水提花生粕多糖降血糖活性的研究
2010-11-10王承明
杨 卫,王承明
(华中农业大学食品科技学院,湖北武汉430070)
水提花生粕多糖降血糖活性的研究
杨 卫,王承明*
(华中农业大学食品科技学院,湖北武汉430070)
研究水提花生粕多糖(WP)对四氧嘧啶致糖尿病小鼠的降血糖作用,并初步探讨WP降血糖活性的作用机理。腹腔注射200mg/kg的四氧嘧啶造小鼠的糖尿病模型,连续灌胃WP 12d,测定灌胃前后小鼠的体重、免疫器官的重量、血糖值及耐糖量。研究表明,200、400、800mg/kg的WP均能使小鼠的血糖水平降低,并且200mg/kg的WP能显著降低糖尿病小鼠的血糖水平,不同剂量的多糖均能增加糖尿病小鼠的免疫能力和缓解体重的减轻。研究还表明,不同剂量的多糖对正常小鼠的体重和血糖水平没有显著的影响,但是能提高正常小鼠的免疫能力。结果表明,WP在糖尿病小鼠体内具有降血糖,提高免疫能力的作用。
水提花生粕多糖,四氧嘧啶,糖尿病,降血糖,耐糖量实验,免疫能力
花生粕是花生仁经压榨提炼油料后的副产品,富含丰富的植物蛋白和碳水化合物[1],仅仅是作为禽畜水产的饲料使用,其开发价值还没有得到很好的利用。已有研究证实,花生粕中含有一定量的花生粕多糖[2]。大量药理及临床研究证实,有些植物多糖具有调节免疫和降血糖的生理功能,如枸杞多糖、银杏多糖、菜籽多糖、人参多糖、灵芝多糖、南瓜多糖、茶叶多糖等[3-10]。现今,从植物多糖中寻找降血糖的作用成分、研究其降血糖的效果及其作用机理已成为一个研究热点。而花生粕多糖在降血糖功效方面的研究还处在空白阶段,本文目的在于评价花生粕多糖在四氧嘧啶致糖尿病小鼠体内的降血糖作用,并初步探讨花生粕多糖降血糖及增强免疫功能的机理。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
水提花生粕多糖 按照文献[2]方法进行提取,经过冷冻干燥后得到多糖粉末,将多糖配制成10mg/mL,加入1/5体积10%的三氯乙酸进行脱蛋白,再浓缩,脱色,透析,冷冻干燥后得到水提花生粕多糖;昆明种小鼠 雌性,SPF级,体重25±5g,购于湖北省实验动物研究中心,许可证号:SCXK(鄂)2008-0005;小鼠饲料 普通小鼠饲料,购于湖北省实验动物研究中心;四氧嘧啶(Alloxan) Sigma。
安稳血糖仪及试纸 长沙三诺生物传感技术有限公司;电子天平 奥豪斯仪器上海有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 实验组别 正常组分为:空白对照组(1mL/kg的生理盐水)、正常低剂量组(200mg/kg·d的WP)、正常中剂量组(400mg/kg·d的WP)、正常高剂量组(800mg/kg·d的WP);糖尿病组分为:糖尿病对照组(1mL/kg的生理盐水)、糖尿病低剂量组(200mg/kg·d的多糖)、糖尿病中剂量组(400mg/kg·d的多糖)、糖尿病高剂量组(800mg/kg·d的多糖),共8组。
1.2.2 四氧嘧啶致糖尿病小鼠模型的建立与分组[11-15]购回的小鼠先适应性地喂养3d,按照体重随机分为2个大组,其中1组为正常组,正常组又分为4个小组各10只,分别为空白对照组(NC)、正常低剂量组(NL)、正常中剂量组(NM)和正常高剂量组(NH),另1大组为糖尿病造模组。糖尿病造模组小鼠于禁食24h后,按照200mg/kg的剂量一次性腹腔注射四氧嘧啶致糖尿病,为避免小鼠注射四氧嘧啶后血糖值骤升,给小鼠灌胃2g/kg的葡萄糖防止小鼠休克,正常组则注射等体积的生理盐水。72h后断尾采血测定小鼠的血糖值,以血糖值大于11mmol/L为造模成功的标准,并按照血糖均衡的原则将造模成功的小鼠分为4组,每组9只,分别为糖尿病对照组(DC)、糖尿病低剂量组(DL)、糖尿病中剂量组(DM)和糖尿病高剂量组(DH)。
