番茄红素对2型糖尿病大鼠降糖调脂和抗氧化作用研究

庞晓萍

(河北省邯郸市中心医院，河北 邯郸 056001)

番茄红素对2型糖尿病大鼠降糖调脂和抗氧化作用研究

庞晓萍

(河北省邯郸市中心医院，河北 邯郸 056001)

目的 研究番茄红素对2型糖尿病大鼠的降糖调脂和抗氧化作用。方法 将60只经腹腔注射链脲佐菌素(STZ)制备的2型糖尿病大鼠模型分为模型组、番茄红素低剂量组(5mg/kg)、番茄红素中剂量组(10mg/kg)、番茄红素高剂量(20mg/kg)组和盐酸二甲双胍(25mg/kg)组，每组12只。另取12只同龄大鼠作为正常对照组。各药物组分别灌胃相应药物，模型组和正常对照组灌胃生理盐水，均每天1次，疗程4周。分别于灌胃0，2，4周测定各组大鼠空腹血糖及胰岛素水平。灌胃4周后，测量各组大鼠体质量、血清总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、总抗氧化能力(T-AOC)和丙二醛(MDA)水平；测定肝脏组织中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)的活性。结果 与正常对照组相比，模型组胰岛素水平、体质量及HDL-C、T-AOC水平均显著降低(P<0.01或P<0.05)，空腹血糖、TC、TG、LDL-C、MDA水平显著升高(P<0.01或P<0.05)；肝组织中SOD、GSH-Px、CAT活性显著降低(P<0.01)。与模型组相比，番茄红素中剂量组和番茄红素高剂量组体质量显著增加(P<0.05或P<0.01)，血清TC、TG、LDL-C、MDA含量显著降低(P<0.01或P<0.05)；番茄红素高剂量组胰岛素水平、HDL-C、T-AOC水平和肝脏组织中SOD、GSH-Px、CAT活性均显著升高(P<0.05或P<0.01)，空腹血糖水平显著降低(P<0.05或P<0.01)。番茄红素高剂量组体质量和肝组织中SOD和CAT活性较番茄红素低剂量组和番茄红素中剂量组显著升高(P<0.05或P<0.01)，血清MDA含量显著降低(P<0.05或P<0.01)；番茄红素高剂量组胰岛素水平及HDL-C、T-AOC水平和肝组织中GSH-Px活性较番茄红素低剂量组显著升高(P均<0.05)，血糖水平及TC、TG、LDL-C含量显著降低(P<0.05或P<0.01)。结论 番茄红素对2型糖尿病大鼠具有剂量依赖性的降低血糖、改善血脂并提高机体抗氧化能力的作用。

番茄红素；糖尿病；血糖；血脂；抗氧化

据世界卫生组织(WHO)统计，糖尿病(Diabetes Mellitus，DM)是目前第三大慢性非传染性疾病，仅次于心脑血管疾病和肿瘤，其中2型糖尿病占多数，严重危害着人类健康。长期血糖控制不佳的糖尿病患者往往伴有多器官并发症，是晚期糖尿病患者致残甚至致死的主要原因。大量研究表明，胰岛素分泌相对不足致使机体血糖、血脂代谢失调，抗氧化酶活性抑制，导致氧自由基的大量产生和过剩，进而诱发广泛的氧化应激损伤是糖尿病及其并发症发生发展的主要原因之一[1-3]。番茄红素(Lycopene，LP)是一种具有13个双键的直链烃化合物，属于类胡萝卜素，广泛存在于番茄、胡萝卜、西瓜等红色蔬菜和水果中。大量研究表明，番茄红素具有抗氧化、降血脂、抗肿瘤、保护心血管、增强机体免疫力等多种生物学效应[4-8]。本实验采用高脂高糖饮食和腹腔注射链脲佐菌素(STZ)的方法制备2型糖尿病大鼠模型，研究番茄红素对2型糖尿病大鼠的降糖调脂和抗氧化作用，现将结果报道如下。

