L-阿拉伯糖对正常及高糖高脂饲喂小鼠血糖代谢的影响

刘秋晨，单春乔，刘艳，李晶晶，马峥，江国托，余丽芸

（1.黑龙江八一农垦大学，黑龙江大庆163319；2.江苏巨托食品科技有限公司，江苏邳州221300）

L-阿拉伯糖对正常及高糖高脂饲喂小鼠血糖代谢的影响

刘秋晨1，单春乔2，刘艳2，李晶晶2，马峥2，江国托2，余丽芸1

（1.黑龙江八一农垦大学，黑龙江大庆163319；2.江苏巨托食品科技有限公司，江苏邳州221300）

探讨L-阿拉伯糖对正常及高糖高脂饲喂昆明小鼠血糖代谢的影响。根据空腹血糖和体重筛选56只昆明小鼠随机分为7组，分别以普通饲料和高糖高脂饲料饲喂，同时用L-阿拉伯糖进行干预，观察实验第42天和第60天小鼠的空腹血糖和糖耐量水平。实验第42天和第60天，高、中剂量实验组的糖耐量水平与模型对照组比较均有统计学意义（P＜0.05或P＜0.01）。无论糖耐量检测时是否按给药剂量口服L-阿拉伯糖，一定剂量时，L-阿拉伯糖都能明显增强小鼠糖耐量水平，但在空腹血糖方面作用不明显。

L-阿拉伯糖；糖耐量受损；空腹血糖；葡萄糖耐量

根据世界卫生组织2011年第312号关于糖尿病的实况报道中统计显示，全世界有3.46亿人患有糖尿病。众所周知，糖尿病难以根治，目前的众多疗法效果都不理想，因此针对现状，防重于治。

糖耐量受损（IGT）是指人体血糖值介于正常与糖尿病血糖值之间过渡阶段的一种中间状态，可以视为糖尿病的先兆，如果不加以及时、有效地干预，其间的大部分患者将不可避免地进入Ⅱ型糖尿病阶段。可见探寻一种能够增强机体糖耐量水平的食品用于糖耐量受损人群的防控是改变目前严峻形势的必要手段之一，是有效缓解糖尿病人群急速增长的方法之一。

L-阿拉伯糖由于其能非竞争性抑制小肠内蔗糖酶的活性的生理功能，引起了较高的关注，本研究在前人研究的基础上进一步观察了L-阿拉伯糖对小鼠血糖代谢的影响，为L-阿拉伯糖在降糖保健品方面的研究和应用提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 材料

稳豪倍易型血糖仪及配套试纸：美国强生公司；L-阿拉伯糖（纯度99%，HPLC）由大连三仪生物工程研究所提供；蔗糖（分析纯，批号20100406）：天津市科密欧化学试剂有限公司；高糖高脂饲料（配方：61%基础料，15%蔗糖，10%鸡蛋，10%猪油，2%胆固醇，2%麻油）：北京华阜康生物科技股份有限公司加工提供，生产许可证编号[SCXK（京）2009-00087]。

1.2 动物及饲养

80只初始体重18 g～22 g的清洁级昆明小鼠，购自大连医科大学实验动物中心，生产许可证编号[SCXK（辽）2008-0002]；动物饲养在大连三仪动物药品有限公司实验动物房，自由进食和饮水，自然光照，房间温度保持在20℃～26℃，湿度40%～60%。

1.3 分组与给药

小鼠在动物房适应喂养2 d后，禁食不禁水16 h，针刺尾静脉测小鼠空腹血糖值，根据空腹血糖和体重筛选出56只，随机分为7组（n=8）：空白对照组，L-阿拉伯糖高、低剂量对照组，模型对照组，L-阿拉伯糖高、中、低剂量实验组。各组按给药剂量以灌胃方式给予L-阿拉伯糖，高剂量100 mg/只/d，中剂量2 g/kg· BW·d，低剂量1 g/kg·BW·d（约相当于60 kg人体每天口服剂量24.3、9.72、4.86 g），用纯化水配制至所需浓度，空白和模型对照组灌胃等量的纯化水。每日灌胃一次，连续60 d。自试验开始，空白对照组、L-阿拉伯糖高、低剂量对照组给予普通基础饲料，其余组均给予高糖高脂饲料。

1.4 检测指标

实验开始的第42天，禁食不禁水16 h后，针刺尾静脉测小鼠空腹血糖值，小鼠灌胃2 g/kg蔗糖溶液，于糖负荷后0、0.25、0.5、1、2 h针刺尾静脉测定即时血糖值。实验开始的第60天，禁食不禁水16 h后，针刺尾静脉测小鼠空腹血糖值，各组按给药剂量以灌胃方式给予L-阿拉伯糖和纯化水后，立即给6组小鼠灌胃2 g/kg蔗糖溶液，于糖负荷后0、0.25、0.5、1、2h针刺尾静脉测定即时血糖值。血糖曲线下面积计算公式：AUC=1/8×（0 h血糖值+1/4 h血糖值）+1/8×（1/4 h血糖值+1/2 h血糖值）+1/4×（1/2 h血糖值+1 h血糖值）+1/ 2×（1 h血糖值+2 h血糖值）。

