桔梗多糖降血糖作用及其机制

桔梗多糖降血糖作用及其机制

乔彩虹孟祥顺

(吉林省前卫医院中医科，吉林长春130012)

摘要〔〕目的探讨桔梗多糖对糖尿病(DM)模型大鼠的作用及可能机制。方法采用腹腔注射链脲佐菌素(STZ)诱导的方法建立DM大鼠模型，灌胃给予模型大鼠低(150 mg·kg-1·d-1)、中(300 mg·kg-1·d-1)、高(600 mg·kg-1·d-1)剂量的桔梗多糖，28 d后检测大鼠体重、进水量、进食量和尿量；同时，检测空腹血糖(FBG)水平、空腹胰岛素水平(FINS)、胰岛素敏感指数(ISI)、葡萄糖耐量、肝组织超氧化物歧化酶(SOD)活性及丙二醛(MDA)含量。结果桔梗多糖给药组大鼠进水量、进食量和尿量显著低于模型组，同时，FBG水平降低，胰岛素水平、ISI及对葡萄糖的耐受能力显著升高(P<0.05或P<0.01)；桔梗多糖也能够提高肝组织SOD活性，降低MDA含量(P<0.05或P<0.01)。结论桔梗多糖具有降血糖作用，其机制可能与改善FINS、提高抗氧化能力有关。

关键词〔〕桔梗多糖；糖尿病；抗氧化

中图分类号〔〕R285.5〔文献标识码〕A〔

基金项目：吉林省卫生厅科研课题(2013Q013)

第一作者：乔彩虹(1973-)，女，副主任医师，主要从事中医药防治糖尿病的研究。

现代药学研究〔1〕表明，桔梗的主要活性成分为桔梗皂苷，桔梗皂苷的抗肿瘤、抗炎、保肝、调节免疫及抗病毒等多方面的药理作用被广泛报道，多糖是广泛存在于植物根、茎、叶及果实中的一类生物活性大分子，具有免疫调节、抗氧化、抗肿瘤、抗衰老、抗病毒及辅助降血糖等多种生物活性，且由于其具有毒副作用小、安全性高的特点，在临床上已得到广泛应用〔2〕。而关于桔梗多糖的活性研究主要集中在提高免疫力方面，相关报道较少〔3，4〕。本文以桔梗多糖为研究对象，初步探讨其降血糖作用及可能机制，为进一步应用奠定基础。

1材料与方法

1.1实验材料及仪器桔梗药材购买于本地药材市场，经吉林大学药学院生药教研室鉴定为桔梗科植物的干燥根茎。链脲佐菌素(STZ)为美国Sigma公司产品；血糖检测试剂盒为北京康化试剂公司产品；胰岛素检测试剂盒为天津九鼎生物技术有限公司产品；超氧化物歧化酶(SOD)与丙二醛(MDA)检测试剂盒为南京建成生物技术有限公司产品。其他常规试剂均为国产分析纯。

药材粉碎机，济南天方机械有限公司；超声波清洗机，南京古奇机电有限公司；2550型紫外-可见分光光度计，日本岛津；5417R型低温超高速离心机，德国Eppendorf公司；GC-2100型γ放射免疫计数仪，合肥科大中佳公司；组织匀浆机，上海天呈科技有限公司。

1.2桔梗多糖的提取在60℃~90℃条件下，将购买的桔梗饮片用石油醚回流提取3次，每次4 h，除去脂溶性成分；减压回收石油醚后，再用80%的乙醇回流提取3次，2 h/次，除去醇溶性成分；减压回收乙醇后，再用蒸馏水回流提取3次，每次2 h，合并滤液；浓缩后，加入终浓度为75%的无水乙醇，静置过夜，离心收集、沉淀、干燥。常规方法进行脱色、除蛋白后，分别采用苯酚-硫酸法、间羟基联苯法及考马斯亮蓝法检测总糖、糖醛酸及蛋白质含量。