分组后次日开始每天灌胃WP,对照组则灌胃生理盐水。实验共12d,实验结束后,禁食12h,进行血糖值测定,并进行耐糖量测定。最后处死小鼠,取其胸腺、脾脏、肝脏、肾脏称重。每日观察动物进食、饮水、排尿、活动等状况。
1.2.3 小鼠耐糖量实验[16]正常小鼠和糖尿病小鼠完成空腹血糖值测定后,给小鼠灌胃2g/kg的葡萄糖,随后测定灌胃后30、120min时的血糖值。
1.2.4 小鼠指标检测 小鼠体重用电子天平称重记录,并解剖出小鼠器官用滤纸吸干后用电子天平称重记录;小鼠血糖值用血糖仪进行测定。
1.2.5 数据处理 结果以表示。采用SAS统计软件进行t检验和方差分析,并以Duncan法进行各组间的两两比较。
2 结果与分析
2.1 水提花生粕多糖对小鼠体重的影响
2.1.1 水提花生粕多糖对正常小鼠体重的影响 从表1可知,空白组小鼠体重从23.00±1.48g增至26.63±2.08g,最后变为28.38±2.34g,这是符合小鼠正常生长的规律,同样,低中高剂量组也是符合小鼠的正常生长规律,经过SAS检验,实验前空白,低中高剂量组没有显著性差异,实验后也是没有显著性差异的。这说明了水提花生粕多糖对正常小鼠的体重没有明显的影响。
表1 水提花生粕多糖对正常小鼠体重的影响(±s,n=10)
表1 水提花生粕多糖对正常小鼠体重的影响(±s,n=10)
组别 实验前 第8d 第12d 28.38±2.34 29.20±1.48 28.13±1.91 28.19±1.47 NC NL NM NH 23.00±1.48 23.18±2.02 23.89±1.58 24.19±1.49 26.63±2.08 27.73±1.12 27.17±1.82 26.51±1.26
2.1.2 水提花生粕多糖对糖尿病小鼠体重的影响由表2可知,糖尿病对照组的体重从建模前的23.74 ±2.16g一直降低到20.47±2.67g,这是由于没有相应的药物治疗造成的,说明了糖尿病会造成小鼠体重的下降。低中高剂量组的小鼠在建模后体重也发生了降低,但是经过灌胃多糖后体重减轻的症状得到了缓解,这说明了水提花生粕多糖能缓解糖尿病小鼠体重下降的作用。
表2 水提花生粕多糖对糖尿病小鼠体重的影响(±s,n=9)
表2 水提花生粕多糖对糖尿病小鼠体重的影响(±s,n=9)
组别 实验前 第8d 第12d 22.49±1.89 DC DL DM DH 23.74±2.16 24.01±1.50 24.25±1.69 23.94±2.09 21.97±2.06 22.11±1.48 22.37±1.81 21.75±1.53 20.47±2.67 22.58±1.56 22.73±1.91
2.2 水提花生粕多糖对小鼠血糖值的影响
2.2.1 水提花生粕多糖对正常小鼠血糖值的影响
正常的机体血糖调节机制是健全的,就算是一次摄入大量的糖,血糖值会暂时的升高,在2h左右血糖值会恢复到原来正常的水平,这就是耐糖现象。通过耐糖量实验可以来了解机体调节血糖的机制是否健全,同时也对药物治疗的效果有重要的评价意义。
