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(北京聯(lián)合大學(xué)生物化工學(xué)院食品科學(xué)系,北京 100023)

?；撬岣纳铺谴x的量效分析

趙玉星,郭俊霞,陳文*

(北京聯(lián)合大學(xué)生物化工學(xué)院食品科學(xué)系,北京 100023)

目的:分析近20年來國內(nèi)外文獻中?；撬岣纳铺谴x的量效關(guān)系,為牛磺酸改善糖代謝相關(guān)的保健食品、特殊醫(yī)學(xué)用途食品的研發(fā)提供參考。方法:基于CNKI、Pub-Med數(shù)據(jù)庫,檢索以“?；撬峤笛恰睘橹黝}的論文(1996年～2015年),進一步檢索“牛磺酸,空腹血糖”相關(guān)的文獻,共計檢索出相關(guān)文獻466篇,其中涉及到?；撬峤堤切Ч挠?1篇。結(jié)果:鏈脲霉素(STZ)誘導(dǎo)的糖尿病大鼠攝入0.5%?；撬犸嬎?%牛磺酸飼料12周可有效降血糖,攝入3%?；撬犸嬎@效周期為2周;四氧嘧啶(ALX)誘導(dǎo)的糖尿病大鼠攝入1%牛磺酸飲水1周即有效;高糖高脂膳食誘導(dǎo)的糖尿病大鼠攝入1%?；撬犸嬎?0 d可顯著降血糖,適當(dāng)增加?；撬釀┝坑兄诮堤切Ч?糖尿病小鼠通過3～4周2%?；撬犸嬎虻蛣┝扛骨蛔⑸渑；撬?血糖可明顯降低。對于ALX誘導(dǎo)的糖尿病兔,3周1%?；撬犸嬎寡秋@著下降;雄性仔鼠攝入1.5%牛磺酸水溶液,40 d后血糖明顯降低;OLETF大鼠,攝入9周3%?；撬犸嬎蚬辔?0周0.2 g/kg.d劑量的?；撬峋墒寡秋@著下降。糖尿病孕婦每日攝入12 g?；撬?3周后血糖下降。結(jié)論:血糖的降低與?；撬岬淖饔脮r間和劑量密切相關(guān),還受實驗對象及其生理狀態(tài)、造模方式、攝入方式等因素的影響。

?；撬?糖代謝,CNKI,Pub-Med

糖尿病是以高血糖為特征的代謝性疾病,國際糖尿病聯(lián)盟(IDF)最新數(shù)據(jù)顯示,2014年全世界有3.87億糖尿病患者。預(yù)計到2035年,糖尿病患病人數(shù)將增長55%,達到6億[1],因此,糖尿病的預(yù)防和治療越來越受到世界各國的重視。

表1 ?；撬釋TZ誘導(dǎo)的糖尿病大鼠血糖水平的影響Table 1 Effects of taurine on blood glucose level in STZ-induced diabetic rats

?；撬?2-氨基乙磺酸)富含于海產(chǎn)品中,是一個條件必需氨基酸,不參與蛋白質(zhì)的合成,大多數(shù)哺乳動物的組織如心臟、肝臟等都有游離的?；撬醄2-3]。大量動物實驗研究顯示,?；撬釋档脱?、血壓、血清膽固醇和甘油三酯都有良好的效果[4-6],且無論是Ⅰ型、Ⅱ型還是妊娠期糖尿病,都出現(xiàn)機體?；撬崴较陆档默F(xiàn)象,提示?；撬崛狈赡軐?dǎo)致糖尿病癥狀加重或產(chǎn)生并發(fā)癥[7-8]。多年的研究表明牛磺酸可以從抗氧化、抗炎、保護胰島β細胞、促進胰島素分泌、改善胰島素抵抗等多方面發(fā)揮降血糖作用[9],雖然國內(nèi)外?；撬峤笛堑难芯吭絹碓蕉?但關(guān)于牛磺酸改善糖代謝的數(shù)據(jù)分析卻未見報道。本文概述了?；撬釋Σ煌膶嶒瀸ο笤诓煌瑢嶒灄l件下的降糖效果,對?；撬峤堤堑淖饔脮r間和作用劑量進行歸納總結(jié)分析,為研發(fā)牛磺酸改善糖代謝的保健食品、特殊醫(yī)學(xué)用途食品提供參考。

