桔梗多糖降血糖作用及其機制

桔梗多糖降血糖作用及其機制

喬彩虹孟祥順

(吉林省前衛醫院中醫科，吉林長春130012)

摘要〔〕目的探討桔梗多糖對糖尿病(DM)模型大鼠的作用及可能機制。方法采用腹腔注射鏈脲佐菌素(STZ)誘導的方法建立DM大鼠模型，灌胃給予模型大鼠低(150 mg·kg-1·d-1)、中(300 mg·kg-1·d-1)、高(600 mg·kg-1·d-1)劑量的桔梗多糖，28 d后檢測大鼠體重、進水量、進食量和尿量；同時，檢測空腹血糖(FBG)水平、空腹胰島素水平(FINS)、胰島素敏感指數(ISI)、葡萄糖耐量、肝組織超氧化物歧化酶(SOD)活性及丙二醛(MDA)含量。結果桔梗多糖給藥組大鼠進水量、進食量和尿量顯著低于模型組，同時，FBG水平降低，胰島素水平、ISI及對葡萄糖的耐受能力顯著升高(P<0.05或P<0.01)；桔梗多糖也能夠提高肝組織SOD活性，降低MDA含量(P<0.05或P<0.01)。結論桔梗多糖具有降血糖作用，其機制可能與改善FINS、提高抗氧化能力有關。

關鍵詞〔〕桔梗多糖；糖尿病；抗氧化

中圖分類號〔〕R285.5〔文獻標識碼〕A〔

基金項目：吉林省衛生廳科研課題(2013Q013)

第一作者：喬彩虹(1973-)，女，副主任醫師，主要從事中醫藥防治糖尿病的研究。

現代藥學研究〔1〕表明，桔梗的主要活性成分為桔梗皂苷，桔梗皂苷的抗腫瘤、抗炎、保肝、調節免疫及抗病毒等多方面的藥理作用被廣泛報道，多糖是廣泛存在于植物根、莖、葉及果實中的一類生物活性大分子，具有免疫調節、抗氧化、抗腫瘤、抗衰老、抗病毒及輔助降血糖等多種生物活性，且由于其具有毒副作用小、安全性高的特點，在臨床上已得到廣泛應用〔2〕。而關于桔梗多糖的活性研究主要集中在提高免疫力方面，相關報道較少〔3，4〕。本文以桔梗多糖為研究對象，初步探討其降血糖作用及可能機制，為進一步應用奠定基礎。

1材料與方法

1.1實驗材料及儀器桔梗藥材購買于本地藥材市場，經吉林大學藥學院生藥教研室鑒定為桔?？浦参锏母稍锔o。鏈脲佐菌素(STZ)為美國Sigma公司產品；血糖檢測試劑盒為北京康化試劑公司產品；胰島素檢測試劑盒為天津九鼎生物技術有限公司產品；超氧化物歧化酶(SOD)與丙二醛(MDA)檢測試劑盒為南京建成生物技術有限公司產品。其他常規試劑均為國產分析純。

藥材粉碎機，濟南天方機械有限公司；超聲波清洗機，南京古奇機電有限公司；2550型紫外-可見分光光度計，日本島津；5417R型低溫超高速離心機，德國Eppendorf公司；GC-2100型γ放射免疫計數儀，合肥科大中佳公司；組織勻漿機，上海天呈科技有限公司。

1.2桔梗多糖的提取在60℃~90℃條件下，將購買的桔梗飲片用石油醚回流提取3次，每次4 h，除去脂溶性成分；減壓回收石油醚后，再用80%的乙醇回流提取3次，2 h/次，除去醇溶性成分；減壓回收乙醇后，再用蒸餾水回流提取3次，每次2 h，合并濾液；濃縮后，加入終濃度為75%的無水乙醇，靜置過夜，離心收集、沉淀、干燥。常規方法進行脫色、除蛋白后，分別采用苯酚-硫酸法、間羥基聯苯法及考馬斯亮藍法檢測總糖、糖醛酸及蛋白質含量。

1.3小鼠糖尿病(DM)模型的建立、分組及給藥Wistar雄性大鼠，體重(200~250)g，由吉林大學實驗動物中心提供，適應性飼養7 d后，開始造模。造模前空腹12 h，腹腔注射60 mg/kg的STZ溶液(溶解于pH4.2，0.1 mol/L的檸檬酸緩沖液)，而正常對照組只注射等體積的檸檬酸緩沖液。72 h后尾靜脈采血，測空腹血糖(FBG)，當FBG濃度>11.1 mmol/L時視為建模成功〔5〕。將建模成功的小鼠隨機分為模型組，格列本脲組(25 mg·kg-1·d-1)，桔梗多糖低(150 mg·kg-1·d-1)、中(300 mg·kg-1·d-1)、高劑量組(600 mg·kg-1·d-1)；每天腹腔灌胃給藥1次，模型組和對照組給予同體積的生理鹽水，給藥28 d。

