山药多糖对2型糖尿病大鼠降糖作用的研究

山药多糖对2型糖尿病大鼠降糖作用的研究

山药也被称为“食物药”，有许多关于山药的国内外疗效的报告。目前，最重要的是山药中的多种族药物成分，其含量约为2.15%-2.92%。多糖分为酸性多糖与中性多糖两类,由甘露糖、木糖、阿拉伯糖、葡萄糖和半乳糖组成,国外报道山药多糖中含有一定量的甘露聚糖。研究表明,山药多糖具有多种药理作用,如降血糖作用、抗衰老、增强免疫功能、抗突变作用、抗肿瘤作用、抗氧化作用等,其中研究最多的是增强免疫功能。对于山药多糖的降血糖作用,国内外的研究仅停留在其刺激胰岛素分泌的层面,对具体降糖机制的研究尚未见文献报道。本研究通过检测山药多糖对2型糖尿病大鼠糖代谢的关键酶己糖激酶(HK)、琥珀酸脱氢酶(SDH)及苹果酸脱氢酶(MDH)活性的影响,旨在初步揭示其对2型糖尿病的治疗机制,为山药多糖的临床应用提供理论依据。1材料和方法1.1材料表面1.1.1药品与饮料清洁级健康雄性Wistar大鼠60只,体重(180±20)g,由河北医科大学试验动物中心提供(合格证号604104)。链脲佐菌素(美国Sigma公司),批号为S-0130;盐酸二甲双胍片(北京市永康药业有限公司),批号为05080178;生理盐水、柠檬酸钠、柠檬酸、苦味酸、乌拉坦、蒸馏水均为市售产品。己糖激酶(HK)试剂盒及苹果酸脱氢酶(MDH)试剂盒(南京建成生物工程研究所)。1.1.2血糖及试剂TP-5000A电子天平(分度值0.5g,湘仪天平仪器厂);GT-1640京都血糖仪(SUPERGLUCOCARDⅡ)及试纸(日本ARKRAY,Inct);可见-紫外分光光度计(日本岛津);SHA-B-电热恒温水浴箱(常州国华电器有限公司)。1.2方法1.2.1粗品多糖的提取怀山药粉碎后于100℃热水提取3h,收集提取液,减压浓缩至适当体积,按Sevag法去除蛋白,再用乙醇沉淀为粗品多糖。粗品多糖经SephadexG-100柱层析分离。蒸馏水洗脱,收集峰部位的多糖液,流水透析,适当浓缩,乙醇沉淀,干燥后得纯化的多糖精品,总糖含量91.2%。1.2.2模型的分组与给药健康雄性的Wistar大鼠60只,随机选取10只作为正常对照组(Ⅰ),常规饲料喂养。复制模型的50只大鼠,给予高热量饲料8周后,一次性腹腔注射小剂量35mg/kgSTZ(STZ用0.1mol/L柠檬酸-柠檬酸钠溶液(pH4.0)稀释成1%的溶液),72h后,测定空腹血糖稳定在11mmol/L≤血糖≤29mmol/L者为本试验所需的2型糖尿病模型。将糖尿病模型鼠按血糖值编号后随机分为5组,每组10只,分别为:糖尿病模型组(Ⅱ)、山药多糖低剂量组(Ⅲ)、中剂量组(Ⅳ)、高剂量组(Ⅴ)和二甲双胍阳性对照组(Ⅵ)。Ⅰ组和Ⅱ组分别灌服生理盐水;Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ组分别每天给予山药多糖40、70、100mg/kg;Ⅵ组灌服100mg/kg的二甲双胍。灌胃给药时间固定在每天上午9:00,试验为期4周。1.2.3血糖及血脂指标检测分别于试验前、试验第3、6、9、12周周末的同一时间,各组大鼠均禁食16h,第2天分别断尾取血,用血糖测定仪测定空腹血糖值;4周灌胃试验结束后,腹主动脉取血,分离血清,放免法检测血清胰岛素及胰高血糖素;取肌肉组织检测MDH,肝脏组织检测HK和SDH活性。激素含量及酶活性测定采用南京建成生物工程研究所试剂盒,参照试剂盒说明书使用。