三白草總黃酮對(duì)Ⅱ型糖尿病胰島素抵抗大鼠糖、脂代謝的影響

邢冬杰， 宿世震

（山東中醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校，山東煙臺(tái)264199）

三白草總黃酮對(duì)Ⅱ型糖尿病胰島素抵抗大鼠糖、脂代謝的影響

邢冬杰， 宿世震

（山東中醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校，山東煙臺(tái)264199）

目的探討三白草總黃酮對(duì)Ⅱ型糖尿病胰島素抵抗大鼠糖、脂代謝的影響。方法采取高糖高脂飼料喂養(yǎng)+鏈脲佐菌素 （STZ）腹腔注射的方法復(fù)制Ⅱ型糖尿病胰島素抵抗大鼠模型，隨機(jī)分為模型對(duì)照組、羅格列酮組 （4 mg/kg）、三白草總黃酮2.7 g/kg組、三白草總黃酮5.4 g/kg組，另選取10只健康大鼠作為正常對(duì)照組。灌胃給藥4周，檢測(cè)各組大鼠空腹血糖 （FBG）、血脂（TG、TC、LDL-c、HDL-c）、游離脂肪酸（FFA）、超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛 （MDA）、空腹胰島素 （FINS）、計(jì)算胰島素敏感性指數(shù) （ISI），進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。結(jié)果與正常對(duì)照組比較，模型對(duì)照組FBG、TG、TC、LDL-c、FFA、MDA、FINS均呈現(xiàn)升高，HDL-c、SOD、ISI下降，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P＜0.01）；治療后與模型對(duì)照組比較，三白草總黃酮5.4 g/kg組的糖、脂代謝指標(biāo)改善明顯：FBG、TG、TC、LDL-c、FFA、MDA降低，HDL-c、SOD水平上升、ISI提高。差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01或P＜0.05）。結(jié)論三白草總黃酮可改善Ⅱ型糖尿病胰島素抵抗大鼠的糖、脂代謝紊亂及胰島素抵抗，推測(cè)其機(jī)制與降低血清FFA及改善氧化應(yīng)激狀態(tài)有關(guān)。

三白草總黃酮；Ⅱ型糖尿??；胰島素抵抗；糖脂代謝

目前認(rèn)為Ⅱ型糖尿病是由遺傳因素和環(huán)境因素共同作用導(dǎo)致的一類代謝異常綜合征，久病可以累及心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、腎、眼等組織器官，導(dǎo)致生活質(zhì)量下降、壽命縮短。近些年，開(kāi)發(fā)中藥降糖已成為糖尿病防治研究中的熱點(diǎn)，三白草Saururus chinensis（Lour.）Bai11是三白草科三白屬植物三白草的干燥地上部分，具有清熱解毒、利尿消腫之功效［1］，主要化學(xué)成分含有木脂素類、黃酮類、生物堿類等［2］，實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)黃酮類化合物具有抗腫瘤、抗炎、降糖、抗氧化等作用［3］，故擬通過(guò)高糖高脂飼料喂養(yǎng)聯(lián)合小劑量鏈脲佐菌素腹腔注射的方法復(fù)制Ⅱ型糖尿病大鼠模型，研究三白草總黃酮對(duì)其糖、脂代謝的影響。

1 材料與方法

1.1 藥物 三白草購(gòu)自本校藥房，過(guò)20目篩，粉碎后置于60℃干燥箱中恒溫干燥24 h，在70℃、70%乙醇、料液比1∶20的條件下恒溫浸提，時(shí)間為4 h，得三白草總黃酮的粗提液，提取3次，合并提取液，減壓回收至無(wú)醇味，加適量水分散，依次用石油醚、乙酸乙酯萃取，減壓回收溶劑、濃縮，干燥得浸膏，冷藏備用［4］，灌胃前將三白草總黃酮配置成相當(dāng)于生藥2.7 g/10 m L的溶液；羅格列酮（葛蘭素史克有限公司）；鏈脲佐菌素（Streptozocin，STZ）（美國(guó)Sigma公司）。

1.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 Wister大鼠，SPF級(jí)，體質(zhì)量185～203 g，6周齡，雌雄各半，購(gòu)自山東大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心，合格證號(hào)SCXK（魯）20090001。實(shí)驗(yàn)于20～25℃清潔級(jí)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，每12 h交替照明，攝食及飲水自由。普通飼料由山東大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供；高糖高脂飼料 （10.0%豬油、20.0%蔗糖、2.5%膽固醇、1.0%膽酸鹽、66.5%標(biāo)準(zhǔn)飼料）由中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院動(dòng)物研究所提供。

