藍(lán)莓花青素對2型糖尿病小鼠糖脂代謝的調(diào)節(jié)作用

尤 麗，黨 婭,3, ，楊彬彥

（1.陜西理工大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 漢中 723000；2.陜西省果業(yè)管理局秦巴山區(qū)藍(lán)莓研究所，陜西 漢中 723000；3.陜西省資源生物重點(diǎn)實(shí)驗室，陜西 漢中 723000）

隨著全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，不健康的生活方式，如高熱量飲食，加速了糖尿?。╠iabetes mellitus，DM）的蔓延，據(jù)國際糖尿病聯(lián)盟預(yù)測，到2045年糖尿病患者人數(shù)將增加至7億，成為繼心血管疾病和惡性腫瘤后的第三大世界公共衛(wèi)生問題[1]。糖尿病是由胰島素作用抵抗或胰島素分泌不足所引起的碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)代謝失調(diào)的綜合征，伴隨著患者體內(nèi)長期高血糖及高血脂[2]，主要有1型糖尿病、2型糖尿病和少數(shù)妊娠糖尿病、特殊類型糖尿病。1型糖尿病主要是因為自身免疫破壞了胰島β細(xì)胞，導(dǎo)致胰島素分泌的絕對不足；2型糖尿病是胰島素分泌相對不足或受體受阻引起的，其中90%以上是2型糖尿病[3]。多年來治療糖尿病的藥物種類繁多，包括雙胍、胰島素、α-糖苷酶抑制劑、磺脲類等，但這些藥物在治療的同時伴隨著一些不良影響，如體重增加、酸中毒、胃腸功能紊亂、肝細(xì)胞和膽汁淤積性肝等[4?5]。流行病學(xué)研究表明，飲食調(diào)整可以預(yù)防和緩解一系列以肥胖、血脂異常和高空腹血糖為特征的代謝異常。因此，由于其有效性和安全性，大量食用植物及其生物活性成分已被用于預(yù)防和治療糖尿病及其并發(fā)癥。

藍(lán)莓因其富含花青素、多酚、有機(jī)酸等功能性植物化學(xué)成分，具有較強(qiáng)的抗氧化、抗炎、抗肥胖、抗增殖、降低血糖水平和預(yù)防心血管疾病等活性，被聯(lián)合國糧農(nóng)組織譽(yù)為世界五大健康水果之一[6?7]。藍(lán)莓花青素是從藍(lán)莓中提取的一種類黃酮的多酚色素，常由錦葵色素、飛燕草素、矢車菊素等花青素苷元與一個或多個葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖等通過糖苷鍵形成花青苷[8]。研究發(fā)現(xiàn)，若糖尿病病患每天攝入足量的藍(lán)莓花青素，不僅能達(dá)到明顯的降血糖效果，還能緩解由糖尿病引起的肥胖、炎癥、心血管疾病等并發(fā)癥的發(fā)生，這表明將花青素作為一種膳食營養(yǎng)素在預(yù)防和干預(yù)代謝綜合征方面具有一定的潛力[9?10]。然而，對藍(lán)莓花青素在降血糖、降血脂方面的研究限于初級階段，并沒有對體內(nèi)實(shí)驗及機(jī)理進(jìn)行系統(tǒng)的研究，且市面上藍(lán)莓功能產(chǎn)品多以緩解疲勞為主，用于預(yù)防和治療糖尿病的產(chǎn)品很少[11]。因此，本研究以藍(lán)莓花青素為原料，探討藍(lán)莓花青素對糖尿病小鼠糖代謝、脂代謝的調(diào)節(jié)作用，為預(yù)防和治療糖尿病的天然降血糖功能性食品的開發(fā)提供一定參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

SPF級雄性昆明小鼠（SCXK（陜）2020-001）65只，體質(zhì)量（20～25）g 購自西安恩斯維爾生物科技有限公司；飼料 購買于成都達(dá)碩實(shí)驗動物有限公司（SCXK（川）2019-031）；普通飼料配方：玉米73.5%，麥麩20%，魚粉5%，谷粉1%，食鹽0.5%；高脂飼料配方：普通飼料66.5%，蔗糖20%，膽固醇2.5%，膽酸鹽1%，豬油10%。

