繡球菌超細粉對小鼠血糖的影響

呂國英， 王富根， 蔡為明， 張作法*

(1.浙江省農業科學院 園藝研究所，浙江 杭州 310021； 2.杭州千島秀菇生物科技有限公司，浙江 淳安 311701)

糖尿病是一種多種致病因子作用于機體，導致一系列代謝紊亂，以高血糖為標志的代謝性疾病，伴有多種并發癥[1]。近年來，糖尿病發病率持續增高，且趨于年輕化。據預測，至2035年全球將有近6億人死于糖尿病及相關疾病[2]。高血糖是糖尿病并發癥的主要誘因。目前臨床上用于降糖的藥物效果雖不錯，但是這些藥物都有副作用。所以開發動植物資源，找到替代輔助降糖藥物的食品資源意義重大[3]。

繡球菌(Sparassislatifolia)隸屬于擔子菌門多孔菌目繡球菌科，是一種珍稀名貴的藥食兼用食用菌[4]。繡球菌美味可口，營養豐富，在日本和歐美一些國家特別暢銷，價格昂貴，享有“萬菇之王”之美譽，現代研究表明繡球菌子實體中富含蛋白質、多糖、麥角固醇、葡糖苷酰鞘氨醇、腺苷和其他一些小分子化合物等；繡球菌中含有大量β-葡聚糖、抗氧化物質、維生素和礦物質，其超氧化物歧化酶和維生素E的含量居菌藻類食物前列，具有提高免疫力、抗腫瘤、抗高血壓等多種藥理活性，因此，在日本又有“夢幻之菇”的美譽。繡球菌相關的研究越來越多，多集中在多糖及相關方面[5-7]。本研究采用動物體內試驗對繡球菌的超細粉進行降血糖作用及相關影響因子的研究，以期豐富繡球菌藥理活性方面的研究，為開發繡球菌產品提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗動物為清潔級ICR小鼠，由浙江省實驗動物中心提供，許可證號SCXK(浙)2019-0002，動物合格證號No.1906130085。動物飼養條件為溫度22～24 ℃，濕度60%～80%，12 h明暗交替，飲用水置于水瓶中自由飲用，飼料來源于浙江省實驗動物中心。

主要儀器：BSA124S電子天平(德國Sartorius公司)；1-14K高速離心機(德國Sigma公司)；血糖儀(強生公司)；BA-88A半自動生化儀(邁瑞醫療國際有限公司)；iMark酶標儀(美國伯樂公司)。

主要試劑：0.9%生理鹽水(河北天成藥業股份有限公司)；四氧嘧啶(阿脲一水合物98%，麥克林公司)，使用前用生理鹽水配制；格列齊特緩釋片(施維雅制藥有限公司)；葡萄糖、甘油三酯和總膽固醇，均購于南京建成有限公司。

繡球菌超細粉由杭州千島湖興寶菇業專業合作社提供，繡球菌子實體80 ℃烘干至水分含量小于3%，粉碎后過500目篩網備用。繡球菌超細粉用生理鹽水配制成30、15和7.5 mg·mL-1，給小鼠的灌胃體積為20 mL·kg-1；對應的劑量組分別為高劑量組600 mg·kg-1，中劑量組300 mg·kg-1，低劑量組150 mg·kg-1，并設置生理鹽水為正常對照組。

1.2 繡球菌對正常小鼠淀粉以及葡萄糖負荷糖耐量試驗

雄性ICR小鼠50只，按體重隨機分為5組，每組10只，正常對照組灌胃給予飲用水，陽性對照組灌胃給予格列齊特80 mg·kg-1，其余3組灌胃給予繡球菌150、300和600 mg·kg-1，每組灌胃10 d，每天1次。于末次給藥(飲用水、格列齊特和3組繡球菌粉)前禁食12 h，采血測定空腹血糖，末次給藥后0.5 h尾靜脈采血后即給以淀粉(淀粉用純凈水配成混懸液)3.0 g·kg-1灌胃，于給淀粉后0.5、1.0、1.5、2.0 h尾靜脈采血測血糖含量。前述各組小鼠按各劑量再連續給藥3 d，于末次給藥前禁食12 h，尾靜脈采血測定空腹血糖，給藥后0.5 h采血，給以葡萄糖2.5 g·kg-1灌胃，于給葡萄糖后0.5、1.0、1.5、2.0 h尾靜脈采血測血糖含量。曲線下面積AUC=0.5×(0.5A+B+C+D+0.5E)，A、B、C、D、E分別為給藥后0.5 h和給淀粉(葡萄糖)后0.5、1.0、1.5、2.0 h的血糖值。