1 实验资料

1.1实验动物 SPF级雄性Wistar大鼠，体质量200～240g，购自河北省实验动物中心，许可证号：冀医动字第1304012号。在温度22～25℃，相对湿度65%～70%，光照周期12h∶12h环境中饲养。

1.2 实验药物与试剂 番茄红素(南京泽朗生物科技有限公司，纯度≥96%，批号：ZL201309104a)，盐酸二甲双胍(河北天成药业股份有限公司)；总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)测定试剂盒购自深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司，总抗氧化能力(T-AOC)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)测定试剂盒均购自南京建成生物工程研究所，胰岛素ELISA试剂盒购自美国密理博公司，STZ购于美国Sigma公司，乌拉坦购自北京化学试剂公司，其余试剂均为分析纯。

1.3 主要仪器 BS200生化分析仪(深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司)，UV-1200紫外-可见光分光光度计(上海美谱达仪器有限公司)，血糖仪(罗氏)；TDL-50C低速离心机(上海圣科仪器设备有限公司)，AL104电子天平(Mettler- Toledo公司)。

1.4 动物模型的制备 实验用Wistar大鼠经高脂高糖饲料喂养8周后，经腹腔一次性注射STZ(60mg/kg)诱导2型糖尿病大鼠模型，注射STZ后72h和3d分别测定空腹血糖水平，持续高于16.7mmol/L即认定为造模成功。

1.5 动物分组与给药 取造模成功糖尿病大鼠60只按随机数字表法分为模型组、番茄红素低剂量组(5mg/kg)、番茄红素中剂量组(10mg/kg)、番茄红素高剂量组(20mg/kg)和盐酸二甲双胍组(25mg/kg)，每组12只。并取同龄正常12只大鼠作为正常对照组。番茄红素各剂量组和盐酸二甲双胍组通过灌胃连续给药4周，正常对照组和模型组分别给予等体积的生理盐水灌胃，均每天1次，疗程4周。

1.6 检测指标 ①分别于灌胃0，2，4周采各组大鼠空腹尾静脉血，通过血糖仪测定血糖水平，并按胰岛素ELISA测定试剂盒操作步骤测定血清胰岛素水平。②灌胃4周后，通过天平称量各组大鼠体质量。③灌胃4周后，实施麻醉，开腹经腹主动脉取血，1500r/min离心10min后取血清，通过全自动生化检测仪测定TC、TG、LDL-C、HDL-C含量，并通过紫外-可见分光光度计测定各组大鼠血清中MDA和T-AOC含量。④取血完成后，取肝脏组织，用生理盐水冲洗干净，剪碎后加入适量冷裂解液进行研磨匀浆，然后按照试剂盒操作方法通过紫外-可见分光光度计测定各组大鼠肝脏组织中SOD、GSH-Px、CAT活性。

2 结 果

2.1各组空腹血糖和胰岛素水平比较 模型组不同时间胰岛素水平均显著低于正常对照组(P均<0.01),空腹血糖水平显著高于正常对照组(P均<0.01)。灌胃4周后，番茄红素高剂量组胰岛素水平显著高于模型组、番茄红素低剂量组和盐酸二甲双胍组(P<0.05或P<0.01)，空腹血糖水平显著低于模型组、番茄红素低剂量组和番茄红素中剂量组(P<0.05或P<0.01)。见表1。

2.2 各组体质量及血清TC、TG、LDL-C、HDL-C水平比较模型组体质量显著轻于正常对照组(P<0.01)，血清TC、TG、LDL-C水平显著高于正常对照组(P<0.01或P<0.05)，HDL-C水平显著低于正常对照组(P<0.05)。灌胃4周后，各药物组血清TC、TG、LDL-C水平均低于模型组(P<0.05或P<0.01)，HDL-C水平高于模型组(P均<0.05)；番茄红素高剂量组大鼠体质量和血清HDL-C水平显著高于番茄红素低剂量组和番茄红素中剂量组(P<0.05或P<0.01)，血清TC、TG、LDL-C水平显著低于番茄红素低剂量组和番茄红素中剂量组(P<0.05或P<0.01)。见表2。