由表3可知,实验前后各组小鼠的空腹血糖值都没有显著性的差异(p>0.05),这说明水提花生粕多糖对正常小鼠的血糖值没有明显的影响。实验前后,低中高剂量组与空白组小鼠血糖值没有显著性的差异(p>0.05),这说明了水提花生粕多糖对正常小鼠血糖值没有明显的影响。各组小鼠灌胃葡萄糖后,血糖值在30min的时候上升得很高,到达120min的时候,各组血糖值又基本恢复到原来的水平,与原来相比没有显著性差异(p>0.05),这说明了正常小鼠的血糖调节机制是健全的。
表3 花生粕多糖对正常小鼠血糖值的影响(±s,n=10)
表3 花生粕多糖对正常小鼠血糖值的影响(±s,n=10)
组别 实验前(mmol/L)实验后(mmol/L)餐后30min(mmol/L)餐后120min(mmol/L)7.5±0.5 7.8±1.1 6.5±0.8 6.4±0.6 NC NL NM NH 6.4±0.4 6.2±0.4 6.1±0.6 6.3±0.4 6.7±0.4 6.5±0.5 5.9±0.8 6.1±0.6 10.5±1.8 10.4±1.3 10.3±1.8 10.3±1.6
2.2.2 水提花生粕多糖对糖尿病小鼠血糖值的影响
由表4可知,实验前各组小鼠的空腹血糖值没有显著性的差异(p>0.05)。实验后,低、中、高剂量组的空腹血糖值比实验前均有所降低,明显低于高血糖对照组,而且低剂量组与实验前相比有显著性的降低(p<0.01)。这说明了水提花生粕多糖可以降低四氧嘧啶致糖尿病小鼠的空腹血糖值,表明水提花生粕多糖在治疗糖尿病上有实际的意义。通过耐糖实验表明,在30min的时候各组血糖值都上升到很高的水平,到达120min的时候,低、中、高剂量组的血糖值又有所下降,并且有向经多糖治疗之后的血糖值接近的趋势,但是都不能恢复到经多糖治疗之后的血糖水平,而且糖尿病对照组的血糖值在120min时还不能恢复到原来的水平。这说明低、中、高剂量组小鼠的血糖调节机制较糖尿病小鼠健全,这是由于有多糖的治疗作用。但同时也可以从表4的数据比较中看到,经多糖治疗之后的糖尿病小鼠的血糖调节机制还未恢复到正常小鼠的水平,这有可能是由于多糖治疗的短期性造成的,应当给糖尿病小鼠长期服用这种多糖才能达到血糖机制完全恢复的效果。
表4 水提花生粕多糖对四氧嘧啶致糖尿病小鼠血糖值的影响(±s,n=9)
表4 水提花生粕多糖对四氧嘧啶致糖尿病小鼠血糖值的影响(±s,n=9)
注:A:与糖尿病对照组相比非常显著p<0.01;B:与各组实验前相比非常显著p<0.01。
组别 实验前(mmol/L)实验后(mmol/L)餐后30min(mmol/L)餐后120min(mmol/L)22.9±3.8 17.2±4.0B 19.7±5.7B 20.0±5.2B DC DL DM DH 17.8±4.8 18.1±5.1 18.4±6.2 18.8±6.1 19.0±4.8 10.9±4.3BA 16.2±5.8 16.8±6.2 27.1±1.4 24.7±2.7 24.4±3.5 24.5±3.3
2.3 水提花生粕多糖对小鼠脏器重量的影响
2.3.1 水提花生粕多糖对正常小鼠脏器重量的影响
从表5可以看出,经灌胃多糖后,低、中、高剂量组小鼠的胸腺指数与空白对照组相比,均有所增加,这表明水提花生粕多糖能够提高正常小鼠的免疫能力。
表5 水提花生粕多糖对正常小鼠脏器重量的影响(±s,n=10)
表5 水提花生粕多糖对正常小鼠脏器重量的影响(±s,n=10)
组别 胸腺指数(mg/g)脾脏指数(mg/g)肝脏指数(mg/g)肾脏指数(mg/g)11.65±0.96 11.50±1.05 11.45±0.61 12.34±0.99 NC NL NM NH 3.67±1.12 4.44±0.73 3.96±0.91 4.07±0.96 3.90±0.66 4.32±0.91 3.65±0.77 3.75±0.48 46.66±2.79 42.27±3.14 46.61±5.42 47.47±2.46
