紫心甘薯黄酮提取物对糖尿病大鼠糖脂代谢的影响

姜慧芳，李向荣，唐 超

(1.浙江大学城市学院医学与生命科学学院，浙江 杭州 310015;2.浙江大学药学院，浙江 杭州 310058)

糖尿病是一种多病因的代谢疾病，特点是慢性高血糖，在糖尿病发病过程中，由于胰岛素分泌绝对或相对不足，机体激素敏感性脂肪酶活性增加，产生葡萄糖利用障碍，抗脂解作用降低，使得血糖和 TC、TG、LDL-C血脂指标水平增高，对机体产生糖毒性和脂毒性作用［1］，使体内糖、脂、蛋白质等多种代谢紊乱，进而导致心血管病变、肾功能衰竭、视网膜病变以及神经系统障碍性病变等多种并发症的发生，严重影响患者的生活质量［2，3］。同时，这些并发症也是糖尿病患者死亡的一个重要原因。因此，深入研究糖尿病糖代谢和脂代谢之间的关系，积极纠正糖尿病糖脂代谢异常，对降低糖尿病的死亡率及改善患者生存质量是十分重要和必要的。

紫心甘薯是我国科技工作者从日本引进的新品种，紫色甘薯不同于一般的甘薯品种，它含有大量的黄酮类化合物［4］，紫心甘薯含有的黄酮类化合物稳定性高，对热、光、酸比较稳定［5-7］。近年来，国内外研究表明，紫心甘薯黄酮提取物具有清除自由基强抗氧化、抗肿瘤、预防和防止心脑血管疾病、抑菌等多种药理功能［8-15］，但未见降糖降脂作用的研究。本实验通过研究紫心甘薯黄酮提取物对链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病大鼠的降糖降脂作用，为进一步开发紫心甘薯提供实验参考。

1 材料与方法

1.1 实验动物 健康雄性SD大鼠:体重150～170 g，清洁级，购于浙江省医学科学院实验动物中心，合格证号:SCXK(浙)2008-0033;实验过程中大鼠的饲养环境稳定，保持室温(24±1)℃，相对湿度(55±10)%，灯光控制12 h昼夜交替，基础饲料喂养1周后进行分组。

1.2 材料及试剂 紫心甘薯购于山东临沂;链脲佐菌素STZ(Sigma，批号019K1022);盐酸二甲双胍片(浙江亚太药业股份有限公司，批号0908210);血糖试纸(美国强生，批号2950567、2968031010);糖化血清蛋白(GSP)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL-C)、高密度脂蛋白(HDL-C)测定试剂盒(南京建成生物工程研究所)。

1.3 仪器 稳步血糖仪(美国强生);KQ-700DB型数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司公司);台式高速冷冻离心机Allegra 64R(美国贝克曼库尔特实验有限公司);漩涡混匀器(江苏金坛市江南仪器公司);数显恒温水浴锅HH-4(国化电器有限公司);Sunrise-BASIC酶标仪(瑞士TECAN)。

1.4 方法

1.4.1 PSPF的提取 紫心甘薯粉末置于烧杯中，用20倍量体积分数70%乙醇在60℃下超声提取35 min，固定超声电功率为560 W，超声频率为40 kHz。经超声提取后，抽滤，弃去固体残渣，滤液旋转蒸发后浓缩备用。

1.4.2 动物分组及处理 72只SD大鼠适应性喂养1周后，随机取出12只作为正常对照组，其余的大鼠禁食12 h后，按65 mg·kg-1剂量，一次性腹腔注射1%STZ，1周后禁食不禁水，采尾血测得空腹血糖值≥11.1 mmol·L-1为糖尿病成模大鼠，将糖尿病大鼠按照血糖值和体重随机分为5组，每组12只大鼠，即糖尿病模型组(灌胃等体积生理盐水)，紫心甘薯黄酮提取物高(240 mg·kg-1)，中(120 mg·kg-1)，低(60 mg·kg-1)3组，阳性对照组(二甲双胍90 mg·kg-1);正常对照组灌胃等体积生理盐水。

1.4.3 指标的测定 实验共进行4周，每天测体重、饮食量、饮水量;每2周测量一次血糖，4周后眼眶取血，离心取血清按照试剂盒说明测量 GSP、TC、TG、HDL-C、LDL-C。

1.5 统计学分析 用SPSS 18.0统计软件，所有数据以表示，采用单因素方差分析，若具有统计学意义(P＜0.05)，则采用LSD分析后检验进行统计分析。血糖指标和血脂指标相关性采用Pearson correlation相关分析，检验水准均为 α =0.05。