藍(lán)莓花青素（純度98%） 楊凌萃健生物工程技術(shù)有限公司（CP190914）；鹽酸二甲雙胍片 上海普康藥業(yè)股份有限公司；鏈脲佐菌素 美國sigma公司；檸檬酸、檸檬酸鈉、葡萄糖 分析純，天津市盛奧化學(xué)試劑股份有限公司；生理鹽水、4%多聚甲醛組織固定液 廣州賽國生物科技有限公司；PBS磷酸鹽緩沖液 上海源葉生物科技有限公司；小鼠總膽固醇（Total cholesterol，TC）、甘油三酯（Triglyceride，TG）、高密度脂蛋白膽固醇（High density liptein cholesterol，HDL-C）、低密度脂蛋白膽固醇（Low-Density Lipoprotein Cholesterol，LDL-C）檢測試劑盒

南京建成生物工程研究所；小鼠胰島素（INS）ELISA檢測試劑盒、小鼠糖化血紅蛋白（glycated hemoglobin glycosylated hemoglobin，HbA1c）ELISA分析試劑盒 江蘇晶美生物科技有限公司。

TGL-16M型高速冷凍離心機(jī)、WTL-4K型微型離心機(jī) 湖南湘儀離心機(jī)有限公司；NR-EW63WXAH型?20 ℃低溫冰箱、MDF-C8V1型?80 ℃超低溫冰箱 Panasonic日本松下；DSX-18L型自動高壓蒸汽滅菌器 上海博訊醫(yī)療生物儀器股份有限公司；DHP-9052型電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；eppendorf型移液器 德國Eppendorf；ZX-60XZX型制冰機(jī) 上海知信；SpectraMax M3型全波長酶標(biāo)儀 美國Molecular Devices公司；T6式紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限公司；GA-3型血糖試條、GA-3型血糖儀、一次性使用末梢采血針 三諾生物傳感股份有限公司。

1.2 實(shí)驗方法

1.2.1 糖尿病小鼠模型的建立 取6周齡，體重20～25 g 雄性昆明小鼠65只適應(yīng)性喂養(yǎng)1周（（24±1）℃、12 h晝/夜循環(huán)），使用正常飼料飼喂小鼠。觀察生長情況，自由飲食飲水。隨機(jī)抽樣的方法，將小鼠分正常組（基礎(chǔ)飼料飲食組10只）、實(shí)驗組（高脂飼料飲食組55只），喂養(yǎng)4周。禁食不禁水8 h后稱量小鼠體重，根據(jù)體重計算STZ注射量。實(shí)驗組連續(xù)3天腹腔注射STZ緩沖液（50 mg/kg），注射體積為0.5 mL/100 g，正常組注射同劑量檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液，造模期間自由攝食、飲水[12]。待穩(wěn)定72 h后禁食不禁水8 h，用血糖儀以尾靜脈針刺的采血方法，測定小鼠的空腹血糖（FBG），選取空腹血糖值大于11.1 mmol/L的小鼠進(jìn)行實(shí)驗[13]。

1.2.2 分組、給藥 將造模成功的小鼠隨機(jī)分為5組，參考文獻(xiàn)等效劑量換算[14]，分組及灌胃給藥情況如下：正常對照組8只（Normal Control Group，NC）、模型對照組8只（DM）灌胃等量生理鹽水；陽性藥物組8只（Metformin，MET）灌胃250 mg/kg鹽酸二甲雙胍溶液；藍(lán)莓花青素高劑量組（BA-H）、中劑量組（BA-M）和低劑量組（BA-L）每組8只分別灌胃300、200、100 mg/kg藍(lán)莓花青素。灌胃時以0.1 mL/10 g為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行灌胃，每周根據(jù)每只小鼠的體重調(diào)整灌胃劑量，連續(xù)給藥4周[15]。

1.2.3 檢測指標(biāo)

1.2.3.1 一般指標(biāo)觀察 實(shí)驗期間，每天觀察小鼠活動、生長、排便情況，記錄小鼠每日的進(jìn)食量、飲水量，每周測量小鼠體重一次。

1.2.3.2 空腹血糖（FBG）濃度測定 造模前記錄每組小鼠空腹血糖值，造模成功后每周一次于固定時間測定各組小鼠空腹血糖值。

1.2.3.3 葡萄糖糖耐量（OGTT）測定 實(shí)驗最后一周對小鼠進(jìn)行口服糖耐量測定。小鼠禁食不禁水8 h后，灌胃2 g/（kg·bw）的葡萄糖水溶液（按照w/v為40%配制），然后分別在第0、30、60、120 min時測定小鼠血糖值并記錄[16]。根據(jù)測定結(jié)果計算血糖曲線下面積（Area Under Curve，AUC），比較糖耐量水平，公式如下[17]：

