高膳食纖維營養(yǎng)復合米對2型糖尿病小鼠血糖和血脂的影響

劉子珺，周夢舟

(1.武漢輕工大學食品學院，湖北 武漢 430023； 2.湖北工業(yè)大學生物工程與食品學院，湖北 武漢 430068)

高膳食纖維營養(yǎng)復合米對2型糖尿病小鼠血糖和血脂的影響

劉子珺1，周夢舟2

(1.武漢輕工大學食品學院，湖北 武漢 430023； 2.湖北工業(yè)大學生物工程與食品學院，湖北 武漢 430068)

采用注射鏈脲佐菌素(STZ)的方法建立2型糖尿病小鼠模型，分別喂食含高、中、低劑量高膳食纖維營養(yǎng)復合米的飼料，通過測定小鼠空腹血糖、糖化血清蛋白(GSP)、糖耐量、血清總膽固醇(TC)、甘油三脂(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)等指標，研究高膳食纖維營養(yǎng)復合米對2型糖尿病小鼠血糖和血脂的影響。結果表明：與糖尿病模型對照組相比，喂食高膳食纖維營養(yǎng)復合米能夠降低糖尿病小鼠的空腹血糖、糖化血清蛋白、糖耐量、血清總膽固醇和甘油三脂，且中劑量組小鼠的空腹血糖顯著降低(P<0.05)，低劑量組小鼠的總膽固醇和甘油三脂顯著降低(P<0.05)。

高膳食纖維營養(yǎng)復合米；2型糖尿病小鼠；血糖；血脂

隨著社會高度發(fā)達，人們生活水平大幅提高，膳食結構發(fā)生變化，導致糖尿病越來越普遍[1]。中華醫(yī)學會糖尿病學會估計，我國現有糖尿病患者達到9 240萬例，世界糖尿病患者的總人數預計到2030年將達到4.39億[2]。飲食治療是糖尿病的基礎治療，對輕型患者糖尿病飲食療法可以控制病情，對重癥患者通過藥物和飲食治療相結合的方式，亦能使病情得到控制[3]。中國有60%多的人口以大米為主食[4]，制作高膳食纖維營養(yǎng)復合米，從日常飲食上預防糖尿病，符合大眾的飲食習慣，具有重要現實意義。

本實驗采用注射鏈脲佐菌素的方法建立2型糖尿病小鼠模型，將高膳食纖維營養(yǎng)復合米作為小鼠飼料，研究其對2型糖尿病小鼠血糖和血脂指標的影響，以期通過動物實驗的方法驗證高膳食纖維營養(yǎng)復合米具有降血糖、降血脂的功效。

1 材料與方法

1.1 動物

昆明種雄性小鼠70只，體質量(20±2) g，湖北省疾病預防控制中心提供，動物合格許可證編號：SCXK(鄂)2015-0018。

1.2 材料與試劑

鏈脲佐菌素,美國sigma公司；鹽酸二甲雙胍,購于市內藥店；高密度脂蛋白膽固醇試劑盒、低密度脂蛋白膽固醇試劑盒、總膽固醇試劑盒、甘油三酯試劑盒,南京建成生物工程研究所。

小鼠飼料:普通基礎飼料和高脂飼料均由湖北省疾病預防控制中心提供，含高膳食纖維營養(yǎng)復合米的飼料為本實驗室自制。飼料配方見表1。

表1 飼料配方及成分

1.3 儀器與設備

ELX800型酶標儀：美國Bio-Tek公司；血糖試紙、羅康全活力型血糖儀：德國羅氏診斷公司。

1.4 方法

1.4.1 糖尿病小鼠模型的制備[5]

小鼠適應性喂養(yǎng)1周后，采用高脂飼料持續(xù)喂養(yǎng)4周。禁食12 h后腹腔注射70 mg/kg鏈脲佐菌素溶液(溶解于pH4.5的0.1 mol/L檸檬酸緩沖液中)，每日注射1次，連續(xù)注射3 d。最后一次注射1周后測定小鼠空腹血糖，若小鼠空腹血糖值高于11.1 mmol/L,并出現多飲多尿等癥狀視為模型成立。

1.4.2 分組及劑量設計

將糖尿病小鼠隨機分為5組，每組10只，另取健康小鼠20只，隨機平均分為2組(見表2)。

表2 實驗小鼠分組

正常高膳食纖維營養(yǎng)復合米組(NC-DF)以及高、中、低劑量高膳食纖維營養(yǎng)復合米組(DF-high、DF-medium、DF-low)每日先按表2喂食，待吃完后再對應補充基礎飼料或高脂飼料。另外,陽性對照組每日按0.004 g/kg的劑量灌喂鹽酸二甲雙胍2次[6]。實驗過程中小鼠自由飲水，鼠房溫度18～22℃、濕度45%～60%、每天光照12 h，每周記錄小鼠體重并測量空腹血糖，持續(xù)喂養(yǎng)5周。

