復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉對(duì)2型糖尿病大鼠的輔助降血糖試驗(yàn)

生慶海 趙 偉 賈艷菊 戴智勇 何 英 劉 晶 徐 麗 龍金利 王 郡 李增寧

(1. 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，河北 石家莊 050061；2. 澳優(yōu)乳業(yè)〔中國(guó)〕有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410200；3. 譜尼測(cè)試集團(tuán)深圳有限公司，廣東 深圳 518054；4. 河北醫(yī)大第一醫(yī)院，河北 石家莊 050031)

現(xiàn)代不良的飲食和生活習(xí)慣導(dǎo)致了越來(lái)越多的代謝疾病，糖尿病便是其中之一。2型糖尿病(T2DM)占糖尿病患者人數(shù)的約90%以上[1]，其主要由于胰島素分泌相對(duì)不足和/或胰島素抵抗引起[2]。當(dāng)糖尿病患者持續(xù)糖代謝異常時(shí)，通常會(huì)引起脂代謝、蛋白代謝異常，帶來(lái)一系列并發(fā)癥。有研究[3]顯示，70%以上的糖尿病患者伴隨著不同程度的并發(fā)癥。因此，采取有效措施控制血糖、預(yù)防并發(fā)癥產(chǎn)生、延緩并發(fā)癥發(fā)展，是糖尿病患者干預(yù)的關(guān)鍵。

通過(guò)改變營(yíng)養(yǎng)狀況或攝食量來(lái)改善糖尿病患者的健康狀況或治療疾病是一項(xiàng)十分重要的措施[4]，研究[5]顯示，經(jīng)過(guò)3～6個(gè)月的營(yíng)養(yǎng)干預(yù)，T2DM患者的糖化血紅蛋白下降效果可能相當(dāng)于或大于現(xiàn)有的臨床藥物治療，且持續(xù)性的營(yíng)養(yǎng)干預(yù)有助于維持血糖水平改善。將天然安全的降糖物質(zhì)進(jìn)行合理復(fù)配，并制成營(yíng)養(yǎng)粉形式進(jìn)行干預(yù)，是解決糖尿病患者血糖控制的良好途徑之一。赤蘚糖醇是一種多元醇類甜味劑，具有低熱值的特點(diǎn)。人體由于缺乏代謝赤蘚糖醇的酶，導(dǎo)致進(jìn)入血液中的赤蘚糖醇不能被消化分解，大部分由尿液排出。其代謝途徑很少依賴胰島素或與胰島素?zé)o關(guān)，因此對(duì)糖代謝幾乎沒(méi)有影響[6]。杏仁是一種營(yíng)養(yǎng)密集型食品，含有豐富的蛋白質(zhì)、膳食纖維、單不飽和脂肪酸、維生素E和礦物質(zhì)[7]，近年來(lái)多項(xiàng)研究[8-10]表明，其有利于血糖控制，對(duì)血脂代謝亦具有積極意義。膳食纖維是人體必需的營(yíng)養(yǎng)素之一，是維持人體組織細(xì)胞對(duì)胰島素敏感性的重要因素[11]，日常膳食纖維攝入不足會(huì)導(dǎo)致糖尿病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)升高[12]。此外，研究[13]表明，增加膳食纖維有助于降低糖尿病患者的空腹血糖和糖化血紅蛋白水平。羅漢果甜苷是一種天然高倍甜味劑，小鼠試驗(yàn)[14-15]表明，其具有降血糖、降血脂和抗氧化功效。

研究擬以全脂乳粉為基底，并添加赤蘚糖醇、杏仁粉、抗性糊精、聚葡萄糖、菊粉、羅漢果甜苷等制成營(yíng)養(yǎng)粉，并評(píng)估營(yíng)養(yǎng)粉對(duì)試驗(yàn)動(dòng)物的輔助降血糖功能，旨在為該營(yíng)養(yǎng)粉的應(yīng)用提供臨床依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

健康雄性SD大鼠：SPF級(jí)，湖南斯萊克景達(dá)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司；

復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉：配料為全脂乳粉、赤蘚糖醇、杏仁粉、抗性糊精、聚葡萄糖、菊粉、麥芽糊精、羅漢果甜苷、甜菊糖，人體推薦使用量為25～75 g/d，豐寧水星乳品有限責(zé)任公司；

二甲雙胍片：薄膜衣片(0.25 g/片)，臨床擬用量為0.75 g/d，中美上海施貴寶制藥有限公司；

大鼠胰島素酶聯(lián)免疫分析試劑盒：江蘇酶免實(shí)業(yè)有限公司；

地塞米松磷酸鈉注射液：三明三藥獸藥有限公司；

葡萄糖：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

0.9%氯化鈉注射液：湖南康源制藥有限公司。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

電子天平：PL2002型，梅特勒—托利多儀器(上海)有限公司；

電子天平：ME1002E型，梅特勒—托利多儀器(上海)有限公司；

大小動(dòng)物多功能麻醉機(jī)：ZS-MV-Ι型，湖南省凱達(dá)實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司；

