蕎麥殼黃酮對Ⅱ型糖尿病大鼠血脂代謝的影響

張嵐，張聰，黃帥，張羽，樸春紅，*

（1.吉林醫(yī)藥學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院，吉林吉林132013；2.吉林省中醫(yī)藥管理局二級實驗室，吉林吉林132013；3.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，吉林長春130118）

蕎麥殼黃酮對Ⅱ型糖尿病大鼠血脂代謝的影響

張嵐1，2，張聰1，黃帥1，張羽3，樸春紅3，*

（1.吉林醫(yī)藥學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院，吉林吉林132013；2.吉林省中醫(yī)藥管理局二級實驗室，吉林吉林132013；3.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，吉林長春130118）

研究蕎麥殼黃酮（BHF）對Ⅱ型糖尿病大鼠血脂代謝及氧化應(yīng)激的影響，采用高糖高脂膳食聯(lián)合小劑量鏈脲佐菌素（STZ）誘導(dǎo)Ⅱ型糖尿病大鼠模型，將建模成功的大鼠隨機分為正常組、模型組、低劑量組（LBHF，50 mg/kg）、中劑量組（MBHF，100mg/kg）、高劑量組（HBHF，200mg/kg）、陽性對照組（鹽酸二甲雙胍，100mg/kg）。連續(xù)灌胃28d。測定大鼠血清中總膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）、高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）及血清中超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化酶（GSH-Px）、過氧化氫酶（CAT）、丙二醛（MDA）等指標。結(jié)果表明蕎麥殼黃酮可降低Ⅱ型糖尿病大鼠血清TC、TG和LDL-C濃度，增加HDL-C濃度，提高SOD、GSH-Px、CAT等抗氧化酶活性，減少MDA生成。因此，蕎麥殼黃酮化合物在改善Ⅱ型糖尿病的血脂代謝產(chǎn)物過度蓄積和氧化應(yīng)激紊亂方面具有較為明顯的作用。

蕎麥殼黃酮；Ⅱ型糖尿??；脂代謝；氧化應(yīng)激

糖尿?。―iabetes mellitus，DM）是發(fā)病高，危害嚴重的全身性疾病。世界衛(wèi)生組織（WHO）報告稱，全世界DM患者超過2億，預(yù)測2025年將上升到3.8億［1］。目前，中國成人糖尿病患病率高達9.7%，患病人數(shù)為9240萬，且發(fā)病呈年輕化態(tài)勢。WHO將DM分為4種類型：Ⅰ型糖尿病（IDDM）、Ⅱ型糖尿?。∟IDDM）、妊娠糖尿病、其它特殊類型的糖尿病，其中Ⅱ型糖尿病是最主要和增長最快的DM類型，約占糖尿病總數(shù)的90%［2］。研究表明，機體脂代謝異常、氧化應(yīng)激是糖尿病發(fā)生發(fā)展的重要危險因素［3］。Ⅱ型糖尿病患者脂代謝紊亂較為普遍，主要表現(xiàn)為高甘油三酯血癥、高密度脂蛋白降低、低密度脂蛋白增加，因此在控制血糖水平的同時，有效調(diào)節(jié)血脂代謝紊亂對治療糖尿病及其并發(fā)癥有重要意義［4］。氧化應(yīng)激會導(dǎo)致胰島β細胞功能損傷及外周胰島素抵抗，誘發(fā)糖尿病的形成，嚴重者更會導(dǎo)致糖尿病神經(jīng)病［5］、糖尿病視網(wǎng)膜?。?］和糖尿病心血管病［7］等多種并發(fā)癥的形成。

