復合營養(yǎng)粉對STZ大鼠的輔助降血糖效果

生慶海 劉 成 潘麗娜 汪家琦 賈艷菊

(1. 河北經(jīng)貿大學生物科學與工程學院，河北 石家莊 050061；2. 澳優(yōu)乳業(yè)〔中國〕有限公司，湖南 長沙 410200)

中國糖尿病患者占全球首位，是一個不容忽視的問題[1]。糖尿病發(fā)病率增長迅速，并呈年輕化的趨勢，未來20年將會有7億人患病[2]，其種類不一[3-4]，其中2型糖尿病(T2DM)的人數(shù)最多，占90%以上[5]。T2DM的發(fā)生是由于體內β細胞衰竭使得胰島素減少或缺失，從而造成患者對血糖的控制減弱而引起的一種代謝疾病[6-8]。其潛伏期較長，通常會引起脂代謝、蛋白代謝異常，最終可能導致糖尿病性腎病[9]、視網(wǎng)膜病[10-11]、心血管疾病[12-14]等一系列并發(fā)癥。

對于糖尿病患者而言，穩(wěn)定血糖在正常水平是治療的關鍵和目的。目前大多數(shù)患者通過臨床治療來控制血糖，但口服降糖藥或注射胰島素可能會對人體產(chǎn)生或多或少的副作用和耐藥性[15-16]，因此尋求非藥物治療的方法來降低血糖是非常有必要且有意義的，比如食用一些有效的天然植物，例如印度阿育吠陀藥、非洲傳統(tǒng)醫(yī)學、日本貢布醫(yī)學和中草藥[17]，從而減少藥物治療對人體可能造成的危害。T2DM患者可通過改變自身的攝食種類和數(shù)量來改善血糖狀況，這對治療T2DM是一項十分重要的措施[18-19]。研究[20]表明，T2DM患者經(jīng)3～6個月的干預治療后，HbA1c在非藥物治療下的下降效果可以與現(xiàn)有的臨床藥物治療的相媲美，且持續(xù)性的干預治療有助于改善血糖狀況，避免藥物產(chǎn)生的副作用。

赤蘚糖醇是一種天然甜味劑，通常用于食品和制藥行業(yè)，由于其卡路里含量幾乎為零，因此是糖尿病患者或超重人群的理想蔗糖替代品[21]。杏仁含有豐富的苦杏仁甙、維生素、纖維素、蛋白質、糖類和微量元素等，對降血糖和HbA1c具有積極意義[22]。菊粉是一種膳食纖維，有助于控制血糖[23-24]，且可以降低T2DM患者的血糖和HbA1c[25]。羅漢果甜苷是一種天然降糖成分，其甜度為蔗糖的300倍、熱量為零，對肥胖、糖尿病等具有防治作用，可在各類食品中按生產(chǎn)需要適量使用[26]。

課題組自主研發(fā)的復合營養(yǎng)粉是在全脂乳粉中添加杏仁粉、赤蘚糖醇、菊粉、羅漢果甜苷等制成，其水分含量為1.97%，葡萄糖生成量為11.07%，GI值為27.74。前期研究[27]發(fā)現(xiàn)，該復合營養(yǎng)粉對胰島素抵抗糖/脂代謝紊亂大鼠模型的糖耐量指標為陽性。試驗擬進一步探討該復合營養(yǎng)粉對胰島損傷高血糖大鼠模型的輔助降血糖功能，從而為該營養(yǎng)粉的推廣應用提供臨床依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 主要材料與儀器

復合營養(yǎng)粉：主要配料為全脂乳粉、赤蘚糖醇、杏仁粉、菊粉、羅漢果甜苷等，豐寧水星乳品有限責任公司；

試驗SD大鼠：SPF級，湖南斯萊克景達實驗動物有限公司；

二甲雙胍：0.25 g/片，中美上海施貴寶制藥有限公司；

鏈脲佐菌素：上海阿拉丁試劑有限公司；

異氟烷：山東安特木葉科技有限公司；

葡萄糖：國藥集團化學試劑有限公司；

純水儀：BIOPURE300型，廣州市深華生物技術有限公司；

血糖測試系統(tǒng)：金穩(wěn)型，三諾生物傳感股份有限公司。

1.2 方法

1.2.1 建模及分組 SD大鼠經(jīng)喂養(yǎng)適應環(huán)境后，按1∶9隨機分成陰性對照組和模型動物組。模型動物組大鼠禁食不禁水24 h后，在大鼠尾部靜脈注射STZ，建立胰島損傷2型糖尿病模型。5 d后模型動物組大鼠禁食不禁水5 h，進行眼眶采血，血糖值>10 mmol/L的大鼠為所需模型動物。按1∶1∶1∶1∶1將模型動物進行分組，分別為模型對照組、陽性對照組、營養(yǎng)粉低劑量組、營養(yǎng)粉中劑量組、營養(yǎng)粉高劑量組。

1.2.2 喂養(yǎng)試驗 各組動物按15 mL/kg灌胃投喂，其中陰性對照組和模型對照組投喂純水；陽性對照組投喂0.11 g/kg 的二甲雙胍[正常人醫(yī)囑用量為1.25 g/(d·人)，通過體表面積法換算成SD大鼠的等效劑量約為0.11 g/kg]；營養(yǎng)粉低、中、高劑量組投喂1.68，3.35，6.70 g/kg 的復合營養(yǎng)粉[一般建議食用量為40 g/(d·人)，成年人體重以60 kg計，換算成SD大鼠的等效劑量為0.67 g/kg，SD大鼠的投喂劑量按人體建議食用量的2.5，5.0，10.0倍設置不同劑量]。連續(xù)投喂30 d，每天一次。期間每周稱量大鼠體重并進行相應投喂量調整。