式中：A：0 min血糖值；B：30 min血糖值；C：60 min血糖值；D：120 min血糖值。

1.2.3.4 血清中糖化血紅蛋白（HbA1c）的測定 實(shí)驗結(jié)束后對小鼠進(jìn)行眼眶靜脈取血，血液收集在10 mL的離心管中，靜置4 h后，4 ℃下以4000 r/min離心15 min，取上層血清，分裝于?20 ℃冰箱保存。

使用糖化血紅蛋白ELISA分析法，按照試劑盒操作步驟，用酶標(biāo)儀進(jìn)行測定。

1.2.3.5 血脂相關(guān)指標(biāo)檢測 同1.2.3.4取血清。測定血清中總膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）、高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）、低密度脂蛋白膽固醇（LDLC），嚴(yán)格按照試劑盒操作步驟，用酶標(biāo)儀進(jìn)行測定。

1.2.3.6 血清胰島素（INS）含量及胰島素抵抗指數(shù)（HOMA-IR）計算的測定 同1.2.3.4取血清。使用胰島素ELISA檢測法，按照試劑盒操作步驟，用酶標(biāo)儀進(jìn)行測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 25.0、GraphPad Prism8.0軟件對實(shí)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析處理，計量數(shù)據(jù)用均值±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示。采用單因素方差分析法（ANOVA）進(jìn)行多組間差異顯著性分析，P<0.01表示差異極顯著，P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 藍(lán)莓花青素對2型糖尿病小鼠基礎(chǔ)生理指標(biāo)的影響

2.1.1 藍(lán)莓花青素對2型糖尿病小鼠進(jìn)食量的影響

小鼠進(jìn)食量結(jié)果如表1所示，正常組小鼠在給藥期間進(jìn)食量基本保持穩(wěn)定，與第0周相比無顯著差異。與正常組健康小鼠相比，2型糖尿病小鼠的進(jìn)食量極顯著增加（P<0.01）。多食是糖尿病的典型癥狀之一，因此與觀察到的結(jié)果相一致。與模型組小鼠相比，各給藥組進(jìn)食量均下降，第4周達(dá)到顯著水平（P<0.05），且藍(lán)莓花青素高劑量組下降效果基本與藥物組持平。綜上結(jié)果分析，隨著藥物干預(yù)時間的延長，藍(lán)莓花青素能夠改善2型糖尿病小鼠進(jìn)食量增加的狀況。

表1 藍(lán)莓花青素對糖尿病小鼠進(jìn)食量的影響（±s，n=8）Table 1 Effects of blueberry anthocyanins on feed consumption in diabetic mice (±s, n=8)

表1 藍(lán)莓花青素對糖尿病小鼠進(jìn)食量的影響（±s，n=8）Table 1 Effects of blueberry anthocyanins on feed consumption in diabetic mice (±s, n=8)

注：與正常組對比，#P<0.05，##P<0.01；與模型組對比，*P<0.05，**P<0.01；表2～表7同。

分組 進(jìn)食量（g）0周 1周 2周 3周 4周正常組 54.03±0.69 54.66±0.74 56.36±1.24 57.73±1.70 54.96±1.66模型組 77.60±0.42## 79.65±1.88## 79.95±2.14## 80.10±0.92## 79.26±1.21##藥物組 77.75±1.34## 73.30±1.13## 69.50±1.60##* 67.70±1.83##** 65.56±2.38#**高劑量組 78.95±0.35## 74.80±1.83## 70.17±0.82##* 69.00±1.30##** 67.76±1.57#**中劑量組 78.25±2.33## 75.15±0.49## 71.20±2.19##* 72.23±1.25##* 69.16±2.07#*低劑量組 77.40±1.83## 76.70±1.52## 74.20±1.29## 72.33±1.85## 70.36±1.64##*

2.1.2 藍(lán)莓花青素對2型糖尿病小鼠飲水量的影響小鼠飲水量結(jié)果如表2所示，正常組小鼠日飲水量基本保持恒定，模型組、藥物組、藍(lán)莓花青素高、中、劑量組日飲水量均極顯著高于正常對照組（P<0.01），差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。經(jīng)過四周飲食干預(yù)后，藍(lán)莓花青素高、中、低劑量組小鼠飲水量與模型組相比有所下降，其中藍(lán)莓花青素高劑量組飲水增加量低于中、低劑量組，表明藍(lán)莓花青素能夠改善2型糖尿病小鼠飲水量增加的狀況。

