄紅素低劑量組(5mg/kg)、番茄紅素中劑量組(10mg/kg)、番茄紅素高劑量(20mg/kg)組和鹽酸二甲雙胍(25mg/kg)組，每組12只。另取12只同齡大鼠作為正常對照組。各藥物組分別灌胃相應藥物，模型組和正常對照組灌胃生理鹽水，均每天1次，療程4周。分別于灌胃0，2，4周測定各組大鼠空腹血糖及胰島素水平。灌胃4周后，測量各組大鼠體質量、血清總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、總抗氧化能力(T-AOC)和丙二醛(MDA)水平；測定肝臟組織中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、過氧化氫酶(CAT)的活性。結果 與正常對照組相比，模型組胰島素水平、體質量及HDL-C、T-AOC水平均顯著降低(P<0.01或P<0.05)，空腹血糖、TC、TG、LDL-C、MDA水平顯著升高(P<0.01或P<0.05)；肝組織中SOD、GSH-Px、CAT活性顯著降低(P<0.01)。與模型組相比，番茄紅素中劑量組和番茄紅素高劑量組體質量顯著增加(P<0.05或P<0.01)，血清TC、TG、LDL-C、MDA含量顯著降低(P<0.01或P<0.05)；番茄紅素高劑量組胰島素水平、HDL-C、T-AOC水平和肝臟組織中SOD、GSH-Px、CAT活性均顯著升高(P<0.05或P<0.01)，空腹血糖水平顯著降低(P<0.05或P<0.01)。番茄紅素高劑量組體質量和肝組織中SOD和CAT活性較番茄紅素低劑量組和番茄紅素中劑量組顯著升高(P<0.05或P<0.01)，血清MDA含量顯著降低(P<0.05或P<0.01)；番茄紅素高劑量組胰島素水平及HDL-C、T-AOC水平和肝組織中GSH-Px活性較番茄紅素低劑量組顯著升高(P均<0.05)，血糖水平及TC、TG、LDL-C含量顯著降低(P<0.05或P<0.01)。結論 番茄紅素對2型糖尿病大鼠具有劑量依賴性的降低血糖、改善血脂并提高機體抗氧化能力的作用。

番茄紅素；糖尿病；血糖；血脂；抗氧化

據世界衛生組織(WHO)統計，糖尿病(Diabetes Mellitus，DM)是目前第三大慢性非傳染性疾病，僅次于心腦血管疾病和腫瘤，其中2型糖尿病占多數，嚴重危害著人類健康。長期血糖控制不佳的糖尿病患者往往伴有多器官并發癥，是晚期糖尿病患者致殘甚至致死的主要原因。大量研究表明，胰島素分泌相對不足致使機體血糖、血脂代謝失調，抗氧化酶活性抑制，導致氧自由基的大量產生和過剩，進而誘發廣泛的氧化應激損傷是糖尿病及其并發癥發生發展的主要原因之一[1-3]。番茄紅素(Lycopene，LP)是一種具有13個雙鍵的直鏈烴化合物，屬于類胡蘿卜素，廣泛存在于番茄、胡蘿卜、西瓜等紅色蔬菜和水果中。大量研究表明，番茄紅素具有抗氧化、降血脂、抗腫瘤、保護心血管、增強機體免疫力等多種生物學效應[4-8]。本實驗采用高脂高糖飲食和腹腔注射鏈脲佐菌素(STZ)的方法制備2型糖尿病大鼠模型，研究番茄紅素對2型糖尿病大鼠的降糖調脂和抗氧化作用，現將結果報道如下。

1 實驗資料

1.1實驗動物 SPF級雄性Wistar大鼠，體質量200～240g，購自河北省實驗動物中心，許可證號：冀醫動字第1304012號。在溫度22～25℃，相對濕度65%～70%，光照周期12h∶12h環境中飼養。

