牛蒡、桑叶和灵芝改善糖尿病作用研究

邢梅梅,朱晓娣,邵 欣,康文艺,2,孙慧玲,2,郭秀春,2,*

(1.河南大学中药研究所,河南开封 475004;2.开封市保健食品功效成分研究重点实验室,河南开封 475004)



牛蒡、桑叶和灵芝改善糖尿病作用研究

邢梅梅1,朱晓娣1,邵 欣1,康文艺1,2,孙慧玲1,2,郭秀春1,2,*

(1.河南大学中药研究所,河南开封 475004;2.开封市保健食品功效成分研究重点实验室,河南开封 475004)

以牛蒡、桑叶和灵芝组方,研究其水煎煮液降血糖作用。通过尾静脉注射四氧嘧啶诱导糖尿病小鼠模型。检测给药前后糖尿病小鼠血糖、肝糖原以及血清中TG、TCH、SOD和MDA含量的变化,考察复方对糖尿病小鼠血糖、脂质代谢和氧化应激的影响。结果表明:高剂量组能显著的升高SOD的水平(p<0.01),降低空腹血糖(p<0.05)、TCH(p<0.05)、TG(p<0.01)和MDA的含量(p<0.01);中剂量组能显著的升高SOD的水平(p<0.01),降低空腹血糖(p<0.05)、TCH(p<0.05)、TG(p<0.05)和MDA的含量(p<0.05);低剂量组能显著升高SOD(p<0.01)、肝糖原水平(p<0.05);降低TCH(p<0.05)和TG的含量(p<0.01)。结果表明：牛蒡、桑叶和灵芝方水提取物具有降低糖尿病小鼠空腹血糖,改善糖尿病小鼠脂质代谢紊乱和增强糖尿病小鼠抗氧化应激的作用。

牛蒡,桑叶,灵芝,水提法,糖尿病

菊科植物牛蒡(Arctium lappa L.)主产于河北、吉林、辽宁和浙江。性辛、苦、寒。归肺胃经,具有疏散风热,宣肺透疹,解毒利咽等功效[1-2]。牛蒡根含有氨基酸、挥发油、多酚、炔类物质、蛋白质、低聚糖、类黄酮、粗纤维、矿质元素和维生素等,具有抗突变、防癌、抗疲劳、免疫调节、抗氧化、降脂、降胆固醇、降糖等活性,是我国传统的药食两用珍品[3-5]。从牛蒡根中提取的牛蒡多糖具有良好的体外抑制α-葡萄糖苷酶活性的作用,能显著降低链脲霉素所致糖尿病小鼠的血糖水平,改善糖耐量及胰岛组织病变状况[6]。牛蒡根水提物可影响大鼠性行为[7]。

桑叶为桑科植物桑(Morus alba L.)的干燥叶,性甘、苦、寒。归肺、肝经[8]。桑叶中含有糖类、脂肪、氨基酸、胆碱、有机酸、异槲皮苷、胡萝卜素、维生素B1、维生素B2、维生素C、叶酸、钙、磷、铁、锰等营养成分[9]以及黄酮类、生物碱类、甾醇、1-脱氧野尻霉素和桑叶多糖等次生代谢产物[10-11],具有降血糖、降血脂、抗氧化、抗病毒、抗癌等作用[12-14]。桑叶多糖具有显著的降血糖作用[15],桑叶多糖增加Ⅱ型糖尿病大鼠脂肪组织葡萄糖转运蛋白4的基因表达[16]。研究证实了桑叶生物碱、多糖、生物碱联合二甲双胍降糖作用均显著[17]。实验研究表明:桑叶中的桑叶黄酮能明显降低糖尿病小鼠糖化血清蛋白和MDA含量。提高血清胰岛素、肝己糖激酶、肝糖原和SOD活力[18]。