1 材料與方法

中文期刊以CNKI數(shù)據(jù)庫的所有文獻為檢索對象,限定發(fā)表時間為1996年1月～2015年9月,首先對“?；撬帷睘橹黝}的文獻進行檢索,檢索出5802篇文獻,其中,詞頻中并含“血糖”的文獻146篇,詞頻中并含“空腹血糖”的文獻43篇,詞頻中并含“糖耐量”的文獻7篇。

英文期刊以Pub-Med數(shù)據(jù)庫的所有文獻為檢索對象,首先對“牛磺酸”為篇名的文獻進行檢索,檢索出8737篇文獻,其中,搜索關(guān)鍵詞為“血糖”的文獻323篇,搜索關(guān)鍵詞為“空腹血糖”的文獻25篇,搜索關(guān)鍵詞為“糖耐量”的文獻29篇。

本研究從實驗對象、造模方式、?；撬岬臄z入方式、攝入劑量和攝入時間方面進行歸納總結(jié)分析,得出不同條件下?；撬峤笛堑挠行┝亢妥饔脮r間。

2 結(jié)果與分析

2.1?；撬釋TZ誘導(dǎo)的糖尿病大鼠血糖水平的影響

?；撬釋TZ誘導(dǎo)的糖尿病大鼠血糖水平的影響如表1所示,在糖尿病大鼠飲水中添加0.5%的?；撬?12周后,牛磺酸組較模型組血糖顯著降低;給予大鼠1%?；撬犸嬎畷r,既有報道顯示?；撬嵊辛己玫慕笛切Ч?也有報道顯示?；撬釤o降血糖效果,這與給予牛磺酸的時間周期相關(guān),時間延長效果顯現(xiàn);在飲水中添加2%～3%的?；撬釙r,給予1～4周,大鼠血糖水平的下降幅度大于20.9%。當(dāng)在飼料中添加1%～3%的牛磺酸時,喂飼2～12周后,大鼠血糖有不同程度的降低,而當(dāng)?；撬崽砑恿繛榇笥?%,大鼠血糖則無顯著下降。當(dāng)按0.1～0.3 g/kg·d劑量灌胃?；撬?～8周時,大鼠血糖有明顯下降,當(dāng)劑量增加到0.6～8 g/kg·d,灌胃2～10周時,血糖最低降幅為22.3%,其中,灌胃劑量為1.7 g/kg·d時,4周后大鼠血糖降低43.9%,8周血糖降低60.7%,灌胃劑量為4.3 g/kg·d時,4周后大鼠血糖降低量為66.9%,8周血糖降低量達71.5%。

以上結(jié)果提示,?；撬岬慕笛切Чc劑量和作用時間成正相關(guān)關(guān)系,攝入0.5%、2%、3%?；撬犸嬎謩e達12周、4周、2周時顯示明顯的降糖效果,攝入1%～3%?；撬犸暳系娘@效周期為12周。

2.2?；撬釋LX誘導(dǎo)的糖尿病大鼠血糖水平的影響

?；撬釋LX誘導(dǎo)的糖尿病大鼠血糖水平的影響如表2所示,大鼠ALX造模后,飲水中添加1%的?；撬?～3周后血糖下降幅度大于40%,而給予大鼠5%牛磺酸飼料450 d時,血糖降低幅度小于20%?？梢?對于ALX誘導(dǎo)的糖尿病大鼠,隨著牛磺酸濃度增加和給予時間的延長,降糖效果減弱,這可能與該糖尿病模型不穩(wěn)定、隨著時間的延長有自愈情況發(fā)生有關(guān)。