1.3 繡球菌對糖尿病小鼠的降糖以及淀粉耐量試驗

雄性ICR小鼠70只，禁食12 h后尾靜脈注射四氧嘧啶100 mg·kg-1，3 d后，禁食5 h剪尾尖取血，測血糖。選取造模成功的小鼠，分組及給藥如下：正常組、模型組、格列齊特(80 mg·kg-1)、繡球菌(150、300、600 mg·kg-1)3個劑量組。各組灌胃給藥30 d，每天1次，每隔2周給藥后禁食5 h尾靜脈采血測血糖。前述各組小鼠按各劑量再連續給藥10 d，于末次給藥前禁食2 h，尾靜脈采血后繼續灌胃給藥，0.5 h后即給以淀粉(淀粉用純凈水配成混懸液)3.0 g·kg-1灌胃，于給淀粉后1.0、2.0、3.0 h尾靜脈采血測血糖含量。曲線下面積AUC=0.5A+B+C+0.5D，A、B、C、D分別為末次給藥前禁食2 h后的血糖值和給淀粉后1.0、2.0、3.0 h的血糖值。

1.4 數據統計分析

數據以平均數±標準差表示，采用SPSS軟件進行方差分析及Q檢驗，P<0.05表示差異顯著，P<0.01表示差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 繡球菌對正常小鼠淀粉和葡萄糖負荷糖耐量的影響

糖耐量試驗對無癥狀糖尿病、輕型糖尿病的診斷有較大的意義。正常小鼠在攝入較大量淀粉后，會在短時間內出現血糖升高的情況，幾小時后降到正常血糖值。在喂食淀粉0.5 h后，正常組和各繡球菌組血糖與空腹時相比均出現升高的趨勢，隨著時間推移，與正常組小鼠相比，給陽性藥物和繡球菌粉小鼠血糖呈現下降趨勢，其中陽性組、繡球菌150、300 mg·kg-1劑量組與正常組間有統計學差異，各繡球菌組和陽性組均低于正常組(表1)。

表1 繡球菌超細粉對正常小鼠口服淀粉耐量的影響

在口服淀粉后，各組血糖均升高。正常組在0.5～1 h平均血糖值達10.5 mmol·L-1以上，處于峰值，1.5 h開始下降，2 h時降至8.53 mmol·L-1，陽性組和其他各組在1 h達到峰值，但均低于正常組，1.5 h繡球菌150、300 mg·kg-1處理組與正常組相比有顯著性差異，2 h時繡球菌各處理組降至8.0 mmol·L-1以下，陽性組降至6.35 mmol·L-1。AUC是反映血糖水平的指標，相較于單點的血糖值，血糖曲線下面積能更全面地分析血糖變化的時間和程度。曲線下面積代表血糖的暴露強度，模型組曲線下面積低，說明藥物有降糖效果。與正常組相比，繡球菌150、300 mg·kg-1處理組以及陽性組AUC顯著低于正常組，具有統計學意義。

在口服葡萄糖后，各組血糖均升高，0.5 h時達峰值。正常組在0.5 h時平均血糖值達15.0 mmol·L-1以上，1 h開始下降，2 h時降至8.45 mmol·L-1，陽性組和其他各組在0.5 h時血糖值均低于正常組，1.0 h后出現下降，在1.5 h時繡球菌150、300 mg·kg-1處理組血糖值與正常組相比有顯著性差異，2 h時繡球菌各組降至7.5 mmol·L-1以下，陽性組降至6.43 mmol·L-1，陽性組和繡球菌150 mg·kg-1劑量組與正常組相比有顯著性差異。與正常組相比，繡球菌150和300 mg·kg-1劑量組AUC顯著低于正常組，具有統計學意義(表2)。

因此，繡球菌150和300 mg·kg-1劑量組對正常小鼠葡萄糖耐量和淀粉耐量具有改善作用。中低劑量有效，說明繡球菌是有效果的，之所以高劑量反而不如中低劑量，可能是量大不能吸收，影響效果。

