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党参多糖降血糖作用及其机制的研究 论文英文 题 目 Studies on Hypoglycemic and The Mechanism of Polysaccharides from Radix Codnopsis 关键词 3-8个 党参多糖糖尿病四氧嘧啶糖代谢胰岛素抵抗 姓 名洪 铁 职 称教 授 导 师 情 况 学 历学 位博 士 工 作单 位吉 林 大 学 论文提交日期 2008年5月25日答 辩日 期2008 年5月19日 是否基金 资助项目 否 基金类别 及 编 号 如已经出版请填写以下内容 出版地城市名、省名 出版者 机构名称 出版日期 出版者地址 包括邮编 提 要 党参为桔梗科党参属植物Codonopsis pilosulaFranch. Nannf.的根具有补中益气健脾益肺之功效主治脾肺虚弱气短心悸食少便溏虚喘咳嗽内热消渴等症。现代药理研究表明党参多糖系其有效成分之一。目前党参多糖的药理研究主要集中在免疫调节方面党参多糖在调节血糖代谢方面的研究国内外尚未见报道。 本文采用皮下注射肾上腺素和腹腔注射四氧嘧啶诱导不同糖尿病小鼠模型以及皮下注射氢化可的松琥珀酸钠诱导胰岛素抵抗模型对党参多糖降血糖、调节血脂代谢及改善胰岛素抵抗的作用进行了实验研究。实验结果表明1、党参多糖对正常小鼠血糖没有显著影响2、党参多糖对肾上腺素小鼠血糖升高有明显的抑制作用对小鼠肝糖元含量下降有显著的升高作用P lt0.05或P lt0.013、党参多糖能显著降低四氧嘧啶致糖尿病小鼠的血糖升高肝糖元含量和血清胰岛素水平P lt0.05或P lt0.01能显著降低糖尿病小鼠血清TC、TG水平 P lt0.05或P lt0.01提高血清SOD的活性减少MDA产生P lt0.05或P lt0.014、党参多糖能显著抑制小鼠糖异生P lt0.05或P lt0.015、党参多糖对氢化可的松琥珀酸钠诱导的小鼠胰岛素抵抗有显著的改善作用P lt0.05或P lt0.01。结果提示党参能够显著降低糖尿病小鼠血糖调节糖尿病小鼠血脂代谢抑制糖异生促进糖元合成改善胰岛素抵抗。 关键词党参多糖糖尿病四氧嘧啶糖代谢胰岛素抵抗 目 录 目 录.1 英文缩写.1 引 言.2 第一章 研究概况.4 1.1糖尿病的研究进展.4 1.2糖尿病药物研究概况.5 1.3 多糖治疗糖尿病的研究概况.9 1.4 党参多糖研究概况.13 第二章 实验研究.15 2.1实验材料.15 2.1.1 实验动物.15 2.1.2 实验试剂与药品.15 2.1.3 主要仪器.15 2.1.4 统计学处理.16 2.2 实验方法.16 2.2.1 党参多糖对正常小鼠的影响.16 2.2.2 党参多糖对肾上腺素致高血糖小鼠的作用.16 2.2.3 党参多糖对ALX致实验性糖尿病小鼠的作用.17 2.2.4 党参多糖对小鼠糖异生的影响66.17 2.2.5 党参多糖对HCSS致小鼠胰岛素抵抗的作用.18 第三章 实验结果与分析.19 3.1党参多糖对正常小鼠血糖的影响.19 3.2党参多糖对肾上腺素致高血糖小鼠血糖及肝糖元的作用.19 3.3 党参多糖对ALX致实验性糖尿病小鼠的影响.21 3.4党参多糖对小鼠糖异生的影响.27 3.5党参多糖对 HCSS 致小鼠胰岛素抵抗的影响.28 讨 论.30 结 论.36 参 考 文 献.37 摘 要.I Abstract.V 致 谢.9 吉林大学硕士学位论文 英文缩写 IDDM insulin-dependent diabetes mellitus 胰岛素依赖性糖尿病 NIDDM non-insulin-dependent diabetes mellitus 非胰岛素依赖性糖尿病 ALX Alloxan 四氧嘧啶 HCSS