表2 ?；撬釋LX誘導(dǎo)的糖尿病大鼠血糖水平的影響Table 2 Effects of taurine on blood glucose level in ALX-induced diabetic rats

2.3牛磺酸對高脂高糖膳食誘導(dǎo)的糖尿病大鼠血糖水平的影響

表3總結(jié)了高脂高糖飼料膳食誘導(dǎo)的糖尿病大鼠攝入?；撬岷笱堑淖兓?由表3可知,對于高糖高脂膳食誘導(dǎo)的糖尿病大鼠,給予1%的?；撬犸嬎?周時,大鼠血糖無顯著降低,而給予2%的?；撬犸嬎?0 d至6周時,大鼠血糖即可顯著降低,但降低幅度均小于15%。對于特殊高脂飼料膳食誘導(dǎo)的糖尿病大鼠,給予含3%?；撬岬娘暳?0 d,血糖降低了10.6%,但未有顯著差異。結(jié)果提示,膳食誘導(dǎo)的糖尿病,適當(dāng)提高?；撬岬臄z入量可能有助于提高降血糖效果;此外,Hala O El Mesallamy[53]等人給予大鼠60%高果糖飼料成功建立糖尿病模型后,連續(xù)35 d經(jīng)腹腔以0.3 g/kg·d的劑量注射牛磺酸,結(jié)果發(fā)現(xiàn)?；撬峥山档蚈GTT曲線中90 min和120 min血糖的峰值水平。

表3 ?；撬釋Ω咧咛巧攀痴T導(dǎo)的 糖尿病大鼠血糖水平的影響Table 3 Effects of taurine on blood glucose level in high glucose and high fat diet induced diabetic rats

表5 牛磺酸對其它實驗對象血糖水平的影響Table 5 Effects of taurine on blood glucose level in other experimental subjects

2.4?；撬釋μ悄虿⌒∈笱撬降挠绊?/p>

由表4可知,給予STZ造模的瑞士小鼠腹腔注射0.2 g/kg·d劑量的牛磺酸,20 d后血糖降低34.4%;直接給瑞士小鼠飲水中添加2%的?；撬?30 d后血糖降低40%;給予db/db糖尿病小鼠飲水中添加2%的?；撬?31 d后血糖降低16.5%。Abdeslem El Idrissi等人[57]予小鼠飲水中添加0.05%的?；撬?4周后,胰島的大小和數(shù)量均有極顯著增加(p<0.001),這些組織學(xué)的改變與?；撬岬慕笛切Ч恢隆?/p>

表4 ?；撬釋μ悄虿⌒∈笱撬降挠绊慣able 4 Effects of taurine on blood glucose level in diabetic mice

以上結(jié)果提示,給予瑞士小鼠、遺傳性糖尿病小鼠2%?；撬犸嬎?0 d即可顯示降糖效果。

2.5?；撬釋ζ渌鼘嶒瀸ο笱撬降挠绊?/p>

表5總結(jié)了兔子、孕鼠和仔鼠、OLETF大鼠攝入?；撬岷笱堑淖兓?。由表5可知,termond兔和家兔經(jīng)ALX造模后,通過攝入1%牛磺酸飲水,3周血糖降低30%;雄性新西蘭白兔在同樣條件下,24周血糖降低45%。以高脂高糖膳食誘導(dǎo)Wistar孕鼠和雌仔鼠糖尿病后,給予1.5%的?；撬崴芤?0 d,血糖值基本未降低,而雄性仔鼠血糖則明顯下降,提示不同性別、不同生理狀態(tài)對?；撬岬慕笛切Ч杏绊?。OLETF大鼠通過攝入3%的?；撬犸嬎?9周后血糖降低30%,當(dāng)按0.2 g/kg/d的劑量灌胃?；撬釙r,20周血糖也降低了30%。