表2 藍(lán)莓花青素對糖尿病小鼠飲水量的影響（±s，n=8）Table 2 Effects of blueberry anthocyanins on drinking water in diabetic mice (±s, n=8)

表2 藍(lán)莓花青素對糖尿病小鼠飲水量的影響（±s，n=8）Table 2 Effects of blueberry anthocyanins on drinking water in diabetic mice (±s, n=8)

分組飲水量（mL）0周 1周 2周 3周 4周正常組 52.50±1.53 52.50±1.06 51.50±1.12 53.33±0.88 51.66±1.08模型組 72.50±2.05## 76.50±1.50## 77.50±1.05## 76.50±1.15## 78.33±0.91##藥物組 75.00±1.00## 73.50±1.50## 69.50±1.50##* 66.50±1.50#** 63.33±1.88#**高劑量組 72.50±2.50## 71.50±1.50## 70.50±0.82##* 69.00±2.04#* 64.3±2.11#**中劑量組 74.00±1.41## 71.5±2.12## 69.00±1.41## 67.50±1.53## 66.00±2.11#*低劑量組 71.00±1.00## 71.50±1.50## 70.00±1.07## 67.50±2.50## 67.50±0.50#*

2.1.3 藍(lán)莓花青素對2型糖尿病小鼠體重的影響各組小鼠體重變化結(jié)果如表3所示，造模后各組小鼠的體重與正常組相比較差異不顯著（P>0.05）。在藍(lán)莓花青素干預(yù)的過程中，正常組小鼠體重增加了6.13%，而模型組體重減少了4.37%，且在第三周開始與正常組小鼠體重相比具有顯著性差異（P<0.05），說明建模的成功。與模型組相比，藍(lán)莓花青素低、中、高劑量組小鼠體重不存在顯著性差異（P>0.05），體重增加速度相對緩慢，其中高劑量組體重增長的速度高于其他組，表明藍(lán)莓花青素在促進(jìn)小鼠體重的增加方面有積極的作用。

表3 藍(lán)莓花青素對糖尿病小鼠體重的影響（±s，n=8）Table 3 Effects of blueberry anthocyanins on body weight in diabetic mice (±s, n=8)

表3 藍(lán)莓花青素對糖尿病小鼠體重的影響（±s，n=8）Table 3 Effects of blueberry anthocyanins on body weight in diabetic mice (±s, n=8)

分組 體重值（g）0周 1周 2周 3周 4周正常組 49.12±2.01 50.18±1.30 50.72±0.99 51.36±1.38 52.13±1.12模型組 50.13±0.74 49.86±1.55 49.01±2.15 48.48±0.92# 47.94±1.07#藥物組 48.62±1.92 48.03±1.65 49.74±1.48 49.97±2.01 50.80±1.55高劑量組 49.42±1.87 48.34±1.48 49.11±1.70 50.15±2.09 50.39±1.56中劑量組 48.64±1.99 48.12±1.70 49.81±1.51 49.62±2.05 50.04±1.48低劑量組 48.72±1.15 47.77±1.43 48.42±2.07 48.90±1.21# 49.74±1.37#

2.2 藍(lán)莓花青素對2型糖尿病小鼠糖代謝的影響

2.2.1 藍(lán)莓花青素對2型糖尿病小鼠空腹血糖（FBG）的影響 空腹血糖是指隔夜空腹后所檢測的血糖值，是糖尿病最基礎(chǔ)常用的檢測指標(biāo)，反映胰島細(xì)胞功能和機(jī)體實(shí)時的血糖水平，但不能有效評價患者在一段時間內(nèi)的血糖變化情況[18?19]。根據(jù)糖尿病的診斷標(biāo)準(zhǔn)，正常人空腹血糖在3.9～6.1 mmol/L之間，高于7.0 mmol/L則可能是糖尿病，高于11.1 mmol/L則被確診為重度糖尿病[20]。

各組小鼠空腹血糖值變化如表4所示。由表可知，2型糖尿病小鼠空腹血糖值均大于11.1 mmol/L，且極顯著高于正常對照組（P<0.01），表明糖尿病小鼠模型造模成功，且各組小鼠給藥前空腹血糖值無顯著差異（P>0.05）。各組小鼠連續(xù)灌胃給藥四周后，正常組小鼠空腹血糖值保持在正常范圍內(nèi)，模型組血糖值持續(xù)保持在較高水平，與灌胃給藥前無顯著差異（P>0.05）。灌胃治療四周后，藍(lán)莓花青素高、中、低劑量組空腹血糖值與模型組相比分別下降了27.66%、25.20%和20.74%，其中高劑量組與藥物組鹽酸二甲雙胍的降糖效果基本一致，表明藍(lán)莓花青素在一定劑量范圍內(nèi)有降血糖的功效，但并不能使其恢復(fù)至正常水平。

