苹果多酚的降血糖作用及机制研究

赵艳威，孙静，宋光明，谢文利

（武警后勤学院药理教研室，天津300162）

苹果多酚是苹果中所含多元酚类物质的通称，是果实在生长发育期间产生的次生代谢物，主要包括黄烷-3-醇类、黄酮醇类、羟基苯甲酸类、二氢查尔酮、花青素等[1]。苹果多酚具有抗氧化性、清除体内自由基、预防高血压、预防过敏、预防龋齿、抗衰老、抗肿瘤、抗突变等功效[2]。以往文献报道，花青素具有降糖作用，但苹果多酚与糖尿病的关系未见报道[3]。本试验拟对苹果多酚是否具有降糖作用及其降糖作用机制进行初步探讨。

1 材料与方法

1.1 动物

雄性Wistar 大鼠（180 g～200 g）：SPF 级，购自北京维通利华实验动物技术有限公司，动物合格证号：SCXK（京）2002-0003。

1.2 试剂及药品

苹果多酚（85%）：天津市尖峰天然产物研究开发有限公司；ATP、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、胰岛素、地塞米松、17 种氨基酸标样、乙酰氨基葡萄糖、链脲佐菌素：Sigma 公司；葡萄糖氧化酶测试盒、DMEM 培养基、小牛血清：上海华美生物公司；3T3-L1 细胞：美国ATCC公司；其它试剂为国产试剂。拜唐苹：拜耳医药保健有限公司；蔗糖试剂盒、总胆固醇试剂盒、甘油三酯试剂盒：中生北控生物科技股份有限公司。

1.3 仪器

Bio-RAD、model-680 酶标仪；SHZ82 型气浴振荡器：江苏金坛中大仪器厂；LDZ0.8 离心机：北京医用离心机厂；AT250 电子天平：瑞士METTLER 公司。

1.4 苹果多酚对大鼠糖尿病模型血糖、血脂的影响

取雄性Wistar 大鼠50 只，体重180 g～200 g，以尾静脉注射链脲佐菌素50 mg/kg（冰浴，pH4），诱发大鼠糖尿病。注射链脲佐菌素7 d 后，禁食10 h，剪尾采血测定血糖。选择空腹血糖值在11.1 mmol/L 以上的大鼠，确定为糖尿病模型大鼠，随机分为5 组，分别为1.5、0.75、0.3 g/kg 苹果多酚组；阳性药拜唐苹组（30 mg/kg）；模型组，每组8 只。每天上午定时ig 给药1 次，给药体积10 mL/kg，连续给药7d。提前禁食10 h，于末次给药后0.5 h 同法测定各组大鼠空腹血糖、总胆固醇、甘油三酯。

1.5 苹果多酚对大鼠糖耐量的影响

给药方法与剂量同上，连续给药7 d，末次给药前禁食10 h，末次给药后迅速ig 蔗糖溶液（4 g/kg），剪尾采血，用蔗糖氧化酶-过氧化物酶法测定大鼠灌胃后0、0.5、1.0、2.0 h 的血糖值[4]。

1.6 苹果多酚对小肠葡萄糖苷酶活性的影响

方法[4-5]，采用葡萄糖氧化酶测试盒测定，反应条件为：底物：麦芽糖20 g/L，pH 4.30，反应温度：37 ℃，反应时间30 min。

1.7 苹果多酚对葡萄糖消耗能力的影响

将3T3-Ll 细胞接种于培养瓶中，用含体积分数10%小牛血清的高糖DMEM 培养液培养，待细胞长满瓶壁后，换用诱导分化培养液培养48 h，再换用含1 μg/mL 的胰岛素培养液培养48 h，再换用含质量分数小牛血清的高糖DMEM 培养液培养继续培养，每48 h 换培养液一次，待90 以上3T3-L1 细胞呈现脂肪细胞表型时，采用葡萄糖消耗法[6]测定葡萄糖消耗能力。采用葡萄糖氧化酶法[7]测定各孔中葡萄糖的质量浓度。

2 结果

2.1 苹果多酚对大鼠糖尿病模型血糖、血脂的影响

大鼠在注射链脲佐菌素后7 d，空腹血糖值显著升高，造模成功。用药1 周后，不同剂量给药组及拜唐苹组大鼠血糖值与模型组比较均显著下降（P＜0.05），并且给药组降糖作用与剂量呈正相关（r=0.995）；给药组大鼠总胆固醇、甘油三酯略低于模型组，但无显著性差异，结果见表1。

表1 苹果多酚对大鼠糖尿病模型血糖、血脂的影响（x±S，n=8）Table 1 The effects of Apple Polyphenol to serum glucose，total cholesterol，triglyceride on diabetic rats mmol/L

2.2 苹果多酚对大鼠糖耐量的影响

各组动物ig 蔗糖0.5 h 后血糖值达峰值，在ig 蔗糖后0.5 h 开始至2.0 h，3 个剂量给药组与同时间点模型组比较血糖值有显著性降低（P＜0.05），说明本实验条件下苹果多酚可提高糖尿病大鼠的蔗糖耐量，结果见表2。