研究表明，植物黃酮能有效降低血糖，抑制α-葡萄糖苷酶，保護胰腺等［8］。除此之外，黃酮類化合物還具有抗氧化，抗腫瘤，抗心腦血管疾病，抗炎等多種生物活性［9］。蕎麥（Fagopyrum esculentum Moench.）是蓼科蕎麥屬的植物，蕎麥殼富含黃酮類化合物，主要成分為蘆?。≧utin）、槲皮素（Quercetin）、杜荊堿（Vitexin）、異杜荊堿（Isovitexin）等，其中蘆丁占總黃酮的70%～90%［10］。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)證明，蘆丁能夠維持毛細血管抵抗力，槲皮素能抑制細胞膜脂質(zhì)的過氧化過程，具有降低血壓、血脂，擴張冠狀動脈、增強冠脈血流量的作用［11］。而目前尚未見蕎麥殼黃酮化合物改善Ⅱ型糖尿病血脂代謝紊亂及氧化應(yīng)激的相關(guān)研究，基于上述背景，本研究采用小劑量鏈脲佐菌素（Streptozotocin，STZ）結(jié)合高脂高糖膳食誘導(dǎo)構(gòu)建Ⅱ型糖尿病大鼠模型，分別以不同劑量蕎麥殼黃酮進行干預(yù)，探討其改善Ⅱ型糖尿病血脂代謝及氧化應(yīng)激作用，為蕎麥殼黃酮作為功能性因子的進一步開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

蕎麥殼：購于本地市場；鏈脲佐菌素（STZ）：美國Sigma公司；鹽酸二甲基雙胍：北京雙鶴藥業(yè)股份有限公司；總膽固醇（TG）、甘油三酯（TC）、低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）、高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽過氧化酶（GSH-Px）、丙二醛（MDA）試劑盒：南京建成生物工程研究所；硝酸鋁、亞硝酸鈉、檸檬酸、檸檬酸鈉等均為國產(chǎn)分析純。

1.2蕎麥殼黃酮（BHF）的制備

將干燥后的蕎麥殼用高速粉碎機粉碎、過60目篩后放入干凈的燒杯中，加入粗粉質(zhì)量10倍的蒸餾水，在121℃條件下，高壓加熱20 min后過濾，濾渣重復(fù)提取2次。將濾液合并，在60℃條件下真空濃縮至膏狀，冷凍干燥24 h后得蕎麥殼黃酮（BHF）粗提物。

1.3實驗動物

雄性Wistar大鼠（SPF級）70只，體重120 g～150 g，長春市億斯實驗動物技術(shù)有限責(zé)任公司，許可證號碼：SCXK（吉）-2011-0004，序號：20146484。實驗動物在標準化動物房（22±3）°C飼養(yǎng)，適應(yīng)環(huán)境一周，12 h晝夜循環(huán)條件下，室內(nèi)保持良好的通風(fēng)，相對濕度在60%～70%左右。飲用蒸餾水，保持飼養(yǎng)環(huán)境的潔凈，投喂基礎(chǔ)飼料，每天換水、換墊料各一次，并對實驗室定期消毒。

1.42型糖尿病大鼠模型建立

一周后隨機抽取10只大鼠作為正常組。其余60只大鼠投喂高脂高糖飼料（含10%蔗糖，10%豬油，5%膽固醇），持續(xù)4周。4周后，禁食12 h，腹腔注射STZ 30 mg/kg，1周后再注射1次。正常組同樣禁食12 h后，腹腔注射1%檸檬酸緩沖液（pH 4.2～4.8）30 mg/kg做安慰劑，72 h后空測得腹血糖值＞11.0 mmol/L的為建模成功。共46只大鼠建模成功。

1.5動物分組

將建模成功后的大鼠隨機分成5組。分別為模型組、BHF低劑量組（LBHF組，50 mg/kg）、BHF中劑量組（MBHF組，100 mg/kg）、BHF高劑量組（HBHF組，200 mg/kg）、陽性對照組（鹽酸二甲雙胍，100 mg/kg）。模型組和正常組給予同等劑量雙蒸水。每天給藥1次，連續(xù)28 d。

1.6血脂代謝指標測定

大鼠禁食12 h后，腹腔注射20%烏拉坦麻醉，采用無抗凝劑真空采血管腹主動脈采血。對各組大鼠所采血樣4℃下靜置30 min，離心（3 000 r/m，20 min），取上層血清分裝于EP管中，取血清待測液，按試劑盒方法測定TG、TC、HDL-C、LDL-C。

1.7氧化應(yīng)激指標測定

取血清待測液，采用試劑盒法測定SOD、CAT、GSH-Px、MDA。

1.8數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)均以表示，P＜0.05被認為具有統(tǒng)計學(xué)差異。采用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件對各組數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)間差異進行統(tǒng)計分析。