表2 繡球菌超細粉對正常小鼠口服葡萄糖耐量的影響

2.2 繡球菌對糖尿病小鼠的降糖與淀粉耐量的影響

造模成功后小鼠空腹血糖值顯著高于正常值，經過2周繡球菌粉灌胃，小鼠空腹血糖值均有所下降，低于高血糖模型組。與正常組相比，造模后模型組的血糖比正常組升高了2.6倍；在給藥2周后，各給藥組血糖下降，繡球菌各劑量組均比造模初期的血糖有所降低(表3)。與給藥2周時相比，給藥4周血糖回升，可能是模型本身的一些缺陷問題。

表3 繡球菌超細粉對糖尿病小鼠血糖的影響

糖耐受量的測定可用于評估小鼠糖耐量受損情況。口服淀粉后，1 h時除正常組外，各組血糖達到30 mmol·L-1左右，3 h時格列齊特組下降至22.3 mmol·L-1，繡球菌各劑量組均高于25 mmol·L-1。在糖尿病患病組中，繡球菌組AUC值雖然極顯著高于正常組，但均低于模型組，而且高劑量組與模型組具有顯著差異(表4)，說明繡球菌各劑量組與模型組相比有一定改善作用。這個試驗中高劑量的繡球菌粉效果最好，可能是由于糖尿病小鼠的血糖調節能力受損，需要大劑量的降糖物質來修復。

表4 繡球菌超細粉對糖尿病小鼠口服淀粉耐量的影響

3 小結與討論

在本試驗中，繡球菌超細粉150和300 mg·kg-1劑量對正常小鼠葡萄糖耐量和淀粉耐量具有一定的改善作用，能降低四氧嘧啶引起的糖尿病小鼠的高血糖；此外，繡球菌600 mg·kg-1劑量對四氧嘧啶性糖尿病小鼠淀粉耐量有一定的改善作用。

糖耐量也是衡量藥物治療糖尿病效果的一個重要指標[8]。糖耐量減低是發展成為糖尿病的一個中間階段[9]，恢復機體的糖耐量也是防治糖尿病的一個重要措施。一般來說，在給予高糖后，正常機體會通過增加胰島素分泌和增強外周葡萄糖的利用使血糖維持在正常水平。而患有糖尿病的機體由于胰島β細胞受損導致胰島素分泌減低或者胰島受體敏感性降低而喪失這種耐受能力。本研究中，繡球菌細粉能夠顯著提高正常及糖尿病小鼠的糖耐量，展示了在預防糖尿病方面的潛力。

四氧嘧啶引起的糖尿病是研究中最常用的模型之一，其作用機理因為產生的自由基對胰島β細胞具有破壞作用[10]。在本試驗中，繡球菌低劑量組對提高小鼠葡萄糖和淀粉耐量效果較好，可能是由于繡球菌中含有大量的葡聚糖，這些多糖類物質不能被人體消化吸收，在胃腸道內形成凝膠池，調節葡萄糖的吸收，減緩葡萄糖向小腸絨毛膜的擴散，有助于調節胃腸內激素的分泌[11]。這些多糖類物質當濃度達到一定程度后就飽和了，但當胰島受損后，需要大劑量的降糖物質來修復，所以表4中高劑量的繡球菌粉效果最好。

繡球菌中的不飽和脂肪酸能夠與G蛋白受體GRP40進行競爭，這可能在降血糖作用中發揮很好的作用[12]。Yamamoto等[13]發現，繡球菌對KK-Ay小鼠具有很好的降血糖作用。另有研究[14]發現，繡球菌能夠加快糖尿病小鼠的傷口愈合，繡球菌醇提物能夠對鏈脲霉菌素誘導的小鼠有很好的降血糖作用，這可能跟其醇提物中所含的L-苯丙氨酸、hanabiratakelide A及苯乙酮類物質有關[15]。

本試驗表明，繡球菌超細粉能夠顯著提高正常和糖尿病小鼠的糖耐量，并對四氧嘧啶所致的糖尿病小鼠具有良好的降血糖作用，研究結果為繡球菌作為降糖輔助藥物的進一步開發提供理論依據。