有机硒铬对高脂饮食加链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠的降血糖作用

冯润荷　张淑坤　盛晓英　王鹏华

1　天津医学高等专科学校，天津市　300222；　2　天津市南开医院；　3　天津医科大学代谢病医院



有机硒铬对高脂饮食加链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠的降血糖作用

冯润荷1张淑坤2盛晓英2王鹏华3

1天津医学高等专科学校，天津市300222；2天津市南开医院；3天津医科大学代谢病医院

糖尿病是一种由遗传或后天胰岛素分泌不足或胰岛素抵抗所致的以糖代谢紊乱为主的慢性综合性疾病。我国糖尿病的发病率呈逐年上升趋势，已成为全球第一糖尿病大国[1]。探索微量元素有机硒、铬用于防治糖尿病是当前医学界的热门课题之一。硒、铬是人体必需的微量元素之一，硒与糖尿病、心血管疾病、肿瘤等疾病发生有关[2]。有机硒铬全蛋粉(Organic selenium chromium whole egg powder，OSCWEP)是以富含有机硒、三价铬及低胆固醇的新鲜鸡蛋为原料，经现代科学工艺制得的鸡蛋蛋粉。本实验采用高脂饮食加链脲佐菌素(Streptozotocin，STZ)诱导的小鼠糖尿病模型，观察了OSCWEP对高脂饮食糖尿病小鼠体重、血糖、甘油三酯(TG)和总胆固醇(TC)的影响。

1材料和方法

1.1材料

1.1.1实验动物：36只昆明小鼠，雄性，3周龄，清洁级，体重8～11 g，由中国医学科学院实验动物研究所提供，生产许可证号为SCXK(京)2005-0013。

1.1.2实验药物及主要试剂：有机硒铬全蛋白粉OSCWEP(2011-9生产)，其中硒含量0.8mg/100mg，铬含量0.5mg/100mg，有机硒含量100%。由天津市硒艾格生物科技有限公司提供。STZ、柠檬酸、柠檬酸钠为美国Sigma公司产品。小鼠标准饲料购自天津市华荣实验动物科技有限公司。血清TG和TC测定试剂盒购自浙江东欧诊断产品有限公司。

1.1.3主要仪器：高速低温离心机3K30为美国Sigma公司产品。超低温保存箱DW-86L386为中国青岛海尔医用低温科技有限公司产品。One Touch Basic血糖仪和试纸条为美国强生公司产品。紫外可见分光光度计U-2910为日本HITACHI产品。

1.2实验方法

1.2.1高脂饲料和含OSCWEP高脂饲料的制作：按Luo等[3]配方制成普通饲料和高脂饲料，在高脂饲料基础上制成含OSCWEP的高脂饲料，见表1。电磁炉低温将猪油煮溶、过滤，加入混合均匀的其他组分，充分搅拌后捏成大小均匀的条状，置80℃烤箱24h干燥备用。

表1　饲料配方(w/w)

1.2.2STZ溶液配制：用4℃无菌柠檬酸-檬酸钠缓冲液(pH=4.3)配制1%的STZ溶液，冰浴避光冷藏，现用现配，20min内用完。

1.2.3模型制备和处理：36只雄性昆明小鼠3只/笼，室温(22±3)℃，相对湿度60%±10%，每日光照12h，摄食、饮水自由。适应性喂养1周后，随机分为3组，每组12只：对照(Control)组给予普通饲料喂养，高脂饮食糖尿病(HFD+STZ)组给予高脂饲料喂养，HFD+STZ+OSCWEP组给予含有OSCWEP的高脂饲料喂养。3周后，小鼠禁食不禁水12h，HFD+STZ小鼠和HFD+STZ+OSCWEP小鼠均给予STZ溶液按100mg/kg腹腔注射，Control组小鼠以同样的剂量腹腔注射柠檬酸-檬酸钠缓冲液。STZ注射后继续用同样的饲料喂养，每周禁食不禁水12h后测小鼠体重、尾静脉取血用血糖仪检测血糖。4周时断头取血，离心留血清-80℃保存备用。