2.6?；撬釋μ悄虿』颊呖崭寡堑挠绊?/p>

表6總結(jié)了糖尿病患者攝入牛磺酸后空腹血糖的變化。給予糖尿病患者12 g/d劑量的?；撬?2周后空腹血糖水平與服用前相比無明顯差異;給予30例患有妊娠合并糖尿病的孕婦牛磺酸,按照12 g/d的劑量,分三次餐前30 min口服,三周后,患者空腹血糖明顯降低達35.4%。提示,攝入?；撬岬臅r間周期對其降糖效果影響較大。

表6 牛磺酸對糖尿病患者空腹血糖的影響Table 6 Effects of taurine on fasting blood-glucose in diabetics

2.7?；撬釋μ悄虿』颊咛悄土康挠绊?/p>

高珊[69]等人曾給予33例2型糖尿病患者口服?；撬?按照2 g×3次/d的劑量,飯前30 min口服,并維持原有降糖藥物治療不變,3個月后患者空腹血糖變化不明顯。李玉明等人[70]曾報道,66例血壓偏高少兒(12～17歲)連續(xù)服用?；撬?周后,其OGTT曲線的峰值水平顯著降低,但空腹血糖值并未改變。提示?；撬峥赡茉诓唤档涂崭寡堑那闆r下改善糖尿病患者的糖代謝。

3 討論

本文通過對?；撬岣纳铺谴x的數(shù)據(jù)分析,從實驗對象、造模方式、攝入方式、攝入劑量和攝入時間方面總結(jié)了?；撬釋ρ堑挠绊憽＝Y(jié)果顯示,對于STZ誘導(dǎo)的糖尿病大鼠,攝入牛磺酸飲水,低劑量長時間(0.5%?；撬?、12周)或高劑量短時間(3%?；撬帷?周)均可有效降低血糖水平;攝入含?；撬岬娘暳?低劑量長時間(1%?；撬?、12周)有利于血糖的降低;通過灌胃攝入?；撬釙r,低劑量短時間(0.6 g/kg·d、2周)也可達到顯著降血糖作用,并且隨著劑量增加、時間延長,降糖作用更加明顯。對于ALX誘導(dǎo)的糖尿病大鼠,低劑量?；撬岫虝r間(1%?；撬?、1周)作用即可使血糖顯著下降,降糖效果既不與牛磺酸添加量成正比關(guān)系,也不隨時間的延長而增加。動物實驗中,糖尿病的造模方式包括:化學(xué)試劑(STZ或ALX)誘發(fā)的高血糖動物模型;自發(fā)性糖尿病動物:如db/db、ob/ob、KK小鼠、BB大鼠;腎上腺素性高血糖模型。這幾種方式都是研究、篩選降血糖活性物質(zhì)常用模型[71-73]。其中,STZ和ALX均可選擇性的破壞胰島β細胞,誘發(fā)動物高血糖,屬于胰島素低下型高血糖動物模型,鑒于STZ毒性更小,目前多用STZ造模[74-76]。ALX水溶液不穩(wěn)定,造成的糖尿病模型也相對不穩(wěn)定。

對于遺傳性糖尿病大鼠,長時間低劑量灌胃?；撬峄蚪o予高劑量?；撬犸嬎伎捎行Ы档脱侵怠τ诟咛巧攀痴T導(dǎo)的糖尿病大鼠,飲用1%?；撬崴?周仍無明顯的降糖作用,而飲用2%?；撬崴?0 d后血糖可顯著降低(p<0.05);連續(xù)35 d腹腔注射0.3 g/kg·d的?；撬?可降低糖耐量曲線下面積。對于糖尿病小鼠,低劑量飲水或低劑量腹腔注射3～4周后,?；撬岫硷@示出良好的降血糖作用。對于ALX誘導(dǎo)的糖尿病兔,低劑量?；撬犸嬎?周即可有效降低血糖水平。

