沙棘籽渣多糖对正常及糖尿病模型动物血糖的影响

张 雯*，黄晓青，王捷思，瞿伟菁

华东师范大学生命科学学院，上海 200062

沙棘籽渣多糖对正常及糖尿病模型动物血糖的影响

张 雯*，黄晓青，王捷思，瞿伟菁

华东师范大学生命科学学院，上海 200062

本文研究了沙棘籽渣多糖(Polysaccharides from seed residue ofHippophae rhamnoideL.，PSH)对正常小鼠及实验性2型糖尿病大鼠血糖、血脂代谢的影响。以100、200和400 mg/kg剂量的PSH连续灌胃正常小鼠20 d;以50和100 mg/kg剂量的PSH连续灌胃由烟酰胺联合链脲佐菌素诱导的类似2型糖尿病大鼠3周，测定血糖、糖基化血清蛋白、血清胰岛素、血清总胆固醇、甘油三酯及肝糖原含量。结果显示:PSH对正常小鼠的血糖和血脂代谢没有明显影响;但能明显降低2型糖尿病大鼠的血清葡萄糖、总胆固醇和糖基化血清蛋白水平，同时显著增加糖尿病大鼠的血清胰岛素含量。上述结果表明:PSH在实验性2型糖尿病大鼠模型上具有降血糖和降胆固醇的活性。

沙棘籽渣多糖(PSH);2型糖尿病大鼠;降血糖作用

沙棘(Hippophae rhamnoide L.，seabuckthorn)为胡颓子科(Elaeagnaceae)沙棘属的灌木或小乔木，具有良好的改良土壤和水土保持功能，并具备很高的药用价值［1，2］。本课题组前期围绕榨取籽油后的沙棘籽渣进行了系列研究，结果显示:籽渣水提物在链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠模型上有明显的降血糖、降血脂及抗氧化活性［3］;成分分析表明其中可溶性多糖含量较高［3］，提示水提物中发挥降血糖活性的主要组分可能为多糖。在此基础上，为明确沙棘籽渣水提部位降血糖活性的物质基础，本文分离提取了籽渣多糖并观测了其对正常及实验性2型糖尿病模型动物血糖和血脂的影响，对籽渣多糖可能的降血糖活性进行了评价。

1 材料

1.1 材料与仪器

1.1.1 沙棘籽渣

沙棘籽渣(seed residues ofHippophae rhamnoidesL.)由内蒙古宇航人有限公司提供，所用沙棘的生药学鉴定由华东师范大学生物学系李宏庆副教授进行，存证标本号:No.Wang S.Y.2006001，存放于华东师范大学生命科学学院植物标本馆(HSNU)。

1.1.2 沙棘籽渣多糖的制备

沙棘籽渣经石油醚脱脂后以热水浸提，水提液经Sevage法除蛋白，而后以80%乙醇(终浓度)沉淀，沉淀物经70%、80%、95%和100%乙醇及乙醚脱水，获浅棕色粉末——沙棘籽渣多糖(Polysaccharides from seed residue ofHippophae rhamnoideL.，PSH)，纯度大于50%。

1.1.3 实验动物

昆明种雄性小鼠(KM小鼠)，体重20～25 g，由复旦大学医学院实验动物中心提供，合格证号:医动字02-22-1号。雄性SD大鼠，体重220～230 g，购自上海西普尔－必凯实验动物公司，实验动物合格证号:SCXK(沪)2008-0016。实验动物饲养于学院动物房，处于空气流通，室温23～25℃的环境中;动物给予标准实验动物饲料，自由饮水饮食，饲料具体成分为:大麦粉20%、脱水菜10%、豆粉20%、酵母1%、玉米粉16%、麸皮16%、鱼粉10%、食盐2%、骨粉5%。

1.1.4 药品与试剂

链脲佐菌素(streptozotocin，STZ，Sigma公司产品)、烟酰胺(上海生化技术公司产品)，美吡达(市售，Pharmacia＆Upjohn.公司产品，批号9ERLD1)、乙醇、正丁醇、氯仿等均为国产分析纯试剂。酶法血清葡萄糖(serum glucose，Glu)、甘油三酯(triglyceride，TG)、总胆固醇(total cholesterol，TC)测定试剂盒购自上海科欣生物技术研究所;糖基化血清蛋白(glycosylated serum protein，GSP)和肝糖原(Glycogen)测定试剂盒购自南京建成生物工程研究所。