1.4.3 糖耐量的測定方法[7]

小鼠禁食12 h后，測定給葡萄糖前(即0 h)血糖值，之后立即經口給予葡萄糖2.0 g/kg BW，測定給葡萄糖后各組小鼠30、60、90、120 min的血糖值，并計算葡萄糖耐量曲線下積分面積(AUC)。

1.4.4 生化指標的測定

小鼠禁食24 h后，眼眶取血，3 000 r/min離心15 min，取上清液，按南京建成生物工程研究所試劑盒要求，測量并計算血清總膽固醇、甘油三脂、低密度脂蛋白膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇、糖化血清蛋白。

1.5 數據處理

應用SPSS17.0統(tǒng)計軟件進行數據處理。數據以(x±s)表示，各組間差異比較采用單因素方差分析。

2 結果與分析

2.1 高膳食纖維營養(yǎng)復合米對小鼠體重的影響

由表3可知，正常小鼠和糖尿病小鼠的體重有顯著性差異，這是由于糖尿病導致小鼠體重增長緩慢所致。在整個實驗過程中，正常對照組(NC)和正常高膳食纖維營養(yǎng)復合米組(NC-DF)小鼠的體重無顯著性差異，這說明食用高膳食纖維營養(yǎng)復合米不會影響正常小鼠的體重。第3周后，高、中、低劑量組(DF-high、DF-medium、DF-low)小鼠的體重與糖尿病模型對照組(DC)相比都有所增加，并且體重增加的幅度高于陽性對照組(PC)。

2.2 高膳食纖維營養(yǎng)復合米對小鼠血糖指標的影響

由表4可知，在整個實驗過程中，正常對照組(NC)和正常高膳食纖維營養(yǎng)復合米組(NC-DF)小鼠的空腹血糖無顯著性差異，這說明食用高膳食纖維營養(yǎng)復合米不會影響正常小鼠的血糖水平。實驗第1周，陽性對照組(PC)和高、中、低劑量組(DF-high、DF-medium、DF-low)小鼠的空腹血糖都有明顯下降，其中中劑量組(DF-medium)的下降幅度最大，并且與糖尿病模型對照組(DC)的空腹血糖有顯著性差異。實驗第2周，陽性對照組(PC)和高、中、低劑量組(DF-high、DF-medium、DF-low)小鼠的空腹血糖都略有回升，其中陽性對照組(PC)的回升最快，這可能與小鼠對鹽酸二甲雙胍產生耐藥性有關。但第2周中劑量組(DF-medium)的空腹血糖仍然保持較低水平，與糖尿病模型對照組(DC)有顯著性差異。從第3周到第5周，各組小鼠的空腹血糖都呈逐漸上升的趨勢，這可能是由于長期食用高脂飼料所致，但高、中劑量組(DF-high、DF-medium、DF-low)空腹血糖上升程度仍低于糖尿病模型對照組(DC)。

表3 小鼠體重

注：同一列數值后如有不同字母的上標即表示具有顯著性差異(P<0.05)，相同字母的上標表示差異不顯著(P>0.05)。下同。

表4 小鼠空腹血糖

糖化血清蛋白(GSP)半衰期較短，能有效反映小鼠過去1～2周內平均血糖水平，并不受臨時血糖濃度波動的影響，故為糖尿病的研究和較長時間血糖控制水平的研究提供了一個很好的指標。

由圖1可以看出，與糖尿病模型對照組(DC)相比，高、中、低劑量組(DF-high、DF-medium、DF-low)小鼠的GSP都有明顯降低，并且降低幅度大于陽性對照組(PC)。

圖1 小鼠糖化血清蛋白(GSP)

計算得各組血糖曲線下面積為：NC組14.36、NC-DF組14.17、PC組45.49、DF-high組47.36、DF-medium組44.01、DF-low組43.19、DC組50.98,見圖2。

圖2 小鼠糖耐量

經過5周實驗之后，陽性對照組(PC)和高、中、低劑量組(DF-high、DF-medium、DF-low)小鼠的糖耐量都有明顯降低，中、低劑量組(DF-high、DF-medium、DF-low)對糖耐量的改善效果優(yōu)于陽性對照組(PC)。結合小鼠空腹血糖和GSP的情況，可以說明高膳食纖維營養(yǎng)復合米對糖尿病小鼠血糖控制起到一定作用。

2.3 高膳食纖維營養(yǎng)復合米對小鼠血脂指標的影響

由表5可知，與正常對照組(NC)相比，各糖尿病組小鼠的總膽固醇(TC)都有明顯升高，并具有顯著性差異。與糖尿病模型對照組(DC)相比，陽性對照組(PC)和高、中、低劑量組(DF-high、DF-medium、DF-low)小鼠的總膽固醇(TC)都有所降低，其中低劑量組(DF-low)具有顯著性差異。這說明高膳食纖維營養(yǎng)復合米對糖尿病所引起的總膽固醇(TC)升高有一定程度的降低作用。

