葛根素对胰岛素抵抗大鼠胰岛素敏感性的影响

刘 晶 宋光耀 (河北省人民医院内分泌二科，河北 石家庄 050000)

胰岛素抵抗(IR)是指机体对葡萄糖摄取和利用的能力降低，机体为了保持内在环境稳定和血糖正常代偿性地分泌更多的胰岛素，因而导致高胰岛素血症。IR是多种疾病如2型糖尿病、肥胖、高血压、高脂血症、冠心病的共同发病基础。近年来探讨改善IR的传统中药已成为研究的热点，葛根素作为中药葛根中活性成分-异黄酮化合物的主要成分，具有广泛的药理作用和临床应用价值。本课题通过高脂喂养诱导形成IR大鼠动物模型，采用国际公认的评价IR的高胰岛素-正葡萄糖钳夹技术判定成模及干预效果，探讨葛根素对IR大鼠胰岛素的敏感性影响，为糖尿病的早期预防提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物及分组 70只雄性Wistar大鼠，体重250～280 g，由河北医科大学实验动物中心提供，每笼2只，适应性喂养1 w后按体重随机分为正常对照组(n=20)，高脂饮食组(n=50)。正常对照组给予基础饲料(热量组成:碳水化合物占65.5%，脂肪占10.3%，蛋白质占24.2%)，高脂饮食组喂以高脂饲料(热量组成:脂肪59.8%，碳水化合物20.1%，蛋白质20.1%)，所有饲料均由河北医科大学实验动物中心提供。两组每日等热量投喂饲料，每周称体重1次。高脂喂养4 w，经高胰岛素-正葡萄糖钳夹实验证实高脂喂养IR形成，然后将高脂组继续随机分为3个亚组，即高脂组(n=15);罗格列酮组(n=15)，葛根素组(n=15)。

1.2 药物干预 葛根素组给予葛根素注射液100 mg·kg－1·d－1治疗(华北制药有限公司，批号050701)，罗格列酮组给予马来酸罗格列酮(葛兰素史克天津有限公司，批号:05060018)生理盐水混悬液3 mg·kg－1·d－1灌胃，1次/d，正常对照组和高脂组给予与葛根素组等量生理盐水腹腔注射，共4 w。期间饲养条件不变，每周称体重2次，根据体重调整给药量。各组随机抽取10只大鼠，清醒状态下行高胰岛素-正葡萄糖钳夹实验，实验前及达稳态血糖后各取血1 ml，用于空腹血糖(FBG)、胰岛素(FINS)及稳态胰岛素测定。

1.3 高胰岛素-正葡萄糖钳夹试验 在麻醉状态下行大鼠颈动脉及颈静脉插管，导管经皮下从颈后引出，100 U/ml肝素封管，结扎后固定于颈后皮肤。大鼠清醒后单笼饲养，自由采食饮水。4～5 d后，待大鼠恢复插管前体重，禁食12 h过夜，次晨在特制的鼠笼中行清醒状态下高胰岛素-正葡萄糖钳夹试验。平衡10 min后，自颈动脉导管取血分离血清测定基础胰岛素，并在其远端接一支装有50 U/ml肝素生理盐水的注射器，避免凝血，保证取血顺利。颈静脉导管通过一个三通接双通道微量输液泵，一个通道内装有浓度为40 mU/ml胰岛素(基因工程人胰岛素，丹麦诺和诺德公司产品)，另一通道内为30%的葡萄糖。基础血糖稳定后在大鼠清醒状态下以4 mU·kg－1·min－1的固定速率输注胰岛素。每5 min测血糖一次，如低于基础值则开始按9～14 mg·kg－1·min－1的速率输注30%葡萄糖，并在随后的钳夹过程中每10 min测定血糖一次，根据血糖值调整葡萄糖输注速度，使大鼠血糖保持在实验前FBG±0.5 mmol/L的范围内，连续5次以上血糖在上述范围说明达到稳态。记录稳态下5～6次葡萄糖输注速率(GIR)的平均值作为大鼠胰岛素的敏感性的评价指标。

