復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉對(duì)STZ大鼠的輔助降血糖效果

生慶海 劉 成 潘麗娜 汪家琦 賈艷菊

(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)

中國(guó)糖尿病患者占全球首位，是一個(gè)不容忽視的問題[1]。糖尿病發(fā)病率增長(zhǎng)迅速，并呈年輕化的趨勢(shì)，未來(lái)20年將會(huì)有7億人患病[2]，其種類不一[3-4]，其中2型糖尿病(T2DM)的人數(shù)最多，占90%以上[5]。T2DM的發(fā)生是由于體內(nèi)β細(xì)胞衰竭使得胰島素減少或缺失，從而造成患者對(duì)血糖的控制減弱而引起的一種代謝疾病[6-8]。其潛伏期較長(zhǎng)，通常會(huì)引起脂代謝、蛋白代謝異常，最終可能導(dǎo)致糖尿病性腎病[9]、視網(wǎng)膜病[10-11]、心血管疾病[12-14]等一系列并發(fā)癥。

對(duì)于糖尿病患者而言，穩(wěn)定血糖在正常水平是治療的關(guān)鍵和目的。目前大多數(shù)患者通過(guò)臨床治療來(lái)控制血糖，但口服降糖藥或注射胰島素可能會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生或多或少的副作用和耐藥性[15-16]，因此尋求非藥物治療的方法來(lái)降低血糖是非常有必要且有意義的，比如食用一些有效的天然植物，例如印度阿育吠陀藥、非洲傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)、日本貢布醫(yī)學(xué)和中草藥[17]，從而減少藥物治療對(duì)人體可能造成的危害。T2DM患者可通過(guò)改變自身的攝食種類和數(shù)量來(lái)改善血糖狀況，這對(duì)治療T2DM是一項(xiàng)十分重要的措施[18-19]。研究[20]表明，T2DM患者經(jīng)3～6個(gè)月的干預(yù)治療后，HbA1c在非藥物治療下的下降效果可以與現(xiàn)有的臨床藥物治療的相媲美，且持續(xù)性的干預(yù)治療有助于改善血糖狀況，避免藥物產(chǎn)生的副作用。

赤蘚糖醇是一種天然甜味劑，通常用于食品和制藥行業(yè)，由于其卡路里含量幾乎為零，因此是糖尿病患者或超重人群的理想蔗糖替代品[21]。杏仁含有豐富的苦杏仁甙、維生素、纖維素、蛋白質(zhì)、糖類和微量元素等，對(duì)降血糖和HbA1c具有積極意義[22]。菊粉是一種膳食纖維，有助于控制血糖[23-24]，且可以降低T2DM患者的血糖和HbA1c[25]。羅漢果甜苷是一種天然降糖成分，其甜度為蔗糖的300倍、熱量為零，對(duì)肥胖、糖尿病等具有防治作用，可在各類食品中按生產(chǎn)需要適量使用[26]。

課題組自主研發(fā)的復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉是在全脂乳粉中添加杏仁粉、赤蘚糖醇、菊粉、羅漢果甜苷等制成，其水分含量為1.97%，葡萄糖生成量為11.07%，GI值為27.74。前期研究[27]發(fā)現(xiàn)，該復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉對(duì)胰島素抵抗糖/脂代謝紊亂大鼠模型的糖耐量指標(biāo)為陽(yáng)性。試驗(yàn)擬進(jìn)一步探討該復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉對(duì)胰島損傷高血糖大鼠模型的輔助降血糖功能，從而為該營(yíng)養(yǎng)粉的推廣應(yīng)用提供臨床依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 主要材料與儀器

復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉：主要配料為全脂乳粉、赤蘚糖醇、杏仁粉、菊粉、羅漢果甜苷等，豐寧水星乳品有限責(zé)任公司；