綜上所示,同一實驗動物攝入?；撬釀┝坎煌瑫r,相同的時間周期內(nèi)降糖效果也不盡相同。而對于糖尿病患者,短時大量口服?；撬峥娠@著性降低空腹血糖及糖耐量曲線的峰值水平。

臨床上將糖尿病分為兩種類型:Ⅰ型糖尿病(胰島素依賴型糖尿病)和Ⅱ型糖尿病(非胰島素依賴型糖尿病)。目前的研究認為,Ⅰ型糖尿病是由于遺傳和環(huán)境因素相互作用,引起胰島素絕對或相對分泌不足造成血糖水平升高,繼而導(dǎo)致機體代謝紊亂的綜合癥狀。Elizarova等在臨床上給予Ⅰ型糖尿病患者口服?；撬?糖代謝障礙明顯改善[77]。動物實驗也證明,用STZ誘發(fā)大鼠糖尿病后,長期給予?；撬峥蓽p輕I型糖尿病的心臟衰竭癥狀[33,45]。臨床實驗、動物實驗均證實?；撬崮芨纳脾裥吞悄虿〉母哐菭顟B(tài)。Ⅱ型糖尿病主要由于胰島素的生物活性或其效應(yīng)絕對或相對不足引起[9]。研究表明,高果糖飲食的大鼠給予?；撬?0～35 d,高血糖和胰島素抵抗得以改善[44,53]。Harada等給予自發(fā)性Ⅱ型糖尿病的OLTEF大鼠,飲水補給3%?；撬?周后,胰島素抵抗現(xiàn)象顯著改善[62]。雖然目前尚無?；撬岣纳脾蛐吞悄虿〉呐R床實驗報道,但Merheb等指出Ⅱ型糖尿病患者的血漿?；撬崴矫黠@低于正常非糖尿病患者,提示牛磺酸可能作為Ⅱ型糖尿病人的補充治療劑,防止糖尿病及其并發(fā)癥[7-9]。

牛磺酸降血糖的作用機制包括抗氧化、抗炎、保護胰島β細胞、促進胰島素分泌、改善胰島素抵抗等[9],長期攝入一定量的?；撬峥赡苡欣诮档吞悄虿〉陌l(fā)生率。有報道顯示,STZ誘發(fā)的糖尿病大鼠攝入0.5%?；撬?2周后血糖即可明顯降低,且丙二醛(MDA)含量顯著降低[10-12],也有報道指出糖尿病患者MDA水平明顯升高[78],而牛磺酸可通過提高相關(guān)氧化和還原酶的活性來有效抑制MDA產(chǎn)生,提示?；撬峥赡苁前l(fā)揮抗氧化作用降低大鼠血糖[33,79]。糖尿病是一種炎癥性疾病,糖尿病狀態(tài)下炎癥因子的水平增加[80]。Lin等給高脂膳食的C57BL/6J小鼠補充牛磺酸后,發(fā)現(xiàn)?；撬崮軠p少炎性細胞因子的分泌,增加抗炎型的M2巨噬細胞數(shù)量,抑制肥胖小鼠高血糖狀態(tài)的發(fā)展[81]。還有研究顯示,?；撬崮軌蛞种蒲仔砸蜃诱T導(dǎo)的胰島細胞的凋亡,提示?；撬峥赡芡ㄟ^調(diào)控相關(guān)因子對胰島β細胞的損傷,促進被損傷細胞的修復(fù)來保證其結(jié)構(gòu)的完整和內(nèi)分泌功能。進一步的研究表明,?；撬岵粌H影響胰島的發(fā)育,更重要的是促進胰島素的分泌[82]。有研究表明,飲水中補充2%的?；撬峒饶茱@著提高小鼠的糖耐量及胰島素敏感性,也能有效改善大鼠因果糖誘導(dǎo)的高血糖、高胰島素血癥及胰島素抵抗[83]。