表4 藍(lán)莓花青素對糖尿病小鼠空腹血糖（FBG）的影響（±s，n=8）Table 4 Effects of blueberry anthocyanins on FBG in diabetic mice(±s，n=8)

表4 藍(lán)莓花青素對糖尿病小鼠空腹血糖（FBG）的影響（±s，n=8）Table 4 Effects of blueberry anthocyanins on FBG in diabetic mice(±s，n=8)

分組 空腹血糖（mmol/L）0周 1周 2周 3周 4周正常組 5.60±0.39 5.33±0.78 5.16±0.68 5.46±0.70 5.62±0.54模型組 15.27±1.51## 14.99±1.42## 15.08±1.35## 14.93±0.98## 15.04±1.08##藥物組 14.68±1.57## 13.92±1.13## 13.04±0.84##* 11.87±0.86##** 10.57±0.75##**高劑量組 15.11±1.64## 14.17±1.69## 13.21±1.26##* 12.29±0.92##* 10.88±0.78##**中劑量組 15.13±1.6## 14.21±1.16## 13.55±1.11##* 12.85±0.83##* 11.25±0.79##**低劑量組 14.82±1.42## 14.44±1.05## 14.01±0.72## 13.06±0.82##* 11.92±0.93##*

2.2.2 藍(lán)莓花青素對2型糖尿病小鼠葡萄糖耐量（OGTT）的影響 糖耐量指機(jī)體對血糖濃度的調(diào)節(jié)能力，若口服葡萄糖2 h后血糖值在7.8～11.1 mmol/L范圍內(nèi)，說明機(jī)體對葡萄糖耐量已降低[21]。健康狀態(tài)下，當(dāng)機(jī)體葡萄糖含量突然增加時，血糖濃度會在短時間內(nèi)迅速升高。但機(jī)體會快速反應(yīng)，通過自身的胰島素-血糖調(diào)節(jié)機(jī)制，分泌出更多的胰島素，使機(jī)體內(nèi)葡萄糖水平維持在正常范圍內(nèi)[22]。因此，通過測定糖耐量可以反映機(jī)體對血糖的調(diào)控能力和胰島素抵抗能力。

各組小鼠糖耐量實(shí)驗結(jié)果如表5所示。正常對照組小鼠在灌胃葡萄糖溶液后，體內(nèi)血糖水平很快上升，隨后也迅速降低，2 h后回到正常水平。而模型組小鼠在灌胃葡萄糖后體內(nèi)血糖水平很快上升到最高水平后逐漸下降。與模型組相比，藍(lán)莓花青素高、中、低劑量組小鼠在灌胃葡萄糖后血糖水平在30 min時即達(dá)到最高水平，隨后快速下降，雖不能回到初始水平，但仍可體現(xiàn)出藍(lán)莓花青素組小鼠的病情已有明顯好轉(zhuǎn)。能證明藍(lán)莓花青素可以改善小鼠的糖耐量，且隨著藍(lán)莓花青素劑量的增加，小鼠糖代謝能力也隨之升高。

表5 藍(lán)莓花青素對糖尿病小鼠葡萄糖耐量（OGTT）的影響（±s，n=8）Table 5 Effects of blueberry anthocyanins on glucose tolerance in diabetic mice (±s, n=8)

表5 藍(lán)莓花青素對糖尿病小鼠葡萄糖耐量（OGTT）的影響（±s，n=8）Table 5 Effects of blueberry anthocyanins on glucose tolerance in diabetic mice (±s, n=8)

分組 血糖值（mmol/L）0 min 30 min 60 min 120 min正常組 5.74±0.82 10.11±1.02 8.91±1.20 6.00±0.45模型組 15.10±1.53## 19.20±1.98## 17.34±1.89## 15.41±1.39##藥物組 10.54±0.76#** 15.48±1.58#* 14.13±0.91#* 11.14±0.69*高劑量組 10.95±0.71#* 16.06±1.28#* 14.64±1.13#* 11.44±0.92#*中劑量組 11.27±0.81#* 16.83±1.52# 15.13±1.38# 11.88±0.65#低劑量組 11.85±0.87##* 17.43±1.41## 15.57±0.86# 12.28±0.75##