hydrocortisone sodium succinate 氢化可的松琥珀酸钠 FBG fasting blood glucose 空腹血糖 Ins insulin 胰岛素 TC total cholesterol 胆固醇 TG triglyceride 甘油三酯 MDA malondialdehyde 丙二醛 SOD super oxide dismutase 超氧化物歧化酶 IR insulin resistance 胰岛素抵抗 ISI insulin sensitive index 胰岛素敏感指数 1吉林大学硕士学位论文 引 言 随着生活水平的提高糖尿病diabetes mellitus的发病率持续上升已成为继心脑血管疾病、癌症之后危害人类身体健康的第三大致残和致死性疾病。糖尿病是由血糖、脂肪和蛋白质代谢紊乱引起的慢性病。一般认为糖尿病与遗传、环境、病毒感染、肥胖、种族、营养物质代谢失衡以及内分泌失调等因素有关。可分为型IDDM-胰岛素依赖性糖尿病和型NIDDM-非胰岛素依赖性糖尿病、其它特殊类型和妊娠期糖尿病四类。型糖尿病患者体内胰岛细胞破坏导致胰岛素分泌绝对不足为儿童及青少年最常见的内分泌疾病。型糖尿病则是源于细胞功能低下胰岛素相对缺乏与胰岛素抵抗IR。糖尿病临床表现为血糖水平升高引起糖代谢紊乱继发蛋白和脂肪代谢紊乱同时导致心脑血管疾病、肾功能衰退及视网膜病变。 目前临床上糖尿病的主要治疗手段是注射胰岛素和口服降血糖药然而长期注射胰岛素、使用口服降血糖药可以引起胰岛素依赖性和苏木杰效应。研究表明中药在糖尿病及其并发症的治疗方面取得了较大进展因此在中药中寻找合适的降血糖药物已经成为降糖药物研究的新的方向。 多糖作为中药降糖的主要活性成分其在治疗糖尿病及其并发症方面的作用得到了广泛的研究研究表明多糖主要通过以下几个方面调节血糖通过其受体调节糖代谢激素水平和酶的活性、通过抗氧化作用和提高机体免疫力等途径增加糖利用抑制糖异生达到改善糖代谢紊乱和胰岛素抵抗的作用。多糖已越来越受到人们的关注有学者预言21世纪前几十年将是“多糖时代”。 2吉林大学硕士学位论文 党参Radix Codonopsis是一种传统补益中药常用于治疗脾肺虚弱内热消渴的症状并常作为人参的代用品。党参多糖是党参的活性成分之一研究表明党参多糖能够调节机体的免疫力同时具有很好的清除氧自由基的作用反映了其具有抗氧化作用。 本文研究了党参多糖对正常小鼠血糖和肾上腺素致高血糖小鼠血糖、肝糖元含量的影响进一步以四氧嘧啶诱导糖尿病小鼠模型检测小鼠血糖、肝糖元含量及血清胰岛素Fins、甘油三酯TG、总胆固醇TC、超氧化物歧化酶SOD、丙二醛MDA等指标观察党参多糖对糖尿病小鼠血脂代谢、抗氧化能力及胰岛敏感性的影响同时观察了党参多糖对糖异生的抑制作用最后以氢化可的松琥珀酸钠诱导小鼠胰岛素抵抗模型观察党参多糖对小鼠胰岛素抵抗的改善作用观察了党参多糖降血糖作用及其可能的机制为其进一步开发利用提供依据。 3吉林大学硕士学位论文 第一章 研究概况 1.1糖尿病的研究进展 糖尿病diabetic mellitus DM是一种由遗传和环境因素相互作用而引起的临床综合征由于胰岛素分泌绝对不足或相对不足以及靶组织对胰岛素敏感性降低引起糖、蛋白质、脂肪、水和电解质等一系列代谢紊乱而以高血糖为主要共同标志。临床上出现烦渴、多饮、多尿、多食、消瘦等表现。糖尿病主要可分为二种类型型胰岛素依赖性糖尿病insulin-dependent diabetes mellitus IDDM是源于多种因素引起的自身免疫机制紊乱所导致的细胞破坏、胰岛素分泌缺乏为儿童及青少年最常见的内分泌疾病。需外源性胰岛素治疗口服降血糖要无效。型即非胰岛素依赖性糖尿病non-insulin-dependent diabetes mellitus NIDDM则是源于细胞功能低下胰岛素相对缺乏与胰岛素抵抗IR大多数病人口服降血糖药物治疗即可1。 