1.4 指标测定方法 FINS的测定用放射免疫法(药盒购自中国原子能科学研究院同位素研究所);血糖测定采用Roche公司罗康优越牌血糖测定仪;TG、TC的测定采用德国产Beckman X20自动生化仪;FFA测定采用铜显色法(南京建成生物工程公司生产)。

2 结果

2.1 血脂的变化 血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)含量高脂组均高于正常对照组(P＜0.01)，经罗格列酮、葛根素干预4 w后，葛根素组和罗格列酮组血清TC、TG含量均明显低于高脂组(P＜0.01)，而葛根素组和罗格列酮组差异无统计学意义(P＞0.05)。见表1。

2.2 血游离脂肪酸(FFA)含量变化 高脂喂养4 w，高脂组大鼠FFA含量(1 164.27±276.9)μmol/L与正常对照组(676.29±138.50)μmol/L比较显著升高(P＜0.01)。经葛根素、罗格列酮干预4 w后，葛根素组(696.17±370.22)μmol/L和罗格列酮组(778.04±147.22)μmol/L与高脂组(1 252.41±432.61)μmol/L比较FFA含量均明显降低(P＜0.05)，葛根素组和罗格列酮组相比，差异无统计学意义(P＞0.05)。

2.3 实验第4周大鼠FBG、FINS及GIR情况 与正常对照组比较，实验第4周时，高脂组大鼠FBG及FINS明显升高(P＜0.05);经葛根素、罗格列酮干预4 w后，FBG、FINS与高脂组相比均下降(P＜0.01)。葛根素组、罗格列酮组相比差异无统计学意义(P＞0.05)。高脂喂养4 w后，高脂组大鼠GIR显著低于正常对照组(P＜0.01)。经葛根素、罗格列酮干预4 w后，葛根素组、罗格列酮组GIR显著升高(P＜0.05)，葛根素组、罗格列酮组差异无统计学意义(P＞0.05)。见表3，表4。

表1 高脂喂养4 w大鼠血脂(s)

表1 高脂喂养4 w大鼠血脂(s)

与正常对照组比较:1)P＜0.05

组别 n 体重(g)TC(mmol/L)TG(mmol/L)20 290.0±12.35 0.78±0.11 0.59±0.10高脂饮食组 50 310.0±20.651)0.92±0.101) 0.74±0.091)正常对照组

表2 药物干预后各组大鼠血脂(s)

表2 药物干预后各组大鼠血脂(s)

与正常对照组相比:1)P＜0.05，2)P＜0.01;与高脂对照组相比:3)P ＜0.05，4)P ＜0.01，下表同

组别 n 体重(g)TC(mmol/L)TG(mmol/L)20 298.0±15.0 0.84±0.06 0.63±0.08高脂组 15 321.0±23.0 1.00±0.041)0.75±0.052)罗格列酮组 15 311.0±13.4 0.79±0.064)0.60±0.074)葛根素组 15 310.0±20.1 0.73±0.083)0.55±0.044)正常对照组

表3 高脂喂养4 w大鼠血糖、FINS及GIR(s)

表3 高脂喂养4 w大鼠血糖、FINS及GIR(s)

组别 n FBG(mmol/L)FINS(mIU/L)GIR(mg·kg－1·min －1)正常对照组20 4.83±0.25 12.14±3.29 27.68±6.30高脂组 50 5.34±0.241) 16.17±2.591) 18.20±2.772)

表4 药物干预后各组大鼠血糖、FINS及GIR(s)

表4 药物干预后各组大鼠血糖、FINS及GIR(s)

20 12.36±3.06 4.86±0.14 27.68±6.30高脂组 15 19.97±7.441) 5.52±0.112) 19.99±4.312)罗格列酮组 15 15.62±4.443) 4.90±0.264) 25.0±1.124)葛根素组 15 12.12±1.133) 4.86±0.164) 24.75±1.544))正常对照组