2 结果

2.1 紫心甘薯黄酮提取物对STZ糖尿病大鼠体重、饮食量及饮水量的影响 造模后，模型组大鼠平均体重明显下降，平均饮食量和平均饮水量明显增多，与正常对照组有显著性差异(P＜0.01)。PSPF灌胃组和二甲双胍组体重、饮食量明显增加，饮水量明显减少，高、中、低灌胃组效果明显，与模型组有显著性差异(P＜0.05)，PSPF高剂量组作用优于二甲双胍组，结果见表1。

表1 紫心甘薯黄酮提取物对STZ糖尿病大鼠体重、饮食量及饮水量的影响Table 1 Effect of PSPE on body weight，food and fluid intake of diabetic rats in all groups(n=12，)

表1 紫心甘薯黄酮提取物对STZ糖尿病大鼠体重、饮食量及饮水量的影响Table 1 Effect of PSPE on body weight，food and fluid intake of diabetic rats in all groups(n=12，)

与空白对照组相比，#:P＜0.01;与模型组相比，*:P ＜0.01，△:P ＜0.05.

组 别 体重/g 饲料/(g·d-1)水/(g·d-1)空白组 338.91 ±34.82* 29.25 ±4.30* 38.57 ±0.66*模型组 217.69 ±11.48# 53.35 ±4.88# 231.60 ±18.79#低剂量组 245.18 ±6.20#△ 48.25 ±2.67#△ 197.12 ±21.02#*中剂量组 247.76±12.38#△ 44.52±4.66#* 192.75±25.46#*高剂量组 260.07 ±23.26#* 39.04 ±4.95#* 177.82 ±32.57#*二甲双胍组 258.75 ±18.54#* 40.84 ±2.51#* 179.62 ±20.16#*

2.2 紫心甘薯黄酮提取物对STZ糖尿病大鼠血糖、GSP的影响 灌胃二甲双胍、PSPF的三组血糖值明显下降，PSPF各个灌胃组，随着剂量的增加，血糖水平呈现逐步降低的趋势，高、中、低两组降糖作用显著低于模型组大鼠的血糖值(P＜0.05)，高、中剂量组降糖作用明显，与二甲双胍组无显著性差异(P＜0.01)。此外，糖尿病模型组GSP明显高于正常组(P＜0.01)，PSPF各个灌胃组均有所降低，高剂量、中剂量组较模型组降低效果显著(P＜0.01)，高剂量组和阳性组无显著性差异。结果见表2、图 1。

表2 紫心甘薯黄酮提取物对STZ糖尿病大鼠血糖及其GSP的影响Table 2 Effect of PSPF on the blood glucose and GSP in diabetic rats(mmol·L-1，n=12，)

表2 紫心甘薯黄酮提取物对STZ糖尿病大鼠血糖及其GSP的影响Table 2 Effect of PSPF on the blood glucose and GSP in diabetic rats(mmol·L-1，n=12，)

与空白对照组相比，#:P ＜0.01;与模型组相比，*:P ＜0.01，△:P ＜0.05.

血 糖组 别GSP 0周 2周 4周空白组 5.00 ±0.463 4.98 ±0.44* 4.99 ±0.73* 1.09 ±0.20*模型组 20.43 ±4.50# 24.82 ±1.59# 25.46 ±1.28# 2.18 ±0.25#低剂量组 20.21 ±3.43# 19.63 ±2.89#△ 17.58 ±2.99#△ 1.95 ±0.11#△中剂量组 20.79 ±2.52# 18.40 ±1.84#* 15.48 ±1.53#* 1.84 ±0.16#*高剂量组 20.25 ±1.81# 17.01 ±2.41#* 14.04 ±2.59#* 1.67 ±0.08#*二甲双胍组 20.22 ±2.82# 17.10 ±3.18#* 15.70 ±2.58#* 1.73 ±0.18#*

图1 紫心甘薯黄酮提取物对STZ糖尿病大鼠血糖的影响Fig.1 Effect of PSPF on the blood glucose in diabetic rats(mmol·L-1，n=12，)

2.3 紫心甘薯黄酮提取物对STZ糖尿病大鼠血脂的影响 模型组血清TC、TG、LDL-C的含量显著高于对照组(P＜0.01)，HDL-C的含量显著低于对照组(P＜0.01)。灌胃PSPF4周后，各项指标明显改善，相对于模型组，PSPF高、中剂量组和二甲双胍组都能降低高脂血症大鼠血清TC、TG、LDL-C和升高大鼠血清 HDL-C(P ＜0.01)，三组之间均无显著性差异，说明在一定程度上，PSPF可以达到二甲双胍调节血脂的效果，并且PSPF高、中剂量组和二甲双胍组与空白组对照均无显著差异，说明作用效果显著，可以部分纠正糖尿病造成的脂代谢异常，使糖尿病大鼠的 TC、TG、LDL-C、HDL-C接近正常大鼠水平。结果见表3。