随着人类寿命的延长、生活水准的提高世界各国糖尿病发病率呈迅速增长的趋势。糖尿病患病率不断增高给人类带来的危害也越来越大它是继心血管疾病、癌症之后致残率、致死率最高的第三大疾病。据世界卫生组织WHO估计全世界现有糖尿病患者超过1.5亿预计到了2025年增加到3亿世界卫生组织已将防治这一疾病列为全球保护人类健康的重要问题之一2。 在我国糖尿病患病率也在急剧增高1979年全国糖尿病普查结果表明我国DM发病率不到1.01994年我国的DM患病率为2.51糖耐量减低IGT的患病率为3.2034。1996年我国11省市调查发现DM患病率达到了3.21 IGT的患病率达到了4.764。己有的调查资料表明尽管目前 4吉林大学硕士学位论文 我国患病率比发达国家低但其增加速度较快而且由于我国人口基数大占世界人口的1/5DM患者的总数可能占世界首位。目前我国糖尿病患者有大约2000万人预计到了2010年DM患者有可能达到6300万3。 1.2糖尿病药物研究概况 对于I型糖尿病目前主要是研究开发给药方便、有效的胰岛素制剂及其代用品。而对于型糖尿病传统的磺酰脲类及二甲双胍类疗效有限长期使用引起胰岛素依赖。随着对糖尿病病理机制研究的深入已研制出具有多种作用机制的新型糖尿病药物用于临床治疗和评价。 1.2.1 外源性胰岛素 1.2.1.1 注射用胰岛素 目前注射用胰岛素分普通和长效两种5。普通胰岛素用药不方便而普通长效制剂皆为结晶悬液结晶易吸引巨噬细胞并被其吞噬导致胰岛素每天的作用变化较大。由于这些缺点诺和诺德开发了一种新的长效胰岛素NN304此制剂注入机体后在血液中与白蛋白结合从而延长其活性。随着血流及靶组织中与白蛋白再结合进一步延长作用时间但与胰岛素受体的亲和力远大于白蛋白6。由于与白蛋白结合防止了抗体的形成不会被免疫系统当作异物因此作用平稳。 1.2.1.2 口服胰岛素 传统的胰岛素给药方法有创伤性而且皮下和静脉注射使胰岛素在外周血管滞留的时间过长不能模仿生理性胰岛素分泌扰乱正常的药代动力学过程。目前研究的剂型较多是胶囊、胶丸、微囊也有用凝胶、片剂及油水复合包裹性乳液。 5吉林大学硕士学位论文 1.2.2 胰岛素促泌剂 1.2.2.1 磺酰脲类 本类药物主要通过刺激胰岛细胞释放胰岛素以及轻微的增加周围组织对胰岛素的敏感性来降低血糖而且可以降低血清高血糖素水平。这类药物通过与胰岛细胞膜上的磺酰脲受体结合在细胞膜内葡萄糖代谢产生的三磷酸腺苷ATP作用下抑制细胞膜上的ATP敏感的钾离子通道引起细胞膜去极化从而使电压敏感的钙离子通道开放钙离子内流引起胰岛素释放发挥降糖作用。此类药物的代表药物有第一代包括甲苯磺丁脲和氯磺丙脲第二代有格列本脲优降糖、格列齐特达美康、格列吡嗪美吡达、格列喹酮糖适平、格列美脲。 1.2.2.2 非磺酰脲类 本类药物又称为餐时血糖调节剂prandial glucoseregulators PGRs。本类药物作用机理与磺酰脲类相似主要通过阻断胰岛细胞上的ATP-依赖性钾通道促进胰岛素分泌而起作用。本类药物起效快、作用时间短作用强度与血糖水平相关在餐前给药可有效地模拟胰岛素生理分泌改善餐后及空腹血糖且不致加速胰岛细胞功能衰竭有望成为口服降糖药的第一线基础药7。适用于饮食控制、降低体重及运动治疗不能有效控制的2型糖尿病。此类药物的代表药物主要有瑞格列奈和那格列奈统称为格列奈。 1.2.3 双胍类 双胍类药物不刺激胰岛素分泌主要作用于胰腺外组织可以促进周围组织对葡萄糖摄取和利用无氧酵解抑制肝糖异生及糖元分解减少肝糖输出使血糖下降不增加体重及胰岛素水平甚至有轻微的降胰岛素的作用。此类药物本类药物主要有苯乙双胍、二甲双胍。近年来大量研究证实二甲双胍还可以增加周围组织对胰岛素的敏感性增加肌肉胰 6吉林大学硕士学位论文 岛素受体的数量、亲和力及胰岛素受体酪氨酸激酶的活性89。