1.3yanva统计学处理数据用SPSS16.0软件包中one-wayANOVA进行统计分析,计量资料以均数±标准差(ˉX±s)(X¯¯¯±s)表示,组间进行DUNCAN多重比较α=0.05。2结果与分析2.1血清中2型糖尿病大鼠的血糖值由表1可以看出,与复制模型前及灌胃治疗前相比,经过山药多糖治疗后,2型糖尿病大鼠的血糖值明显的下降(P<0.01),山药多糖各剂量组间血糖值无显著差异(P>0.05)。2.2各组大鼠输注后胰高血糖素水平比较由表2可知,与正常对照组比较,糖尿病模型组的血清胰岛素水平极显著降低(P<0.01),而胰高血糖素水平显著升高(P<0.01);山药多糖各剂量组胰岛素水平与糖尿病模型组相比显著升高(P<0.01),而胰高血糖素水平显著降低(P<0.01);与二甲双胍组比,山药多糖治疗组胰岛素明显升高,差异显著(P<0.01),而胰高血糖素水平显著降低(P<0.01)。2.3对大鼠肌肉组织中mdh活性的影响由表3中肝脏组织HK的数据可见,与模型组相比,山药多糖低剂量组有显著差异(P<0.05),山药多糖中、高剂量组和二甲双胍组与模型组对比都有极显著性差异(P<0.001)。说明山药多糖及二甲双胍对提高2型糖尿病大鼠的肝脏组织HK活性均有意义。与正常对照组比较,二甲双胍组无显著差异,说明经二甲双胍作用后的大鼠肝脏组织中的HK已经接近正常组织,效果很明显。从表3SDH的数据中可以看出,与模型组比较,山药多糖中、高剂量组和二甲双胍组均有极显著性差异(P<0.001),而低剂量组与模型组比较无显著差异(P>0.05);而与正常对照组比较,山药多糖中、高剂量组和二甲双胍组均有显著差异(P<0.05),低剂量组有极显著性差异(P<0.001)。各组大鼠肌肉组织中的MDH活性结果显示,与模型组比较,山药多糖中、高剂量组和二甲双胍组均有极显著性差异(P<0.001),低剂量组与模型组比较无显著差异(P>0.05);而与正常对照组比较,山药多糖中、高剂量组和二甲双胍组均有显著差异(P<0.05),低剂量组与正常对照组比较有极显著性差异(P<0.001)。3山药多糖降糖作用机理探讨山药为薯蓣科植物的块茎,具有补脾养胃、生津益肺、补肾涩精的功效,是传统的中草药。山药多糖为山药的有效成分,具有降血糖、抗衰老、抗氧化、提高免疫能力等功效,其降糖作用的研究较少,对糖代谢酶活性的研究尚未有文献报道。本实验室采用高热量饮食并结合小剂量(35mg/kg)链脲佐菌素(STZ)腹腔注射的方法造成2型糖尿病模型,对此2型糖尿病大鼠灌服不同剂量的山药多糖(40,70和100mg/kg),通过检测血糖、血清胰岛素及胰高血糖素含量以及肝脏组织中的HK和SDH、肌肉组织中的MDH活性,初步从糖代谢酶活性层面探索山药多糖的降糖机理。研究表明,低剂量链脲佐菌素(STZ)配合高脂饲料可诱发2型糖尿病。STZ诱导的糖尿病动物出现高血糖不仅是其毒性作用的结果,还与STZ诱导了动物体内异常免疫反应对β细胞造成的损伤有关。本试验中血清胰岛素和胰高血糖素水平的变化结果表明,山药多糖具有保护和修复胰岛细胞的作用,同时能够降低血清中的胰高血糖素水平,抑制了糖尿病可能的发病机制,而且其效果优于纯西药降糖制剂,结果与其它报道基本一致。己糖激酶(HK)、琥珀酸脱氢酶(SDH)及苹果酸脱氢酶(MDH)是线粒体的标志酶,为三羧酸循环的关键酶,其活性的高低在糖分解过程中起着重要作