2　結(jié)果與討論

2.1體重及一般情況變化

試驗過程中，正常組的精神狀態(tài)好、動作敏捷，皮毛白且有光澤；大鼠一次性腹腔注射STZ后，進食量、飲水量、尿量均增加，身體開始消瘦，精神萎靡、不喜運動，偶爾出現(xiàn)搶水現(xiàn)象，糞便有明顯刺鼻酸臭味，毛色發(fā)黃且無光澤；給藥后BHF各劑量組和陽性對照組仍有類似情況，但比模型組程度較輕。BHF對糖尿病大鼠體重的影響見表1。

表1　BHF對2型糖尿病大鼠體重的影響（x±s，n=10）Table 1　Effect of BHF on the weight of NIDDM rats（x±s，n=10）

觀察表1可發(fā)現(xiàn)，正常組大鼠體重逐漸增長；模型組大鼠體重相比造模前逐漸減輕；高劑量組造模后體重先減輕，但給藥3周后體重有明顯的增長；中劑量組體重先減輕，第4周開始略有增長，但體重變化不明顯；低劑量組的體重逐漸減輕。陽性對照組造模后體重先減輕，給藥3周后，體重開始增長但趨勢緩慢。上述結(jié)果表明，模型大鼠體重減輕可能是由于糖尿病所致，各治療組對恢復(fù)大鼠體重均有正效應(yīng)。

2.2蕎麥殼黃酮對大鼠脂代謝的影響

2.2.1總膽固醇（TC）

BHF對糖尿病大鼠總膽固醇的影響見圖1。

圖1　BHF對2型糖尿病大鼠總膽固醇的影響Fig.1　Effect of BHF on TC of NIDDM rats

圖1結(jié)果顯示，糖尿病模型組TC濃度顯著高于正常組（P＜0.01）；MBHF組、HBHF組TC濃度均顯著低于模型組（P＜0.05），其中，HBHF組的TC濃度與模型組差異極顯著（P＜0.01）。試驗中高糖高脂飼料加小劑量STZ誘導(dǎo)的Ⅱ型糖尿病大鼠總膽固醇顯著增加，當蕎麥殼黃酮劑量為100 mg/kg時，血清膽固醇濃度顯著下降，說明蕎麥殼黃酮具有顯著降低Ⅱ型糖尿病大鼠血清膽固醇的作用。

2.2.2甘油三酯（TG）

BHF對糖尿病大鼠甘油三酯的影響見圖2。

圖2　BHF對2型糖尿病大鼠甘油三酯的影響Fig.2　Effect of BHF on TG of NIDDM rats

由圖2可以看出，模型組與正常組相比TG濃度差異均有顯著性（P＜0.01）；各實驗組與模型組相比，陽性對照組和HBHF組血清中TG的濃度明顯下降（P＜0.01），但其余組無統(tǒng)計學(xué)意義。試驗中，高糖高脂飼料加小劑量STZ誘導(dǎo)的Ⅱ型糖尿病大鼠甘油三酯顯著增加。高甘油三酯血癥是Ⅱ型糖尿病中最常見的血脂異常，糖尿病患者胰島素抵抗和胰島素（相對或絕對）缺乏共存，二者影響血清TG的清除，糖尿病存在胰島素作用不足，脂蛋白酯酶（LPL）的活性下降，血清TG的水平就會升高，升高的水平取決于胰島素抵抗和胰島素缺乏的程度。當蕎麥殼黃酮劑量為200 mg/kg時，血清膽固醇濃度顯著下降，說明蕎麥殼黃酮在較高劑量下具有顯著降低Ⅱ型糖尿病大鼠血清甘油三酯的作用，與鹽酸二甲基雙胍的效果相當。

2.2.3低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）

BHF對糖尿病大鼠LDL-C的影響見圖3。

圖3　BHF對2型糖尿病大鼠LDL-C的影響Fig.3　Effect of BHF on LDL-C of NIDDM rats

由圖3可看出，與正常組相比，糖尿病模型組血清LDL-C水平均有極顯著差異（P＜0.01）；與糖尿病模型組相比，HBHF組和陽性對照組血清LDL-C的水平下降明顯（P＜0.01）。Ⅱ型糖尿病常常伴有LDL-C升高，主要是由于VLDL產(chǎn)生過多轉(zhuǎn)化為LDL-C的增加，此外由于胰島素缺乏或胰島素抵抗，LDL受體活性降低，LDL清除減少。模型組動物L(fēng)DL-C顯著低于正常組，當蕎麥殼黃酮劑量為200 mg/kg時，血清LDL-C濃度顯著下降，說明蕎麥殼黃酮在較高劑量下具有顯著降低Ⅱ型糖尿病大鼠血清LDL-C的作用，與鹽酸二甲基雙胍的效果相當。

