陳 舟 黃 和 陳其余
溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 浙江 溫州 325000
桑白皮(Morus alba L.,MOR),為??粕僦参?,為桑科植物的干燥根皮[1]?!侗静菥V目》記載本品具有瀉肺,利大小腸,長于利水,降氣散血功效。后續(xù)研究發(fā)現(xiàn),桑白皮可瀉肺平喘、利水消腫,主治肺熱喘咳、水腫脹滿尿少,面目肌膚浮腫等[2]。本實驗觀察桑白皮(Morus alba L.,MOR)醇提物對鏈脲佐菌素(Streptozocin,STZ)致糖尿病大鼠的血糖、血脂、胰島素水平及抗氧化酶的影響并初步分析MOR的降糖作用機制。
1.1 實驗動物:雄性維通利華Sprague Dawley(SD)大鼠,體重質(zhì)量(220±20)g,北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司提供,許可證號:SCXK(京)2016-006。大鼠分籠飼養(yǎng),溫度20~26℃,相對濕度30%~70%。光照明暗各12h。
1.2 藥物與試劑:干燥桑白皮粗粉(購自華東醫(yī)藥股份有限公司),工業(yè)乙醇浸泡24h,蒸干,制成干粉,使用生理鹽水配制成MOR40%生理鹽水(生藥濃度)溶液;鏈脲佐菌素(Streptozocin,Sigma,LOT NO:S0120);二甲雙胍(Metformin,Met,中美上海施貴寶制藥有限公司,批號:20160115);格列本脲(Glyburude,Gly,賽諾菲(北京)制藥有限公司,批號:A160303);125I胰島素放射免疫分析藥盒(上海瑞齊生物科技有限公司,批號:20160626);甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、高密度脂蛋白(HDLC)試劑盒均購自浙江伊利康生物技術(shù)有限公司,產(chǎn)品批號分別為20160612、20160612、20160505;抗氧化酶(SOD)和考馬斯亮蘭蛋白測定試劑盒均購自南京建成生物工程研究所,產(chǎn)品批號分別為20160612和20160720。
1.3 主要儀器和設(shè)備:GC-1200γ-放射免疫計數(shù)器(安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司);UV5分光光度計(梅特勒-托利多國際貿(mào)易(上海)有限公司);羅氏血糖儀(羅氏診斷產(chǎn)品(上海)有限公司);BA-90半自動生化儀(深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司)等。
2.1 高脂飼料的配制:在66.5%大鼠常規(guī)飼料中均勻加入10%豬油,1%膽酸鹽,2.5%膽固醇,20%蔗糖攪拌混合均勻后配制成高脂飼料,備用。
2.2 糖尿病模型建立:健康雄性大鼠80只,適應(yīng)性飼養(yǎng)3天,隨機取出10只作為對照組,飼喂正常飼料,其余實驗動物灌胃飼養(yǎng)高脂飼料,4周后,禁食不禁水,腹腔注射STZ 55mg/kg。常規(guī)飼養(yǎng)7天后,尾靜脈取血,使用血糖檢測試劑盒檢測空腹血糖值,以血糖值大于11.1mmol/L作為糖尿病模型成功標(biāo)準(zhǔn)。
2.3 分組與給藥:將成模大鼠隨機分成5組,每組10只,分別為:生理鹽水空白對照組(Control),糖尿病模型組(Model),二甲雙胍Met(0.5mg/kg)組,MOR(1.0和3.0g/kg)組。對照組和模型組給予等體積的生理鹽水,每天1次,連續(xù)灌胃給藥28天。另取健康雄性大鼠40只,隨機分為4組,每組10只,分別為空白對照組、Gly(0.3g/kg)組,MOR(1.0和3.0g/kg)組,給藥方法同上。
2.4 組織勻漿制備:最后一次給藥4小時后,通過頸靜脈取藥備用,用于血脂和胰島素的指標(biāo)的檢測,之后頸椎脫臼處死實驗動物,解剖并迅速收集肝臟,使
