蕎麥糠皮提取物對Ⅱ型糖尿病大鼠血糖和血脂的影響

勾向博，白 靜，姜 妍，王建行，韓 婷，余 紅，韓淑英,*

(1.河北聯合大學基礎醫(yī)學院藥理教研室，河北 唐山 063000；2.河北聯合大學冀唐學院，河北 唐山 063000)

蕎麥糠皮提取物對Ⅱ型糖尿病大鼠血糖和血脂的影響

勾向博1，白 靜1，姜 妍2，王建行2，韓 婷1，余 紅1，韓淑英1,*

(1.河北聯合大學基礎醫(yī)學院藥理教研室，河北 唐山 063000；2.河北聯合大學冀唐學院，河北 唐山 063000)

目的：研究蕎麥糠皮提取物(BCE)對Ⅱ型糖尿病大鼠血糖和血脂的影響及其機制的探討。方法：采用鏈脲佐菌素(STZ)和高脂飼料建立Ⅱ型糖尿病模型。成模大鼠隨機分為模型對照組(M組)和蕎麥糠皮提取物組(BCE組)。測定空腹血糖(FBG)及用正糖鉗實驗判斷模型是否建立成功。測定各組大鼠血清中甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)及游離脂肪酸(FFA)、谷丙轉氨酶(ALT)、谷草轉氨酶(AST)的含量。結果：使用STZ和高脂飼料建立的Ⅱ型糖尿病模型成功。BCE能夠不同程度地抑制Ⅱ型糖尿病大鼠血清中FBG、FFA、TC、TG、ALT、AST水平的升高，還可明顯升高血清中HDL-C水平。結論：BCE可明顯影響Ⅱ型糖尿病大鼠血糖和血脂的水平，從而改善胰島素抵抗。

蕎麥；糠皮提取物；Ⅱ型糖尿??；血糖和血脂；胰島素抵抗

Ⅱ型糖尿病，又名非胰島素依賴型糖尿病(NIDDM)。特點是人體自身能夠產生胰島素，但細胞無法對其作出反應，使胰島素的效果大打折扣。我國糖尿病(DM)患病人數近4000萬，是DM第二大國，其中NIDDM占95%。近年來，McGarry[1]提出脂代謝障礙為DM及其并發(fā)癥的原發(fā)病理生理改變，NIDDM中糖代謝紊亂的原因之一為脂代謝異常。有研究表明，游離脂肪酸(free fatty acid，FFA)升高是糖耐量減退，NIDDM發(fā)展的重要因素[2]。蕎麥屬于蓼科植物，有研究表明，食用蕎麥人群的血糖和血脂水平低于非食用蕎麥人群[3]。其成分生物類黃酮、手性肌醇、高活性蛋白、高活性膳食纖維可以有效減輕糖尿病癥狀[4]。大量文獻報道，蕎麥可以顯著改善糖尿病。尚保華等[5]報道蕎麥花葉總黃酮能夠劑量依賴性的增加Ⅱ型糖尿病大鼠胰島素敏感性，改善胰島素抵抗，對糖尿病大鼠各器官損傷具有保護作用。辛念等[6]報道蕎麥花葉總黃酮具有良好的降血糖、調血脂、增加胰島素與受體結合力和敏感性等作用。余紅等[7]報道蕎麥種子提取物降低血糖作用機制之一是通過抑制小腸α-葡萄糖苷酶活性實現的。白靜等[8]報道蕎麥糠皮提取物(buckwheat chaff extract，BCE)對四氧嘧啶糖尿病大鼠腎損傷有明顯的抑制作用，其機制可能是通過降低血糖，抑制糖基化終產物(AGEs)形成。

蕎麥糠皮是蕎麥籽粒加工成米時的廢料，有關其研究報道甚少，在廢料中提取有效成分研究對其對糖尿病改善的作用，目前未見報道。本實驗研究蕎麥糠皮提取物對糖尿病大鼠血糖及血脂代謝的影響，以期為蕎麥的綜合利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

