苦瓜多糖与皂苷对高血糖协同预防作用机制研究

何庆峰 刘金福 尤玲玲 张玉婵 刘文阁

（天津农学院食品科学系，天津 300384）

苦瓜多糖与皂苷对高血糖协同预防作用机制研究

何庆峰 刘金福 尤玲玲 张玉婵 刘文阁

（天津农学院食品科学系，天津 300384）

研究苦瓜多糖及皂苷对高血糖的协同预防作用，为预防高血糖的苦瓜复方保健食品的开发提供依据。用苦瓜多糖及皂苷灌胃3周，腹腔注射链脲佐菌素（STZ）诱导小鼠高血糖，观察小鼠的体重，肝肾脏器系数，血糖，胰岛素，糖原代谢，糖酵解，抗氧化能力的变化。结果表明，STZ注射前，各组小鼠血糖无差异（P＞0.05）；STZ注射后，与对照组比较，协同组小鼠肝系数增高，血糖降低，胰岛素增高，肝超氧化物歧化酶（SOD）及乳酸脱氢酶（LDH）活性增强，丙二醛（MDA）含量降低，肌糖原增加（P＜0.05）；协同组胰岛素为（17.74±1.19）μIU/mL，SOD为（366.43±28.28）U/mg·prot，显著高于多糖组及皂苷组 （P＜0.05），血清 LDH 活性为（1 039.77±98.44）U/L，显著低于多糖组及皂苷组。说明苦瓜多糖及皂苷能通过协同增加糖贮存、协同增强抗氧化能力及组织供养能力保护胰岛分泌功能等途径预防高血糖。

苦瓜多糖；苦瓜皂苷；高血糖；预防作用；协同

近年来，苦瓜的降血糖功效备受国内外学者的关注，国内外学者采用不同的方法对苦瓜的食用部分进行了分离提取和鉴定，从苦瓜中分离了多种降血糖成分［1］。苦瓜多糖和皂苷是从苦瓜提取的两种重要的活性成分，可以通过多种途径调节高血糖［2－4］。多食品功能成分的协同作用及机制研究是目前食品研究与开发的热点之一。本试验利用苦瓜多糖和皂苷对小鼠长期协同灌胃后，腹腔注射STZ制作高血糖模型，旨在研究苦瓜多糖和皂苷对高血糖诱发因素的协同预防作用，为苦瓜复方功能食品的研发提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

苦瓜多糖及苦瓜皂苷：天津农学院食品科学系实验中心，工艺流程：蒸馏水作浸提剂，微波辅助萃取，热水浸提，膜分离，大孔树脂层析综合提取苦瓜多糖和皂苷［5－6］。苦瓜多糖得率为3.02%，含量为87.5%（蒽酮比色法），苦瓜皂苷得率为0.024%，含量为98.1%（比色法）。

小鼠：SPF级雄性昆明种，军事医学科学院实验动物中心，动物许可证号SCXK－（军）2007－004，体重18～22g。

1.2 主要仪器及试剂

可见光分光光度计：722型，上海第三分析仪器厂；

微量血糖仪及试纸：JSP－5型，北京怡成公司；

全自动γ计数仪：SN－695智能型，上海核所日环光电仪器有限公司 ；

链脲霉素：纯度＞98%，Sigma公司；

考马斯亮蓝G250：分析纯，天津明川生物有限公司；

肝肌糖元测定试剂盒（比色法，批号20091009）、超氧化物歧化酶（SOD）测定试剂盒（羟胺法，批号20091105）、丙二醛（MDA）测定试剂盒（TBA法，批号20091105）、乳酸脱氢酶（LDH，批号20091105）测定试剂盒（比色法，批号20091105）、乳酸（LD）试剂盒测定试剂盒（比色法，批号20091105）：南京建成生物研究所；

