蛹虫草降血糖作用及其机制研究

徐雷雷，王静凤，唐 筱，王玉明，傅 佳，薛长湖

(中国海洋大学食品科学与工程学院，山东青岛 266003)

蛹虫草主要含有虫草素、虫草酸、虫草多糖、SOD等活性物质，具有抗肿瘤、抗炎、镇静催眠、提高机体免疫力、防止衰老、抗氧化等功效［1］。已有研究报道表明，蛹虫草活性提取物具有良好的降血糖作用［2］，但对蛹虫草单用降血糖及其作用机制的研究少见报道。本实验以蛹虫草为研究对象，观察其对糖尿病大鼠的降血糖作用并对其作用机制进行探讨，以期为蛹虫草的高值化利用提供理论依据。

1 材料

1.1蛹虫草人工蛹虫草，市售，经超微粉碎后得精粉。实验时将样品用蒸馏水配制成所需浓度的悬浮液。

1.2实验动物健康SD大鼠，♂，体质量(200±20)g，SPF级，由北京维通利华实验动物技术有限公司提供，合格证号为SCXK(京)2007-0001。

1.3药品和试剂STZ、锇酸，美国Sigma公司产品;戊二醛，美国Structure Probe公司产品;苏木精，上海蓝季科学发展有限公司产品;醇溶性伊红，上海试剂三厂产品;葡萄糖测定试剂盒，北京中生北控生物科技股份有限公司产品;SOD、GSH-PX、CAT、糖化血红蛋白和糖化血清蛋白试剂盒，均为南京建成科技有限公司产品;实验所用其它化学试剂均为国产分析纯。

2 方法

2.1糖尿病模型建立及分组健康SD大鼠，禁食不禁水12 h，两次腹腔注射STZ建立糖尿病模型，以血糖值≥16.7 mmol·L-1视为造模成功。正常组注射等体积的柠檬酸-柠檬酸三钠缓冲液(pH=4.3)。造模成功的大鼠根据体重和空腹血糖值分为模型组和蛹虫草组，每组10只。正常组和模型组灌胃生理盐水，样品组灌胃蛹虫草溶液400 mg(kg·bw)-1。每天1次，灌胃体积为10 ml(kg·bw)-1，连续35 d。期间大鼠自由饮水、进食。

2.2指标测定空腹血糖、葡萄糖耐量、糖化血红蛋白和糖化血清蛋白含量、肝脏和胰腺中SOD、GSH-PX和CAT活力测定按照试剂盒说明书操作。

2.3胰腺组织的显微观察取大鼠胰腺。将胰尾部分置于体积分数为10%的中性甲醛中固定24 h，脱水、透明、常规石蜡包埋、切片、染色后，于光学显微镜下观察并拍照。

2.4胰腺组织的透射电镜观察分别用体积分数为4%的戊二醛和1%的锇酸固定胰腺，经梯度乙醇和环氧丙烷脱水，EPON包埋，制作成半薄切片。经甲苯兰染色、定位，制作超薄电镜切片，醋酸铀和柠檬酸铅染液染色后于透射电镜下观察并拍照。

2.5统计学处理数据分析结果采用SPSS 11.0软件进行单因素方差分析，同时进行LSD两两比较。实验结果以±s表示。

3 结果

3.1对大鼠检测指标的影响

3.1.1对空腹血糖和葡萄糖耐量的影响模型组大鼠空腹血糖值和葡萄糖耐量明显高于正常组(P＜0.01)。经蛹虫草灌胃后，蛹虫草组大鼠空腹血糖值和葡萄糖耐量分别比模型组降低了28.28%、23.62%(P＜0.01)，显示出较好的降血糖效果。见Tab 1。

3.1.2对糖化血红蛋白和糖化血清蛋白含量的影响模型组大鼠糖化血红蛋白和糖化血清蛋白含量明显升高(P＜0.01)，约为正常组的2倍;与模型组相比，蛹虫草组大鼠糖化血红蛋白含量降低了16.77%(P＜0.01)，糖化血清蛋白含量降低了32.03%(P＜0.01)。见Tab 2。

3.1.3对肝脏和胰腺中抗氧化酶活力的影响糖尿病大鼠肝脏和胰腺中抗氧化酶活力较正常组均明显降低(P＜0.01)。蛹虫草灌胃给药35 d后，各抗氧化酶的活力与模型组相比提高。其中肝脏中SOD活力提高了16.9%(P＜0.01)，CAT活力提高了34.6%(P＜0.01)，GSH-PX活力提高了11.1%(P＜0.05);胰腺中 SOD、CAT、GSH-PX分别提高了10.52%(P＜0.05)、44.4%(P＜0.01)、7.5%。