1.5 数据统计

实验数据采用SPSS17.0版统计学软件进行统计分析，数据以x±s表示，组间差异采用t检验。

2 结果与分析

2.1 对小鼠空腹血糖的影响

L-阿拉伯糖对小鼠空腹血糖的影响，见表1。

表1 L-阿拉伯糖对小鼠空腹血糖的影响（x±s，n=8，mmol/L）Table 1 Effect of L-arabinose on Fasting blood glucose in mice

表1结果显示，连续灌胃60 d，正常小鼠的空腹血糖值与空白对照组比较，3个实验组的空腹血糖值与模型对照组比较，均没有统计学意义。这表明，长期服用L-阿拉伯糖不会对正常和高糖高脂饲养小鼠的空腹血糖产生影响。

2.2 对小鼠糖耐量的影响

对小鼠糖耐量的影响，见表2。

从表2可以看出，经过42 d的高糖高脂饲料喂养，模型对照组的AUC值明显高于空白对照组（P＜0.01），而经L-阿拉伯糖干预，正常小鼠的AUC值与空白对照组比较有降低的趋势，且高剂量对照组与空白对照组比较有统计学意义（P＜0.05）。高剂量和中剂量实验组的AUC值与模型对照组比较有统计学意义（P＜0.05或P＜0.01），且高剂量实验组的AUC值几乎与空白对照组的AUC值相同。说明长期的高糖高脂饮食，势必会引起血糖异常升高，而服用L-阿拉伯糖能明显减缓这一趋势。

表2实验第42天L-阿拉伯糖对小鼠糖耐量的影响（x±s，n=8，mmol/L）Table 2 Effect of L-arabinose on glucose tolerance in mice on days 42

表3 实验第60天L-阿拉伯糖对小鼠糖耐量的影响（x±s，n=8，mmol/L）Table 3 Effect of L-arabinose on glucose tolerance in mice on days 60

从表3我们可知，经过60 d的高糖高脂饲料喂养，模型对照组的AUC值仍明显高于空白对照组（P＜0.01），而糖耐量测试前按常规方法服用L-阿拉伯糖，高、中、低剂量实验组的AUC值与模型对照组比较均有统计学意义（P＜0.01）。说明长期服用一定剂量的L-阿拉伯糖可以明显的增强小鼠的糖耐量水平。

3 讨论

本实验以昆明小鼠为实验动物，并且选择长期喂养高糖高脂饲料，导致小鼠餐后血糖升高（见表2和表3）。在此过程中，我们同时采用不同剂量的L-阿拉伯糖进行干预，并在实验的第42天和第60天检测空腹血糖和糖耐量水平，我们监测到小鼠长期口服L-阿拉伯糖后，无论糖耐量检测时是否按给药剂量灌胃给予L-阿拉伯糖，服用100 mg/只/d和2 g/kg·BW·d L-阿拉伯糖的实验组小鼠的糖耐量水平与模型对照组比较均明显增强了，且对正常小鼠的糖耐量水平没有影响，说明服用适量的L-阿拉伯糖能增强机体的糖耐量作用，且其效果是剂量依赖型，但对于空腹血糖的作用效果不明显。

国内学者何丽、吴汉洲、韩伟和周可夫等也分别研究了L-阿拉伯糖对Wistar大鼠、新西兰大白兔和昆明小鼠血糖代谢的影响。都是饲喂高糖高脂饲料的同时给予L-阿拉伯糖进行干预治疗，发现，在小鼠、新西兰大白兔和大鼠上使用的最低实验剂量（60 kg人用剂量为7.29 g/d、6 g/d和5.25 g/d），均能够提高机体糖耐量水平，且实验中各剂量的干预效果存在很好的量效关系[1-4]。这与本实验的研究结论是一致的。

本实验在确定高糖高脂饲料（含15%蔗糖，10%猪油，2%胆固醇）时，假设每只小鼠的饲喂量为5 g/d，确定了1 g/kg、2 g/kg、100 mg/只的用药剂量后，当添加L-阿拉伯糖的量为蔗糖添加量的3%、6%和12%时，蔗糖的添加量约为15%，因此确定高糖高脂饲料中添加15%蔗糖，与吴汉洲和韩伟选用的10%猪油和37%白蔗糖以及周可夫选用的10%猪油，10%蔗糖和3%胆固醇的高糖高脂饲料和何丽选用的10%猪油，10%蔗糖和1%胆固醇的高糖高脂饲料有所差别，但均达到了导致小鼠血糖升高的效果。

在糖耐量监测实验上，本实验与以上四位学者的研究相比，在监测服用L-阿拉伯糖后负荷蔗糖后的血糖代谢的研究之外，增加了在同一样本上监测直接负荷蔗糖后的血糖代谢情况，且增加了糖负荷后0.25 h的即时血糖值的监测，更加全面和直观的反应L-阿拉伯糖抑制血糖升高的作用，在有效使用剂量方面，本实验设置了一个1 g/kg·BW·d的实验剂量（即60 kg人用剂量为4.86 g/d），低于目前国内报道的研究剂量，发现其对于增强糖耐量水平没有作用，为L-阿拉伯糖在增强糖耐量作用方面的有效使用剂量提供了新的参考数据。