胰岛素试剂：放射免疫法，天津九鼎生物公司检测。

1.3 方法

1.3.1 动物分组及处理 小鼠适应性饲养3d后，按体重随机分组，见表1。

表1 剂量分组Table 1 Dose group

每天灌胃1次，连续灌胃3周后，禁食12h，对各组小鼠腹腔注射STZ，72h后再次注射1次，每次80mg/（kg·Bw）［7－8］。试验期间小鼠自由进食和饮水，室温20～24℃，湿度60%～70%，通风，12h/12h明暗周期。

1.3.2 观察指标及测定方法 每天灌胃前称重，空腹血糖水平用血糖试纸检测。试验结束，称重，扣眼球取血后颈椎脱臼处死动物，取肝肾称重；血经3 000r/m离心15min，取血清；取胰腺组织，剪碎后移入15mL的玻璃匀浆管中，按1∶9的比例加入预冷的生理盐水，快速匀浆（冰预），4℃，3 500r/m离心10min，取上清液，既得10%的胰腺匀浆，测定指标时，根据需要再用生理盐水稀释成不同浓度的胰腺匀浆。指标检测方法：胰腺组织总蛋白（考马斯亮蓝法），血清胰岛素（放射免疫法），SOD、MDA、LDH、LD、肝肌糖原均采用化学比色法检测，各指标检测均严格参照试剂盒步骤。

1.4 统计方法

用SPSS13.0软件包进行，结果用均数与标准误表示，采用q检验进行组间差异显著性分析，检验水准P＝0.05。

2 结果

2.1 苦瓜多糖及皂甘对小鼠死亡率、体重及肝肾脏器系数的协同影响

试验结果如表2所示，对照组死亡率为20%，皂苷组死亡率为10%；各组试验结束时体重差别无统计学意义（P＞0.05），说明苦瓜多糖及皂苷长期单独及协同使用时对小鼠的生长发育无显著毒性作用。协同组的肝脏系数显著高于对照组（P＜0.05），表明苦瓜多糖与皂苷协同使用对肝脏具有保护作用；而皂苷组的肝脏系数与对照组比较无差异（P＞0.05），多糖组肝脏系数高于对照组（P＜0.05），与协同组无差异，提示苦瓜多糖对肝的保护作用优于皂苷。

表2 苦瓜多糖及皂甘对小鼠死亡率、体重及肝肾脏器系数的协同影响（x±Sx）ńTable 2 Effect of momordica etracts on mortality rate，body weight and organ coefficient of liver and kidney in mice treated wtih STZ（x±Sx）

2.2 苦瓜多糖及皂甘对空腹血糖的协同影响

试验结果如表3所示，试验初始血糖及STZ注射各组小鼠血糖无显著差异，试验前后各组空腹血糖差值也无统计学差异（P＞0.05）说明单独或协同接触苦瓜多糖及皂苷对小鼠的血糖无损害作用；STZ注射后，各苦瓜提取物组血糖均比对照组高，而且各试验组STZ注射前后的血糖差值D2有显著差异（P＜0.05），协同组空腹血糖要显著低于对照组，但和多糖组及皂苷组无差异（P＞0.05）。说明苦瓜多糖及皂苷协同使用能预防STZ诱导的高血糖。但在本试验条件下，苦瓜多糖和皂苷协同使用后，对高血糖的预防效果并没有显著高于苦瓜多糖和皂苷的单独预防高血糖效果，提示在组分条件下（多糖与皂苷的混合比例为1∶1），苦瓜多糖和皂苷对于STZ诱导的高血糖的预防未有显著的协同增强作用。