血糖曲線下面積（AUC）可以代表糖耐量水平，反映人體利用和清除葡萄糖的程度，根據(jù)糖耐量血糖曲線作曲線下面積分析，數(shù)值越大表示糖耐量受損程度越嚴(yán)重[23?24]。由圖1可知，模型組的血糖曲線下面積比正常組極顯著增高（P<0.01），與模型組相比，藍(lán)莓花青素高、中劑量組AUC均存在顯著差異（P<0.05），低劑量組有降低趨勢但未達(dá)到顯著水平（P>0.05），表明藍(lán)莓花青素可有效減緩糖尿病小鼠餐后血糖水平的迅速升高，改善糖尿病小鼠的糖耐量異常狀況。

圖1 藍(lán)莓花青素對糖尿病小鼠AUC的影響Fig.1 Effects of blueberry anthocyanins on AUC in diabetic mice

2.2.3 藍(lán)莓花青素對2型糖尿病小鼠糖化血紅蛋白的影響 糖化血紅蛋白是紅細(xì)胞中血紅蛋白與血清中的糖類相結(jié)合的產(chǎn)物，是長期、穩(wěn)定的血糖指標(biāo)，可有效反映糖尿病患者過去8～12周的血糖控制情況[25]。糖化血紅蛋白是衡量血糖控制的標(biāo)準(zhǔn)，也是診斷和管理糖尿病的重要手段。在糖尿病治療中，糖化血紅蛋白水平對評價血糖總體控制、發(fā)現(xiàn)治療中存在的問題以及指導(dǎo)治療方案均有重要的臨床意義[26]。

檢測結(jié)果如圖2所示，模型組小鼠血清中糖化血紅蛋白的含量和正常對照組相比極顯著升高（P<0.01）。與模型組相比，經(jīng)過四周的藍(lán)莓花青素干預(yù)后，藍(lán)莓花青素高、中、低劑量組糖化血紅蛋白質(zhì)值分別降低了21.57%、14.03%和8.56%，可看出高劑量的藍(lán)莓花青素對糖化血紅蛋白的降低作用極顯著（P<0.01），低劑量藍(lán)莓花青素也能有效降低小鼠血清中糖化血紅蛋白的含量，但作用效果不顯著（P>0.05）。此實(shí)驗結(jié)果與Grace等[27]的結(jié)果相一致，進(jìn)一步證明藍(lán)莓花青素對糖尿病小鼠的糖基化水平有較好的控制作用。

圖2 藍(lán)莓花青素對糖尿病小鼠糖化血紅蛋白的影響Fig.2 Effects of blueberry anthocyanins on HbA1c in diabetic mice

2.3 藍(lán)莓花青素對2型糖尿病小鼠脂代謝的影響

糖尿病是一種慢性代謝性疾病，往往伴隨著脂代謝異常的發(fā)生。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，42%的2型糖尿病患者存在脂代謝異常[28]。脂代謝異常又會引起胰島素抵抗，長時間脂代謝異常易引起心腦血管疾病的發(fā)生[29]。血脂的變化可以反映出機(jī)體內(nèi)脂質(zhì)代謝的情況，對于體內(nèi)血脂代謝異常，除血清中膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）和低密度脂蛋白（LDL）異常升高外，高密度脂蛋白（HDL）的異常降低也是一種常見的表現(xiàn)，這些指標(biāo)的變化易導(dǎo)致肥胖，加重2型糖尿病病情[30]。

由表6可知，與正常對照組小鼠相比，模型組小鼠血清中TG、TC和LDL-C水平極顯著上升（P<0.01），而HDL-C水平極顯著下降（P<0.01），表明糖尿病病變會導(dǎo)致小鼠血脂代謝的異常。當(dāng)采用不同劑量的藍(lán)莓花青素灌胃四周后，高、中、低劑量組小鼠血清TG水平比模型組下降了37.36%、24.15%和14.88%；高、中、低劑量組小鼠血清TC水平分別下降了29.23%、21.50%、9.06%；高劑量組LDL-C水平顯著下降（P<0.05），HDL-C水平顯著升高（P<0.05），說明藍(lán)莓花青素能夠改善因糖尿病所引起的血清TG、TC、LDL-C和HDL-C代謝紊亂，且呈現(xiàn)一定的劑量效性。