1.2.3 指標檢測 30 d喂養(yǎng)結束后，各組動物禁食不禁水4 h，按1.2.1的方法檢測空腹血糖；對各組大鼠進行葡萄糖灌胃(劑量為2.5 g/kg)，并測定0.5，2.0 h血糖值，按式(1)計算血糖曲線下面積。

S=(P空腹+P0.5 h)×0.5×0.5+(P2.0 h+P0.5 h)×1.5×0.5，

(1)

式中：

S——血糖曲線下面積，mmol/(L·h)；

P空腹——空腹血糖值，mmol/L；

P0.5 h——0.5 h血糖值，mmol/L；

P2.0 h——2.0 h血糖值，mmol/L。

1.2.4 結果判定 與陰性對照組相比，模型對照組的空腹血糖值和/或0.5 h血糖值/2.0 h血糖值/血糖曲線下面積明顯升高，說明STZ誘導的2型糖尿病大鼠模型建模成功。以模型對照組為參考，復合營養(yǎng)粉各劑量組的空腹血糖下降顯著，則復合營養(yǎng)粉對STZ大鼠的空腹血糖結果陽性；在葡萄糖灌胃后0.5，2.0 h任一時間血糖下降顯著和/或血糖曲線下面積降低顯著，則糖耐量結果為陽性[27]。若復合營養(yǎng)粉對STZ大鼠的空腹血糖、糖耐量指標任一為陽性，同時對陰性對照組大鼠空腹血糖基本無影響，則判定該復合營養(yǎng)粉對STZ大鼠的輔助降血糖功能為陽性。

1.2.5 數(shù)據(jù)分析 使用SPSS軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 胰島損傷2型糖尿病大鼠建模結果

由表1可知，陰性對照組大鼠的空腹血糖、糖耐量指標均在正常范圍內；與陰性對照組相比，模型對照組大鼠的空腹血糖、0.5 h血糖、2.0 h血糖及血糖曲線下面積均顯著增加(P<0.01)，表明試驗STZ誘導的胰島損傷2型糖尿病模型構建成功。

表1 STZ誘導的2型糖尿病大鼠建模結果?

2.2 復合營養(yǎng)粉對STZ大鼠體重的影響

由表2可知，陰性對照組大鼠隨時間變化體重相應增加，而模型對照組大鼠的體重均明顯低于相同周齡陰性對照組大鼠的，且差異極顯著(P<0.01)，說明試驗條件下構建的STZ大鼠體重明顯低于正常SD大鼠，與Williamson[28]的結果一致。模型對照組的體重與陽性對照組和營養(yǎng)粉各劑量組的無顯著差異，證明二甲雙胍和復合營養(yǎng)粉對STZ大鼠體重無影響。

表2 各組SD大鼠體重變化?

2.3 復合營養(yǎng)粉對STZ大鼠血糖的影響

由表3可知，與模型對照組相比，陽性對照組除2.0 h時血糖降低不顯著外，其他各時間點血糖值及血糖曲線下面積均降低且差異顯著(P<0.05)；復合營養(yǎng)粉低劑量組和中劑量組各時間點血糖值與模型對照組相比差異不顯著；復合營養(yǎng)粉高劑量組各時間點血糖值均降低且差異顯著(P<0.05)，血糖曲線下面積與模型對照組相比差異顯著(P<0.05)。綜上，該復合營養(yǎng)粉對STZ大鼠的空腹血糖指標和糖耐量指標均為陽性，且高劑量的營養(yǎng)粉降糖效果比醫(yī)囑用量的二甲雙胍降血糖的更佳。

表3 復合營養(yǎng)粉對STZ大鼠血糖的影響?

綜上，復合營養(yǎng)粉表現(xiàn)出積極的降血糖作用，可能是由于其各種成分的協(xié)同作用：杏仁具有較低的升糖指數(shù)，并且含有大量的單不飽和脂肪酸，食用后有利于患者體重和血糖控制[29-32]；含有杏仁的單不飽和脂肪酸膳食有利于肥胖或2型糖尿病患者改善血糖控制[33]，且添加了這種物質的飲食有干預效果[34]。復合營養(yǎng)粉中還含有膳食纖維，可延緩人體對葡萄糖吸收，從而避免血糖迅速升高和體重增加[25,35]。赤蘚糖醇不僅可以減少人體對葡萄糖的攝取、改善葡萄糖代謝酶活性，還可以調節(jié)蛋白表達來發(fā)揮抗高血糖作用[36-38]。此外，菊粉可以提高血清胰高血糖素樣肽-1水平以及促進肝臟進行糖異生，使血糖水平下降[39-40]。

3 結論

建立了鏈脲佐菌素誘導的2型糖尿病大鼠模型。結果表明，復合營養(yǎng)粉對該模型大鼠的體重無明顯影響、空腹血糖指標和糖耐量指標為陽性，說明復合營養(yǎng)粉對鏈脲佐菌素誘導的2型糖尿病大鼠的輔助降血糖功能為陽性。雖然復合營養(yǎng)粉對鏈脲佐菌素誘導的2型糖尿病大鼠表現(xiàn)出積極的降血糖作用，但是畢竟人體與大鼠體內環(huán)境不盡相同，后續(xù)可增加人體臨床試驗，從而為復合營養(yǎng)粉的推廣應用提供依據(jù)。