清潔級雄性SD大鼠60只，質量(200f20)g，購自中國人民解放軍軍事醫(yī)學科學院實驗動物中心，合格證號：SCXK(軍)-2007-004。在華北煤炭醫(yī)學院實驗動物中心屏障環(huán)境動物實驗室喂養(yǎng)。飼料：普通大鼠飼料和高脂飼料，均由北京科奧協力飼料有限公司提供，合格證號：SCXK(京)-2007-00013。

1.2 試劑與儀器

鏈脲佐菌素(STZ，批號：B56981) 美國Sigma公司；檸檬酸三鈉和檸檬酸 北京市博愛科貿有限責任公司；游離脂肪酸(FFA)酶聯免疫檢測試劑盒 美國R&D公司；谷丙轉氨酶(ALT)、谷草轉氨酶(AST)、尿素氮(BUN)、肌酐(CR)測定試劑盒 中生北控生物科技股份有限公司。

酶標儀(CA 94089)全自動生化分析儀(7170-A) 美國Bio-Rad公司。

1.3 糠皮提取物的制備

蕎麥糠皮為甜蕎麥子粒加工成米時產生的廢料(來自內蒙古庫倫旗)，其提取物制備方法為：糠皮加15倍量50%乙醇于60℃回流提取2h，過濾。再用10倍量50%乙醇于60℃回流提取1h，過濾。合并濾液，用旋轉蒸發(fā)器回收乙醇，于60℃濃縮、干燥即得蕎麥糠皮提取物(BCE)。

1.4 糖尿病模型的建立與分組

1.4.1 糖尿病模型的建立

60只SD大鼠以普通飼料適應性喂養(yǎng)1周，隨機取出8只作為正常對照組繼續(xù)普通飼料喂養(yǎng)。其余給予高脂飼料喂養(yǎng)12周，腹腔注射STZ 20mg/kg建立大鼠Ⅱ型糖尿病模型，STZ臨用前用0.1mmol/L的檸檬酸-檸檬酸鈉溶液(pH4.3)稀釋為1%的稀釋液，避光放在冰板上，快速腹腔注射。同時正常對照組腹腔注射檸檬酸-檸檬酸鈉溶液。72h后測空腹血糖值(FBG)在10mmol/L以上，同時糖耐量(大鼠灌胃葡萄糖2g/kg)120min血糖值高于FBG的20%作為造模成功指標。

1.4.2 分組與給藥

將成模大鼠隨機分3組：正常對照組(N組)，灌胃純凈水10mL/(kggd)；模型對照組(M組)，灌胃純凈水10mL/(kggd)；蕎麥糠皮提取物(BCE組)，灌胃BCE 200mg/(kggd)；上述各組大鼠每天給藥1次，連續(xù)8周。

1.5 空腹血糖和正糖鉗實驗法測定胰島素抗性

末次給藥后禁食12h，用血糖儀測定FBG。腹腔注射水合氯醛300mg/kg，分離雙側頸靜脈，結扎遠心端，向近心端插入0.08cm硅化膠管，結扎固定。從兩側頸靜脈同時輸注10%葡萄糖和1mU/(mL/min)胰島素溶液(恒速)，每隔10min尾靜脈取血測血糖值，用恒流泵不斷調整葡萄糖輸注速率使血糖值達穩(wěn)態(tài)(steady state)。記錄穩(wěn)態(tài)下連續(xù)60min的葡萄糖輸注速率(GIR)。取穩(wěn)態(tài)下6次血糖值的平均值作為穩(wěn)態(tài)血糖(BG)，取穩(wěn)態(tài)下6次GIR的平均值作為穩(wěn)態(tài)下的GIR。

1.6 指標檢測

甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)的測定采用全自動生化儀測定。使用試劑盒檢測血清中FFA、ALT、AST。