1.2 實驗藥物與試劑 番茄紅素(南京澤朗生物科技有限公司，純度≥96%，批號：ZL201309104a)，鹽酸二甲雙胍(河北天成藥業股份有限公司)；總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)測定試劑盒購自深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司，總抗氧化能力(T-AOC)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、過氧化氫酶(CAT)測定試劑盒均購自南京建成生物工程研究所，胰島素ELISA試劑盒購自美國密理博公司，STZ購于美國Sigma公司，烏拉坦購自北京化學試劑公司，其余試劑均為分析純。

1.3 主要儀器 BS200生化分析儀(深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司)，UV-1200紫外-可見光分光光度計(上海美譜達儀器有限公司)，血糖儀(羅氏)；TDL-50C低速離心機(上海圣科儀器設備有限公司)，AL104電子天平(Mettler- Toledo公司)。

1.4 動物模型的制備 實驗用Wistar大鼠經高脂高糖飼料喂養8周后，經腹腔一次性注射STZ(60mg/kg)誘導2型糖尿病大鼠模型，注射STZ后72h和3d分別測定空腹血糖水平，持續高于16.7mmol/L即認定為造模成功。

1.5 動物分組與給藥 取造模成功糖尿病大鼠60只按隨機數字表法分為模型組、番茄紅素低劑量組(5mg/kg)、番茄紅素中劑量組(10mg/kg)、番茄紅素高劑量組(20mg/kg)和鹽酸二甲雙胍組(25mg/kg)，每組12只。并取同齡正常12只大鼠作為正常對照組。番茄紅素各劑量組和鹽酸二甲雙胍組通過灌胃連續給藥4周，正常對照組和模型組分別給予等體積的生理鹽水灌胃，均每天1次，療程4周。

1.6 檢測指標 ①分別于灌胃0，2，4周采各組大鼠空腹尾靜脈血，通過血糖儀測定血糖水平，并按胰島素ELISA測定試劑盒操作步驟測定血清胰島素水平。②灌胃4周后，通過天平稱量各組大鼠體質量。③灌胃4周后，實施麻醉，開腹經腹主動脈取血，1500r/min離心10min后取血清，通過全自動生化檢測儀測定TC、TG、LDL-C、HDL-C含量，并通過紫外-可見分光光度計測定各組大鼠血清中MDA和T-AOC含量。④取血完成后，取肝臟組織，用生理鹽水沖洗干凈，剪碎后加入適量冷裂解液進行研磨勻漿，然后按照試劑盒操作方法通過紫外-可見分光光度計測定各組大鼠肝臟組織中SOD、GSH-Px、CAT活性。

2 結 果

2.1各組空腹血糖和胰島素水平比較 模型組不同時間胰島素水平均顯著低于正常對照組(P均<0.01),空腹血糖水平顯著高于正常對照組(P均<0.01)。灌胃4周后，番茄紅素高劑量組胰島素水平顯著高于模型組、番茄紅素低劑量組和鹽酸二甲雙胍組(P<0.05或P<0.01)，空腹血糖水平顯著低于模型組、番茄紅素低劑量組和番茄紅素中劑量組(P<0.05或P<0.01)。見表1。

2.2 各組體質量及血清TC、TG、LDL-C、HDL-C水平比較模型組體質量顯著輕于正常對照組(P<0.01)，血清TC、TG、LDL-C水平顯著高于正常對照組(P<0.01或P<0.05)，HDL-C水平顯著低于正常對照組(P<0.05)。灌胃4周后，各藥物組血清TC、TG、LDL-C水平均低于模型組(P<0.05或P<0.01)，HDL-C水平高于模型組(P均<0.05)；番茄紅素高劑量組大鼠體質量和血清HDL-C水平顯著高于番茄紅素低劑量組和番茄紅素中劑量組(P<0.05或P<0.01)，血清TC、TG、LDL-C水平顯著低于番茄紅素低劑量組和番茄紅素中劑量組(P<0.05或P<0.01)。見表2。

