茯苓復合提取物對2 型糖尿病大鼠血糖和血脂水平的影響

張葉茁,楊岳峰,楊野仝,張穎,劉雅娟

（1.吉林大學公共衛生學院營養與食品衛生教研室，吉林 長春 130021；2.吉林省疾病預防控制中心食品所，吉林 長春 130062）

糖尿病（diabetes mellitus，DM）是一組由多病因引起的以慢性高血糖為特征的代謝性疾病，長期糖、脂肪和蛋白質等代謝紊亂可引起多器官多系統損害、功能減退及衰竭［1-2］。2 型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）是最主要和患病率增長最快的DM 類型［3］。目前，T2DM 的治療藥物多以西藥為主，西藥治療DM 存在不良反應多和價格昂貴等缺點［4］。中草藥中的功效成分具有較好調節血糖和血脂的作用，而且用藥靈活，療效穩定，標本兼治且無明顯不良反應［5］。茯苓（Poria Cocos）俗稱松苓和云苓，為多孔菌科臥孔菌屬真菌茯苓的干燥菌核，史載于《神農百草經》，列為上品［6］；人參為我國名貴中藥材，為百草之王；刺五加為人參近緣植物，又稱“西伯利亞人參”，與其他中藥配伍可提升組方功效。研究［7-9］表明：茯苓可以降低大鼠空腹血糖（fasting blood glucose，FBG），還可以提高機體清除自由基能力；人參具有降低糖尿病大鼠總膽固醇（total cholesterol，TG）、甘油三酯（triglycerides，TC）、FBG 水平及明顯升高胰島素（insulin，INS）水平的生物學效應；刺五加具有調節糖脂代謝和增強抗氧化作用。目前茯苓復合提取物對T2DM 大鼠血糖、血脂水平及抗氧化能力影響的研究報道較少，本研究采用高糖高脂飼料飼喂聯合小劑量鏈脲佐菌素（streptozotocin，STZ）構建T2DM 大鼠模型，探討茯苓復合提取物對T2DM 大鼠血糖和血脂水平及抗氧化能力的影響，并闡明其作用機制，為研究防治T2DM 的保健品提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 實驗動物、主要試劑和儀器SPF 級SD 雄性大鼠65 只，4 周齡，體質量155～170 g，購于北京華阜康生物科技股份有限公司，動物生產許可證號：SCXK（京）2014-0004，飼養于吉林大學基礎實驗動物中心屏障系統，飼養室溫22℃～24℃，相對濕度40%～55%，自由攝食、飲水，適應性飼養1 周。維持飼料由吉林大學基礎實驗動物中心提供，高糖高脂飼料（在維持飼料中添加15%蔗糖、15%豬油，適量的酪蛋白、磷酸氫鈣和石粉等；其中脂肪提供總熱量的40%，蛋白質提供總熱量的22%，碳水化合物提供總熱量的38%）購于南通特洛菲飼料科技有限公司。STZ 購自美國Sigma 公司，血清TG、TC、低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cholesterin，LDL-C）、高密度脂蛋白膽固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）、超氧化物歧化酶（superoxidedismutase，SOD）和丙二醛（malonaldehyde，MDA）測定試劑盒和胰島素及胰高血糖素（glucagon，GC）酶聯免疫試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。血糖儀及同批號血糖試紙購自韓國i-SENS 公司，722s 型分光光度計、組織勻漿機、低速臺式離心機和電子天平（型號ALC-110.4 和T1000）購自上海第二儀器分析廠，分析天平購自北京賽多利斯儀器系統有限公司，電熱恒溫水浴鍋（型號1410146）和全功能酶標儀購自北京意成東方科技有限公司。

1.2 茯苓復合提取物的制備茯苓復合提取液，按10 倍日服處方量（主要原料：人參1.5 g，茯苓10.0 g，刺五加10.0 g）稱取各味藥材，加10 倍量水煎煮3 次，每次1 h，合并3 次水煎提取液，濃縮至每毫升1.5 g 生藥量，高壓滅菌4℃保存備用。