本类药物不刺激食欲可单用亦可与磺酰脲类或胰岛素合用可增强胰岛素及磺酰脲类的降血糖作用。 1.2.4 -葡萄糖苷酶抑制剂 -葡萄糖苷酶抑制剂主要通过抑制小肠上端刷状缘近腔上皮细胞内的-葡萄糖苷酶活性延缓碳水化合物的消化抑制寡糖分解为单糖减少小肠中糊精、淀粉和双糖的吸收降低餐后血糖从而减轻餐后血糖升高对胰岛细胞的刺激减少胰岛素分泌缓解胰岛细胞疲劳从而使血糖平稳且缓慢地维持在一定水平。此类药物的代表药物主要有阿卡波糖和米格列醇等。本类药物适用于轻、中度型糖尿病有益于预防糖尿病并发症常与胰岛素或其它口服降糖药合用以降低餐后血糖并增加其效果。 1.2.5 胰岛素增效剂 本类药物主要是核过氧化物酶增殖子-激活受体PPAR激动剂。药物通过与PPAR结合使其结构发生改变共抑制子解离募集共激活子激活调节糖和脂肪代谢的胰岛素反应基因可以降低外周组织对胰岛素的耐受性从而控制血糖水平10。本类代表药物主要是噻唑烷二酮的衍生物包括曲格列酮、吡格列酮、罗格列酮、环格列酮、恩格列酮等。本类药物适用于型糖尿病既可单独使用也可与磺酰脲类或双胍类口服降糖药联用1112。 1.2.6 其它 1.2.6.1 醛糖还原酶抑制剂 此类药物主要抑制醛糖还原酶活性作用于多元醇通路能够有效预防和防止糖尿病及糖尿病慢性并发症的发生发展13。 7吉林大学硕士学位论文 本类药物最早为韦氏公司推出的托瑞司他后因本品有严重的肝毒性而于1997年停用。目前市场上有依帕司他和索比尼尔主要用于预防、改善和治疗糖尿病并发的末梢神经障碍和视网膜病变及心搏异常。 1.2.6.2 含铬生理活性复合物 大量实验研究已证实生物活性铬可通过提高糖耐量、增强胰岛素功能、降低血脂或通过作用于体内的一些酶来达到对糖尿病治疗的目的14-16。 目前研制的生物活性铬的类型主要有葡萄糖耐量因子GTF、烟酸类铬、吡啶羧酸类铬、氨基酸类铬、天然低分子量寡聚肽铬LMWCr、铬叶绿酸钠等。在糖尿病治疗过程中生物活性铬不仅可作为辅助用药亦可单独使用并且也显示出一定的疗效。 1.2.6.3 钒 钒是一种微量元素。实验证明钒的化合物在体内、外均有胰岛素样作用可有效降低血糖并有降血脂作用对于高血压也有一定疗效。实际有效物包括钒酸盐、钒氧化物和有机钒等。单一成分吸收效果差且毒性大常制成复合物可改善吸收并进一步增强疗效降低毒性。目前已有钒制剂进入I期临床1718。 1.2.6.4 胰岛素降解抑制剂 通过干扰细胞内的溶酶体及核内体而使胰岛素降解减少改善胰岛素抵抗降低高血糖及高胰岛素血症。此类药物较有应用价值的是氯喹和羟基氯喹19。 1.2.6.5 中医药 中医药在糖尿病的治疗中起到控制并发症、改善临床状、提高生存质量、调节心理的作用。它可能通过刺激胰岛细胞分泌胰岛素改善胰岛素抵抗抑制糖异生促进肝糖元合成等发挥降糖作用。 8吉林大学硕士学位论文 大量研究表明中药的多种活性成具有降血糖作用其中多糖、生物碱、甙类、黄酮等作用显著。而目前中成药在糖尿病治疗方面也取得了很大进展常用的有消渴丸、降糖舒、玉泉丸、降糖甲片、参芪降糖片、消渴灵片等。近年来还出现许多新型制剂包括安多诺平、胰岛康、珍芪降糖胶囊、扶胰复活系列、降糖通脉胶囊等20。 1.3 多糖治疗糖尿病的研究概况 多糖polysaccharides PS是一类具有广泛生物活性的生物大分子物质又称多聚糖是由单糖之间脱水形成糖苷键并以糖苷键线性或分支连接而成的链状聚合物。多糖是自然界中含量最丰富的生物聚合物几乎存在于所有的生物中是构成生命的基本物质之一在生物体内不仅作为能源物质而且参与了生命现象中细胞的各种活动。自20世纪50年代末人们发现真菌多糖具有抗肿瘤活性以来多糖的研究受到越来越广泛的重视。近20年来有300多种多糖类化合物从天然产物中被分离出来其生物活性包括抗肿瘤、抗炎、抗病毒、降血糖、抗衰老、抗凝血、免疫调节等。由于多糖在自然界分布