1.1.5 仪器

BS210S电子天平(Sartorius)，酶联免疫测定仪(Bio-tek exl 800)，DK-S24恒温水浴锅(上海精宏实验设备有限公司)，DHG-9246A烘箱(上海精宏实验设备有限公司)，XW-80A旋涡混合器(上海医科大学仪器厂)，R1002B型旋转蒸发仪(上海申生科技有限公司)，SHB-Ⅲ循环水式真空泵(上海申胜生物技术有限公司)，TL-16R台式高速冷冻离心机(上海离心机械研究所)，超低温冰箱(Thermo)。

1.2 方法

1.2.1 正常小鼠分组与给药

正常雄性小鼠，适应性喂养3 d后随机分为对照组(给予蒸馏水)，PSH低、中、高剂量组，分别给予100、200和400 mg/kg体重(body weight，B.W.)剂量的PSH，每组10只。给药组每天灌胃(ig)给予相应剂量的PSH，对照组ig等体积蒸馏水，每天1次，连续20 d。20 d时，各组小鼠禁食10 h，眼窦脉采血并处死，进行相关血液生化指标及肝糖原分析。

1.2.2 实验性2型糖尿病大鼠模型的制备

参考Masiello等人的模型制备方法［4］，并稍做更改:雄性SD大鼠适应性喂养3 d后随机分出8只为正常对照组(Normal control)，其余为模型制备组。模型制备组大鼠禁食6 h后腹腔注射230 mg/kg剂量烟酰胺溶液(生理盐水配制，现配现用)，15 min后，按体重60 mg/kg剂量尾静脉注射STZ溶液(PH 4.4柠檬酸缓冲液配制，现配现用)进行2型糖尿病诱导。4周后所有动物禁食10 h，尾静脉取血，分离血清，测定血清葡萄糖，选择血糖值极显著高于正常大鼠者为成型大鼠。

1.2.3 糖尿病大鼠分组与降糖实验

试验共分5组，除正常对照组外，成型大鼠随机分为4组，每组8只，分别为:模型对照组(Diabetic control)，美吡达组(glipizide，Glip)、PSH低剂量组和高剂量组。美吡达组大鼠按5 mg/(kg·d)剂量灌胃给予(ig)美吡达;PSH低、高剂量治疗组分别按50 mg/(kg·d)和100 mg/(kg·d)剂量ig PSH;正常对照组和模型对照组ig等体积蒸馏水，连续3 w。正常大鼠及各组糖尿病大鼠正常饮食，自由饮水，每天观察大鼠活动程度，体毛色泽、饮食、饮水及粪便形状等。21 d时，各组动物禁食10 h，眼窦脉采血并处死，分离血清，检测相关生化指标。指标测定前，所有样品保存于-70°C。

1.2.4 血清生化指标测定

血清中Glu、TC、TG和GSP含量;肝脏中糖原含量按试剂盒说明书方法测定。血清胰岛素(Insulin，Ins)含量采用放射免疫法测定，由上海市第一人民医院测定。

1.3 统计学分析

所有数据利用SPSS 11.5软件分析，结果以x±s表示，组间比较采用单因素方差分析(One-way analysis of variance，ANOVA)，并用Duncan法进行多重比较，P＜0.05为差异显著，P＜0.01为差异极显著。

2 结果

2.1 PSH对正常小鼠血糖的影响

连续灌胃PSH 20 d，受试正常小鼠空腹血糖含量变化见表1，结果显示各组间血糖值无明显差异(P＞0.05)。

表1 PSH对正常小鼠空腹血糖水平的影响Table 1 Effect of PSH on fasting serum glucose level in normal mice

2.2 PSH对正常小鼠肝糖原含量的影响

如图1所示，给予100、200和400 mg/kg剂量PSH的受试组肝糖原含量分别为:3.41±1.48，3.36±2.10，5.02±1.96 mg/g肝重，与对照组(2.87±1.30 mg/g肝重)相比，肝糖原含量无明显差异(P＞0.05)。

图1 正常小鼠肝糖原含量Fig.1 Hepatic glycogen contents of normal mice

2.3 PSH对正常小鼠血脂的影响

各实验组小鼠的血清总胆固醇和甘油三酯含量如表2所示，由结果可见:连续给药20 d后各组小鼠间血清胆固醇和甘油三酯含量均无明显差异(P＞0.05)。

表2PSH对正常小鼠血清总胆固醇和甘油三酯水平的影响Table 2 Effect of PSH on serum total cholesterol and triglyceride levels in normal mice