1.3小鼠糖尿病(DM)模型的建立、分组及给药Wistar雄性大鼠，体重(200~250)g，由吉林大学实验动物中心提供，适应性饲养7 d后，开始造模。造模前空腹12 h，腹腔注射60 mg/kg的STZ溶液(溶解于pH4.2，0.1 mol/L的柠檬酸缓冲液)，而正常对照组只注射等体积的柠檬酸缓冲液。72 h后尾静脉采血，测空腹血糖(FBG)，当FBG浓度>11.1 mmol/L时视为建模成功〔5〕。将建模成功的小鼠随机分为模型组，格列本脲组(25 mg·kg-1·d-1)，桔梗多糖低(150 mg·kg-1·d-1)、中(300 mg·kg-1·d-1)、高剂量组(600 mg·kg-1·d-1)；每天腹腔灌胃给药1次，模型组和对照组给予同体积的生理盐水，给药28 d。

1.4进水量、进食量、尿量及体重测定观察实验大鼠的精神状态及毛发改变情况；于给药第28 d时，测量大鼠体重，并采用代谢笼检测大鼠12 h的进水量、进食量及尿量。

1.5FBG、胰岛素含量测定及胰岛素敏感指数(ISI)计算给药结束后，尾静脉取血，分离血清，采用葡萄糖氧化酶法测定大鼠FBG水平；放射免疫法测定空腹胰岛素(FINS)水平；根据FBG及FINS水平，计算ISI：ISI=ln(FBG×FINS)-1。

1.6口服葡萄糖耐量试验在给药的最后1 w进行口服葡萄糖耐量试验。实验大鼠禁食12 h后，以2 g/kg体重的葡萄糖溶液灌胃，采用葡萄糖氧化酶法分别检测0、30、60、90和120 min的血糖水平。

1.7肝组织中SOD活性与MDA含量测定给药结束后，颈椎脱臼处死大鼠，取肝脏组织；预冷的生理盐水清洗后，用滤纸吸净表面血水，放于低温冰箱保存。检测前，称取一定量的肝脏组织，高速匀浆后，用生理盐水配成10%肝组织液，3 000 r/min离心10 min，取上清液备用。采用黄嘌呤氧化酶法测定SOD活性，采用硫代巴比妥酸法测定MDA含量。

2结果

2.1桔梗多糖的提取制得的桔梗多糖为浅黄色粉末，其收率为1.69%(按生药材干重计算)，其总糖含量为74.5%，糖醛酸含量为14.2%，蛋白质含量为11.3%。

2.2桔梗多糖对DM大鼠进水量、进食量、尿量及体重的影响大鼠造模成功后，精神萎靡，出现多饮、多食、多尿及体重下降症状；给予桔梗多糖28 d后，与模型组比较，大鼠精神状态好转，DM典型的“三多一少”症状也得到一定程度的改善(P<0.05或P<0.01)，见表1。

2.3桔梗多糖对DM大鼠FBG、胰岛素水平和ISI的影响给予桔梗多糖28 d后，与模型组比较，低、中、高剂量组的桔梗多糖均可以呈依赖性的抑制高血糖水平(P<0.05或P<0.01)；同时，与模型组比较，桔梗多糖也可以增加FINS水平及ISI(P<0.05或P<0.01)，见表1。

表1　桔梗多糖对各组大鼠进水量、进食量、尿量、体重及FBG、胰岛素水平和ISI的影响 ± s)

与模型组比较：1)P<0.05，2)P<0.01；下表同

2.4桔梗多糖对DM大鼠葡萄糖糖耐量的影响在口服葡萄糖耐量实验中，除模型组血糖峰值出现在口服葡萄糖60 min后，正常对照组及各给药组的血糖峰值均出现在口服葡萄糖30 min后。高、中、低剂量组的桔梗多糖，与模型组比较，均可以显著抑制血糖水平的增加，差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01)，见表2。