灵芝(Ganoderma lucidum karst.)为多孔菌科真菌赤芝或紫芝的干燥子实体,性甘,平。归心、肺、肝、肾经。早在《神农本草经》中记载灵芝可益精气、安心魂、补肝益气、坚筋骨、益智。现代研究表明:灵芝含有有机锗,能与重金属、污染物结合,使之排除体外。使血液循环畅通,增加红血球的摄氧能力[19];含有高分子多糖体,有效抑制癌细胞的扩散、保肝、降脂、降糖;含有腺苷,可降低血液粘稠度,预防血栓形成;含有小分子蛋白,可双向调节免疫功能[20]。灵芝广泛用于抗肿瘤、抗衰老、预防神经系统疾病、预防心血管系统疾病、保肝解毒、美容、抗过敏、降压、降糖等方面[20-21]。黑灵芝多糖具有显著降血糖、降血脂作用[14],并且黑灵芝多糖可以明显改善Ⅱ型糖尿病多饮、多食的症状。通过调节糖尿病大鼠糖脂代谢,改善糖尿病大鼠小血管动脉的病变[22]。灵芝多糖能有效增加小鼠血清胰岛素浓度,灵芝多肽和多糖可以降低小鼠空腹血糖含量,可增加小鼠SOD活性,降低肝脏MDA含量[23]。

本课题组预实验显示牛蒡、桑叶和灵芝水煎液具有较好的体外抑制α-葡萄糖苷酶活性,在此基础之上,对牛蒡、桑叶和灵芝组方进行高血糖小鼠实验研究,探讨牛蒡、桑叶和灵芝组方的水煎煮液对糖尿病小鼠的影响。本文首次对牛蒡、桑叶和灵芝组方,进行降血糖作用研究,为开发降血糖保健品提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

牛蒡、桑叶和灵芝 开封市乐仁堂药房;健康昆明系小鼠100只,周龄6～8周,体重22±2 g 由河南省动物中心提供。阿卡波糖 杭州中美华东制药有限公司,批号:150626;二甲双胍 上海信谊药厂有限公司,批号:48150410;氯化钠注射液 石家庄鹏海制药有限公司 批号:1510092103;葡萄糖测定试剂盒 上海荣盛生物技术有限公司,批号20150804147;葡萄糖标准品 南京建成生物工程研究所,批号:20150804147;甘油三酯测定试剂盒 浙江东瓯诊断产品有限公司,批号:2015080021;总胆固醇测定试剂盒 浙江东瓯诊断产品有限公司,批号:2015060033;SOD试剂盒 南京建成生物工程研究所,批号:20151111;肝糖原/肌糖原试剂盒 南京建成生物工程研究所,批号:20151113;丙二醛(MDA)测试盒 南京建成生物工程研究所,批号:20151113。

UV-2000型紫外可见分光光度计 尤尼柯上海仪器有限公司;旋转蒸发仪R-1010 郑州长城科工贸有限公司;实验室型喷雾干燥仪 SD-06 英国abplant公司;LRH-150生化培养箱 上海一恒科技有限公司;Multiskan Go全波长酶标仪 Thermo fisher scientificoy Ratastie2,F1-01620 vantaa,Finland;TGL-16gR型高速冷冻离心机 上海安亭科学仪器厂;Power Gen125组织匀浆机 Fisher Scientific。

1.2 实验方法

1.2.1 水提物制备方法 将牛蒡、桑叶和灵芝分别粉碎,然后分别称取牛蒡、桑叶和灵芝各500 g,添加15倍体积蒸馏水(约22.5 L),煎煮2次。第1次煎煮,煮沸后,保持沸腾0.5 h,文火0.5 h;第2次煮沸后,保持沸腾0.5 h。提取液过滤浓缩,用全自动喷雾干燥仪干燥至粉末。

1.2.2 糖尿病小鼠造模方法 选择22±2 g的雄性小鼠110只,给予充足的水和食物喂养1周,待其适应环境之后,禁食不禁水10 h,分组染色。空白组10只。糖尿病造模组于禁食不禁水10 h后,按80 mg/kg一次性尾静脉注射四氧嘧啶致糖尿病[24]。正常饲养96 h,禁食不禁水12 h后,称重,眼眶静脉取血,分离血清。测定血清血糖值,将血糖值大于16.7 mmol/L的作为造模成功的标准[25],造模过程中死亡1只,造模成功率77%。按照每组血糖值均衡原则随机分组:将造模成功的小鼠按血糖值高低分成7个区段,血糖值过高的舍去。每个区段随机分到6个实验组。