2.4 PSH对正常小鼠体重的影响

各组小鼠给药前后的体重变化见表3，由结果可见，连续给予3个剂量的PSH 20 d，各受试组小鼠的体重与对照组相比无明显差异(P＞0.05)。

表3 PSH对正常小鼠体重的影响Table 3 Effect of PSH on body weights of normal mice

2.5 PSH对实验性2型糖尿病大鼠血糖水平的影响

表4为各实验组大鼠给药前后的空腹血糖水平，结果显示，通过注射烟酰胺和STZ的诱导，各组糖尿病大鼠的血糖水平均极显著高于正常对照组大鼠(P＜0.01)。连续给药21 d后，50和100 mg/kg PSH给药组大鼠的血糖水平均极显著低于模型对照组大鼠(P＜0.01)，降低幅度分别为11.42%及15.07%，表明PSH可明显降低实验性2型糖尿病大鼠的血糖水平。P

表4 PSH对糖尿病大鼠空腹血清葡萄糖水平的影响Table 4 Effect of PSH on fasting serum glucose level in nicotinamide-STZ induced diabetic rats

2.6 PSH对实验性2型糖尿病大鼠糖基化血清蛋白和血清胰岛素含量的影响

表5数据显示:与正常对照组相比，糖尿病模型大鼠的GSP极显著升高(P＜0.01);而血清Ins水平极显著降低(P＜0.01)。连续给予50和100 mg/ kg的PSH 21 d可明显降低糖尿病大鼠的GSP水平(P＜0.05，P＜0.01);增加血清胰岛素含量(P＜0.05，P＜0.01)。P

表5 PSH对糖尿病大鼠糖基化血清蛋白和血清胰岛素含量的影响Table 5 Effect of PSH on serum GSP and insulin levels in nicotinamide-STZ induced diabetic rats

2.7 PSH对实验性2型糖尿病大鼠血脂的影响

各实验组血清总胆固醇及甘油三酯水平如表6所示，数据显示:与正常组相比，模型对照组大鼠血清TC水平极显著升高(P＜0.01)。连续给予50和100 mg/kg的PSH 21 d可极显著降低糖尿病大鼠的血清TC水平(P＜0.01)。

表6 PSH对糖尿病大鼠血清总胆固醇和甘油三酯水平的影响Table 6 Effect of PSH on serum TC and TG levels in nicotinamide-STZ induced diabetic rats

表7 PSH对糖尿病大鼠体重的影响Table 7 Effect of PSH on body weights of nicotinamide-STZ induced diabetic rats

2.8 PSH对实验性2型糖尿病大鼠体重的影响

各实验组大鼠给药前后的体重变化见表7，数据显示，连续给予50，100 mg/kg的PSH 21 d，各受试组糖尿病大鼠的体重与正常对照组及糖尿病模型对照组相比均无明显差异(P＞0.05)。

3 讨论

多糖是一类具有多方面生物功能的活性大分子。已发现的多糖的生物活性有抗肿瘤作用、消炎、抗辐射及抗凝血作用等［5，6］。对于藏医、蒙药的传统药物沙棘，曾报道沙棘果渣多糖具有抗柯萨奇病毒的作用［7］，并对离体小鼠脏器的自发的脂质过氧化有抑制作用［8］。本文在实验室前期工作的基础上研究了沙棘籽渣水提物中主要组分PSH对正常及实验性2型糖尿病动物血糖和血脂的影响。结果显示:PSH对正常小鼠的血糖、肝糖原、血清胆固醇和甘油三酯水平无明显影响，表明PSH不影响正常生理状态下的血糖和血脂代谢。但PSH可极显著降低类似2型糖尿病大鼠的血糖和糖基化血清蛋白水平，糖基化血清蛋白(GSP)是血液中葡萄糖与白蛋白及其它蛋白质分子末端的氨基发生非酶促糖化反应形成的具有酮胺键的糖化蛋白，可反映最近2～3周内的平均血糖水平［9］，上述结果表明PSH在实验性2型糖尿病大鼠模型上具有明显的降血糖活性，且降糖作用稳定。此外，PSH使糖尿病大鼠的血清胰岛素水平极显著上升(P＜0.01)，提示PSH可刺激大鼠胰岛素分泌，其降血糖作用可能通过这一途径来实现。

本研究显示:2型糖尿病模型动物的血清TC水平明显上升，而PSH可极显著降低模型动物升高的血清TC含量，具有明显的降胆固醇活性。糖尿病引发的脂质代谢异常是导致动脉粥样硬化和冠心病、脑血管病慢性病变的重要危险因素之一［10，11］。通过饮食和药物治疗来控制血脂水平也是治疗糖尿病及其并发症的一个主要途径［12］。本研究结果提示PSH可在一定程度上改善糖尿病大鼠的脂代谢紊乱，对糖尿病并发症的发展可能有一定的控制作用。综合上述结果，PSH是沙棘籽渣水提部位中具有降血糖作用的有效组分，并能改善糖尿病状况下的脂代谢紊乱，其降血糖机理还需进一步探讨。

1 Jiangsu New Medical College(江苏新医学院编).The Dic-tionary of Traditional Chinese Medicine，Part 2(中药大辞典，下卷).Shanghai:Shanghai Science and Technology Press，1986.2602.