2.2.4高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）

BHF對糖尿病大鼠HDL-C的影響見圖4。

圖4　BHF對2型糖尿病大鼠HDL-C的影響Fig.4　Effect of BHF on HDL-C of NIDDM rats

根據(jù)圖4的結(jié)果可以看到，與正常組相比，模型組HDL-C水平明顯降低（P＜0.01）；與糖尿病模型組相比，HBHF組HDL-C水平顯著升高（P＜0.01），陽性對照組HDL-C水平也明顯升高，且差異顯著（P＜0.05）。其中HBHF組治療后的HDL-C幾乎恢復(fù)到了正常水平。試驗中，模型組動物血清HDL-C顯著降低，表現(xiàn)為明顯的脂代謝紊亂，HDL中的TG是血漿酯酶的作用底物，它把HDL轉(zhuǎn)變?yōu)橐褟难獫{中清除的小顆粒，在VLDL及CM直接過程中，其表面脂質(zhì)轉(zhuǎn)移到HDL上，若脂解作用缺陷，則導(dǎo)致HDL產(chǎn)生降低。當蕎麥殼黃酮劑量為200 mg/kg時，血清HDL-C濃度顯著升高，說明蕎麥殼黃酮在較高劑量下具有顯著增加2型糖尿病大鼠血清HDL-C的作用。

2.3蕎麥殼黃酮對大鼠氧化應(yīng)激的影響2.3.1超氧化物歧化酶（SOD）

BHF對糖尿病大鼠SOD的影響見圖5。

圖5　BHF對Ⅱ型糖尿病大鼠SOD的影響Fig.5　Effect of BHF on SOD of NIDDM rats

由圖5可以看出，與正常組相比較，模型組SOD活性顯著降低（P＜0.01）；與模型組相比，LBHF組、MBHF組、HBHF組及陽性對照組的SOD活性均顯著增加（P＜0.01）。SOD是機體內(nèi)酶促自由基防御系統(tǒng)的重要組成部分。近年來普遍認為糖尿病病人和實驗性糖尿病動物體內(nèi)SOD活性顯著降低，本試驗?zāi)Ｐ徒M動物血清SOD活性顯著降低，與其他研究結(jié)果一致，而經(jīng)過蕎麥殼黃酮干預(yù)后，各個劑量組均能顯著提高Ⅱ型糖尿病大鼠血清SOD活性。

2.3.2過氧化氫酶（CAT）

BHF對糖尿病大鼠CAT的影響見圖6。

圖6　BHF對2型糖尿病大鼠CAT的影響Fig.6　Effect of BHF on CAT of NIDDM rats

由圖6可以看出，與正常組相比，模型組和LBHF組血清CAT活性并無明顯變化，但MBHF、HBHF組以及陽性對照組CAT活性呈升高趨勢，且與正常組和模型組均有極顯著差異（P＜0.01）；與模型組相比，LBHF組CAT活性無顯著差異，但MBHF、HBHF組以及陽性對照組CAT活性差異極顯著（P＜0.01）。SOD可將超氧陰離子反應(yīng)生成過氧化氫，而過氧化氫在CAT作用下轉(zhuǎn)化成水，從而減少氧自由基在體內(nèi)蓄積而導(dǎo)致的脂質(zhì)過氧化，維護組織細胞的正常結(jié)構(gòu)與功能。結(jié)果表明，蕎麥殼黃酮劑量超過100 mg/kg時可明顯促進血清CAT活性。