表6 藍(lán)莓花青素對糖尿病小鼠血脂代謝的影響（±s，n=8）Table 6 Effects of blueberry anthocyanins on lipid metabolism in diabetic mice (±s, n=8)

表6 藍(lán)莓花青素對糖尿病小鼠血脂代謝的影響（±s，n=8）Table 6 Effects of blueberry anthocyanins on lipid metabolism in diabetic mice (±s, n=8)

分組 總膽固醇（mmol/L）甘油三酯（mmol/L）低密度脂蛋白膽固醇（mmol/L）高密度脂蛋白膽固醇（mmol/L）正常組 4.26±0.19 1.46±0.10 1.49±0.11 1.44±0.08模型組 8.28±0.31## 3.56±0.13## 2.77±0.16## 0.83±0.07##藥物組 5.20±0.28* 1.91±0.07** 1.72±0.12** 1.27±0.06*高劑量組 5.86±0.19* 2.23±0.14#* 1.98±0.15* 1.13±0.05*中劑量組 6.50±0.28##* 2.70±0.32#* 2.19±0.12# 1.01±0.05低劑量組 7.53±0.31## 3.03±0.15# 2.41±0.17# 0.92±0.05#

2.4 藍(lán)莓花青素對2型糖尿病小鼠胰島素含量及胰島素抵抗性的影響

胰島素是由胰臟內(nèi)的胰島β細(xì)胞分泌的一種蛋白質(zhì)激素，主要作用是調(diào)節(jié)代謝過程。胰島素是機(jī)體內(nèi)唯一降血糖的激素，能將血液中的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)，供機(jī)體利用，同時還能促進(jìn)糖原、脂肪、蛋白質(zhì)合成[31]。發(fā)生糖尿病病變時，由于胰島β細(xì)胞功能被破壞，造成胰島素分泌不足或胰島素抵抗性升高，使葡萄糖的利用率減少，導(dǎo)致血糖水平升高，因此常用INS含量和HOMA-IR評價激素對血糖的調(diào)節(jié)能力[32]。

各組小鼠血清胰島素含量及胰島素抵抗性如表7所示。與正常組相比，模型組小鼠胰島素含量下降了53.00%，結(jié)果具有極顯著性（P<0.01），而胰島素抵抗性顯著上升了45.10%（P<0.05），機(jī)體胰島素敏感性下降，說明造模成功后破壞了胰島細(xì)胞，使其分泌功能下降。與模型組相比，藍(lán)莓花青素組血清胰島素含量均有所增加，胰島素抵抗水平均有所下降，且呈現(xiàn)一定的量效關(guān)系?？赏茰y藍(lán)莓花青素能提高糖尿病小鼠胰島細(xì)胞對胰島素的分泌，降低胰島素抵抗性。

表7 藍(lán)莓花青素對小鼠胰島素含量及胰島素抵抗性的影響（±s，n=8）Table 7 Effects of blueberry anthocyanins on insulin content and insulin resistance in mice (±s, n=8)

表7 藍(lán)莓花青素對小鼠胰島素含量及胰島素抵抗性的影響（±s，n=8）Table 7 Effects of blueberry anthocyanins on insulin content and insulin resistance in mice (±s, n=8)

分組 胰島素（mIU/L） 胰島素抵抗性正常組 24.51±1.16 6.12±1.09模型組 11.52±1.10## 8.88±0.77#藥物組 18.92±1.03##** 7.70±1.73高劑量組 17.34±1.44##** 7.82±1.41中劑量組 16.60±1.23##* 8.30±0.97低劑量組 14.77±1.52# 8.38±1.12#

3 討論與結(jié)論

隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的進(jìn)步，飲食健康已經(jīng)成為人們的日常關(guān)注問題。糖尿病極高的發(fā)病率嚴(yán)重影響著人們的生活，平均每十個人里就有六個人患有糖尿病。江會琴等[33]總結(jié)前人研究得出糖尿病發(fā)病率與地理分布、時間分布、人口分布、年齡以及飲食情況均有顯著關(guān)聯(lián)。高婷婷等[34]研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)臨床醫(yī)學(xué)中的常用藥物鹽酸二甲雙胍能刺激胃腸道，在糖尿病治療方面療效顯著，但會嚴(yán)重影響糖尿病病患的消化系統(tǒng)。因此，研究具有降血糖作用的天然食品資源，開發(fā)既具有顯著降血糖效果、又沒有副作用的降血糖保健食品具有非常重要的意義。