2.3 苦瓜多糖及皂甘对血清胰岛素，糖及能量代谢，抗氧化活性协同影响

试验结果如表4所示，STZ通过损伤胰岛的分泌功能造成机体高血糖，本试验中协同组胰岛素为（17.74±1.19）μIU/mL，显著高于其他各组（P＜0.05），说明苦瓜多糖及皂苷对STZ对胰岛分泌损伤的协同保护作用；协同组胰腺SOD活性显著高于其他各组，而MDA含量也比对照组低（P＜0.05），提示多糖和皂苷可能通过协同提高小鼠胰腺组织的抗氧化能力协同保护胰岛的分泌功能。糖原的合成与代谢能影响机体的血糖浓度，肌糖原和肝糖原是机体内糖的主要贮存形式，本试验发现，多糖组和皂苷组的肌糖原与对照组比较无显著性差异，而协同组的肌糖原为（15.35±0.43）mg/g，显著高于其他各组，提示苦瓜多糖和皂苷能通过协同增加小鼠糖原代谢量达到降低血糖的效果；LDH和LD是反应组织氧供状况的指标，在组织缺氧的状况下，组织液中的LDH活性及LD含量会增高。

本试验发现多糖组和皂苷组的LDH活性和对照组无差异（P＞0.05），提示苦瓜多糖和皂苷单独使用对LDH活性无影响，而协同组的LDH 为（1 039.77±98.44）U/L，显著低于其他各组，说明苦瓜多糖和皂苷联合使用能协同降低LDH活性，改善组织的氧供。

表3 苦瓜多糖及皂甘对空腹血糖的协同影响（x±Sx）ńTable 3 Effect of momordica etracts on blood sugar in mice treated with STZ（x±Sx）/（mmol·L－1）

表4 苦瓜多糖及皂甘对血清胰岛素，糖及能量代谢，抗氧化活性协同影响（x±Sx）ńTable 4 Effect of momordica etracts on insulin，metabolism of glycogen and energy，activity of antioxidant in mice treated wtih STZ（x±Sx）

3 讨论与结论

在注射STZ前协同组血糖与对照组无差异，表明长期协同使用苦瓜多糖和皂苷对血糖无影响，在注射STZ后，协同组血糖显著低于对照组（P＜0.05），但与多糖组及皂苷组无显著差异，在本试验条件下（多糖与皂苷的混合比例为1∶1），苦瓜多糖与皂苷联合使用未表现出对STZ诱导的高血糖的协同预防作用，但还不能认为苦瓜多糖和皂苷无协同降血糖作用，其组方有待进一步研究。

腹腔注射链脲佐菌素（STZ）是最常用的制作高血糖模型的方法［9］，其机制是通过特异地引起机体胰腺β细胞死亡，胰岛素分泌减少而诱导机体高血糖。本试验表明，协同组血清胰岛素为（17.74±1.19）μIU/mL，显著高于其他各组，提示苦瓜多糖与皂苷在保护胰腺的胰岛素分泌功能方面具有协同效应；苦瓜多糖及皂苷单独使用时候，胰腺SOD活性分别为（296.20±38.06），（251.27±38.32）U/mg·prot，与对照组比较无显著性差异，而协同组SOD活性组为（366.43±28.28）U/mg·prot，显著高与其他各组，提示苦瓜多糖及皂苷能通过协同增强小鼠胰腺的抗氧化能力。此外，协同组小鼠胰腺的LDH活性也显著低于其它各组，提示苦瓜多糖和皂苷能协同改善改善胰腺组织的供养状况，协同减轻STZ对胰腺的损害，保护和修复胰岛细胞，使血清胰岛素分泌增多。

肌糖原是机体糖代谢的重要指标，能反映机体的糖代谢状况［10］。 研究还发现，协同组的肌糖原为 （15.35±0.43）mg/g，显著高于对照组，而多糖组及皂苷组肌糖原与对照组比较无统计学差异，提示苦瓜多糖及皂苷能通过改善糖原代谢效率协同发挥降血糖作用。

苦瓜是人们喜爱的食物，其提取物的降血糖作用得到了广泛的认可。本试验发现，苦瓜多糖和皂苷联合使用后，对STZ诱导高血糖的发生具有预防作用，其作用可能是通过协同改善胰腺组织的抗氧化及氧供保护胰腺组织及协同改善糖原贮存实现的。而且长期联合使用苦瓜多糖和苦瓜皂苷对正常机体的血糖无毒性作用。本试验可为苦瓜提取物保健品的开发提供新的理论依据，其多糖和皂苷可以应用于预防高血糖的保健食品的开发，适用于血糖正常的机体。

1 刘宝山，庞宗然，刘晓刚，等.苦瓜及其复方制剂降糖作用的研究进展［J］.河北医学，2002，8（2）：184～187.