用預(yù)冷并寫有編號的錫箔紙包裹肝臟,放入液氮中速凍,之后將樣本轉(zhuǎn)移到-80℃冰箱保存?zhèn)溆?;在進行抗氧化指標(biāo)檢測時,將樣本從冰箱中取出,使用預(yù)冷的冰生理鹽水沖洗干凈后,使用濾紙拭干多余液體,對樣本稱重,按照1:10(w/v)的比例加入生理鹽水,使用組織研磨機進行組織勻漿;充分勻漿后,使用離心機,按照2~8℃,2500g,10min條件離心,取上清液,使用蛋白含量用考馬斯亮蘭法測定抗氧化指標(biāo)。
2.5 測定方法:分別于給藥前(0)、給藥后的第7天、第14天、第21天和第28天稱重大鼠,并分別在上午相同時間測定空腹血糖值;依照試劑盒步驟要求,采血,取血清,進行血清中甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)和低密度脂蛋白(HDLC)及胰島素含量的測定以及肝臟組織中SOD含量的測定。并按照下列公式計算胰島素敏感數(shù)指數(shù)(ISI):ISI=ln[1/(空腹血糖×空腹胰島素)][3]。
2.6 統(tǒng)計學(xué)方法:實驗所得數(shù)據(jù)以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示;使用SPSS19.0統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析;如果兩組數(shù)據(jù)有顯著性差異則采用t檢驗;P<0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。
3.1 MOR對正常大鼠中體重和空腹血糖的影響:MOR(1.0和3.0g/kg)連續(xù)灌胃給藥28天后,于第7、14、21、28天測定實驗動物體重和空腹血糖值。實驗結(jié)果顯示:和生理鹽水空白對照組比較,連續(xù)給藥28天后,實驗動物空腹血糖值和體重均無顯著變化,因此結(jié)果表明各個劑量組的供試品對于實驗動物空腹血糖值和體重均無顯著性影響(P>0.05)。見圖1、2。
3.2 MOR對STZ致糖尿病大鼠空腹血糖和胰島素及ISI的影響:如表1。實驗結(jié)果顯示:連續(xù)灌胃MOR(1.0和3.0g/kg)28天后,與空白組實驗動物比較,模型組實驗動物中空腹血糖和血清中胰島素水平均呈現(xiàn)明顯增高趨勢(P<0.01),同時胰島素敏感指數(shù)(ISI)明顯下降(P<0.01);與模型組實驗動物比較,MOR組實驗動物中空腹血糖及血清胰島素水平均顯著下降,同時伴有ISI顯著增高趨勢(P<0.05,P<0.01)。因此,實驗結(jié)果顯示:MOR能夠顯著降低STZ所致糖尿病大鼠空腹血糖水平,同時可以降低胰島素水平以及提高機體對胰島素的敏感性。
3.3 MOR對糖尿病大鼠血脂代謝的影響:如表2結(jié)果所示:與模型組實驗動物相比:MOR(3.0g/kg)能降低STZ致糖尿病大鼠血清甘油三酯(TG)和高密度脂蛋白(HDLC)水平(P<0.05,P<0.01),對血清TC水平未見有顯著影響。結(jié)果顯示MOR對實驗動物中血脂代謝中各指標(biāo)的影響呈現(xiàn)不用表現(xiàn),這可能與STZ所致糖尿病大鼠體重生長緩慢有關(guān)。
圖1 MOR對正常大鼠血糖的影響(±s,n=10)
圖2 MOR對正常大鼠體質(zhì)量的影響(±s,n=10)
表1 MOR對糖尿病大鼠血糖、胰島素及ISI的影響(±s,n=10)
表1 MOR對糖尿病大鼠血糖、胰島素及ISI的影響(±s,n=10)
注:與正常對照組比較,*P<0.05,**P<0.01;與模型組比較,#P<0.05,##P<0.01。
組別正常對照組模型組Met MOR MOR劑量(g/kg)— —0.3 1.0 3.0血糖(mmol/L)5.73±9.14 29.3±6.01**20.8±8.14 20.3±7.03#19.1±8.02胰島素(mIU/L)28.6±0.12 39.9±8.86**28.1±5.28##17.3±6.53##21.4±7.08##ISI-5.1±0.31-7.0±0.38**-5.9±0.86##-5.0±0.62##-6.1±0.45##
表2 MOR對糖尿病大鼠血脂的影響(±s,n=10)