日本学者探讨了L-阿拉伯糖和其相关的戊糖在体外对α-葡萄糖苷酶和胰淀粉酶的影响，发现L-阿拉伯糖能抑制肠道黏膜蔗糖酶的活性（Ki，2 mmol/L），但对肠道麦芽糖酶，异麦芽糖酶，海藻糖酶，乳糖酶，葡糖淀粉酶和胰淀粉酶是无效的。L-阿拉伯糖抑制蔗糖酶的动力学分析的结果显示L-阿拉伯糖以一种非竞争性抑制的方式抑制蔗糖酶活性，并根据研究结果推测L-阿拉伯糖选择性对肠蔗糖-蔗糖酶复合体有较高的亲和力，形成了一个低蔗糖酶活性的三元复合体，L-阿拉伯糖对蔗糖酶的亲和力是蔗糖的12倍[5]，由此揭示了L-阿拉伯糖体内抑制负荷蔗糖后血糖升高的机理。

通过监测实验第60天糖负荷后0、0.25、0.5、1、2 h的即时血糖值，我们发现高剂量对照组和空白对照组的血糖高峰值均出现在0.5 h，高、中、低剂量实验组在0.25、0.5、1 h和2 h的即时血糖值与模型对照组比较有统计学意义（P＜0.01），说明L-阿拉伯糖几乎不会延迟血糖的高峰值，有短时间快速抑制口服蔗糖后血糖升高的功效，且主要针对血糖升高的幅度起作用，在体内的有效作用时间约为0.25 h～2 h。与白雪琴报道的在人体内有效作用时间0.5 h～1 h的研究结果有所差别[6]，与国外学者报道的在大鼠负荷蔗糖后给予100 mg/kg的L-阿拉伯糖在0.25 h～1 h之间显著地抑制血糖升高的研究结果也有所不同[5]。本实验在前人研究基础上，进行L-阿拉伯糖抑制负荷蔗糖后血糖升高的研究，希望可以对L-阿拉伯糖在增强糖耐量保健食品上的应用和推广提供一些科学依据，在使用剂量上有更客观和全面的参考。

[1]何丽,满青青,仇芝林,等.L-阿拉伯糖对正常及高糖高脂喂养大鼠生长及糖脂代谢的影响[J].中国食品卫生杂志,2009,20(5): 406-409

[2]吴汉洲,韩伟,谢予朋,等.L-阿拉伯糖对喂养高糖高脂饲料的新西兰大白兔血糖代谢的影响[J].中国医药导刊,2009,11(7):1165-1167

[3]韩伟,吴汉洲,杨彩霞.L-阿拉伯糖降血糖和减肥功能实验研究[J].中国中医药信息杂志,2010,17(3):39-40

[4]周克夫,韩伟,张忠英,等.L-阿拉伯糖对高糖高脂喂养小鼠体质量及耐糖量的影响[J].厦门大学学报:自然科学版,2008,47(6): 772-776

[5]Seri K,Sanai K,Matsuo N,et al.L-arabinose selectively inhibits intestinal sucrase in an uncompetitive mannet and suppresses glycemic response after sucrose ingestion in animals[J].Metabolism, 1996,45(11):1368-1374

[6]白雪琴.L-阿拉伯糖干预高血糖患者的临床研究[D].北京:北京中医药大学,2010

Effects of L-Arabinose on Glucose Metabolism in Mice with Normal Feeding and High-Sucrose and High-Fat Feeding

LIU Qiu-chen1，SHAN Chun-qiao2，LIU Yan2，LI Jing-jing2，MA Zheng2，JIANG Guo-tuo2，YU Li-yun1
（1.Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319，Heilongjiang，China；2.Jiangsu Heavy Food Science And Technology Co，Ltd.，Pizhou 221300，Jiangsu，China）

We investigated the effect of the L-arabinose on Maintaining the Glucose Metabolism in mice with Normal Feeding and High-Sucrose and High-Fat Feeding.The 56 Kunming mice were divided into seven group by the limosis sera-glucose and body weight.These mice were fed with regular fodder or high glucose and fat fodder respectively and interfered in by L-arabinose at the same time.The levels of the limosis sera-glucose and glucose tolerance at 42 d and 60 d were screened.At 42 d and 60 d，the glucose tolerance in high-and mid-dose group have significance higher then the control group（P＜0.05 or P＜0.01）.Whether the oral administration manner of L-arabinose was normal or not when we detected the glucose tolerance，a certain dose of L-arabinose was able to enhance the levelofglucose tolerance.

L-Arabinose；impaired glucose tolerance；fasting blood glucose；glucose tolerance

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.19.002

2013-12-03

刘秋晨（1984—），女（汉），助理工程师，硕士研究生，主要从事生物制药的研究。

*通信作者：余丽芸（1965—），女（汉），教授，博士，主要从事分子病毒学与基因工程的研究。