2.4 血糖指标和血脂指标之间相关性分析 GSP、TC 、TG、LDL-C和2周FBG、4周FBG呈正相关，且统计学分析相关性显著(P＜0.0001);HDL-C 和2周 FBG、4周FBG呈负相关(P＜0.0001)。结果见表 4。

表3 紫心甘薯黄酮提取物对STZ糖尿病大鼠血脂代谢的影响Table 3 Effect of PSPF on the content of TC，TG，LDL-C，HDL-C in blood serum of diabetic rats(mmol·L-1，n=12，)

表3 紫心甘薯黄酮提取物对STZ糖尿病大鼠血脂代谢的影响Table 3 Effect of PSPF on the content of TC，TG，LDL-C，HDL-C in blood serum of diabetic rats(mmol·L-1，n=12，)

与空白对照组相比，#:P＜0.01，*:P ＜0.05;与模型组相比，△:P ＜0.01.

组 别TC TG LDL-C HDL-C空白组 51.38 ±2.48△ 311.33 ±22.88△ 52.39 ±5.21△ 224.91±22.87△模型组 112.75 ±9.39# 1477.93 ±183.60# 99.48 ±10.78# 125.60 ±32.35#低剂量组 107.49 ±11.38# 1127.08 ±145.43#△ 80.99 ±3.89#△ 152.00±35.39#中剂量组 85.66 ±4.01#△ 757.69 ±34.26#△ 74.58 ±4.97#△ 185.49 ±30.33#△高剂量组 66.06 ±7.55#△ 554.82 ±31.40#△ 57.83 ±7.36#△ 205.96 ±32.37＊△二甲双胍组 66.44 ±2.12#△ 563.33 ±59.15#△ 58.60 ±2.10＊△ 200.38±46.09△

表4 2周 FBG、4周 FBG 和 GSP、TC 、TG、LDL-C、HDL-C相关性分析Table 4 One-factor-correlation anaysis of 2 W FBG，4 W FBG and GSP，TC，TG，LDL-C，HDL-C

3 讨论

链脲佐菌素(STZ)是一种DNA烷基化试剂，能通过GLUT2葡萄糖转运蛋白独自进入细胞，可选择性地损坏多种动物的β细胞，一次大剂量注射STZ，可以直接引起胰岛β细胞的广泛破坏，引起实验性糖尿病，STZ诱导的糖尿病大鼠模型是研究糖尿病治疗药物疗效的常用动物模型。本实验，我们通过一次大剂量注射STZ，诱导糖尿病模型。大鼠注射STZ 3d后即出现多尿、多饮、多食的三多症状，且造模组大鼠血糖一直显著高于空白对照组，说明糖尿病模型造型成功。实验过程中糖尿病大鼠高血糖、“三多一少”的症状一直存在，而且呈现持续加重状态。糖尿病大鼠4 W灌胃实验表明，PSPF对STZ致糖尿病大鼠具有缓解病鼠消瘦，多饮多食等症状的作用。实验结束时PSPF高剂量组大鼠空腹血糖比实验初期降低30.67%，优于二甲双胍组的22.35%，说明 PSPF可以有效降低糖尿病大鼠血糖水平，改善糖尿病症状。

本实验建立的链脲佐菌素糖尿病大鼠模型在出现高血糖症状后，也表现出高脂血症现象。这说明糖脂代谢紊乱的存在。PSPF在降低血糖的同时，高、中剂量灌胃组还能显著的降低糖尿病大鼠的 TC、TG、LDL-C 含量(P ＜0.01)，显著提高HDL-C含量(P＜0.01)。大量的实验已经证明，PSPF具有清除自由基，抗氧化作用。这可能是因为随着体内自由基的减少，胰岛β细胞得到修复，胰岛素分泌增多，糖尿病大鼠血糖得到改善，随着糖尿病血糖的降低，体内的脂质代谢紊乱有所改善。

糖化血清蛋白(Glycosylated serum protein，GSP)是血浆中的蛋白质与葡萄糖非酶糖化过程中形成的一种高分子酮胺结构，类似果糖胺的物质，它的浓度与血糖水平成正相关，并相对保持稳定，日间变异小，它的测定不受进食、运动、机体状况、即时血糖的影响，可以反映糖尿病患者检测前l～3周内的平均血糖水平［16］，实验结果显示，紫心甘薯灌胃组GSP显著降低，表明紫心甘薯黄酮提取物能有效控制糖尿病大鼠血糖升高，和实验中血糖变化相符合。