1.3 試劑 胰島素（insu1in，INS）、游離脂肪酸（free fatty acids，F(xiàn)FA）、超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）、丙二醛（ma1ondia1dehyde，MDA）試劑盒，均購(gòu)自南京建成生物工程研究所；戊巴比妥鈉 （上海陽(yáng)光生物技術(shù)有限公司），余下試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.4 主要儀器 MINDRAY BS-200生化分析儀（深圳邁瑞醫(yī)療公司）；TU-1900可見(jiàn)分光光度計(jì) （北京普新通用儀器有限公司）；羅康全血糖儀及試紙 （德國(guó)羅氏診斷公司）；電熱恒溫水浴箱 （杭州藍(lán)天化驗(yàn)儀器廠）；索氏提取器（上海精密科學(xué)儀器總廠）；L-530多管架自動(dòng)平衡離心機(jī)（湖南湘儀離心機(jī)儀器有限公司）；SN-695B型智能放免γ測(cè)量?jī)x （上海原子核研究所日環(huán)儀器一廠）。

1.5 方法 大鼠70只，適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后，隨機(jī)數(shù)字表法取10只作為實(shí)驗(yàn)的正常對(duì)照組，每日喂養(yǎng)普通飼料；60只大鼠給予高糖高脂飼料喂養(yǎng)6周后，禁食12 h，腹腔注射1%鏈脲佐菌素溶液30 mg/kg（臨用前溶于0.1 mmo1/L的檸檬酸鈉-檸檬酸緩沖液中，pH 4.4），正常對(duì)照組注射等體積的檸檬酸鈉-檸檬酸緩沖液，72h后取尾血測(cè)定FBG，大于10.0 mmo1/L為初選指標(biāo)，穩(wěn)定1周后FBG 10～19.9 mmo1/L為成功模型［5］，在實(shí)驗(yàn)中5只大鼠于STZ注射后72 h內(nèi)死亡，10只大鼠血糖未達(dá)標(biāo)，最終成模45只。

1.5.1 動(dòng)物分組及給藥 隨機(jī)數(shù)字表法選取40只成模大鼠隨機(jī)分4組，每組各10只，即模型對(duì)照組、羅格列酮組（4 mg/kg）、三白草總黃酮2.7 g/kg組、（以生藥量計(jì)，成人用量的5倍）、三白草總黃酮5.4 g/kg組 （以生藥量計(jì)，成人用量的10倍）［6］，正常對(duì)照組及模型對(duì)照組每次給予生理鹽水，每日一次，灌胃給藥4周。

1.5.2 指標(biāo)檢測(cè) 動(dòng)物禁食不禁水12 h，剪尾取血，應(yīng)用羅康全血糖儀檢測(cè)FBG；3%的戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉后，腹主動(dòng)脈取血，離心分離血清。全自動(dòng)生化分析儀測(cè)定血脂（TG、TC、LDL-c、HDL-c）、銅顯色法測(cè)定FFA、放免法測(cè)定FINS、黃嘌呤氧化酶法測(cè)定SOD、硫代巴比妥酸法測(cè)定MDA。計(jì)算胰島素敏感性指數(shù)（ISI），ISI=1/（FBG×FINS），因其非正態(tài)分布，故分析時(shí)計(jì)算其自然對(duì)數(shù)［7］。

2 結(jié)果

2.1 各組大鼠治療前后FBG的比較 治療前，與正常對(duì)照組比較，模型對(duì)照組及各治療組的FBG明顯升高，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P＜0.01）；治療4周后，與模型對(duì)照組比較，各治療組FBG呈現(xiàn)下降，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01），三白草總黃酮5.4 g/kg組作用明顯，見(jiàn)表1。

2.2 各組大鼠FINS、ISI的比較 與正常對(duì)照組比較，模型對(duì)照組FINS水平升高、ISI降低，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01），符合Ⅱ型糖尿病大鼠胰島素抵抗的特征；治療4周后，與模型對(duì)照組比較，羅格列酮組和三白草總黃酮5.4g/kg組FINS水平降低、ISI提高，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P＜0.01），見(jiàn)表2。

表1 各組大鼠FBG的比較（，n=10）

表1 各組大鼠FBG的比較（，n=10）

注：與正常對(duì)照組比較，△P＜0.01；與模型對(duì)照組比較，▲P＜0.01

分組 劑量/（g·kg-1）治療前/（mmo1·L-1）治療后/（mmo1·L-1）正常對(duì)照組- 5.92±0.29 6.22±0.36模型對(duì)照組 - 16.36±3.49△ 16.71±2.57△羅格列酮組 0.004 17.25±2.32△ 10.25±1.24▲三白草總黃酮 2.7 16.45±2.54△ 13.55±0.71▲三白草總黃酮 5.4 17.95±1.89△ 11.31±0.89▲