1.7 數據處理

2 結果與分析

2.1 空腹血糖及正糖鉗實驗結果

2.1.1 BCE對糖尿病大鼠FBG的影響

表 1 BCE對Ⅱ型糖尿病大鼠FBG的影響Table 1 Effect of BCE on FBG in type 2 diabetic rats

由表1可見，與正常對照組相比，模型對照組FBG極顯著性升高(P＜0.01)；與模型對照組比較，給藥組FBG極顯著降低(P＜0.01)。

2.1.2 正糖鉗實驗結果由表2可見，在相同胰島素輸注速率的情況下，不同組維持穩(wěn)態(tài)血糖濃度所需的葡萄糖有明顯差別。模型對照組大鼠其維持穩(wěn)態(tài)血糖濃度所需葡萄糖輸注速率明顯低于正常對照組(P＜0.05)，BCE治療組大鼠GIR顯著高于模型對照組(P＜0.05)。

表 2 達血糖穩(wěn)態(tài)需要的葡萄糖輸注速率Table 2 Glucose infusion rate for steady blood glucose in rats

2.2 BCE對Ⅱ型糖尿病大鼠血脂代謝的影響

表 3 BCE對Ⅱ型糖尿病大鼠TG、TC、LDL-C 和 HDL-C水平的影響Table 3 Effect of BCE on TG, TC, LDL-C, HDL-C in type 2 diabetic rats

由表3可見，與正常對照組比較，模型對照組大鼠TG、TC水平顯著升高(P＜0.01)，HDL-C水平極顯著降低(P＜0.01)；與模型對照組比較，BCE組TG、TC水平極顯著降低(P＜0.01)，HDL-C水平極顯著升高(P＜0.01)，提示代平顆粒高劑量組能調節(jié)血脂代謝。

2.3 BCE對Ⅱ型糖尿病大鼠FFA含量的影響

表 4 BCE對Ⅱ型糖尿病大鼠FFA含量的影響Table 4 Effect of BCE on FFA in type 2 diabetic rats

由表4可見，與正常對照組相比，模型對照組大鼠FFA含量顯著升高(P＜0.05)；但是，與模型對照組相比，BCE組大鼠FFA含量極顯著降低(P＜0.01)。

2.4 BCE對Ⅱ型糖尿病大鼠肝功能的影響

表 5 BCE對Ⅱ型糖尿病大鼠ALT、AST活力的影響Table 5 Effect of BCE on ALT and AST in type 2 diabetic rats

由表5可見，與正常對照組相比，模型對照組大鼠ALT水平顯著升高(P＜0.05)，模型對照組大鼠AST水平極顯著降低(P＜0.01)；服食BCE后，ALT和AST水平顯著降低(P＜0.05)。

3 討 論

胰島素抵抗(IR)是糖尿病、肥胖、動脈硬化和高血壓等多種慢性代謝相關性疾病的共同病理生理基礎，也是Ⅱ型糖尿病的顯著特征[9]。因此，對于改善IR及其代謝異常是治療糖尿病的主要方法。STZ對組織毒性小，是目前國內外使用較多的一種制備糖尿病模型的藥物。靜脈或腹腔一次性大劑量注射STZ所制得的速發(fā)型糖尿病模型系β細胞直接受損所致，目前被廣泛采用[10]。本實驗選用SD大鼠腹腔注射STZ和喂食高脂飼料建立Ⅱ型糖尿病大鼠模型，表現為血糖、FFA升高，胰島素敏感性下降等典型的Ⅱ型糖尿病特征。同時應用BCE作為實驗的干預因素，觀察BCE對Ⅱ型糖尿病大鼠情況的改善及其機制。蕎麥糠皮為甜蕎麥籽粒加工成米時產生的廢料，其提取物為經過50%乙醇溶液提取而成。據報道[11]，蕎麥粉含有豐富的維生素、微量元素和蘆丁可降低人體血脂和膽固醇，是治療高血壓、心血管病的重要輔助物質。特別是蕎麥糠皮中含有的蘆丁等黃酮類物質和磷、鐵、鎂、鉻等微量元素對心、血管、腎等器官具有保護作用[12-14]。