2.3 各组血清MDA和T-AOC含量比较 模型组血清MDA含量显著高于正常对照组(P<0.01)，T-AOC含量显著低于正常对照组(P<0.05)。灌胃4周后，各药物组T-AOC含量均高于模型组(P均<0.05)，MDA含量均低于模型组(P<0.05或P<0.01)；番茄红素高剂量组T-AOC显著高于番茄红素低剂量组(P<0.05)，MDA含量显著低于番茄红素低剂量组和番茄红素中剂量组(P<0.05或P<0.01)。见表3。

表1 各组胰岛素和空腹血糖水平比较

注：①与正常对照组比较，P<0.01；②与模型组比较，P<0.05；③与模型组比较，P<0.01；④与番茄红素高剂量组比较，P<0.01；⑤与盐酸二甲双胍组比较，P<0.01。

表2 各组血清TC、TG、LDL-C、HDL-C水平和体质量比较

注：①与正常对照组比较，P<0.01；②与正常对照组比较，P<0.05；③与模型组比较，P<0.05；④与模型组比较，P<0.01；⑤与番茄红素高剂量组比较，P<0.05；⑥与番茄红素高剂量组比较，P<0.01；⑦与盐酸二甲双胍组比较，P<0.01。

表3 各组血清MDA和T-AOC含量比较

注：①与正常对照组比较，P<0.05；②与正常对照组比较，P<0.01；③与模型组比较，P<0.05；④与模型组比较，P<0.01；⑤与番茄红素高剂量组比较，P<0.05；⑥与番茄红素高剂量组比较，P<0.01；⑦与盐酸二甲双胍组比较，P<0.05。

2.4 各组肝脏组织中SOD、GSH-Px、CAT活性比较 模型组肝脏组织中SOD、GSH-Px、CAT活性均显著低于正常对照组(P均<0.01)。灌胃4周后，各药物组SOD、GSH-Px、CAT活性均高于模型组(P<0.05或P<0.01)，番茄红素高剂量组GSH-Px活性显著高于番茄红素低剂量组(P<0.05)，SOD、CAT活性显著高于番茄红素低剂量组和番茄红素中剂量组(P<0.05或P<0.01)。见表4。

3 讨 论

随着人们生活水平的提高和饮食结构的改变，我国糖尿病发病率逐年增高。病理生理学研究发现，胰岛素分泌导致糖脂代谢异常而诱发的氧化应激损伤是糖尿病并发症发生发展的主要因素。因此，糖尿病患者除了应该很好地控制血糖外，还应注意调节血脂和清除自由基。

番茄红素是一种天然类胡萝卜素，广泛存在于番茄、胡萝卜、草莓等红色蔬菜和水果中，具有抗氧化、降血脂、保护心血管等多种生物活性。本研究采用高脂高糖饮食加STZ诱导制备的糖尿病大鼠模型研究番茄红素对2型糖尿病大鼠的降糖调脂和抗氧化作用。结果表明，番茄红素能够有效改善2型糖尿病大鼠胰岛素分泌水平，降低空腹血糖并增加大鼠体质量；且番茄红素大剂量组大鼠体质量较低剂量组和中剂量组明显增加，较中剂量组胰岛素分泌水平显著升高且血糖水平显著降低，提示番茄红素能够剂量依赖性地降低血糖并缓解糖尿病症状。

经生化分析检测，糖尿病患者多伴有TC、TG、LDL-C升高而HDL-C降低。TC、TG能够导致体内脂质代谢异常；而TG、LDL-C损害血管内皮，是导致动脉粥样硬化、冠心病甚至心肌梗死的危险因子；HDL-C协助转运胆固醇，促进其代谢为胆汁酸而表现出对机体的保护作用[9-11]。本研究发现，番茄红素能够有效降低血清中TC、TG、LDL-C水平并提高HDL-C水平，且番茄红素高剂量组血清TC、TG、LDL-C水平较番茄红素低剂量组显著降低，HDL-C水平显著升高。提示番茄红素能够剂量依赖性地改善2型糖尿病大鼠的血脂水平。