1.2.3 实验方法 按照血糖值均衡原则将造模成功的糖尿病小鼠分为6组,每组10只。分别为:高剂量组、中剂量组、低剂量组、阿卡波糖阳性对照组、二甲双胍阳性对照组、模型组[24]。空白组和模型组都灌胃蒸馏水,其他实验组都用蒸馏水配成相应的水溶液,灌胃给药。一天一次,连续给药7 d。在最后一次给药后2 h,眼眶取血测餐后血糖。并于当晚禁食不禁水12 h,第8 d摘取眼球取血,分离血清,放置于冰箱(0～3 ℃)保存。用于测定空腹血糖、TG、TCH、MDA和SOD。处死小鼠,解剖肝脏,制备肝糖原测定液,用于测定肝糖原的含量。

1.3 数据分析

2 结果与讨论

2.1 复方水提取物对空腹血糖和餐后血糖的作用

按照实验方法1.2.3取血,分离血清,利用葡萄糖测定试剂盒对小鼠空腹血糖和餐后血糖进行了测定。并考察了复方水提取物对小鼠餐后血糖和空腹血糖的影响见表1。

表1 对小鼠空腹血糖和餐后血糖的影响
Table 1 The influence of the fasting blood glucose and postprandial blood glucose in mice

组别剂量(mg/kg)给药前空腹血糖(mmoL/L)给药后空腹血糖(mmoL/L)给药后餐后血糖(mmoL/L)高剂量8002132±482##2794±489∗3972±324中剂量4002253±386##3085±526∗3924±363低剂量2002430±453##3052±4414244±260阿卡波糖752244±461##3222±2183070±579∗∗二甲双胍1952132±486##2791±908∗4022±304模型2284±460##3594±363##4215±370##空白589±157438±050838±124

注:阿卡波糖、二甲双胍为阳性对照药,与空白组相比:#p<0.05,##p<0.01,与模型组相比:*p<0.05,**p<0.01，表2～表4同。

表2 复方对小鼠肝糖原的影响
Table 2 Effects of compound on liver glycogen in mice

由表1可知,各组给药前空腹血糖值高于空白组,差异有统计学意义(p<0.01),且阿卡波糖组、二甲双胍组、模型组、高、中、低剂量组两两比较没有显著性差异,说明造模成功。由表1可知,给药7 d后,阿卡波糖组空腹血糖值与模型组比较,差异没有统计学意义,说明阿卡波糖对空腹血糖影响不大。二甲双胍组空腹血糖值与模型组比较,差异有统计学意义(p<0.05),说明二甲双胍可以降低小鼠空腹血糖。高、中剂量组空腹血糖值低于模型组,差异有统计学意义(p<0.05),说明高、中剂量有降低小鼠空腹血糖的作用。

由表1可知,阿卡波糖组餐后血糖值低于模型组,差异具有统计学意义(p<0.01),说明阿卡波糖可降低餐后血糖。高、中、低剂量组分别与模型组比较,差异没有统计学意义,说明该复方水提取物降低餐后血糖的作用不明显。

2.2 复方水提取物对肝糖原的作用

按照实验方法1.2.3取血,分离血清,利用肝糖原/肌糖原试剂盒对小鼠肝糖原含量进行了测定。并考察了复方水提取物对小鼠肝糖原含量的影响见表2。

由表2可知,阿卡波糖、二甲双胍组肝糖原含量高于模型组,差异有统计学意义(p<0.01)。该复方水提取物低剂量组肝糖原含量高于模型组,差异有统计学意义(p<0.05)。低剂量有效而高、中剂量无效的原因分析如下:肝糖原的含量随着肝脏放置时间的延长而降低,可能由于高、中剂量组取样时间长,导致小鼠肝糖原的分解[25]。此外,肝糖原含量还受到取样部位、匀浆时间、沉降温度的影响[26]。也有可能是样品升高肝糖原的最佳浓度在低剂量(200 mg/kg)附近,需要进一步探讨其最佳升高肝糖原的浓度。

2.3 复方水提取物对总胆固醇和甘油三酯的作用

按照实验方法1.2.3取血,分离血清,利用总胆固醇测定试剂盒和甘油三酯测定试剂盒对小鼠胆固醇含量和甘油三酯含量进行了测定。并考察了复方水提取物对小鼠胆固醇含量和甘油三酯含量的影响见表3。

表3 复方对小鼠总胆固醇和甘油三酯的影响
Table 3 The influence of Compound on the total cholesterol and triglyceride in mice