综上所述，紫心甘薯黄酮提取物对STZ引起的糖尿病大鼠有明显的治疗作用，可以有效降低糖尿病大鼠血糖、血脂，这些作用对防治糖尿病并发症的发生具有积极的意义。本实验结果为紫心甘薯黄酮提取物将来进一步对糖尿病及其并发症的防治研究提供了实验依据。而且中国是世界上甘薯产量最大的国家，紫心甘薯黄酮提取物纯天然，绿色环保，紫心甘薯也可以被开发成保健品，前景广阔。

［1］XUE Sheng-xia，JIN Li-qin，JIA Dong-ming，et al(薛胜霞，金丽琴，贾东明，等).Effects of the derivatives of achyranthes bidentata polysaccharides on blood glucose and blood lipids in diabetic rats［J］.Chin Pharm J(中国药学杂志)，2009，44(2)，107-110.(in Chinese)

［2］FARA J M，LU H L，CIANFLONE K.Diabetes，lipids and adipocyte secretagogues［J］.Biochem Cell Biol，2004，82(1):170-190.

［3］COX S L. Rosiglitazone maleate/metformin hydrochloride:a new formulation therapy for type 2 diabetes.［J］.Drugs of Today，2004，40(7):633-643.

［4］LU Guo-quan，REN Yun，TANG Zhong-hou，et al(陆国权，任 韵，唐忠厚，等).Flavonoid extraction and flavonoid content genotypic variation in sweetpotatostorageroots［J］.Journalof Zhejiang University:Agriculture＆Life Science(浙江大学学报:农业与生命科学版)，2005，31(5):541-544.(in Chinese)

［5］YE Xiao-li，LI Xue-gang，LI Kun-pei，et a1(叶小利，李学刚，李坤培，等).Studies on the hue stability of anthocyaninin purple-sweet potato［J］.Journal of Southwest China Normal University(NatureScience)(西南师范大学学报:自然科学版)，2003，28(5):725-729.(in Chinese)

［6］LU Guo-ming，LAN Xiao-ming，LOU Xiao-bo，et al(陆国权，蓝小明，楼小波，等).Study on physical and chemical properties of red pigments from purple sweet potato(PSP)［J］.Journal of Zhejiang Agricultural University(浙江农业大学学报)，1996，22(3):308-311.(in Chinese)

［7］CHEN Yong，ZHANG Qing(陈 勇，张 晴).Study on the Adsorbing and Refining Colorant from Purple Sweet Potato with Macro-porous Resin［J］.China Food Additives(中国食品添加剂)，2001，1:6-9.(in Chinese)

［8］WEN Tao-yong，LIU Xiao-qiang(温桃勇，刘小强).Research progress on nutritive components and medicinal value of purple sweet potato［J］.Journal of Anhui Agri.Sci(安徽农业科学)，2009，37(5):1954-1956.(in Chinese)

［9］WANG Shan，DENG Ze-yuan，CAO Shu-wen，et al(王 杉，邓泽元，曹树稳，等).Studies on antioxidative functions ofpurple-fleshed sweet potato anthocyanin in vivo［J］.Acta Nutrimenta Sinica(营养学报)，2005，27(3):245-248.(in Chinese)

［10］GAO Li-wei，HUI Yu-zhuo，LI Xiang-rong(高丽威，回玉琢，李向荣).Study on flavonoids purification by macroporous resin and antioxidant activity of flavonoids in purple sweet potato［J］.Chin Pharm J(中国药学杂志)，2010，45(17)，1323-1326.(in Chinese)

［11］KANO M，TAKAYANAGI T，HARADA K，et al.Antioxidative activity of anthocyanins from purple sweet potato， ipomoera batatas cultivar ayamurasaki［J］.Bioscience，Biotechnology，and Biochemistry，2005，69(5)，979-988.

［12］KOWALCZYK E，KRZESIÑSKI P，KURA M，Anthocyanins in medicine［J］.Pol J Pharmacol，2003，55(5):699-702.

［13］ZHANG Zhuo，ZHOU Bo(张 卓，周 波).Advances in apoptosis of tumor-cell induced by anthocyanidins［J］.Journal of International Oncology(国际肿瘤学杂志)，2006，33(11):831-835.(in Chinese)

［14］YE Xiao-li，LI Xue-gang，LI Kun-pei(叶小利，李学刚，李坤培).Effect of polysaccharide in purple sweet potato on the antitumor activity of cancer bearing mice［J］.Journal of Southwest China Normal University:Natural Science Edition(西南师范大学学报:自然科学版)，2005，30(2):332-336.(in Chinese)

［15］YUE Jing，FANG Hong-jun(岳 静，方宏筠).Preliminary study of purple sweet potato color in vitro antibacterial activity ［J］.Liaoning Agricultural Science(辽宁农业科学)，2005(2):47-47.(in Chinese)

［16］RAHLENBECK S I.Monitoring diabetic control in developing countries:a review of glycated haemoglobin and fructosamine assays［J］.Trop Doct，1998，28(1):9-15.