試驗(yàn)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；

二甲雙胍：0.25 g/片，中美上海施貴寶制藥有限公司；

鏈脲佐菌素：上海阿拉丁試劑有限公司；

異氟烷：山東安特木葉科技有限公司；

葡萄糖：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

純水儀：BIOPURE300型，廣州市深華生物技術(shù)有限公司；

血糖測(cè)試系統(tǒng)：金穩(wěn)型，三諾生物傳感股份有限公司。

1.2 方法

1.2.1 建模及分組 SD大鼠經(jīng)喂養(yǎng)適應(yīng)環(huán)境后，按1∶9隨機(jī)分成陰性對(duì)照組和模型動(dòng)物組。模型動(dòng)物組大鼠禁食不禁水24 h后，在大鼠尾部靜脈注射STZ，建立胰島損傷2型糖尿病模型。5 d后模型動(dòng)物組大鼠禁食不禁水5 h，進(jìn)行眼眶采血，血糖值>10 mmol/L的大鼠為所需模型動(dòng)物。按1∶1∶1∶1∶1將模型動(dòng)物進(jìn)行分組，分別為模型對(duì)照組、陽(yáng)性對(duì)照組、營(yíng)養(yǎng)粉低劑量組、營(yíng)養(yǎng)粉中劑量組、營(yíng)養(yǎng)粉高劑量組。

1.2.2 喂養(yǎng)試驗(yàn) 各組動(dòng)物按15 mL/kg灌胃投喂，其中陰性對(duì)照組和模型對(duì)照組投喂純水；陽(yáng)性對(duì)照組投喂0.11 g/kg 的二甲雙胍[正常人醫(yī)囑用量為1.25 g/(d·人)，通過(guò)體表面積法換算成SD大鼠的等效劑量約為0.11 g/kg]；營(yíng)養(yǎng)粉低、中、高劑量組投喂1.68，3.35，6.70 g/kg 的復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉[一般建議食用量為40 g/(d·人)，成年人體重以60 kg計(jì)，換算成SD大鼠的等效劑量為0.67 g/kg，SD大鼠的投喂劑量按人體建議食用量的2.5，5.0，10.0倍設(shè)置不同劑量]。連續(xù)投喂30 d，每天一次。期間每周稱量大鼠體重并進(jìn)行相應(yīng)投喂量調(diào)整。

1.2.3 指標(biāo)檢測(cè) 30 d喂養(yǎng)結(jié)束后，各組動(dòng)物禁食不禁水4 h，按1.2.1的方法檢測(cè)空腹血糖；對(duì)各組大鼠進(jìn)行葡萄糖灌胃(劑量為2.5 g/kg)，并測(cè)定0.5，2.0 h血糖值，按式(1)計(jì)算血糖曲線下面積。

S=(P空腹+P0.5 h)×0.5×0.5+(P2.0 h+P0.5 h)×1.5×0.5，

(1)

式中：

S——血糖曲線下面積，mmol/(L·h)；

P空腹——空腹血糖值，mmol/L；

P0.5 h——0.5 h血糖值，mmol/L；

P2.0 h——2.0 h血糖值，mmol/L。

1.2.4 結(jié)果判定 與陰性對(duì)照組相比，模型對(duì)照組的空腹血糖值和/或0.5 h血糖值/2.0 h血糖值/血糖曲線下面積明顯升高，說(shuō)明STZ誘導(dǎo)的2型糖尿病大鼠模型建模成功。以模型對(duì)照組為參考，復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉各劑量組的空腹血糖下降顯著，則復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉對(duì)STZ大鼠的空腹血糖結(jié)果陽(yáng)性；在葡萄糖灌胃后0.5，2.0 h任一時(shí)間血糖下降顯著和/或血糖曲線下面積降低顯著，則糖耐量結(jié)果為陽(yáng)性[27]。若復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉對(duì)STZ大鼠的空腹血糖、糖耐量指標(biāo)任一為陽(yáng)性，同時(shí)對(duì)陰性對(duì)照組大鼠空腹血糖基本無(wú)影響，則判定該復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉對(duì)STZ大鼠的輔助降血糖功能為陽(yáng)性。

1.2.5 數(shù)據(jù)分析 使用SPSS軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 胰島損傷2型糖尿病大鼠建模結(jié)果

由表1可知，陰性對(duì)照組大鼠的空腹血糖、糖耐量指標(biāo)均在正常范圍內(nèi)；與陰性對(duì)照組相比，模型對(duì)照組大鼠的空腹血糖、0.5 h血糖、2.0 h血糖及血糖曲線下面積均顯著增加(P<0.01)，表明試驗(yàn)STZ誘導(dǎo)的胰島損傷2型糖尿病模型構(gòu)建成功。

表1 STZ誘導(dǎo)的2型糖尿病大鼠建模結(jié)果?