组别TCH(mmol/L)TG(mmol/L)高剂量237±016∗151±059∗∗中剂量277±064∗171±050∗低剂量237±038∗137±049∗∗阿卡波糖290±060149±043∗∗二甲双胍236±014∗159±053∗模型290±026##233±033##空白143±010091±022

由表3可知,二甲双胍组、高、中、低剂量组总胆固醇水平均低于模型组,差异具有统计学意义(p<0.05)。说明该复方水提取物能够降低小鼠总胆固醇的水平。

由表3可知,所有组别甘油三脂水平均低于模型组。阿卡波糖组、高、低剂量组与模型组相比,差异具有统计学意义(p<0.01);二甲双胍组、中剂量组与模型组相比,差异有统计学意义(p<0.05);说明该复方水提取物能够降低小鼠甘油三酯的水平。

2.4 复方水提取物对丙二醛和超氧化物歧化酶的作用

按照实验方法1.2.3取血,分离血清,利用丙二醛(MDA)测试盒和SOD试剂盒对小鼠丙二醛(MDA)含量和SOD含量进行了测定。并考察了复方水提取物对小鼠丙二醛(MDA)含量和SOD含量的影响见表4。

表4 复方对小鼠丙二醛和超氧化物歧化酶的影响
Table 4 The level of Malondialdehydeand superoxide dismutase(SOD)in mice

组别剂量(mg/kg)MDA(mmoL/Ml)SOD(mmoL/mL)高剂量80018.72±2.45**272.59±26.25**中剂量40020.75±3.84*276.85±19.95**低剂量20022.34±3.26284.62±20.69**阿卡波糖7517.58±3.70**246.21±25.24二甲双胍19517.81±5.69**303.62±13.29**模型26.64±5.74##228.94±41.60##空白13.74±4.49305.49±15.10

由表4可知,阿卡波糖组、二甲双胍组MDA含量低于模型组,差异有统计学意义(p<0.01);高剂量组MDA水平低于模型组,差异具有统计学意义(p<0.01);中剂量组MDA水平也低于模型组,差异有统计学意义(p<0.05)。说明该复方水提取物高、中剂量都能够降低小鼠MDA水平。

由表4可知,阿卡波糖组SOD水平与模型组相比没有显著性差异,二甲双胍组SOD值高于模型组,差异有统计学意义(p<0.01),说明二甲双胍能够提高小鼠SOD含量。高、中、低剂量组SOD含量均高于模型组,差异具有统计学意义(p<0.01);说明该复方水提取物能够提高小鼠SOD的含量。

王佳佳[6]的研究显示了牛蒡多糖具有良好的抑制α-葡萄糖苷酶、降糖、改善糖耐量,降低MDA,提高SOD活力的作用[6]。魏东的研究显示牛蒡能够降低高血脂大鼠血清总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白水平[5]。何羡霞的研究显示桑叶中生物碱、黄酮、多糖具有重要降糖活性[27]。曹慧的实验显示灵芝多糖对STZ致Ⅱ型糖尿病大鼠有一定降低血糖、胆固醇、甘油三酯的作用[28]。本课题组在单味药具有降糖作用的基础之上,采用不同于单味药提取的方法让三味药合方,探讨其对四氧嘧啶所致糖尿病小鼠的影响。数据显示三者合方水提取物具有降糖、改善脂质代谢、抗氧化的作用。本研究仅在动物实验水平上探讨其对糖尿病相关指标的影响,有待进一步探讨其在细胞和分子水平上对糖尿病的作用。可进一步探讨合方后产生的新的活性。

3 结论

本文研究了牛蒡、桑叶和灵芝复方水提取物对四氧嘧啶所致糖尿病小鼠的降血糖作用。该复方水提取物降低餐后血糖的作用不明显;高、中剂量组降低糖尿病小鼠空腹血糖(p<0.05)。低剂量该复方水提取物提高糖尿病小鼠肝糖原的水平(p<0.05),说明低剂量的该复方水提取物具有提高小鼠肝糖原的作用;高、中、低剂量该复方水提物降低总胆固醇和甘油三酯含量,差异均有统计学意义。降低总胆固醇和甘油三酯的作用不存在剂量依赖性;该复方提取物降低丙二醛的作用与剂量有一定的相关性;不同剂量该复方水提取物提高SOD均具有显著性差异。综上所述:牛蒡、桑叶、灵芝的复方水提取物能够降低糖尿病患者的空腹血糖,改善糖尿病小鼠的脂质代谢紊乱,增强糖尿病小鼠抗氧化应激能力。

[1]徐传,孙隆儒. 牛蒡的研究现状[J]. 天然产物研究与开发,2005,17(6):818-821.