與正常對照組(NC)相比，陽性對照組(PC)和高、中劑量組(DF-high、DF-medium)小鼠的甘油三脂(TG)都有明顯升高，并具有顯著性差異。與糖尿病模型對照組(DC)相比，高、中、低劑量組(DF-high、DF-medium、DF-low)小鼠的甘油三脂(TG)都有所降低，其中低劑量組(DF-low)降低幅度最大，具有顯著性差異。這說明高膳食纖維營養(yǎng)復合米對糖尿病所引起的甘油三脂(TG)升高有一定程度的降低作用。

與正常對照組(NC)相比，各糖尿病組小鼠的高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)都有明顯升高，并具有顯著性差異。但與糖尿病模型對照組(DC)相比，高、中、低劑量組(DF-high、DF-medium、DF-low)小鼠的高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)降低并不明顯，且沒有顯著性差異。

表5 小鼠血脂指標

3 結論

高膳食纖維營養(yǎng)復合米不會對正常小鼠的體重、血糖和血脂產生影響。喂食高膳食纖維營養(yǎng)復合米可以顯著降低糖尿病小鼠的空腹血糖。經過5周實驗之后，糖尿病小鼠的糖化血清蛋白(GSP)和糖耐量都有所下降，這說明高膳食纖維營養(yǎng)復合米對糖尿病小鼠血糖控制起到一定作用。高膳食纖維營養(yǎng)復合米對總膽固醇(TC)和甘油三脂(TG)有改善作用，但對高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)無作用。這些結果表明高膳食纖維營養(yǎng)復合米對小鼠的糖尿病癥狀有一定的控制和改善作用。

[1] 曾華斌. 膳食纖維的研究現狀與展望[J]. 南方農業(yè), 2012, 6(5): 81-83.

[2] 丁莉莉, 彭 麗, 孔慶軍. 膳食纖維與糖尿病的研究進展[J]. 醫(yī)學綜述, 2014, 20(7): 1 265-1 267.

[3] 劉小玲. 飲食治療在糖尿病治療中的作用[J]. 中國中醫(yī)藥資訊, 2012, 4(2): 120-126.

[4] 王國扣, 王 海. 我國大米加工業(yè)的產業(yè)狀況分析[J]. 農產品加工, 2005, 10(1): 8-9.

[5] REN Bei,QIN Wei-wei,WU Fei-hua, et al. Apigenin and naringenin regulate glucose and lipid metabolism, and ameliorate vascular dysfunction in type 2 diabetic rats[J]. European Journal of Pharmacology, 2016, 773: 13-23.

[6] 李耀冬. 海藻膳食纖維復方輔助降血糖作用研究[D]. 泉州: 華僑大學, 2014.

[7] Settu Saravanan, Leelevinothan Pari. Role of thymol on hyperglycemia and hyperlipidemia in high fat diet-induced type 2 diabetic C57BL/6J mice[J]. European Journal of Pharmacology,2015,761: 279-287.

(責任編輯：趙琳琳)

Effect of high dietary fiber rice on plasma glucose and lipid parameters in type 2 diabetic mice

LIU Zi-jun1, ZHOU Meng-zhou2

(1.College of Food Science and Technology, Wuhan Polytechnic University, Wuhan 430023,China; 2. College of Bioengineering and Food Science, Hubei University of Technology, Wuhan 430068,China)

The model of type 2 diabetic mice was established by STZ injection. The high dietary fiber rice intake doses was designed to high, medium and low degrees. Fasting blood glucose, GSP, oral glucose tolerance, TC, TG, LDL-C and HDL-C were measured to investigate the effect of high dietary fiber rice on plasma glucose and lipid parameters in type 2 diabetic mice. The results showed that fasting blood glucose, GSP, oral glucose tolerance, TC and TG of the mice fed with high dietary fiber rice were decreased. Compared to DC group, fasting blood glucose was significantly lowered in the DF-medium group(P<0.05), TC and TG was significantly lowered in the DF-low group(P<0.05).

high dietary fiber rice; type 2 diabetic mice; plasma glucose; lipid

2017-03-07；

2017-04-21

湖北省技術創(chuàng)新專項重大項目(2016ABA085)；國家重點研發(fā)計劃(2016YFD0400701-05)。

劉子珺(1990-)，女，碩士研究生，研究方向為糧食工程。

周夢舟(1986-)，男，講師，博士，研究方向為食品科學與工程。

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.05.007

TS 218+.2;TS213.3

A

1003-6202(2017)05-0024-04