表2 各組大鼠FINS、ISI的比較（，n=10）

表2 各組大鼠FINS、ISI的比較（，n=10）

注：與正常對(duì)照組比較，△P＜0.01；與模型對(duì)照組比較，▲P＜0.01

ISI正常對(duì)照組分組 劑量/（g·kg-1）FINS/（ng·m L-1）- 0.78±0.08 -2.28±0.28模型對(duì)照組 - 2.56±0.36△ -6.52±0.76△羅格列酮組 0.004 1.26±0.27▲ -2.55±0.61▲三白草總黃酮 2.7 2.38±0.31 -5.98±0.72三白草總黃酮 5.4 2.02±0.29▲ -4.98±0.98▲

2.3 各組大鼠血脂、FFA的比較 與正常對(duì)照組比較，模型對(duì)照組大鼠TG、TC、LDL-c、FFA明顯升高、HDL-c明顯下降，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P＜0.01），提示大鼠體內(nèi)出現(xiàn)了脂質(zhì)代謝紊亂；治療4周后，與模型對(duì)照組比較，三白草總黃酮5.4 g/kg組的TG、TC、LDL-c、FFA呈現(xiàn)下降、HDL-c水平升高，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P＜0.05），見(jiàn)表3。

表3 各組大鼠血脂、FFA的比較（，n=10）

表3 各組大鼠血脂、FFA的比較（，n=10）

注：與正常對(duì)照組比較，△P＜0.01；與模型對(duì)照組比較，▲P＜0.05

分組 劑量/（g·kg-1）TG/（mmo1·L-1） TC/（mmo1·L-1）LDL-c/（mmo1·L-1）HDL-c/（mmo1·L-1）FFA/（mmo1·L-1）0.56±0.14 1.47±0.19 0.49±0.07 2.85±0.09 0.51±0.09模型對(duì)照組 - 1.69±0.31△ 2.56±0.17△ 0.82±0.12△ 1.36±0.14△ 0.95±0.16△羅格列酮組 0.004 1.58±0.12 2.36±0.26 0.75±0.19 1.49±0.11 0.62±0.08三白草總黃酮 2.7 1.63±0.36 2.38±0.15 0.79±0.22 1.40±0.04 0.91±0.14三白草總黃酮 5.4 1.41±0.28▲ 2.12±0.18▲ 0.60±0.31▲ 1.60±0.32▲ 0.68±0.12正常對(duì)照組-▲

2.4 各組大鼠血清SOD、MDA的比較 與正常對(duì)照組比較，模型對(duì)照組大鼠SOD水平下降、MDA明顯升高，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P＜0.01），提示大鼠的抗氧化能力降低，血液中脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物增加；治療4周后，與模型對(duì)照組比較，三白草總黃酮2.7 g/kg和5.4 g/kg組的SOD水平升高、MDA水平下降，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P＜0.01），見(jiàn)表4。

表4 各組大鼠SOD、MDA的比較（，n=10）

表4 各組大鼠SOD、MDA的比較（，n=10）

注：與正常對(duì)照組比較，△P＜0.01；與模型對(duì)照組比較，▲P＜0.01

分組 劑量/（g·kg-1）SOD/（U·m L-1）MDA/（nmo1·m L-1）正常對(duì)照組- 102.08±1.95 5.19±0.47模型對(duì)照組 - 62.61±3.28△ 16.41±1.35△羅格列酮組 0.004 65.37±4.19 15.07±2.13三白草總黃酮 2.7 87.3±2.27▲ 10.42±3.04▲三白草總黃酮 5.4 98.91±3.38▲ 7.53±2.97▲

3 討論

綜合文獻(xiàn)報(bào)道［5、8］，高糖高脂喂養(yǎng)的大鼠胰島β細(xì)胞對(duì)STZ的敏感性增大，小劑量的STZ即可導(dǎo)致糖尿病的出現(xiàn)，因此本實(shí)驗(yàn)中采用高糖高脂飼料喂養(yǎng)6周后，小劑量鏈脲佐菌素 （30 mg/kg）腹腔注射的方法復(fù)制Ⅱ型糖尿病模型大鼠。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，大鼠出現(xiàn)了糖脂代謝紊亂、高胰島素血癥及胰島素敏感性下降，符合實(shí)驗(yàn)需要的Ⅱ型糖尿病胰島素抵抗大鼠的模型特征。