2.3.2 花生粕多糖对高血糖小鼠脏器重量的影响比较糖尿病各组和正常组小鼠各组的胸腺和脾脏指数,均有显著的降低(p<0.01),表明糖尿病能抑制小鼠的胸腺和脾脏的发育,对小鼠的免疫能力损害严重。与糖尿病对照组相比,低、中、高剂量组小鼠的胸腺有明显的提高(p<0.01),表明水提花生粕多糖对小鼠的免疫器官有保护和治疗的作用,但是与表5中各组的胸腺指数相比较,还可以得出,多糖的治疗还未使得糖尿病小鼠的免疫能力恢复到正常的水平。
表6 水提花生粕多糖对四氧嘧啶致糖尿病小鼠脏器重量的影响(±s,n=9)
表6 水提花生粕多糖对四氧嘧啶致糖尿病小鼠脏器重量的影响(±s,n=9)
注:A:与正常组相比,非常显著p<0.01;B:与糖尿病对照组相比,非常显著p<0.01。
组别 胸腺指数(mg/g)脾脏指数(mg/g)肝脏指数(mg/g)肾脏指数(mg/g)18.02±3.27 15.24±1.43 15.12±1.31 15.37±3.61 DC DL DM DH 1.93±0.54A 2.78±0.40AB 2.53±0.35AB 2.60±0.39AB 2.21±0.37A 2.91±0.47A 2.52±0.83A 2.46±0.85A 59.76±13.42 52.28±4.69 59.86±14.98 53.28±4.71
3 讨论
3.1 糖尿病能够导致小鼠体重的下降,这是由于糖尿病的糖代谢机制发生了紊乱,使得被摄入食物中的糖类物质发生了流失,不能为机体正常的新陈代谢所利用,所以糖尿病小鼠日益消瘦,以至于实验过程中出现小鼠脱毛的现象。
3.2 经过多糖治疗后糖尿病小鼠的体重、血糖值、免疫能力及血糖的调节机制均有所恢复,但是都不能恢复到正常小鼠的水平,这可能是由于没有长期服用多糖,因此要使这些指标都能恢复到正常小鼠的水平,要坚持服用这种药物。
3.3 四氧嘧啶致糖尿病是通过自由基导致的胰岛β细胞的损伤和死亡而发生的链式传递反应而产生的[17-19]。通过研究表明,多糖的降血糖机理有可能是由其抗氧化作用产生的[20],多糖的这种抗氧化的作用可以达到杀灭机体内的自由基,增强免疫能力的效果。
3.4 研究还表明,糖尿病小鼠的免疫能力较正常小鼠显著下降,这可能还会导致糖尿病小鼠其他疾病的产生,因此不能因为治疗糖尿病而采用单纯的降血糖药物,还应辅助其他一些可能治疗疾病的药物共同治疗。
[1]梅娜,周文明,胡晓玉,等.花生粕营养成分分析[J].西北农业学,2007,16(3):96-99.
[2]任初杰,王承明,吴谋成.水提花生粕多糖工艺[J].食品与生物技术学报,2008,27(6):29-32.
[3]严奉伟,严赞开,王辰,等.菜籽多糖对四氧嘧啶致糖尿病小鼠降血糖作用的研究[J].食品研究与开发,2007,28(3):11-14.
[4]Yadav S,Vats V,Dhunnoo Y.Hypoglycemic and antihyperglycemic activity of Murraya koenigii leaves in diabetic rats[J].Ethnopharm,2002,82(2-3):111-116.
[5]汪建红,陈晓琴,张蔚佼.黑果枸杞果实多糖降血糖生物功效及其机制研究[J].食品科学,2009,30(5):244-248.
[6]黄智璇,欧阳蒲月.灵芝多糖降血糖作用的研究[J].食用菌,2009(1):60-61.