評價IR的經典方法是正糖鉗實驗[15-16]，本實驗正糖鉗實驗結果表明IR模型建立成功。本實驗通過測定各組大鼠血糖、FFA、TG、TC、LDL-C、HDL-C水平以及ALT、AST水平評價了BCE改善糖尿病的作用，結果顯示BCE可抑制Ⅱ型糖尿病大鼠血清中FBG、FFA、TC、TG、ALT、AST的升高，還可明顯升高血清中HDL-C水平，表明BCE具有很好地改善胰島素抵抗的作用。BCE具有降糖、降脂、改善胰島素抵抗的作用, 可能是通過降FFA、抗炎，減少了組織和血中FFA殘基和自由基的形成，從而減少了對組織損傷的攻擊而產生的。糖尿病胰島素抵抗形成的原因十分復雜，目前有研究表明蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)與Ⅱ型糖尿病的發(fā)生、發(fā)展密切相關，是胰島素抵抗的關鍵因素[17]。PTP1B是胰島素信號轉導中的負調控因子，PTP1B活性和/或表達的增高可使胰島素信號轉導下調，從而抑制葡萄糖的攝取和糖原合成[18]，導致胰島素抵抗和糖尿病狀態(tài)。本實驗室研究表明糖尿病組大鼠肝臟組織PTP1B蛋白表達明顯高于正常組，而蕎麥花葉黃酮可明顯抑制糖尿病組大鼠肝臟PTP1B蛋白的表達[19]，可能與改善胰島素抵抗的機制有關。而BCE對PTP1B蛋白表達的影響尚待研究，BCE改善IR的機制需進一步研究。

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Effect of Buckwheat Chaff Extract on Serum Glucose and Lipid Prof i les in Type 2 Diabetic Rats

GOU Xiang-bo1，BAI Jing1，JIANG Yan2，WANG Jian-xing2，HAN Ting1，YU Hong1， HAN Shu-ying1,*
(1. Department of Pharmacolog, School of Basic Medical Sciences, Hebei United University, Tangshan 063000, China；2. Jitang College, Hebei United University, Tangshan 063000, China)

Objective: To study the effect of buckwheat chaff extract (BCE) on serum glucose and lipid profiles in type 2 diabetic rats and the underlying mechanism. Methods: Type 2 diabetic rat models were established by intraperitoneal injection of streptozotocin (STZ) and feeding high-fat diet and divided into model control group and BCE treatment group. Fasting blood glucose (FBG) and euglycemic clamp technique were used to examine whether type 2 diabetes was successfully induced. All rats were fasted for 12 h after the last administration and blood was taken and assayed for free fatty acids (FFA), triglyceride (TG), total cholesterol (TC), low density lipoprotein cholesterol (LDL-C), high density lipoprotein cholesterol (HDL-C), alanine aminotransferase (ALT) and aspartate aminotransferase (AST). Results: STZ and high-fat diet induced type 2 diabetes in rats. BCE inhibited the increase of FBG, FFA, TC, TG, ALT and AST in the type 2 diabetic rats to different extents but resulted in a signif i cant increase in serum HDL-C level. Conclusion: BCE improves insulin resistance (IR) through affecting serum glucose and serum lipid prof i les in type 2 diabetic rats.

buckwheat；buckwheat chaff extract (BCE)；type 2 diabetes；serum glucose and serum lipid profiles；insulin resistance

TS210.9

A

1002-6630(2013)01-0303-04

2011-09-22

河北省自然科學基金項目(C2010001795)；河北聯合大學科學研究基金項目(Z2001128)

勾向博(1984ü)，女，助教，碩士，研究方向為心血管藥理學。E-mail：gouxiangbo@163.com

*通信作者：韓淑英(1959ü)，女，教授，碩士，研究方向為中藥防治糖尿病和心血管疾病。E-mail：shuyinghan59@126.com