表4 各组肝脏组织中SOD、GSH-Px、CAT活性比较

注：①与正常对照组比较，P<0.01；②与模型组比较，P<0.05；③与模型组比较，P<0.01；④与番茄红素高剂量组比较，P<0.05；⑤与番茄红素高剂量组比较，P<0.01。

血清T-AOC水平能够反映机体整体抗氧化能力[12-13]；SOD被称为体内氧自由基的“清道夫”，能够提供氢原子配体而催化氧自由基还原生成过氧化氢[14]，并在GSH-Px和CAT的进一步催化下还原生成对人体无害的H2O和O2[15-16]，因此，SOD、GSH-Px和CAT也共同被称为机体抗氧化酶防御系统；脂质过氧化终产物MDA的含量能够间接反映体内自由基及氧化应激水平[17]。本研究发现，番茄红素能够提高血清中T-AOC水平，改善抗氧化酶活性，降低MDA含量，且番茄红素高剂量组T-AOC水平及GSH-Px活性显著高于番茄红素低剂量组，MDA含量及SOD、CAT活性显著高于番茄红素低剂量组和番茄红素中剂量组，提示番茄红素能够剂量依赖性地改善肝功能，提高机体抗氧化能力，降低氧化应激损伤。

综上所述，番茄红素对2型糖尿病大鼠具有剂量依赖性的降糖调脂和抗氧化作用。

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Effects of Lycopene on blood sugar, plasma lipid and antioxidant ability in type 2diabetic rats

PANG Xiaoping

(Handan Central Hospital, Handan 056001, Hebei, China)

Objective It is to investigate the effects of Lycopene(LP) on blood sugar, plasma lipid and antioxidant ability in type 2diabetic rats.Methods 60diabetic rat models made by intraperitoneal injecting STZ were randomly divided into five groups: model group, LP 5, 10and 20mg/kg treated groups and metformin hydrochloride 25mg/kg treated group, each group had 12animals.Another 12same-aged rats were selected as normal group.The drug groups were given respective drugs while the model group and normal group given normal saline by intragastric administration once a day for 4weeks.At 0, 2, 4weeks after the drug was given, the level of blood sugar and insulin were determined.4weeks later, the body weight was detected; the content of TC, TG,LDL-C, HDL-C and MDA, T-AOC in serum was determined; the activity of SOD, GSH-Px, CAT in hepatic tissue serum were determined.Results Compared with normal control group, body weight, the levels of insulin, HDL-C, T-TOC and the activities of SOD, GSH-Px, CAT were significantly lower while the levels of blood sugar, TC, TG, LDL-C and MDA were higher in model group(P<0.01orP<0.05).Compared with model control group, the body weight increased significantly while the contents of TC, TG, LDL-C and MDA in serum decreased in moderate and high dosage of LP groups (P<0.05orP<0.01); the levels of insulin, HDL-C and T-AOC, the activity of SOD, GSH-Px, CAT in hepatic tissue were significantly increased while the level of FPG decreased in high dose of LP group(P<0.05orP<0.01).The body weight and the activity of SOD and CAT in hepatic tissue of high dose LP group were significantly increased while the content of MDA in serum were decreased compared to those in the low and moderate LP groups(P<0.05orP<0.01).The levels of insulin, HLD-C, T-AOC and the activity of GSH-Px of high dose LP group were significantly increased and the levels of blood sugar, TC, TG, LDL-C were significantly decreased(P<0.05orP<0.01).Conclusion LP had dose-dependent protective effects on lowering the blood sugar and plasma lipid, and improving antioxidant ability in type 2diabetic rats.

Lycopene; diabetes; blood sugar; plasma lipid; antioxidant

庞晓萍，女，主管中药师，主要从事临床药学研究。

10.3969/j.issn.1008-8849.2015.17.005

R-332

A

1008-8849(2015)17-1839-04

2014-10-10