[7]王兵,黄传贵.石韦多糖降血糖作用的实验研究[J].亚太传统医药,2008,8(4):33-34.
[8]殷建华,李晋川,曹康,等.天然产物降血糖活性成分研究进展[J].成都医学院学报,2007,2(2):154-155.
[9]张拥军,姚惠源.南瓜中降血糖活性成分的提取及其功能性质的研究[J].食品与发酵工业,2002,28(6):32-35.
[10]张玲芝,冯磊.灵芝多糖降血糖的机理探讨[J].福建医学杂志,2004,26(3):137-140.
[11]陈小娥,方旭波,钟秋琴.蛎菜酸性多糖的分离纯化和降血糖活性研究[J].中国食品学报,2008,8(5):75-79.
[12]Aritajat S,Wutteerapol S,Saenphet K.Anti-diabetic Effect of Thunbergia Laurifolia Linn.Aqueous Extract[J].Southeast Asian J Trop Med Public Health,2004,35(2):53-58.
[13]单俊杰,任晋玮,杨静,等.青葙子提取物降血糖活性的研究[J].中国药学杂志,2005,40(16):1230-1233.
[14]蔡英兰,金香子,李善花,等.榛花的降血糖作用及其机理的实验研究[J].时珍国医国药,2005,16(11):1085-1087.
[15]Rao BK,Sudarshan PR,Rajasekhar MD.Antidiabetic activity of Term inalia pallida fruit in alloxan induced diabetic rats[J]. Ethnopharm,2003,85(1):169-172.
[16]夏秀华.银杏叶多糖的分离纯化和降血糖功效研究[D].江南大学硕士学位论文,2006.
[17]刘成梅,付桂明,涂宗财,等.百合多糖降血糖功能研究[J].食品科学,2003,23(6):113-114.
[18]Hannan JM,Ali L,Khaleque J,et al.Aqueous Extracts of Husks of Plantago 0vata Reduce Hyperglycaemia inType 1 andType 2 Dia-betes by Inhibition of Intestinal Glucose Absorption[J].Nutr,2006,96(1):131-137.
[19]Kotowaroo MI,Mahomoodally MF,Gurib-Fakim A,et al. Screening ofTraditional Antidiabetic Medicinal Plants of Mauritius for Possible Alpha-amylase Inhibitory Effects in Vitro[J].Phytother Res,2006,20(3):228-231.
[20]任初杰.不同溶剂提取花生粕多糖工艺、结构及抗氧化活性的研究[D].华中农业大学硕士学位论文,2007.
Study on anti-hyperglycemic activity of polysaccharides from peanut meal with hot water(WP)
YANG Wei,WANG Cheng-ming*
(College of Food Science and Technology,Huazhong Agricultural University,Wuhan 430070,China)
The purpose of this text was to study on anti-hyperglycemic activity of WP in alloxan-inducing diabetic mice and initial investigation of anti-hyperglycemic mechanism of WP.The diabetes mellitus model were made by injecting alloxan at dosage of 200mg/kg on abdominal cavity of mice,lavaging by WP for 12d,body weight,serum glucose value,immune organ weight and tolerate degree of glucose experiment of mice were measured.The result induced that serum glucose level were all descent by the dosage of 200,400,800mg/kg of WP,and WPP(200mg/ kg)showed significant anti-hyperglycemic effect on mice,thymus and spleen index all increased by the dosage of 200,400,800mg/kg of WP.lt did not show significant anti-hyperglycemic effect on normal mice,but it could increase immune competence of normal mice by the dosage of 200,400,800mg/kg of WP.The result indicated that WP had anti-hyperglycemic effect and reformed immune competence in alloxan-inducing diabetic mice.
polysaccharides from peanut meal;alloxan;diabetes mellitus;anti-hyperglycemic;tolerate degree of glucose experiment;immune competence
TS201.4
A
1002-0306(2010)12-0330-04
2009-10-26 *通讯联系人
杨卫(1985-),男,硕士研究生,主要从事食品安全方面的研究。