2.3 各組血清MDA和T-AOC含量比較 模型組血清MDA含量顯著高于正常對照組(P<0.01)，T-AOC含量顯著低于正常對照組(P<0.05)。灌胃4周后，各藥物組T-AOC含量均高于模型組(P均<0.05)，MDA含量均低于模型組(P<0.05或P<0.01)；番茄紅素高劑量組T-AOC顯著高于番茄紅素低劑量組(P<0.05)，MDA含量顯著低于番茄紅素低劑量組和番茄紅素中劑量組(P<0.05或P<0.01)。見表3。

表1 各組胰島素和空腹血糖水平比較

注：①與正常對照組比較，P<0.01；②與模型組比較，P<0.05；③與模型組比較，P<0.01；④與番茄紅素高劑量組比較，P<0.01；⑤與鹽酸二甲雙胍組比較，P<0.01。

表2 各組血清TC、TG、LDL-C、HDL-C水平和體質量比較

注：①與正常對照組比較，P<0.01；②與正常對照組比較，P<0.05；③與模型組比較，P<0.05；④與模型組比較，P<0.01；⑤與番茄紅素高劑量組比較，P<0.05；⑥與番茄紅素高劑量組比較，P<0.01；⑦與鹽酸二甲雙胍組比較，P<0.01。

表3 各組血清MDA和T-AOC含量比較

注：①與正常對照組比較，P<0.05；②與正常對照組比較，P<0.01；③與模型組比較，P<0.05；④與模型組比較，P<0.01；⑤與番茄紅素高劑量組比較，P<0.05；⑥與番茄紅素高劑量組比較，P<0.01；⑦與鹽酸二甲雙胍組比較，P<0.05。

2.4 各組肝臟組織中SOD、GSH-Px、CAT活性比較 模型組肝臟組織中SOD、GSH-Px、CAT活性均顯著低于正常對照組(P均<0.01)。灌胃4周后，各藥物組SOD、GSH-Px、CAT活性均高于模型組(P<0.05或P<0.01)，番茄紅素高劑量組GSH-Px活性顯著高于番茄紅素低劑量組(P<0.05)，SOD、CAT活性顯著高于番茄紅素低劑量組和番茄紅素中劑量組(P<0.05或P<0.01)。見表4。

3 討 論

隨著人們生活水平的提高和飲食結構的改變，我國糖尿病發病率逐年增高。病理生理學研究發現，胰島素分泌導致糖脂代謝異常而誘發的氧化應激損傷是糖尿病并發癥發生發展的主要因素。因此，糖尿病患者除了應該很好地控制血糖外，還應注意調節血脂和清除自由基。

番茄紅素是一種天然類胡蘿卜素，廣泛存在于番茄、胡蘿卜、草莓等紅色蔬菜和水果中，具有抗氧化、降血脂、保護心血管等多種生物活性。本研究采用高脂高糖飲食加STZ誘導制備的糖尿病大鼠模型研究番茄紅素對2型糖尿病大鼠的降糖調脂和抗氧化作用。結果表明，番茄紅素能夠有效改善2型糖尿病大鼠胰島素分泌水平，降低空腹血糖并增加大鼠體質量；且番茄紅素大劑量組大鼠體質量較低劑量組和中劑量組明顯增加，較中劑量組胰島素分泌水平顯著升高且血糖水平顯著降低，提示番茄紅素能夠劑量依賴性地降低血糖并緩解糖尿病癥狀。

經生化分析檢測，糖尿病患者多伴有TC、TG、LDL-C升高而HDL-C降低。TC、TG能夠導致體內脂質代謝異常；而TG、LDL-C損害血管內皮，是導致動脈粥樣硬化、冠心病甚至心肌梗死的危險因子；HDL-C協助轉運膽固醇，促進其代謝為膽汁酸而表現出對機體的保護作用[9-11]。本研究發現，番茄紅素能夠有效降低血清中TC、TG、LDL-C水平并提高HDL-C水平，且番茄紅素高劑量組血清TC、TG、LDL-C水平較番茄紅素低劑量組顯著降低，HDL-C水平顯著升高。提示番茄紅素能夠劑量依賴性地改善2型糖尿病大鼠的血脂水平。