臺(tái)式低速離心機(jī)：TD4型，湖南省凱達(dá)實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司；

自動(dòng)生化分析儀：LABOSPECT003型，日本日立儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 正常大鼠試驗(yàn) 選用雄性SD大鼠20只，按體重隨機(jī)分為2組，即陰性對(duì)照組和復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉組，每組10只。復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉組灌胃劑量為6.70 g/kg(相當(dāng)于人體推薦食用量的10倍)，灌胃前配制成適宜濃度樣液以便灌胃；陰性對(duì)照組給予等體積純水灌胃。每日一次，連續(xù)30 d。給樣期間每周稱重一次，并根據(jù)體重調(diào)整灌胃量。

給樣前及末次給樣后測(cè)定空腹血糖值(禁食不禁水4 h)。若復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉組與陰性對(duì)照組相比空腹血糖差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，則判定對(duì)正常大鼠血糖無(wú)影響。

1.2.2 胰島素抵抗糖/脂代謝紊亂模型大鼠試驗(yàn) 選用雄性SD大鼠60只，按體重、空腹血糖(禁食不禁水4 h)及給糖后0.5 h血糖值隨機(jī)分為6組，即陰性對(duì)照組、模型對(duì)照組、復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉低劑量組、復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉中劑量組、復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉高劑量組和陽(yáng)性對(duì)照組，每組10只。對(duì)低、中、高劑量組分別給予復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉灌胃，劑量為1.68，3.35，6.70 g/kg(分別相當(dāng)于人體推薦食用量2.5，5.0，10.0倍)；陰性對(duì)照組和模型對(duì)照組給予等體積純水灌胃；陽(yáng)性對(duì)照組給予二甲雙胍灌胃，劑量為0.11 g/kg。每日一次，連續(xù)給樣35 d。給樣期間每周稱重一次，并根據(jù)體重調(diào)整灌胃量。

從給樣起，各組維持普通飼料喂養(yǎng)1周。1周后，除陰性對(duì)照組維持普通飼料外，其他各組均更換為高熱能飼料喂養(yǎng)2周。2周后，除陰性對(duì)照組外，其他組在飼喂高熱能飼料的基礎(chǔ)上按0.8 mg/kg腹腔注射地塞米松，每日1次，連續(xù)10 d。試驗(yàn)結(jié)束，各組動(dòng)物禁食不禁水4 h，眼眶采血測(cè)定空腹血糖、血清胰島素，之后按2.5 g/kg 灌胃給予葡萄糖后眼眶采血測(cè)定0.5，2.0 h血糖值，并按式(1)、(2)計(jì)算血糖曲線下面積和胰島素抵抗指數(shù)；異氟烷麻醉大鼠，腹主動(dòng)脈采血檢測(cè)血清低密度脂蛋白、高密度脂蛋白、膽固醇和甘油三酯。

W=(G0.0+G0.5)×0.5×0.5+(G2.0+G0.5)×1.5×0.5，

(1)

式中：

W——血糖曲線下面積，mmol·h/L；

G0.0——0.0 h血糖值，mmol/L；

G0.5——0.5 h血糖值，mmol/L。

G2.0——2.0 h血糖值，mmol/L。

f=G×I/22.5，

(2)

式中：

f——胰島素抵抗指數(shù)；

I——胰島素值，mU/L；

G——血糖值，mmol/L。

模型對(duì)照組與陰性對(duì)照組相比，胰島素抵抗指數(shù)無(wú)明顯下降，且動(dòng)物糖/脂代謝紊亂成立，則判定胰島素抵抗糖/脂代謝紊亂模型成功。模型成立前提下，復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉劑量組與模型對(duì)照組相比，空腹血糖下降有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，則判定復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉空腹血糖指標(biāo)結(jié)果為陽(yáng)性；模型成立前提下，復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉劑量組與模型對(duì)照組相比，在給葡萄糖后0.5，2.0 h任一時(shí)間點(diǎn)血糖下降有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，或0.0，0.5，2.0 h血糖曲線下面積降低有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，則判定復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉糖耐量指標(biāo)結(jié)果為陽(yáng)性；模型成立前提下，復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉劑量組與模型對(duì)照組相比，血清膽固醇或甘油三酯下降有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，則判定復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉降血脂指標(biāo)為陽(yáng)性。