4 結(jié)論

本文基于CNKI、Pub-Med數(shù)據(jù)庫,檢索出“?；撬峤笛恰钡慕?0年文獻,分析了?；撬岣纳铺谴x的量效關(guān)系,可知:STZ誘導(dǎo)的糖尿病大鼠在短時間高劑量攝入?；撬峄蜷L時間低劑量攝入?；撬?血糖均可顯著降低;ALX誘導(dǎo)的糖尿病大鼠模型的不穩(wěn)定,?；撬岬娘@效周期和劑量需進一步研究;高糖高脂膳食誘導(dǎo)的糖尿病大鼠在一定的時間和?；撬釀┝糠秶鷥?nèi),降糖效果可逐漸增強;糖尿病小鼠通過低劑量牛磺酸飲水或低劑量腹腔注射?；撬?血糖在4周內(nèi)即可得到明顯降低;對于ALX誘導(dǎo)的糖尿病兔,短時間低劑量牛磺酸攝入即可使血糖顯著降低;兔子、孕鼠和仔鼠、OLETF大鼠等的實驗結(jié)果提示實驗對象的種類、性別和生理狀態(tài)是影響?；撬岬慕笛堑年P(guān)鍵因素;糖尿病患者攝入適當(dāng)劑量的牛磺酸3周～3個月,空腹血糖和糖耐量曲線也可得到顯著降低。總之,?；撬岬慕笛亲饔贸耸茏饔脮r間和劑量影響外,實驗對象、造模方式以及?；撬釘z入方式等也是重要的影響因素。

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Dose-effectanalysisoftaurineinimprovingglucosemetabolism

ZHAOYu-xing,GUOJun-xia,CHENWen*

(College of Biochemical Engineering,Beijing Union University,Beijing 100023,China)

Purpose:The dose-effect relationship of taurine in improving glucose metabolism in domestic and foreign literatures in the past 20 years were analyzed to provide references for the development of taurine-related functional foods and special medical foods. Method:Based on CNKI,Pub-Med database,all the papers(1996-2015)with "taurine hypoglycemic" were retrieved,and the literatures related to "taurine and fasting blood glucose" were further searched. 466 related articles were retrieved out,and 61 articles were related to the hypoglycemic effect of taurine. Results:For STZ-induced diabetic rats,blood sugar was significantly reduced by 0.5% taurine drinking water or 1% taurine diet for 12 weeks or 3% taurine drinking water for 2 weeks. For ALX-induced diabetic rats,blood sugar was effectively decreased by 1% taurine drinking water for 1 week. For high glucose and high fat diet induced diabetic rats,intake of 1% taurine drinking water for 30 days notably reduced blood sugar,and an appropriate increase in taurine dose was beneficial to reduce the blood sugar. Blood sugar was decreased in diabetic mice by 2% taurine drinking water or low dose intraperitoneal injection of taurine for 3～4 weeks. For different ALX-induced diabetic rabbits,3 weeks of 1% taurine drinking water significantly decreased blood sugar. After 40 days intake of 1.5% taurine aqueous solution,the blood sugar of male newborn rats was significantly reduced. The intake of 3% taurine drinking water for 9 weeks or gavage of 0.2 g/kg/d dose of taurine to make blood sugar significantly decreased in OLETF rats. Daily intake of 12 g taurine for 3 weeks make the decline of blood sugar in diabetic pregnant women. Conclusion:The decrease of blood glucose is closely related to the experimental period and dose of taurine,and it is also affected by factors such as the experimental object and its physiological state,modeling method and intake mode.

taurine;glucose metabolism;CNKI;Pub-Med

2017-04-18

趙玉星(1992-)，女，碩士研究生，研究方向：食品營養(yǎng)與功能食品，E-mail:151083210108@buu.edu.cn。

*

陳文(1966-)，女，博士，教授，研究方向：食品營養(yǎng)與功能食品，E-mail:wlchenwen@buu.edu.cn。

國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項目(31401501);北京市教委科技計劃面上項目(KM201511417014)。

TS201.4

A

1002-0306(2017)21-0295-07

10.13386/j.issn1002-0306.2017.21.058