2 Chinese Pharmacopoeia Committee(国家药典委员会编).Chinese Pharmacopoeia 2000 Ed，Part 1(中华人民共和国药典:2000年版一部).Beijing:Chemical Industry Press，2000.145.

3 Zhang W，Zhao J，Wang J，et al.Hypoglycemic effect of aqueous extract of seabuckthorn(Hippophae rhamnoides L.)seed residues in streptozotocin-induced dabetic rats.Phytother Res.2010，24:228-232.

4 Masiello P，Broca C，Gross R，et al.Experimental NIDDM: Development of a new model in adult rats administered streptozotocin and nicotinamide.Diabetes，1998，47:224-229.

5 Tian GY(田庚元).Study and applications of natural polysaccharides(Ⅰ).Shanghai Chem Ind(上海化工)，2000，10:29-31.

6 Tian GY(田庚元).Study and applications of natural polysaccharides(Ⅱ).Shanghai Chem Ind(上海化工)，2000，11:23-25.

7 Chen YX(陈玉香)，Zhang LP(张丽萍)，Liang ZY(梁忠岩)，et al.Study on isolation，purification and anti-virus activity of polysaccharide from the fruits ofHippophae rhamnoidesL..J Northeast Norm Univ，Nat Sci(东北师大学报，自科版)，1997，4:74-77.

8 Fu MH(傅明辉)，Lin ZH(林志华).Study on isolation，purification，analysis of the components and anti-oxidation activity of the polysaccharides of the fruits ofHippophae rhamnoides.Food Sci(食品科学)，2002，23(3):73-75.

9 Deng SP(邓尚平).Cinical Diabetology(临床糖尿病学).1st Ed.Chengdu:Sichuan Publishing House of Sience＆Technology，2000.78.

10 Betteridge J.Lipid Disorders in Diabetes Mellitus.In:Pickup JC，Williams G，editors.Text Book of Diabetes.2nd Ed.London:Blackwell Science，1997，55.1-31.

11 Jiang GY(蒋国彦).Practical Diabetes(实用糖尿病学).Beijing:People’s Medical Publishing House，1997.5-8.

12 Brown GB，Xue QZ，Sacco DE，et al.Lipid lowering and plaque regression.new insights into prevention of plaque disruption and clinical events in coronary disease.Circulation，1993，87: 1781-1791.

Effects of Polysaccharides from Seed Residue of Hippophae rhamnoide L.on Serum Glucose in Normal and Experimental Diabetic Animals

ZHANG Wen*，HUANG Xiao-qing，WANG Jie-si ，QU Wei-jing School of Life Science，East China Normal University，Shanghai 200062，China

In the present study，effects of polysaccharides from seed residue ofHippophae rhamnoideL.(PSH)on serum glucose and lipid profiles in normal mice and nicotinamide-streptozotocin induced type 2-like diabetic rats were investigated.PSH were orally administered to normal mice(100，200 and 400 mg/kg)and diabetic rats(50 and 100 mg/kg) once a day lasting for 20 and 21 days，respectively.At the end of experiments，the serum glucose，insulin，total cholesterol，triglyceride，glycosylated serum protein and hepatic glycogen levels of mice and rats were measured.The results showed that oral administration of PSH had no effect in normal mice both on serum glucose and lipids levels.As for type 2-like diabetic rats，the fasting serum glucose，glycosylated serum protein and total cholesterol were lowered significantly by PSH treatment，whereas serum insulin levels were increased significantly.These results suggested that PSH might have hypoglycemic and hypolipidaemic effects in type 2-like diabetic rats.

polysaccharides from seed residue ofHippophae rhamnoideL.(PSH);type 2-like diabetic rats;hypoglycemic effect

R151.2;Q946.8

A

1001-6880(2012)09-1196-05

2011-07-29 接受日期:2011-11-15

国家自然科学基金项目(61172149)

*通讯作者 Tel:86-21-62232019;Email:wzhang@bio.ecnu.edu.cn