1.2.3 結(jié)果判定指標(biāo) 對(duì)糖/脂代謝紊亂模型大鼠，空腹血糖和糖耐量二項(xiàng)指標(biāo)中有一項(xiàng)指標(biāo)陽(yáng)性，且血脂(總膽固醇、甘油三酯)無(wú)明顯升高，對(duì)正常大鼠空腹血糖無(wú)影響，則判定復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉輔助降血糖功能動(dòng)物試驗(yàn)結(jié)果為陽(yáng)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉對(duì)正常大鼠的影響

復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉對(duì)正常SD大鼠空腹血糖的影響如表1所示，與陰性對(duì)照組相比，復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉組大鼠空腹血糖值無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)，提示復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉對(duì)正常大鼠血糖無(wú)明顯影響。

表1 復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉對(duì)正常SD大鼠空腹血糖值的影響

2.2 復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉對(duì)胰島素抵抗糖/脂代謝紊亂模型大鼠的影響

2.2.1 胰島素抵抗糖/脂代謝紊亂模型大鼠建模結(jié)果

如表2所示，與陰性對(duì)照組相比，模型對(duì)照組大鼠的空腹血糖值、0.5 h血糖值和血糖曲線下面積均顯著升高(P<0.01)，提示該試驗(yàn)?zāi)Ｐ吞谴x紊亂；與陰性對(duì)照組相比，模型對(duì)照組大鼠的甘油三酯、總膽固醇、低密度脂蛋白均升高且具有顯著差異(P<0.01)，提示該試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭x紊亂；與陰性對(duì)照組相比，模型對(duì)照組大鼠的胰島素抵抗指數(shù)顯著上升(P<0.05)，提示該試驗(yàn)?zāi)Ｐ统霈F(xiàn)胰島素抵抗。綜上，判定胰島素抵抗糖/脂代謝紊亂模型大鼠建模成功。地塞米松是一種糖皮質(zhì)激素的長(zhǎng)效類似物，可誘導(dǎo)3T3-L1脂肪細(xì)胞產(chǎn)生胰島素抵抗，動(dòng)物試驗(yàn)中常用于建立2型糖尿病模型[16]。試驗(yàn)采用高脂飲食與地塞米松共同誘導(dǎo)SD大鼠，形成胰島素抵抗糖/脂代謝紊亂模型。

表2 胰島素抵抗糖/脂代謝紊亂模型大鼠建模結(jié)果?Table 2 Modeling results of insulin resistance glucose/lipid metabolism disorder model rats (n=20)

2.2.2 對(duì)胰島素抵抗糖/脂代謝紊亂模型大鼠空腹血糖和糖耐量的影響 復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉對(duì)胰島素抵抗糖/脂代謝紊亂模型大鼠空腹血糖和糖耐量的影響結(jié)果見(jiàn)表3。與模型對(duì)照組相比，復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉高劑量組0.5 h血糖值(P<0.05)和血糖曲線下面積(P<0.01)均顯著降低；陽(yáng)性對(duì)照組2.0 h血糖值(P<0.05)和血糖曲線下面積(P<0.05)也顯著降低。試驗(yàn)結(jié)果提示，復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉糖耐量指標(biāo)為陽(yáng)性。

表3 復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉對(duì)胰島素抵抗糖/脂代謝紊亂模型大鼠空腹血糖和糖耐量的影響?Table 3 The effect of compound nutritional powder on fasting blood glucose and glucose tolerance in insulin resistance glucose/lipid metabolism disorder model rats (n=50)

復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉以全脂乳粉為基底，并將赤蘚糖醇、杏仁粉、抗性糊精、聚葡萄糖、菊粉以及羅漢果甜苷等復(fù)配使用。赤蘚糖醇作為一種低熱值甜味劑，對(duì)人體糖代謝過(guò)程幾乎無(wú)影響，因此對(duì)糖尿病人具有良好的適用性。據(jù)報(bào)道[17]，受試者分別按1.5 mL/kg體重經(jīng)口攝入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的赤蘚糖醇和葡萄糖溶液，結(jié)果表明赤蘚糖醇對(duì)人體血糖值和胰島素分泌無(wú)影響，而葡萄糖使血糖和胰島素分泌增加。一項(xiàng)長(zhǎng)期隨機(jī)臨床試驗(yàn)[18]顯示，將含有杏仁的高蛋白質(zhì)和單不飽和脂肪膳食(供能比為：蛋白質(zhì)25%、脂肪40%、單不飽和脂肪22%)與2型糖尿病病人推薦使用的AHA膳食(供能比為：蛋白質(zhì)15%、脂肪30%、單不飽和脂肪15%)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)兩種膳食均有利于受試者減輕體重、改善血糖控制。抗性糊精、聚葡萄糖和菊粉均屬于水溶性膳食纖維，其進(jìn)入人體后吸水膨脹，延緩胃排空，從而使食物不能集中進(jìn)入腸道，避免血糖驟速升高[19]。Meta分析[13]顯示，膳食纖維組與安慰劑組相比能使空腹血糖水平平均下降0.85 mmol/L，使HbA1c平均下降0.26%，是糖尿病患者控制血糖的良好干預(yù)方式。一項(xiàng)研究羅漢果皂甙對(duì)小鼠血糖調(diào)節(jié)作用的試驗(yàn)[20]顯示，羅漢果皂甙可能是通過(guò)抑制α-葡萄糖苷酶的活性來(lái)抑制葡萄糖轉(zhuǎn)化，進(jìn)而降低血糖含量。通過(guò)上述幾種降糖物質(zhì)協(xié)同使用最終表現(xiàn)為復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉高劑量組0.5 h血糖值和血糖曲線下面積顯著降低。