1.2.4血清TG和TC的测定：参照试剂盒说明。

2结果

2.1体重和血糖的变化各组小鼠在不同时点体重和血糖变化见表2。HFD+STZ和HFD+STZ+OSCWEP组小鼠在STZ注射后各周体重均较Control组小鼠增加有统计学意义(P<0.05)。在STZ注射后3 周和4 周，HFD+STZ+OSCWEP组小鼠体重降低，较HFD+STZ组有统计学意义(P<0.05)。说明OSCWEP能降低HFD+STZ诱导的糖尿病小鼠的体重。HFD+STZ和HFD+STZ+OSCWEP组小鼠在STZ注射后各周血糖均较Control组小鼠增加有统计学意义(P<0.05)。在STZ注射3周和4周，HFD+STZ+OSCWEP组小鼠血糖降低，较HFD+STZ组有统计学意义(P<0.05)。说明OSCWEP能降低HFD+STZ诱导的糖尿病小鼠的血糖水平。

±s)

注：*与同时点Control组比较，P<0.05，▲与同时点HFD+STZ组比较，P<0.05。

2.2血清TG和TC含量的变化各组小鼠在STZ注射4 周后血清TG和TC含量变化见表3。HFD+STZ和HFD+STZ+OSCWEP组小鼠血清TG较Control组小鼠增加有统计学意义(P<0.05)，与HFD+STZ组小鼠相比，HFD+STZ+OSCWEP组小鼠血清TG降低有统计学意义(P<0.05)，说明OSCWEP能降低HFD+STZ诱导的糖尿病小鼠的血清TG水平。3组小鼠STZ注射4 周后血清TC含量无变化，说明OSCWEP对HFD+STZ诱导的糖尿病小鼠的血清TC水平无影响。

表33组小鼠STZ注射4 周后血清TG和

组别TGTCControl组1.14±0.13.96±0.49HFD+STZ组1.34±0.12*4.11±0.38HFD+STZ+OSCWEP组1.21±0.14*▲4.30±0.53

注：*与同时点Control组比较，P<0.05，▲与同时点HFD+STZ组比较，P<0.05。

3讨论

实验证明OSCWEP可降低HFD+STZ诱导的糖尿病小鼠的体重、血糖水平及血清TG水平。说明OSCWEP有明显降低糖尿病小鼠血糖和血脂的作用。

临床流行病学研究表明，胰岛素抵抗通常是2型糖尿病的始动因素，贯穿2型糖尿病发生和发展的全过程[4]。胰岛素抵抗发生后，只要胰腺能维持足够高的胰岛素分泌量来克服胰岛素抵抗，那么糖耐量将保持正常或只轻度受损，而一旦胰岛β细胞功能开始减低，糖耐量将迅速恶化，并发展成为糖尿病。本实验先采用高脂饮食喂养3 周，造成小鼠外周组织对胰岛素不敏感，诱发胰岛素抵抗；然后再以STZ腹腔注射破坏小鼠部分胰岛β细胞，诱发胰岛素代偿性分泌障碍，最终诱导出病理、生理改变都接近于人类2型糖尿病的动物模型[3]。STZ注射2周后检测证实，80%小鼠血糖高于11.1mmol/L。

实验研究表明，有机硒对四氧嘧啶致糖尿病小鼠有明显的降血糖作用，并具有降低高血脂症小鼠血清TC、LDL、TG含量的作用。OSCWEP是将富含有机硒、三价铬的低胆固醇新鲜鸡蛋打成蛋液，巴氏灭菌处理，再进行酶解反应，臭氧灭菌，喷雾干燥，制得富含有机硒、三价铬的低胆固醇鸡蛋蛋粉。本实验观察到在经过3周高脂饮食后，小鼠体重明显增加；STZ注射后1周，小鼠体重继续增加，血糖水平也开始升高；至STZ注射后2周，血糖高于11.1mmol/L，符合2型糖尿病诊断标准；STZ注射

后3周，高脂饮食小鼠血糖继续升高至(18.1±2.3)mmol/L，而含OSCWEP高脂饮食的小鼠血糖水平开始下降至(13.9±4.3)mmol/L，体重也随之减轻，说明OSCWEP能有效对抗高脂糖尿病小鼠的血糖和体重增加；同时笔者还检测了STZ注射后4周小鼠血清TG和TC水平，发现OSCWEP能降低高脂糖尿病小鼠的血TG水平，这可能与OSCWEP中有机硒的作用有关[2]；本研究同时发现OSCWEP对小鼠TC没有影响，这可能与动物种属、饮食中以高脂肪为主有关。