2.5桔梗多糖对DM大鼠肝组织SOD活性和MDA含量的影响模型组大鼠肝脏组织中SOD活性较对照组显著降低，MDA含量显著升高(P<0.01)。给予桔梗多糖28 d后，与模型组比较，SOD活性显著升高(P<0.01)，且高剂量组的SOD活性高于格列本脲组；同时，中、低剂量组的MDA含量与模型组比较，下降明显(P<0.05或P<0.01)，见表2。

表2　桔梗多糖对各组大鼠葡萄糖糖耐量的影响及肝组织SOD活性和MDA含量的影响 ± s)

3讨论

采用腹腔注射STZ法建立的DM大鼠模型与人类1型糖尿病具有相似的临床症状。STZ可以通过选择性的作用于胰岛β细胞，生成超氧阴离子自由基，从而破坏胰岛β细胞结构，使胰岛细胞损伤或死亡，最终导致胰岛功能障碍。该方法具有成功率高、死亡率低、简便、快速的特点，目前已被广泛应用〔6〕。本研究发现，桔梗多糖具有提高胰岛素水平、ISI及糖耐量的作用，而降血糖作用与ISI的提高密切相关〔7〕。

多项研究表明氧化应激与DM的发生及发展密切相关，研究显示，糖尿病氧化应激水平增加、抗氧化能力下降〔8〕。高血糖环境可以使机体清除自由基能力下降，导致自由基在体内大量堆积，从而促进DM及其并发症的发生与发展。SOD是机体清除自由基中最为重要的抗氧化物酶之一，广泛存在于各种生物体内，能够阻断超氧阴离子对细胞造成的各类损伤；MDA为脂质过氧化产物，可以反映机体受脂质过氧化损伤的过程〔9〕。本研究结果证实，桔梗多糖可以剂量依赖性地提高糖尿病大鼠肝组织中SOD活性，并减少MDA的含量，表明桔梗多糖具有抗氧化应激，减少氧化损伤的作用。

综上所述，桔梗多糖能够改善STZ诱导DM大鼠的典型症状，降低血糖水平，其机制可能与改善胰岛素抵抗、提高抗氧化能力有关。

参考文献4

1Lim JH，Kim TW，Song IB，etal.Protective effect of the roots extract of Platycodon grandiflorum on bile duct ligation-induced hepatic fibrosis in rats〔J〕.Hum Exp Toxicol，2013；32(11)：1197-205.

2陈旋，张翼，张剑波，等.植物多糖的研究进展〔J〕.中国新药杂志，2007；16(13)：1000-5.

3Yoon YD，Kang JS，Han SB，etal.Activation of mitogen-activated protein kinases and AP-1 by polysaccharide isolated from the radix of platycodon grandiflorum in RAW 264.7 cells〔J〕.Int Immunopharmacol，2004；4(12)：1477-87.

4Park MJ，Ryu HS，Kim JS，etal.Platycodon grandiflorum polysaccharide induces dendritic cell maturation via TLR4 signaling〔J〕.Food Chem Toxicol，2014；72(1)：212-20.

5Li Z，Zhang T，Dai H，etal.Involvement of endoplasmic reticulum stress in myocardial apoptosis of streptozocin-induced diabetic rats〔J〕.J Clin Biochem Nutr，2007；41(1)：58-67.

6高秋萍，阮红，刘森泉，等.紫心甘薯多糖对糖尿病大鼠血糖血脂的调节作用〔J〕.中草药，2010；41(8)：1345-8.

7于淑池，苏涛，杨建民，等.安吉白茶多糖对实验性糖尿病小鼠的降血糖作用研究〔J〕.茶叶科学，2010；30(3)：223-8.

8Lee HB，Yu MR，Yang YQ.Reactive oxygen species-regulated signaling pathways in diabetic nephropathy〔J〕.J Am Soc Nephrol，2003；14：241-5.

9田冬娜，吴斐华，马世超，等.风轮菜乙醇提取物的降血糖作用及其机制研究〔J〕.中国中药杂志，2008；11(33)：1313-6.

〔2013-12-10修回〕

(编辑李相军/滕欣航)