2.2.3 對(duì)胰島素抵抗糖/脂代謝紊亂模型大鼠血脂的影響 復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉對(duì)胰島素抵抗糖/脂代謝紊亂模型大鼠血脂的影響結(jié)果如表4所示。與模型對(duì)照組相比，復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉各劑量組甘油三酯、總膽固醇、低密度脂蛋白和高密度脂蛋白均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)；陽(yáng)性對(duì)照組與之相似，在該4個(gè)指標(biāo)上也未表現(xiàn)出與模型對(duì)照組的顯著差異(P>0.05)。試驗(yàn)結(jié)果提示復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉降血脂指標(biāo)為陰性。

表4 復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉對(duì)胰島素抵抗糖/脂代謝紊亂模型大鼠血脂的影響Table 4 The effect of compound nutritional powder on blood lipids in insulin resistance glucose/lipid metabolism disorder model rats (n=50)

杏仁粉中含有較多的單不飽和脂肪酸，除改善血糖外，其對(duì)血脂控制也具有積極意義。Kris-Etherton等[21]研究表明，高單不飽和脂肪酸飲食能夠降低血漿膽固醇和甘油三酯濃度；Paniagua等[22]試驗(yàn)證實(shí)富含單不飽和脂肪酸的飲食可改善胰島素抵抗患者的血脂反應(yīng)。補(bǔ)充適量膳食纖維也被認(rèn)為是干預(yù)血脂代謝的有效途徑，研究人員[23]認(rèn)為，以糖尿病飲食為基礎(chǔ)，適量增加膳食纖維的攝入量，可降低糖尿病患者血脂水平，尤其在甘油三酯上有顯著作用。另有報(bào)道[24]，飲食治療中加入適量膳食纖維可使2型糖尿病患者的三酰甘油和膽固醇明顯下降。然而，試驗(yàn)復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉未顯示血脂指標(biāo)陽(yáng)性結(jié)果，可能是由于杏仁粉和/或膳食纖維在配方中添加量略有不足，未達(dá)到起效量。

2.2.4 復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉對(duì)胰島素抵抗糖/脂代謝紊亂模型大鼠胰島素的影響 如表5所示，與模型對(duì)照組相比，復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉各劑量組和陽(yáng)性對(duì)照組的血清胰島素值、胰島素抵抗指數(shù)均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。

表5 復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉對(duì)胰島素抵抗糖/脂代謝紊亂模型大鼠胰島素的影響

Lustig[25]認(rèn)為，唯一與胰島素敏感性有關(guān)的因素是膳食纖維，且只有不溶性膳食纖維能提高胰島素敏感性。而試驗(yàn)復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉的膳食纖維組成主要為可溶性膳食纖維，可能是導(dǎo)致胰島素敏感性沒(méi)有發(fā)生明顯變化的原因。

3 結(jié)論

研究建立了高脂飲食與地塞米松共同誘導(dǎo)的胰島素抵抗糖/脂代謝紊亂模型，復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉對(duì)該模型糖尿病大鼠的輔助降血糖功能為陽(yáng)性。研究使用的營(yíng)養(yǎng)粉以全脂乳粉為基底，并添加赤蘚糖醇、杏仁粉、抗性糊精、聚葡萄糖、菊粉、羅漢果甜苷等，相較其他片劑、湯飲、顆粒等具有口感佳、味道好的優(yōu)點(diǎn)，糖尿病患者在實(shí)際使用時(shí)更易依從，從而達(dá)到持久營(yíng)養(yǎng)干預(yù)以維持血糖正常水平的效果。但試驗(yàn)同時(shí)存在降血脂指標(biāo)為陰性、胰島素敏感性未見(jiàn)明顯改善的問(wèn)題，這可能與配方配比有關(guān)，有待進(jìn)一步研究。