1.3 T2DM 大鼠模型的制備、分組及給藥方式65 只SPF 級雄性SD 大鼠適應性喂養1 周，隨機選取10 只大鼠作為對照組，其余55 只用于T2DM 模型制備。55 只大鼠給予高糖高脂飼料飼喂4周，第4周末，大鼠禁食12 h，按照30 mg·kg－1劑量一次性左下腹腹腔注射1% STZ，繼續飼喂高糖高脂飼料1 周，檢測FBG，以FBG 水平＞11.1 mmol·L－1為建模成功［10］。造模成功大鼠隨機分為5 組：模型組（n＝8）、二甲雙胍組（n＝9，100 mg·kg－1·d－1二甲雙胍灌胃）、低劑量茯苓復合提取物組（n＝10，給予1.5 g·kg－1茯苓復合提取物灌胃，即成人每日推薦量5 倍）、中劑量茯苓復合提取物組（n＝9，給予3.0 g·kg－1茯苓復合提取物灌胃，即成人每日推薦量10 倍）和高劑量茯苓復合提取物組（n＝9，給予6.0 g·kg－1茯苓復合提取物灌胃，即成人每日推薦量20 倍）。各組大鼠灌胃體積均為10 mL·kg－1，模型組和對照組大鼠給予等體積雙蒸水。每3 d 稱取大鼠體質量1 次，按體質量變化調整給藥劑量，連續灌胃28 d，每天1 次。第28 天給藥后，將稱取大鼠體質量，隔夜禁食不禁水12 h 后，心臟采血，分離血清，測定各項指標。

1.4 各組大鼠FBG 水平檢測采集各組大鼠尾靜脈血，采用血糖儀和血糖試紙檢測各組大鼠FBG 水平。

1.5 各組大鼠血清樣本采集及生化指標檢測末次灌胃給藥后禁食12 h，心臟采血，37℃靜置2 h，2 500 r·min－1離心10 min，取血清，按照試劑盒說明書要求檢測大鼠血清TC、TG、HDL-C、LDL-C、MDA、INS 和GC 水平及SOD 活性。計算穩態模型評估胰島素抵抗指數（homeostasis model assessed the insulin resistance index，HOMAIR），評價其胰島素抵抗（insulin resistance，IR）程度。HOMA-IR＝FBG（mmol·L－1）× 空腹INS（mU·L－1）/22.5。

1.6 統計學分析采用SPSS 24.0 統計軟件進行統計學分析。各組大鼠體質量，FBG 水平，血清中INS、GC、TC、TG、HDL-C、LDL-C 和MDA 水平，SOD 活性及HOMA-IR 均符合正態分布，以表示。多組間樣本均數比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用SNK-q檢驗。以P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 各組大鼠的一般情況對照組大鼠毛色光滑亮澤，精神狀態良好，對外界環境刺激反應靈敏，動作迅速。模型組大鼠毛色焦枯，精神萎靡，反應遲緩，出現多飲多尿表現。實驗過程中模型組、二甲雙胍組、中和高劑量茯苓復合提取物組均有大鼠死亡。與模型組比較，二甲雙胍組和低、中及高劑量茯苓復合提取物組大鼠毛色、精神狀態、采食量、飲水量以及排尿量等均有所改善。

2.2 各組大鼠體質量和FBG 水平與對照組比較，模型組大鼠體質量明顯降低（P＜0.05），FBG 水平明顯升高（P＜0.05）。與模型組比較，二甲雙胍組大鼠體質量明顯升高（P＜0.05），FBG 水平明顯降低（P＜0.05），低、中和高劑量茯苓復合提取物組大鼠體質量明顯升高（P＜0.05），FBG 水平明顯降低（P＜0.05）。見表1。

表1 各組大鼠體質量和FBG 水平Tab.1 Body weights and levels of FBG of rats in various groups(）

表1 各組大鼠體質量和FBG 水平Tab.1 Body weights and levels of FBG of rats in various groups(）

*P＜0.05 compared with control group；△P＜0.05 compared with model group；#P＜0.05 compared with metformin group.

2.3 各組大鼠血清中INS 和GC 水平及HOMAIR與對照組比較，模型組大鼠血清中INS 水平明顯降低（P＜0.05）；與模型組比較，二甲雙胍組和低、中及高劑量茯苓復合提取物組大鼠血清中INS 水平均明顯升高（P＜0.05）。與對照組比較，模型組大鼠血清中GC 水平和HOMA-IR 均明顯升高（P＜0.05）；與模型組比較，二甲雙胍組和低、中及高劑量茯苓復合提取物組大鼠血清中GC 水平和HOMA-IR 均明顯降低（P＜0.05）；與二甲雙胍組比較，低、中及高劑量茯苓復合提取物組大鼠血清中GC 水平均明顯降低（P＜0.05）。見表2。

表2 各組大鼠血清中INS 和GC 水平及HOMA-IRTab.2 Levels of serum INS and GC and HOMA-IR of rats in various groups(）

表2 各組大鼠血清中INS 和GC 水平及HOMA-IRTab.2 Levels of serum INS and GC and HOMA-IR of rats in various groups(）

*P＜0.05 compared with control group；△P＜0.05 compared with model group；#P＜0.05 compared with metformin group.