2 刘秀英.苦瓜降糖作用研究进展［J］.国外医学分册，2006，33（4）：220～223.

3 Ahmad N ，Hassan M R ，Halder H ，et al.Effect of momordica charantia（Karolla）extracts on fasting and postprandial serum glucose levels in NIDDM patients［J］.Bangladesh Med.Res.Counc Bull，1999，25（1）：11～13.

4 Tongia A，Tongia S K，Dave M.Phytochemical determination and extraction of momordica charantia fruit and its hypoglycemic potentiation of oral hypoglycemic drugs in diabetes mellitus（NIDDM）［J］.Indian J.Physiol Pharmacol.，2004，48 （2）：241～244.

5 张平平，刘金福，韩慧，等.水溶性苦瓜皂甙和苦瓜多法的研究［J］.食品研究与开发，2007，28（6）：12～15.

6 陈勋，于海宁，唐德松，等.苦瓜皂甙快速分离纯化方法研究［J］.食品科学，2004，25（4）：114～117.

7 刘亚平，季虹，荣海钦，等.不同性别大鼠在2型糖尿病造模过程中的稳定性［J］.中国实验动物学报，2008，16（1）：52～55.

8 司晓晨，尚文斌，卞慧敏，等.链脲佐菌素加高脂膳食诱导2型糖尿病大鼠模型［J］.安徽中医临床杂志，2003，15（5）：383～385.

9 余传林，朱正光，雷林生，等.链脲佐菌素糖尿病模型动物血糖及体症动态变化的研究［J］.南方医科大学学报，2008，28（1）：132～133.

10 周爱儒.生物化学［M］.第6版.北京：人民卫生出版社，2004：102～104.

Study on synergy preventive effect of polysaccharide and saponin extracted from momordica on hyperglycemia induced by Streptozotocin

HE Qing－feng LIU Jin－fu YOU Lin－lin ZHANG Yu－chanLIUWen－ge

（Department of food science，Tianjin Agricultural University，Tianjin300384，China）

To provide the data for the development of momordica health food by studying the combined hyperglycemia preventive effect of momordica polysaccharide and momordica saponin.After mice were treated with polysaccharide and saponin tracted from momordica for three weeks，hyperglycemia were induced by intraperitoneal injection of STZ and body weight，liver and kidney organ coefficient，blood glucose，insulin ，glycogen and energy metabolism ，capacity of antioxidant were observed.Compared with that of control group，blood glucose in the joint group was no significant difference before STZ injection（P＞0.05），after STZ injection，the liver coefficient increased，blood glucose decreased，insulin increased，activity of liver SOD and LDH increased，content of MDA decreased，muscle glucose increased（P＜0.05）；insulin in joint group was（17.74±1.19）μIU/mL，SOD was（366.43±28.28）U/mg·prot were higher than that of polysaccharide group and saponin group（P＜0.05）.Momordica polysaccharides and saponins can provent hyperglycemia，the mechanism is to increase glycogen storage and to protect pancreatic insulin secretion function by increasing of antioxidant capacity and oxygen suplly of pancreas.

momordica polysaccharide；momordica saponin；hyperglycemia；preventive；synergy

10.3969 /j.issn.1003－5788.2010.05.026

何庆峰（1979－），男，天津农学院讲师，硕士。E－mail：hqf42109510＠163.com

刘金福

2010－06－01