1.4進水量、進食量、尿量及體重測定觀察實驗大鼠的精神狀態及毛發改變情況；于給藥第28 d時，測量大鼠體重，并采用代謝籠檢測大鼠12 h的進水量、進食量及尿量。

1.5FBG、胰島素含量測定及胰島素敏感指數(ISI)計算給藥結束后，尾靜脈取血，分離血清，采用葡萄糖氧化酶法測定大鼠FBG水平；放射免疫法測定空腹胰島素(FINS)水平；根據FBG及FINS水平，計算ISI：ISI=ln(FBG×FINS)-1。

1.6口服葡萄糖耐量試驗在給藥的最后1 w進行口服葡萄糖耐量試驗。實驗大鼠禁食12 h后，以2 g/kg體重的葡萄糖溶液灌胃，采用葡萄糖氧化酶法分別檢測0、30、60、90和120 min的血糖水平。

1.7肝組織中SOD活性與MDA含量測定給藥結束后，頸椎脫臼處死大鼠，取肝臟組織；預冷的生理鹽水清洗后，用濾紙吸凈表面血水，放于低溫冰箱保存。檢測前，稱取一定量的肝臟組織，高速勻漿后，用生理鹽水配成10%肝組織液，3 000 r/min離心10 min，取上清液備用。采用黃嘌呤氧化酶法測定SOD活性，采用硫代巴比妥酸法測定MDA含量。

2結果

2.1桔梗多糖的提取制得的桔梗多糖為淺黃色粉末，其收率為1.69%(按生藥材干重計算)，其總糖含量為74.5%，糖醛酸含量為14.2%，蛋白質含量為11.3%。

2.2桔梗多糖對DM大鼠進水量、進食量、尿量及體重的影響大鼠造模成功后，精神萎靡，出現多飲、多食、多尿及體重下降癥狀；給予桔梗多糖28 d后，與模型組比較，大鼠精神狀態好轉，DM典型的“三多一少”癥狀也得到一定程度的改善(P<0.05或P<0.01)，見表1。

2.3桔梗多糖對DM大鼠FBG、胰島素水平和ISI的影響給予桔梗多糖28 d后，與模型組比較，低、中、高劑量組的桔梗多糖均可以呈依賴性的抑制高血糖水平(P<0.05或P<0.01)；同時，與模型組比較，桔梗多糖也可以增加FINS水平及ISI(P<0.05或P<0.01)，見表1。

表1　桔梗多糖對各組大鼠進水量、進食量、尿量、體重及FBG、胰島素水平和ISI的影響 ± s)

與模型組比較：1)P<0.05，2)P<0.01；下表同

2.4桔梗多糖對DM大鼠葡萄糖糖耐量的影響在口服葡萄糖耐量實驗中，除模型組血糖峰值出現在口服葡萄糖60 min后，正常對照組及各給藥組的血糖峰值均出現在口服葡萄糖30 min后。高、中、低劑量組的桔梗多糖，與模型組比較，均可以顯著抑制血糖水平的增加，差異有統計學意義(P<0.05或P<0.01)，見表2。

2.5桔梗多糖對DM大鼠肝組織SOD活性和MDA含量的影響模型組大鼠肝臟組織中SOD活性較對照組顯著降低，MDA含量顯著升高(P<0.01)。給予桔梗多糖28 d后，與模型組比較，SOD活性顯著升高(P<0.01)，且高劑量組的SOD活性高于格列本脲組；同時，中、低劑量組的MDA含量與模型組比較，下降明顯(P<0.05或P<0.01)，見表2。

表2　桔梗多糖對各組大鼠葡萄糖糖耐量的影響及肝組織SOD活性和MDA含量的影響 ± s)

3討論

采用腹腔注射STZ法建立的DM大鼠模型與人類1型糖尿病具有相似的臨床癥狀。STZ可以通過選擇性的作用于胰島β細胞，生成超氧陰離子自由基，從而破壞胰島β細胞結構，使胰島細胞損傷或死亡，最終導致胰島功能障礙。該方法具有成功率高、死亡率低、簡便、快速的特點，目前已被廣泛應用〔6〕。本研究發現，桔梗多糖具有提高胰島素水平、ISI及糖耐量的作用，而降血糖作用與ISI的提高密切相關〔7〕。

多項研究表明氧化應激與DM的發生及發展密切相關，研究顯示，糖尿病氧化應激水平增加、抗氧化能力下降〔8〕。高血糖環境可以使機體清除自由基能力下降，導致自由基在體內大量堆積，從而促進DM及其并發癥的發生與發展。SOD是機體清除自由基中最為重要的抗氧化物酶之一，廣泛存在于各種生物體內，能夠阻斷超氧陰離子對細胞造成的各類損傷；MDA為脂質過氧化產物，可以反映機體受脂質過氧化損傷的過程〔9〕。本研究結果證實，桔梗多糖可以劑量依賴性地提高糖尿病大鼠肝組織中SOD活性，并減少MDA的含量，表明桔梗多糖具有抗氧化應激，減少氧化損傷的作用。

綜上所述，桔梗多糖能夠改善STZ誘導DM大鼠的典型癥狀，降低血糖水平，其機制可能與改善胰島素抵抗、提高抗氧化能力有關。

參考文獻4

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〔2013-12-10修回〕

(編輯李相軍/滕欣航)