仙人掌果多糖的降血糖作用及其机制研究

仙人掌果多糖的降血糖作用及其机制研究

糖尿病是危害人类健康的四种致命疾病之一，目前无法治愈。化学降糖类药物尽管见效较快,但对肝、肾等脏器损害较大,故探索治疗和控制糖尿病的理想药物和方法,已成为当今世界医学界亟待解决和攻克的重点课题之一。仙人掌果为仙人掌[Opuntiadillenii(Ker.-Gawl.)Haw.]植物的果实,果肉含有丰富的微量元素、蛋白质、氨基酸、维生素、多糖类、黄酮类和果胶等。仙人掌在我国海南、广东、广西、云南、四川以及东南亚和南亚等热带、亚热带地区均有分布,四季可以结出数量可观的仙人掌果。研究报道仙人掌提取物有显著降血糖作用,但仙人掌果是否具有降血糖作用尚未见报道。鉴于仙人掌果资源丰富,为开发利用此资源,本文对仙人掌果多糖的降血糖作用进行了研究,并初步探讨其作用机制,为开发新的降血糖药物提供实验依据。1材料和机器1.1实验动物及分组健康SD大鼠,雌雄各半,体质量130～170g,由广西医科大学实验动物中心提供,许可证号:SCXK桂2003-0003。各组动物均在同样环境下饮水、摄食、保持自然光照。1.2仙人掌果多糖提取物仙人掌果采于广西,经广西中医药研究院赖茂祥研究员鉴定为仙人掌[Opuntiadillenii(Ker.-Gawl.)Haw.]植物的果实,仙人掌果原汁为上述仙人掌果直接打成果汁,仙人掌果多糖提取物(CPFP)由上述仙人掌果经本课题组提取、纯化制得(多糖含量大于70%)。链脲佐菌素(Sigma公司,北京分装,规格100mg);胰岛素(江苏万邦生化医药股份有限公司,批号070613,10mL,400U);血糖试纸(美国强生有限责任公司);总胆固醇(TC)试剂盒和甘油三酯(TG)试剂盒(浙江伊利康生物有限公司);InsulinAb-5和GlucagonAb-1(ThermoScientific公司)。1.3主要设备血糖测定仪(美国强生有限责任公司);全自动生化分析仪(日本东芝TBA-120FR)。2大鼠胰腺生化指标的测定2.1模型制备及指标测定选取健康大鼠适应性饲养1w。造模前禁食12h,取血测定血糖值,选取血糖值在4.1～6.1mmol/L内大鼠,取10只作正常对照组,其余均以60mg/kg链脲佐菌素(STZ)腹腔注射造模,72h后,禁食12h,测定血糖值,凡血糖≥15mmol/L的大鼠视为糖尿病动物模型。选择血糖值相近的大鼠50只,随机分为5组,每组10只,分别为模型组、胰岛素阳性对照组(10U/kg,肌肉注射给药)、果原汁组(剂量为2.37g/kg,灌胃给药)、CPFP高、低剂量组(剂量由预试验确定,分别为2.37、1.58g/kg,灌胃给药)。各组大鼠给药1次/d,连续8w。于给药第4、8周分别禁食12h,称量体质量并取血测定血糖水平。第8周腹主动脉取血,用生化自动分析仪测TC和TG。动物处死后取每只大鼠胰腺置10%中性甲醛溶液中保存,作HE染色观察胰腺组织形态,S-P法免疫组化检测胰岛α细胞和β细胞的水平。2.2统计学处理采用SPSS11.0统计软件进行统计分析,数据均以x¯±sx¯±s表示,组间比较采用t检验。3结果3.1鼠体质量变化给药8w后,与正常对照组比较,模型组大鼠体质量显著下降(P<0.01);与模型组比较,CPFP高、低剂量组及胰岛素组大鼠体质量均显著增加(P<0.05),见表1。3.2cpfp对大鼠血糖的影响给药4w后,与正常对照组比较,模型组大鼠血糖显著升高(P<0.01);与模型组比较,CPFP高、低剂量组大鼠血糖均显著降低(P<0.01),降糖效果呈现一定的剂量和时间依赖性;CPFP高、低剂量及果原汁组的降糖率分别为54.08%、44.73%和50.01%,见表2。3.3组显著升升率p>0.0.1的测定与正常对照组比较,模型组大鼠血清TG和TC均显著升高(P<0.01);给药4w后,与模型组比较,CPFP高、低剂量组和果原汁组大鼠血清TG和TC均显著降低(P<0.05),见表3。3.4s-p法染色大鼠胰岛细胞表达组织切片HE染色,正常对照组大鼠胰腺中胰岛数量较多,胰岛内分泌细胞排列整齐,形态正常,结构完整。而模型组大鼠胰岛数量减少,体积变小,内分泌细胞数量减少,结构紊乱,部分胰岛细胞坏死,部分细胞浊肿变性,腺泡间质有散在淋巴细胞浸润。CPFP高、低剂量组与模型组比较胰腺病变减轻,胰岛轮廓完整,胰岛内细胞数量增多,分布规则,细胞边界较清晰。S-P法染色后,胰岛α细胞分泌的胰高血糖素与胰高血糖素特异性抗体结合,呈棕黄色颗粒。按染色阳性细胞占百分数分级计算,正常对照组、模型组、胰岛素组、果原汁组及CPFP高、低剂量组阳性率分别为10%、20%、10%、20%、10%和20%,见表4。S-P法染色后,胰岛β细胞分泌的胰岛素与胰岛素特异性抗体结合,呈棕黄色颗粒,存在于免疫反应阳性β细胞胞质内。正常大鼠胰岛表达胰岛素的免疫反应阳性β细胞位于胰岛中央大部,阳性反应较强;模型组大鼠胰岛细胞完全呈阴性反应或仅有少数呈弱阳性;给予CPFP治疗后,胰腺免疫组化染色阳性β细胞数量比模型对照组多,阳性反应比模型对照组强,但比正常对照组弱。按染色阳性细胞占百分数分级计算,正常对照组、模型组、胰岛素组、果原汁组及CPFP高、低剂量组胰岛β细胞中胰岛素表达阳性率分别为80%、10%、70%、70%、70%和60%,见表5。4cpfp对stz大鼠血糖含量、血脂代谢的影响本研究结果表明,CPFP能显著降低STZ诱发的糖尿病大鼠的血糖值,同时可使糖尿病大鼠体质量显著增加。S-P免疫组化染色结果显示,糖尿病大鼠胰岛β细胞基本上不表达胰岛素,提示腹腔注射10U/kgSTZ对大鼠胰岛β细胞具有严重的损伤作用,使胰岛素的合成和分泌减少,导致血糖值持续升高,至给STZ后8w仍维持高血糖状态。给予CPFP治疗后,胰岛β细胞数量增多,阳性反应较模型组强。以上结果说明CPFP对STZ诱发的糖尿病大鼠具有降血糖作用,对STZ引起的β细胞的损伤具有修复作用。临床上高甘油三酯血症及HDL-C降低是糖尿病常见的脂代谢紊乱类型,也是发生血管并发症的主要危险因素。CPFP可降低STZ糖尿病大鼠的血清TC和TG含量,表明CPFP具有调节血脂代谢的作用。据此