糖尿病患者常具有明顯的“三多一少”即多飲、多食、多尿和消瘦的臨床表現(xiàn)，由于實(shí)驗條件的限制，收集尿液比較困難，故選擇多飲、多食和消瘦三個指標(biāo)作為評價藍(lán)莓花青素對糖尿病小鼠糖脂代謝調(diào)節(jié)作用的部分指標(biāo)[35]。從造模成功到給藥結(jié)束，與空白組相比，模型對照組日飲食飲水和攝食量均顯著增高，體重顯著降低，說明2型糖尿病小鼠具有明確多飲多食體重減少的特征。經(jīng)藥物治療后，與模型組相比，各給藥組均明顯改善了小鼠的多飲多食和體重減輕。該結(jié)果與Johnson等[36]對藍(lán)莓花青素的研究結(jié)論一致。

高血糖是2型糖尿病最重要的癥狀，OGTT、FBG、AUC、HbA1c都是評價糖尿病的重要指標(biāo)。在該研究中，向糖尿病小鼠施用藍(lán)莓花青素顯著降低了FBG和HbA1c。OGTT結(jié)果表明藍(lán)莓花青素組的糖耐量AUC顯著低于糖尿病模型組，表明藍(lán)莓花青素可能對糖尿病小鼠的糖代謝異常起到調(diào)節(jié)作用，且隨著時間和劑量的增加，控制調(diào)節(jié)效果愈明顯。之前研究也報告了類似的結(jié)果，Pranprawit等[37]的研究發(fā)現(xiàn)，藍(lán)莓提取物能夠抑制葡萄糖苷酶的活力，并通過阻止體內(nèi)糖代謝過程來降低血糖的生成量，從而降低體內(nèi)血糖含量。

高脂血癥和血脂異常常與糖尿病密切相關(guān)，糖尿病是由高血糖引起的代謝紊亂。TG、TC、LDL-C和HDL-C含量是評價機(jī)體內(nèi)血脂狀態(tài)的最主要指標(biāo)。在本研究中，藍(lán)莓花青素的攝入顯著降低了糖尿病小鼠的TC、TG和LDL-C水平，并增加了HDL-C水平。TC和TG 水平的升高與糖尿病風(fēng)險相關(guān)，而HDL水平升高可緩解糖尿病。正如之前的報道，花青素可以通過降低TC、TG和LDL-C水平并增加HDL-C水平來改善脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)和血脂代謝紊亂，從而發(fā)揮心血管保護(hù)作用[38]。

胰島素抵抗是2型糖尿病的另一個主要癥狀，與STZ注射和高血糖引起的胰島素分泌障礙有關(guān)。胰島素是機(jī)體內(nèi)唯一降低血糖的激素，同時促進(jìn)糖原、脂肪、蛋白質(zhì)合成，STZ 破壞胰島β細(xì)胞，引起胰島素分泌減少。在本研究中，糖尿病模型組表現(xiàn)出低胰島素血癥癥狀，表明小鼠出現(xiàn)了胰島素抵抗。另一方面，與糖尿病模型小鼠相比，藍(lán)莓花青素治療顯著增加了糖尿病小鼠的血清胰島素水平，降低了胰島素抵抗水平。

本實(shí)驗結(jié)果顯示，藍(lán)莓花青素能降低2型糖尿病小鼠的進(jìn)食量、飲水量，對多飲、多食癥有一定的改善作用；改善糖尿病小鼠體重，降低FBG含量、OGTT、HbA1c含量、AUC和HOMA-IR指數(shù)，提高INS含量，在一定程度上可以保護(hù)胰島細(xì)胞，降低胰島素抵抗性，改善糖尿病小鼠的糖代謝；降低TG、TC和LDL-C含量，升高HDL-C含量，調(diào)節(jié)糖尿病小鼠脂類物質(zhì)的代謝。綜上，藍(lán)莓花青素可通過控制2型糖尿病小鼠血糖濃度和胰島素抵抗途徑，抑制血脂代謝異常，起到預(yù)防治療糖尿病的效果，為控制血糖和預(yù)防并發(fā)癥等天然功能食品的開發(fā)提供理論依據(jù)，后續(xù)將開展藍(lán)莓花青素降血糖機(jī)制、腸道微生物組學(xué)、代謝組學(xué)等的進(jìn)一步研究，揭示藍(lán)莓花青素降血糖的內(nèi)在分子機(jī)制。