表2 苹果多酚对大鼠糖耐量的影响（χ±S，n=8）Table 2 The effects of Apple Polyphenol to glucose tolerance on diabetic rats

2.3 苹果多酚对小肠葡萄糖苷酶活性的影响

苹果多酚对葡萄糖淀粉酶、蔗糖酶和麦芽糖酶活性具有明显抑制作用，且抑制率与苹果多酚的浓度呈现明显的相关性，表明苹果多酚对小鼠小肠黏膜a-葡萄糖苷酶活性的抑制作用显著。结果见表3。

表3 苹果多酚对a-葡糖苷酶的抑制作用Table 3 The effects of Apple Polyphenol to a-glucosidase

2.4 苹果多酚对葡萄糖向3T3 细胞的转运作用的影响

3T3-L1 脂肪细胞在含有不同浓度的苹果多酚培养液中培养数天后，各苹果多酚组细胞外葡萄糖浓度与对照组比较均明显下降（P＜0.05），并且具有浓度依赖性。说明苹果多酚能促进葡萄糖往细胞内运输，使细胞外葡萄糖消耗增加。结果见表4。

表4 苹果多酚对葡萄糖向3T3 细胞的转运作用的影响（χ±S，n=8）Table 4 The effects of apple polyphenol to 3 T3-L1 cell transportation of the glucose

3 讨论

苹果多酚是苹果中天然存在的一类重要生物活性物质，简称APP（apple polyphenols），其中包括：类黄酮类、单宁类、酚酸类及花色苷等[8]。近几年大量研究显示，苹果多酚具有多种药理功能，如抗癌、抗氧化性、抗动脉硬化、抗过敏等[9]。本试验采用苹果多酚对链脲菌素诱导的糖尿病模型大鼠的糖耐量、血糖、血脂的影响及降糖机制进行了研究。结果显示，连续给药1 周后3 个剂量的苹果多酚在负荷蔗糖后0.5 h，匀可以显著性提高大鼠蔗糖耐量（P＜0.05），降低负荷蔗糖后机体的血糖值；同时，苹果多酚还可以显著性降低链脲佐菌素诱发糖尿病模型大鼠的血糖值（P＜0.05），且该作用呈剂量依赖性；同时，实验显示苹果多酚对葡萄糖淀粉酶、蔗糖酶和麦芽糖酶活性具有明显抑制作用，且抑制率与苹果多酚的浓度呈现明显的相关性。a-葡糖苷酶是使饮食中不易吸收的碳水化合物分解成小肠易吸收的单糖的酶，包括蔗糖酶、葡萄糖淀粉酶，麦芽糖酶和糊精酶[10]。苹果多酚可能与糖苷酶结合，竞争性抑制小肠上段a-葡萄糖苷酶，阻断碳水化合物在小肠上段分解成单糖，从而抑制葡萄糖吸收入血液，使血糖降低；另外，本实验各苹果多酚组3T3-L1 细胞外葡萄糖浓度与对照组比较均明显下降（P＜0.05），并且具有浓度依赖性。说明苹果多酚能促进葡萄糖往细胞内运输，使细胞外葡萄糖消耗增加。3T3-L1 细胞一种常用的成纤细胞，在胰岛素、地塞米松、和1-甲基3-异丁基黄嘌呤等作用下，具有转变为脂肪细胞的能力，通过体外研究药物对脂肪细胞糖代谢的影响来反映药物的降血糖效果[11]。因此，苹果多酚促进葡萄糖往细胞内运输，使细胞外葡萄糖消耗增加也可能是其降糖作用的机制之一。由此可见，苹果多酚具有明显的降糖作用，其治疗糖尿病的开发和深入研究非常值得期待。

参考文献：

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[3] 姚颐.海松树皮提取物(碧萝芷圆)中的低聚原花青素可有效抑制a-葡萄糖苷酶[J].国外医药.植物药分册,2008,23(1):32-33

[4] 郑曼新.复合酶中糖化酶活力的测定[J].食品与生物技术学报,2004,23(4):90-93

[5] 全吉淑,尹学哲,吉川和志.茶多糖降血糖作用机制[J].中国公共卫生,2007,23(3):295-296

[6] 周丽斌,杨颖,唐金凤,等.小檗碱对脂肪细胞糖代谢的影响[J].上海第二医科大学学报,2002,22(15):412-414

[7] 徐叔云.药理学实验方法[M].北京:人民卫生出版社,2002

[8] 杨薇,张晓旭,李景明.苹果多酚功能及其作用机理的研究进展[J].食品研究与开发,2012,33(1):412-414

[9] 王艺璇,王世平,马丽艳.苹果多酚提取物对血管紧张素转化酶活性的抑制[J].中国农学通报,2012,28(6):257-261

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[11] Oiler do Nascimento C,Hunter I,Trayhurn,P.Regulation of haptoglobin gene expression in 3T3 I 1 adipocytes by cytokines,catecholamines,and PPART[J].Biochemical and Biophysical Research Communications,2004,313:702-708