表4 各組肝臟組織中SOD、GSH-Px、CAT活性比較

注：①與正常對照組比較，P<0.01；②與模型組比較，P<0.05；③與模型組比較，P<0.01；④與番茄紅素高劑量組比較，P<0.05；⑤與番茄紅素高劑量組比較，P<0.01。

血清T-AOC水平能夠反映機體整體抗氧化能力[12-13]；SOD被稱為體內氧自由基的“清道夫”，能夠提供氫原子配體而催化氧自由基還原生成過氧化氫[14]，并在GSH-Px和CAT的進一步催化下還原生成對人體無害的H2O和O2[15-16]，因此，SOD、GSH-Px和CAT也共同被稱為機體抗氧化酶防御系統；脂質過氧化終產物MDA的含量能夠間接反映體內自由基及氧化應激水平[17]。本研究發現，番茄紅素能夠提高血清中T-AOC水平，改善抗氧化酶活性，降低MDA含量，且番茄紅素高劑量組T-AOC水平及GSH-Px活性顯著高于番茄紅素低劑量組，MDA含量及SOD、CAT活性顯著高于番茄紅素低劑量組和番茄紅素中劑量組，提示番茄紅素能夠劑量依賴性地改善肝功能，提高機體抗氧化能力，降低氧化應激損傷。

綜上所述，番茄紅素對2型糖尿病大鼠具有劑量依賴性的降糖調脂和抗氧化作用。

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Effects of Lycopene on blood sugar, plasma lipid and antioxidant ability in type 2diabetic rats

PANG Xiaoping

(Handan Central Hospital, Handan 056001, Hebei, China)

Objective It is to investigate the effects of Lycopene(LP) on blood sugar, plasma lipid and antioxidant ability in type 2diabetic rats.Methods 60diabetic rat models made by intraperitoneal injecting STZ were randomly divided into five groups: model group, LP 5, 10and 20mg/kg treated groups and metformin hydrochloride 25mg/kg treated group, each group had 12animals.Another 12same-aged rats were selected as normal group.The drug groups were given respective drugs while the model group and normal group given normal saline by intragastric administration once a day for 4weeks.At 0, 2, 4weeks after the drug was given, the level of blood sugar and insulin were determined.4weeks later, the body weight was detected; the content of TC, TG,LDL-C, HDL-C and MDA, T-AOC in serum was determined; the activity of SOD, GSH-Px, CAT in hepatic tissue serum were determined.Results Compared with normal control group, body weight, the levels of insulin, HDL-C, T-TOC and the activities of SOD, GSH-Px, CAT were significantly lower while the levels of blood sugar, TC, TG, LDL-C and MDA were higher in model group(P<0.01orP<0.05).Compared with model control group, the body weight increased significantly while the contents of TC, TG, LDL-C and MDA in serum decreased in moderate and high dosage of LP groups (P<0.05orP<0.01); the levels of insulin, HDL-C and T-AOC, the activity of SOD, GSH-Px, CAT in hepatic tissue were significantly increased while the level of FPG decreased in high dose of LP group(P<0.05orP<0.01).The body weight and the activity of SOD and CAT in hepatic tissue of high dose LP group were significantly increased while the content of MDA in serum were decreased compared to those in the low and moderate LP groups(P<0.05orP<0.01).The levels of insulin, HLD-C, T-AOC and the activity of GSH-Px of high dose LP group were significantly increased and the levels of blood sugar, TC, TG, LDL-C were significantly decreased(P<0.05orP<0.01).Conclusion LP had dose-dependent protective effects on lowering the blood sugar and plasma lipid, and improving antioxidant ability in type 2diabetic rats.

Lycopene; diabetes; blood sugar; plasma lipid; antioxidant

龐曉萍，女，主管中藥師，主要從事臨床藥學研究。

10.3969/j.issn.1008-8849.2015.17.005

R-332

A

1008-8849(2015)17-1839-04

2014-10-10