Tab 1 Effect of C.militaris on fasting plasma glucose and glucose tolerance test in diabetic rats(¯x ± s，n=10)

Tab 2 Effect of C.militaris on glycosylated hemoglobin and glycosylated serum protein contents in diabetic rats(±s，n=10)

Tab 2 Effect of C.militaris on glycosylated hemoglobin and glycosylated serum protein contents in diabetic rats(±s，n=10)

##P ＜0.01 vs normal control;＊＊P ＜0.01 vs model control

Group Glycosylated hemoglobin Gglycosylated serum protein/mmol·L -1 Normal 45.36±4.25 1.19±0.10 Model 92.15±8.43## 2.31±0.13##C.militaris 77.05±7.23＊＊ 1.62±0.12＊＊

3.2对胰腺组织显微结构的影响光镜下，正常组大鼠胰岛结构完整，外形饱满规则，轮廓清晰;模型组大鼠胰岛形态不规则，结构受破坏，轮廓消失，与周围组织难以区分;蛹虫草组大鼠胰岛外形与正常组相比有所减小，但与模型组相比边界清晰，形态规则，结构完整。提示蛹虫草可较好的修复糖尿病大鼠受损的胰岛组织结构，对胰岛具有较好的保护作用。

3.3对胰岛β细胞亚显微结构的影响电镜下，正常组大鼠胰岛β细胞结构完整，细胞间界限清晰;细胞核呈卵圆形，核膜光滑，核仁清晰，核染色质均匀;胞质内散有线粒体，数量较多，呈圆形或细长形，线粒体内嵴排列规则;粗面内质网丰富，结构完整，排列紧密。模型组大鼠胰岛中某些β细胞呈现凋亡早期改变，表现为细胞体积变小，细胞核固缩，核膜肿胀呈不规则状，核周隙增大;核仁消失，核染色质降解、聚集，甚至呈板块状;胞质中粗面内质网出现不同程度的肿胀，排列间隙扩大，甚至出现大量气泡;线粒体数量减少，大部分发生肿胀，线粒体嵴和基质溶解消失且伴有气泡出现。蛹虫草组β细胞边界清晰，细胞核呈圆形，核膜光滑，核周隙略有扩张。粗面内质网少量发生肿胀，扩张程度减轻。胞质中线粒体肿胀程度降低，未见空泡现象。提示蛹虫草对胰岛β细胞的亚显微结构有较好的保护作用。

4 讨论

临床上通常以空腹血糖、口服葡糖糖耐量等指标诊断糖尿病。此外，结合糖化血红蛋白和糖化血清蛋白反映糖尿病患者血糖长期控制水平，弥补了空腹血糖只反映瞬时血糖值的不足［3］。本实验结果表明，蛹虫草能显著降低糖尿病大鼠空腹血糖值，提高葡萄糖耐量，降低糖化血红蛋白和糖化血清蛋白含量，提示蛹虫草具有明显的降血糖作用。

研究表明［4］，糖尿病状态下机体抗氧化能力下降，氧化应激增加，机体处于长期的高血糖和氧化应激状态［5］。在糖尿病临床研究中发现［6］，清除体内过多的自由基，提高机体和胰腺组织的抗氧化能力可有效改善糖尿病症状。本实验结果显示，糖尿病模型大鼠肝脏和胰腺中SOD、CAT和GSHPX活力下降。蛹虫草治疗后，糖尿病大鼠肝脏和胰腺中抗氧化酶活力得到了提高，提示蛹虫草能提高糖尿病大鼠机体及胰腺组织的抗氧化能力，从而起到降低血糖的作用。

胰腺组织的抗氧化能力远低于体内的其它组织，主要表现为其中所含的抗氧化酶含量较少，对自由基损伤敏感［7］。在糖尿病状态下，氧化应激会造成胰岛β细胞受损而导致其合成及分泌胰岛素的能力下降。本实验对胰岛组织的显微和亚显微结构研究结果表明，蛹虫草对胰岛β细胞具有保护作用，该作用与其提高机体及胰腺组织的抗氧化能力密切相关。

综上可知，蛹虫草具有良好的降血糖作用，其作用机制与清除体内自由基，提高机体和胰腺的抗氧化能力，修复受损的胰岛β细胞有关。

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