2.2 復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉對(duì)STZ大鼠體重的影響

由表2可知，陰性對(duì)照組大鼠隨時(shí)間變化體重相應(yīng)增加，而模型對(duì)照組大鼠的體重均明顯低于相同周齡陰性對(duì)照組大鼠的，且差異極顯著(P<0.01)，說(shuō)明試驗(yàn)條件下構(gòu)建的STZ大鼠體重明顯低于正常SD大鼠，與Williamson[28]的結(jié)果一致。模型對(duì)照組的體重與陽(yáng)性對(duì)照組和營(yíng)養(yǎng)粉各劑量組的無(wú)顯著差異，證明二甲雙胍和復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉對(duì)STZ大鼠體重?zé)o影響。

表2 各組SD大鼠體重變化?

2.3 復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉對(duì)STZ大鼠血糖的影響

由表3可知，與模型對(duì)照組相比，陽(yáng)性對(duì)照組除2.0 h時(shí)血糖降低不顯著外，其他各時(shí)間點(diǎn)血糖值及血糖曲線下面積均降低且差異顯著(P<0.05)；復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉低劑量組和中劑量組各時(shí)間點(diǎn)血糖值與模型對(duì)照組相比差異不顯著；復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉高劑量組各時(shí)間點(diǎn)血糖值均降低且差異顯著(P<0.05)，血糖曲線下面積與模型對(duì)照組相比差異顯著(P<0.05)。綜上，該復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉對(duì)STZ大鼠的空腹血糖指標(biāo)和糖耐量指標(biāo)均為陽(yáng)性，且高劑量的營(yíng)養(yǎng)粉降糖效果比醫(yī)囑用量的二甲雙胍降血糖的更佳。

表3 復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉對(duì)STZ大鼠血糖的影響?

綜上，復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉表現(xiàn)出積極的降血糖作用，可能是由于其各種成分的協(xié)同作用：杏仁具有較低的升糖指數(shù)，并且含有大量的單不飽和脂肪酸，食用后有利于患者體重和血糖控制[29-32]；含有杏仁的單不飽和脂肪酸膳食有利于肥胖或2型糖尿病患者改善血糖控制[33]，且添加了這種物質(zhì)的飲食有干預(yù)效果[34]。復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉中還含有膳食纖維，可延緩人體對(duì)葡萄糖吸收，從而避免血糖迅速升高和體重增加[25,35]。赤蘚糖醇不僅可以減少人體對(duì)葡萄糖的攝取、改善葡萄糖代謝酶活性，還可以調(diào)節(jié)蛋白表達(dá)來(lái)發(fā)揮抗高血糖作用[36-38]。此外，菊粉可以提高血清胰高血糖素樣肽-1水平以及促進(jìn)肝臟進(jìn)行糖異生，使血糖水平下降[39-40]。

3 結(jié)論

建立了鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的2型糖尿病大鼠模型。結(jié)果表明，復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉對(duì)該模型大鼠的體重?zé)o明顯影響、空腹血糖指標(biāo)和糖耐量指標(biāo)為陽(yáng)性，說(shuō)明復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉對(duì)鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的2型糖尿病大鼠的輔助降血糖功能為陽(yáng)性。雖然復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉對(duì)鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的2型糖尿病大鼠表現(xiàn)出積極的降血糖作用，但是畢竟人體與大鼠體內(nèi)環(huán)境不盡相同，后續(xù)可增加人體臨床試驗(yàn)，從而為復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉的推廣應(yīng)用提供依據(jù)。