最近有研究表明药理剂量的硒具有降低链脲佐菌素诱发糖尿病小鼠血糖水平降低的作用，这种降糖作用可能与硒能抑制炎性细胞因子释放有关[5]；硒作为一个胰岛素样分子，还通过内质网应激和胰岛素信号蛋白途径缓解糖尿病小鼠的症状[6]。三价铬作为葡萄糖耐量因子(Glucose tolerance factor，简称GTF)的活性成分，能提高胰岛素的活性，进一步调节人体葡萄糖、蛋白质和脂肪的代谢[7]。OSCWEP中有机硒含量为0.8mg/100mg，三价铬含量为0.5mg/100mg，均在人体所需的药理剂量范围之内。本研究证实了OSCWEP对高血糖、高血脂和肥胖有防治作用，但其具体作用机制尚待进一步研究。

参考文献

[1]Yang W,Lu J,Weng J,etal.Prevalence of diabetes among men and women in China〔J〕. N Engl J Med，2010，362(12):1090-1101.

[2]施桂芳, 张红, 李红娟. 微量元素硒与相关疾病的营养治疗〔J〕.微量元素与健康的研究, 2001, 18(4):51.

[3]Luo J, Quan J, Tsai J,etal.Nongenetic mouse models of non-insulin-dependent diabetes mellitus〔J〕. Metabolism，1998，47(6):663-668.

[4]孙兆峰，王利，夏作理. 2型糖尿病动物模型研究概要〔J〕. 中国微循环,2008,12(3):187-189.

[5]Zeng J,Zhou J,Huang K.Effect of selenium on pancreatic proinflammatory cytokines in streptozotocin-induced diabetic mice〔J〕.J Nutr Biochem,2009,20(7):530-536.

[6]Hwang D,Seo S,Kim Y,etal.Selenium acts as an insulin-like molecule for the down-regulation of diabetic symptoms via endoplasmic reticulum stress and insulin signalling proteins in diabetes-induced non-obese diabetic mice〔J〕.J Biosci,2007,32(4):723-735.

[7]KIM DS，KIM TW，PARK IK，etal．Efects of chromium picolinate supplementation on insulin sensitivity，serunl lipids，and body weight in dexamethasone treated rats〔J〕．Metabolism，2002，51(5)：589-594．

(编辑雅文)

摘要目的：探讨有机硒铬对高脂饮食加链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)诱导的糖尿病小鼠模型体重、血糖、甘油三酯(TG)和总胆固醇(TC)的影响。方法：36只雄性昆明小鼠，随机分为3组：对照(Control)组、高脂饮食糖尿病(High fat diet in diabetes, HFD+STZ)组、高脂饮食糖尿病+有机硒铬全蛋粉(Organic selenium chromium whole egg powder,OSCWEP) (HFD+STZ+OSCWEP)组。3周后测小鼠体重、血糖。4周时测定血清TG和TC。结果：OSCWEP能降低HFD+STZ诱导的糖尿病小鼠的体重、血糖和TG水平。结论：有机硒铬有明显降低糖尿病小鼠血糖和血脂的作用。

关键词有机硒铬化合物实验性糖尿病模型高脂血症

Organic Selenium Chromium to High Fat Diet Plus Chain with Urea, Diabetic Mice Induced by Bacteria Fall Blood Sugar Role

FENG Runhe*,ZHANG Shukun,SHENG Xiaoying,etal.*TianjinMedicalCollege，TianjinCity300222

ABSTRACTObjective:The purpose of the research is to explore the influence of the organic selenium chromium on weight,blood sugar,triglyceride model (TG) and total cholesterol (TC) of diabetic mice induced by high-fat diets and streptozotocin (STZ).Methods:36 male kunming mice are divided into 3 groups at random:control group,high fat diet in diabetes (HFD+STZ),high fat diet diabetes+organic selenium chromium whole egg powder (OSCWEP) (HFD+STZ+OSCWEP).Three weeks later,weight and blood sugar of the mice are tested.Four weeks later,the serum TG and TC are tested.Results:The weight,blood sugar and TG of the mice induced by HFD+STZ can be reduced by OSCWEP.Conclusion:Organic selenium chromium has a remarkable effect on lowering the blood sugar and TG of the diabetic mice.

KEY WORDSOrganic selenium chromium compounds, Experimental diabetes models, Hyperlipidemia

收稿日期2015-03-15

中图分类号：R587.1

文献标识码：A

文章编号：1001-7585(2015)10-1261-03