2.3.3谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）

BHF對糖尿病大鼠GSH-Px的影響見圖7。

圖7　BHF對2型糖尿病大鼠GSH-Px的影響Fig.7　Effect of BHF on GSH-Px of NIDDM rats

由圖7可以看出，與正常組相比較，模型組，LBHF、MBHF和陽性對照組GSH-Px活性均顯著降低（P＜0.01），但HBHF組血清中GSH-Px活性差異不顯著；與模型組相比，HBHF組GSH-Px活性顯著降低（P＜0.01），其它實驗組無顯著差異。高血糖可導(dǎo)致抗氧化酶的糖基化，明顯削弱了機體清除自由基的能力。GSH能通過與其它抗氧化劑而再生，試驗結(jié)果表明，當蕎麥殼黃酮為200 mg/kg劑量時可顯著促進GSHPx活性。

2.3.4丙二醛（MDA）

BHF對糖尿病大鼠MDA的影響見圖8。

圖8　BHF對2型糖尿病大鼠MDA的影響Fig.8　Effect of BHF on MDA of NIDDM rats

由圖8可以看出，與正常組相比較，模型組MDA含量顯著升高（P＜0.01），其余各試驗組無顯著差異；與模型組相比，LBHF組、MBHF組MDA水平顯著降低（P＜0.05），HBHF組與陽性對照組差異極顯著（P＜0.01）。丙二醛是脂質(zhì)過氧化物，可反映體內(nèi)脂質(zhì)過氧化的程度。研究結(jié)果表明，蕎麥殼黃酮劑量為50 mg/kg時即能顯著改善Ⅱ型糖尿病大鼠血清MDA水平，減輕氧化應(yīng)激狀態(tài)。

3　結(jié)論

蕎麥殼黃酮（BHF）可降低Ⅱ型糖尿病大鼠血清TC、TG和LDL-C水平，增加HDL-C水平；同時，蕎麥殼黃酮可提高Ⅱ型糖尿病大鼠血清SOD、GSH-Px、CAT等抗氧化酶活性，減少MDA生成。因此，蕎麥殼黃酮化合物在改善Ⅱ型糖尿病的血清脂代謝產(chǎn)物過度蓄積和氧化應(yīng)激紊亂方面具有較為明顯的作用。

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Effect of Buckwheat Hull Flavonoids（BHF）on Serum Lipid Metabolism in NIDDM Rats

ZHANG Lan1，2，ZHANG Cong1，HUANG Shuai1，ZHANG Yu3，PIAO Chun-hong3，*
（1.Department of Public and Health，Jinlin Medical University，Jilin 132013，Jilin，China；2.Level Two Laboratory of Administration of Traditional Chinese Medicine of Jilin Province，Jilin 132013，Jilin，China；3.College of Food Science and Engineering，Jilin Agricultural University，Changchun 130118，Jilin，China）

The effect of buckwheat hull flavonoids（BHF）on serum lipid metabolism and oxidative stress in high-sugar，high-fat diet and STZ-induced NIDDM rats were studied.The diabetic rats were randomly assigned to six groups，including normal control group，model group，BHF-treated groups（low-，medium-，high-doses，）and a metformin-treated group.The BHF were administered intragastrically for 28 d.The effect of BHF on total cholesterol（TC），triglycerides（TG），low-density lipoprotein cholesterol（LDL-C），high-density lipoprotein cholesterol（HDL-C），superoxide dismutase（SOD），Glutathione peroxidase（GSH-Px），catalase（CAT）and malonaldehyde（MDA）were investigated.BHF can decrease serum TC，TG，LDL-C，while increasing the concentration of HDL-C；BHF can increase the activity of SOD，GSH-Px，CAT，while reducing the content of MDA.The results suggested that BHF can improve the serum lipid metabolism and oxidative stress disorder in NIDDM rats obviously.

buckwheathullflavonoids；NIDDM；serumlipidmetabolism；oxidativestress

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.21.038

吉林省科技廳青年科研基金“蕎麥殼黃酮改善糖基化終產(chǎn)物誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激作用及機制”（20150520133JH）；吉林省教育廳“十三五”科學(xué)技術(shù)研究“蕎麥殼黃酮改善2型糖尿病糖代謝及肝糖異生信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路調(diào)控”（吉教科合字［2016］第239號）

張嵐（1980—），女（漢），副教授，博士，研究方向：生物反應(yīng)器與功能性食品。

樸春紅（1972—），女（朝鮮），教授，博士，碩士生導(dǎo)師，研究方向：生物反應(yīng)器與功能性食品。

2016-04-28