3 讨论

许多动物模型可用于IR的研究，其中高脂饲养致大鼠胰岛素抵抗已成为可靠、有用的动物模型〔1〕。本研究表明高脂饲料喂养的大鼠存在高胰岛素血症，胰岛素敏感性明显降低，说明用高脂肪喂养法成功地复制了IR大鼠模型，与我们的前期研究发现相同〔2，3〕。

IR及其所致的糖、脂代谢异常是产生冠心病、糖尿病及高血压的共同土壤。而IR和代偿性高胰岛素血症是IR综合征的中心环节，因此，对2型糖尿病患者注意改善胰岛素抵抗，对糖尿病的治疗及减少糖尿病心血管的死亡率具有重要的临床意义。葛根素是从豆科植物个野葛根的干燥根中提取的单体——异黄酮化合物，能促进β细胞分泌胰岛素，增强组织细胞对胰岛素的敏感性，从而使血糖下降 。秦佳佳等〔4〕、向芳〔5〕也在动物实验中证实了葛根素能降低血糖，提高胰岛素敏感性，改善IR的作用。本研究通过高脂喂养大鼠造成IR模型后，给予葛根素干预4 w后，高血糖、高胰岛素血症明显减轻、改善IR状态。同时，明显降低了IR综合征大鼠的血压和产生调节血脂的作用。作用与罗格列酮的作用相似。

研究表明，葛根素改善IR，提高胰岛素敏感性的机制可能为(1)抗血小板聚集，扩张血管，疏通微循环，改善周围神经及环境的缺血缺氧症状及提高神经传导速度〔6〕。(2)通过清除自由基，抗脂质过氧化，进而改善糖尿病大鼠体内抗氧化能力〔7〕。(3)调节肿瘤坏死因子2α(TNF2α)和视黄醇结合蛋白4(RBP4)水平〔8〕。(4)葛根素通过抑制脂肪组织ADRP基因的表达，降低IR水平，从而降低T2DM大鼠血糖和改善体内脂代谢紊乱，达到治疗糖尿病的目的〔9〕。但有关葛根素改善IR确切的机制，还需进一步深入研究。

1 王智华，宋光耀，刘 晶，等.高脂饮食诱发胰岛素抵抗大鼠模型的建立与评价〔J〕.现代中西医结合杂志，2012;21(3):244-9.

2 高 宇，冯增斌，刘晓燕，等.罗格列酮上调高脂饮食老年大鼠骨骼肌GLUT4和PKB的表达5〔J〕.中国老年学杂志，2011;1(31):247-9.

3 宋光耀，王 敬，曲东明，等.银杏叶提取物对胰岛素抵抗大鼠骨骼肌蛋白激酶B表达的影响〔J〕.中国全科医学，2009;12(3):455-7.

4 秦佳佳，李瑞满.葛根素对妊娠期糖尿病大鼠胰岛素抵抗作用的研究〔J〕.中药新药与临床药理，2008;19(2):89-91.

5 向 芳.葛根素注射液治疗代谢综合征64例临床观察〔J〕.中医药导报，2010;16(11):48-9.

6 刘亚明，牛 欣，冯前进.葛根素治疗糖尿病评述〔J〕.中国医药学报，2003;18(1):49-51.

7 龚志刚，胡红霞，朱 笃，等.葛根素对糖尿病大鼠血糖和抗氧化能力的影响〔J〕.食品科学，2006;27(11):498-501.

8 王 宪，赵晓燕，李 建.葛根素对2型糖尿病患者胰岛素抵抗作用的研究〔J〕.中华全科医学，2010;8(1):46-7.

9 孙 卫，郑学芝，崔荣军，等.葛根素对2型糖尿病大鼠脂代谢及脂肪分化相关蛋白基因表达的影响〔J〕.中国全科医学，2008;11(7):1161-3.