胰島素抵抗（Insu1in resistance，IR）是指胰島素作用的靶器官、靶組織 （主要為肝臟、肌肉、脂肪組織）對(duì)胰島素生物學(xué)效應(yīng)的反應(yīng)性降低或喪失?，F(xiàn)多用ISI評(píng)價(jià)IR程度。IR時(shí)胰島素在周圍組織攝取和清除葡萄糖的作用減低，繼而刺激胰腺細(xì)胞代償性分泌胰島素而出現(xiàn)高胰島素血癥。實(shí)驗(yàn)中糖尿病大鼠出現(xiàn)FINS升高、ISI下降，符合Ⅱ型糖尿病的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程。治療后，大鼠的FINS下降、ISI上升，提示三白草總黃酮具有改善大鼠IR的作用。

IR時(shí)，胰島素抗脂解作用降低，脂肪分解加強(qiáng)，致使血液中FFA濃度升高。增高的FFA可刺激肝臟合成和釋放TG，加重脂代謝紊亂；又可通過(guò)活化蛋白激酶如蛋白激酶K、c-Jun氨基末端激酶、核因子-κB等引起胰島素受體底物功能障礙，抑制胰島素引起的糖原合成、葡萄糖氧化及胰島素作用下的葡萄糖攝取，增加肝糖原的輸出，導(dǎo)致糖代謝障礙［9］。FFA也可以通過(guò)改變胰島素受體信號(hào)，抑制胰島素受體酪氨酸激酶活性，從而抑制胰島素受體表達(dá)及其活性導(dǎo)致IR及高胰島素血癥［10］。實(shí)驗(yàn)中模型對(duì)照組大鼠的TG、TC、LDL-c、FFA水平升高、HDL-c下降，提示Ⅱ型糖尿病大鼠體內(nèi)存在脂代謝紊亂。治療后，TG、TC、LDL-c、FFA水平下降、HDL-c升高，提示三白草總黃酮可能通過(guò)降低FFA而改善大鼠的糖、脂代謝紊亂及IR。

Ⅱ型糖尿病患者體內(nèi)存在糖、脂代謝的紊亂，繼而通過(guò)損壞線粒體功能，產(chǎn)生大量活性氧簇，引起氧化應(yīng)激反應(yīng)?；钚匝醮赝ㄟ^(guò)活化IKK/NF-κB、JNK/SAPK、PI3K等系統(tǒng)，繼而干擾胰島素受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)以及下游的信號(hào)通路如蛋白激酶B、胰島素受體及胰島素受體底物磷酸化，進(jìn)一步影響葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)子的表達(dá)，使機(jī)體對(duì)胰島素的敏感性降低從而產(chǎn)生胰島素抵抗［11-12］。在評(píng)價(jià)機(jī)體氧化應(yīng)激狀態(tài)時(shí)常采用SOD、MDA等指標(biāo)。SOD是機(jī)體主要的抗氧化酶，可將組織細(xì)胞中的超氧陰離子自由基歧化生成過(guò)氧化氫，從而減少氧自由基對(duì)細(xì)胞的損傷，SOD水平的高低可以反映機(jī)體的抗氧化能力［13］；MDA是氧自由基攻擊生物膜中的不飽和脂肪酸而形成的脂質(zhì)過(guò)氧化物，其含量的測(cè)定可反映機(jī)體內(nèi)脂質(zhì)過(guò)氧化程度，從而間接地反映出細(xì)胞損傷的程度，因此測(cè)定體內(nèi)SOD、MDA水平，能夠反映機(jī)體的氧化-抗氧化的狀態(tài)［14］。實(shí)驗(yàn)中模型對(duì)照組大鼠血清SOD活力降低，MDA水平升高，提示大鼠體內(nèi)存在氧化應(yīng)激。治療后，SOD活力提高、MDA水平降低，提示三白草總黃酮可降低大鼠體內(nèi)氧化應(yīng)激水平，抑制脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物的形成，增強(qiáng)了大鼠的抗氧化能力，繼而改善糖尿病大鼠的糖、脂代謝紊亂及胰島素抵抗。

綜上所述，三白草總黃酮可改善Ⅱ型糖尿病胰島素抵抗大鼠的糖、脂代謝紊亂及胰島素抵抗，其機(jī)制可能與降低FFA、改善大鼠體內(nèi)氧化應(yīng)激狀態(tài)有關(guān)。

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10.3969/j.issn.1001-1528.2015.08.047

2014-10-13

邢冬杰 （1980—），女，講師，碩士，研究方向?yàn)樘悄虿〖捌洳l(fā)癥的治療。Te1：13791170657；E-mai1：sddjdyx@163.com