表2 MOR對糖尿病大鼠血脂的影響(±s,n=10)
注:與正常對照組比較,**P<0.01;與模型組比較,#P<0.05,##P<0.01。
組別正常對照組模型組Met MOR MOR劑量(g/kg)— —0.3 1.0 3.0 TC(mmol/L)2.2±0.87 3.6±0.75**2.9±0.92 3.1±1.97 3.2±1.70 TG(mmol/L)2.5±0.96 2.0±1.63 1.7±0.97 1.9±1.65 1.0±1.25#HDLC(mmol/L)2.2±0.60 2.5±0.46 2.4±1.31 1.4±0.53##1.3±0.27##
3.4 MOR對糖尿病大鼠抗氧化能力的影響:如表3結(jié)果顯示:與模型組實驗動物相比,MOR兩個劑量水平均會明顯提高實驗動物肝臟中SOD活性(P<0.01),結(jié)果顯示MOR的降糖機制可能與抗氧化機制有關(guān)。
表3 MOR對糖尿病大鼠肝臟SOD能力的影響(±s,n=10)
表3 MOR對糖尿病大鼠肝臟SOD能力的影響(±s,n=10)
注:與正常對照組比較,**P<0.01;與模型組比較,#P<0.05,##P<0.01。
組別正常對照組模型組Met MOR MOR劑量(g/kg)— —0.3 1.0 3.0 310.4±25.03 298.7±29.65**272.9±28.87#595.7±68.76##428.6±64.56##SOD(U/mg prot)MDA(nmol/L)3.3±0.29 3.5±0.33 3.2±0.78 5.0±2.12##3.3±0.73
3.5 MOR對STZ致糖尿病大鼠體重的影響:如圖3所示:和空白對照組比較,MOR各個劑量組和模型組實驗動物中大鼠的體重均成緩慢的增長趨勢;與模型組比較,Met組動物體重未見顯著增長(P>0.05),MOR組體質(zhì)量增長程度顯著高于Met組和模型組。
圖3 MOR對糖尿病大鼠體質(zhì)量的影響(±s,n=10)
目前治療糖尿病主要是口服降糖藥或注射胰島素,需要長期用藥,患者的依從性較差;且隨著服藥次數(shù)的增多,藥物的毒副作用增大,對患者的生活質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。中藥以其長效,低毒的特性,越來越受到人們的關(guān)注;目前從天然產(chǎn)物中篩選和發(fā)現(xiàn)的降血糖活性成分主要有萜類、皂苷、多糖和低聚糖類等[3]。
STZ在糖尿病模型中較為常用,STZ屬于特異性胰島β細(xì)胞毒劑,作用機制為通過破壞超氧自由基,進而破壞胰島β細(xì)胞,從而減少胰島β細(xì)胞中胰島素的分泌,從而導(dǎo)致高血糖,造成2型糖尿病模型[4-5]。本實驗結(jié)果顯示MOR能夠顯著降低STZ誘導(dǎo)的糖尿病大鼠中空腹血糖和胰島素水平;顯著增高胰島素敏感指數(shù)。因此MOR的降糖機制應(yīng)該涉及到多個靶點,會通過增加患者對胰島素的敏感性,加速機體對于葡萄糖的消耗,加速葡萄糖的代謝,從而起到降糖效果。
超氧化物歧化酶(SOD)可以清除患者體內(nèi)氧自由基,是生物體內(nèi)一種重要的酶,可以有效的保護生物體內(nèi)蛋白質(zhì)、DNA和細(xì)胞膜。糖尿病患者體內(nèi)中,由于高血糖的總用,使SOD與賴氨酸更容易結(jié)合,產(chǎn)生糖化反應(yīng),影響SOD的活性效果。降低了其對機體內(nèi)氧自由基的清除,從而造成糖尿病性白內(nèi)障,血管疾病和腎病[6-7]。本實驗結(jié)果顯示:MOR可以顯著加強肝臟SOD功能,增強其藥效活性,加速對體內(nèi)氧自由基的清除。
糖尿病的另一個重要危害是患者的“三多一少”癥狀,隨著疾病的時間延長,患者體重迅速降低,嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量。本實驗結(jié)果顯示MOR組實驗動物中動物的體重增長速度顯著高于模型組和Met組,因此,MOR對于糖尿病患者的體重降低具有一定的改善效果,從另一方便也更有利于疾病的治療。MOR對糖尿病的改善作用機制尚待一步研究。