2.4 各組大鼠血清中TC、TG、LDL-C、HDL-C 和MDA 水平及SOD 活性與對照組比較，模型組大鼠血清中TC、TG、LDL-C 和MDA 水平均明顯升高（P＜0.05）；與模型組比較，二甲雙胍組和低、中及高劑量茯苓復合提取物組大鼠血清中TC、TG、LDL-C 和MDA 水平均明顯降低（P＜0.05）；與二甲雙胍組比較，低、中和高劑量茯苓復合提取物組大鼠血清中LDL-C 水平均明顯降低（P＜0.05）。與對照組比較，模型組大鼠血清中HDL-C水平和SOD 活性均明顯降低（P＜0.05）；與模型組比較，二甲雙胍組和低、中及高劑量茯苓復合提取物組大鼠血清中HDL-C 水平和SOD 活性均明顯升高（P＜0.05）。見表3。

3 討論

DM 是目前發病率較高的慢性非傳染性疾病，尤其是T2DM，嚴重威脅著人類健康。T2DM 的發病機制主要是由于機體代謝紊亂，導致IR 及胰島功能障礙，胰島素分泌減少、敏感性降低，使機體糖脂代謝異常［11］。中草藥中很多功效成分具有調節糖脂代謝，增強機體抗氧化能力的作用。

茯苓復合提取物中茯苓多糖能使細胞肝臟糖原含量增加，通過加速糖原的合成，表現出降血糖活性［12］。人參中含有的酚類物質和人參皂苷可降低細胞對葡萄糖的攝取和轉運，調節DM 大鼠血清中INS 水平，明顯降低尿糖排泄水平［13］。刺五加葉能抑制α-葡糖苷酶活性，抑制人腸道細胞對2’-脫氧D-葡萄糖（DG）的吸收，通過葡萄糖轉運蛋白抑制細胞內的DG 攝取［14］。本研究結果表明：給予高糖高脂喂養聯合腹腔注射STZ 后，大鼠體質量明顯降低，FBG＞11.1 mmol·L－1，表明T2DM 模型大鼠建模成功。DM 伴發IR 常用HOMA-IR 評價IR 程度，INS 能夠降低血糖，增加葡萄糖的去路，發揮其降糖功能。GC 能促進脂肪和蛋白質分解，抑制糖原合成，升高FBG 水平。檢測INS 和GC 水平，能直觀體現機體的胰島分泌狀態，是臨床上診斷和確診DM 常用指標［15］。本研究結果顯示：給予低、中和高劑量茯苓復合提取物后T2DM 模型大鼠體質量血清中INS 水平明顯升高，FBG 水平和血清中GC 水平及HOMA-IR 均明顯降低，表明不同劑量茯苓復合提取物中的功效成分可平衡大鼠能量代謝，調節INS 分泌水平，改善大鼠IR，具有調節T2DM 模型大鼠血糖功效。茯苓多糖是一種膳食纖維，能改善餐后血糖，降低脂類吸收［16-17］；刺五加葉子含有31.8%的膳食纖維，膳食纖維已被證明可降低血清中TG 和TC 水平，并通過抑制膳食膽固醇吸收或膽汁酸再吸收而具有抗肥胖作用［18-20］。DM 大鼠脂肪代謝異常，表現為血清中TC、TG 和LDL-C 水平升高，HDL-C 水平降低。血脂是臨床上評價DM 預防和治療效果的常用指標。本研究結果顯示：茯苓復合提取物可明顯降低DM 大鼠血清中TG、TC 和LDL-C 水平，升高HDL-C 水平，具有調節血脂的功效。DM 會導致氧化應激增加，損傷多器官，降低抗氧化防御，并導致內皮功能障礙。MDA 是氧自由基攻擊組織的產物［21］，SOD 活性的高低反映機體清除氧自由基能力［22］。本研究結果表明：茯苓復合提取物可增加血清中SOD 活性，降低MDA 水平，提示復合物中功效成分可有效清除自由基，對抗自由基損傷。

表3 各組大鼠血清中TC、TG、LDL-C、HDL-C 和MDA 水平及SOD 活性Tab.3 Serum TC,TG,LDL-C,HDL-C and MDA levels and SOD activities of rats in various groups(）

表3 各組大鼠血清中TC、TG、LDL-C、HDL-C 和MDA 水平及SOD 活性Tab.3 Serum TC,TG,LDL-C,HDL-C and MDA levels and SOD activities of rats in various groups(）

*P＜0.05 compared with control group；△P＜0.05 compared with model group；#P＜0.05 compared with metformin group.

綜上所述，茯苓復合提取物可調節T2DM 大鼠體質量，有效降低T2DM 大鼠FBG 和GC 水平及HOMA-IR，提高INS 水平，改善脂代謝水平，提高機體氧化應激能力，可輔助治療T2DM。