[2]曾晓燕,戴岳,夏玉凤. 牛蒡子的研究进展[J]. 中国野生植物资源,2014,33(2):6-9.

[3]陈世雄,陈靠山. 牛蒡根化学成分及活性研究进展[J]. 食品与药品,2010,12(7):281-285.

[4]何丽. 营养健康话牛蒡[J]. 健康向导,2015,21(2):12-13.

[5]魏东. 牛蒡抗氧化、降血脂保健功能研究[J]. 食品科学,2008,29(2):380-382.

[6]王佳佳,刘玮,朱静,等. 牛蒡多糖的降血糖活性[J]. 中国药科大学学报,2013,44(5):455-459.

[7]曹剑锋. 牛蒡根及其化学成分的药理活性研究[D]. 济南:山东大学,2012.

[8]林志彬. 灵芝抗肿瘤活性和免疫调节作用的研究进展[J]. 北京大学学报(医学版),2002,34(5):493-498.

[9]尹志亮,王敏,吴繁强,等. 桑叶的功效及食用化开发对策[J]. 蚕桑茶叶通讯,2011(6):5-6.

[10]杨永玉,曾光尧,谭健兵,等. 桑叶化学成分研究[J]. 中南药学,2011,09(2):92-95.

[11]孟庆海,殷秋忆,郭静,等. 4种不同桑叶提取物降血糖作用的筛选[J]. 中成药,2014,36(6):1288-1291.

[12]王芳,乔璐,淡小艳,等. 桑叶黄酮的提取及抗氧化研究[J]. 广东农业科学,2011,38(15):76-79.

[13]王辉,吴莎,孙毅凡,等. 桑叶提取物的抗病毒活性检测[J]. 蚕业科学,2011,37(5):952-956.

[14]戴开金. 桑叶体外抗RSV及诱导Hela细胞凋亡物质基础研究[D]. 广州:南方医科大学,2009.

[15]王向阳,俞兴伟,仝义超. 桑叶多糖的提取与降血糖功能研究[J]. 中国食品学报,2014,14(9):63-67.

[16]刘洪凤,韩智学,赵正林,等. 桑叶多糖对2型糖尿病大鼠GLUT4 mRNA表达的影响[J]. 中国食物与营养,2012,18(3):68-69.

[17]玄光善,潘士佳,南姬. 桑叶降糖成分与二甲双胍的协同降糖作用研究[J]. 食品科学,2011,(15):260-264.

[18]陈玲玲,刘炜,陈建国,等. 桑叶黄酮对糖尿病小鼠调节血糖的作用机制研究[J]. 中国临床药理学杂志,2010,26(11):835-838.

[19]董玉玮,苗敬芝,曹泽虹,等. 紫外诱变赤灵芝原生质体选育高产有机锗菌株的研究[J]. 食品科学,2009,30(15):188-192.

[20]刘柱,赵厚坤. 浅谈灵芝的药用和食用价值[J]. 现代农业科学,2008,(6):45-46.

[21]曾子萱. 灵芝的药用和食用价值分析[J]. 信息化建设,2015(12):54.

[22]朱科学,聂少平,宋丹,等. 黑灵芝多糖对Ⅱ型糖尿病大鼠血糖、血脂及肠系膜上动脉病变改善作用[J]. 食品科学,2013,34(23):300-304.

[23]包焜,陈萍,毕云枫,等. 灵芝活性组分在小鼠体内的降糖功效研究[J]. 中国兽药杂志,2015,49(1):29-32.

[24]张伟,尹震花,康文艺. 黑莓籽对四氧嘧啶诱导糖尿病小鼠的影响[J]. 食品工业科技,2014,35(19):351-354，358.

[25]杨明华,杨苏蓓,柴可夫,等. 四氧嘧啶致小鼠糖尿病造模条件优化及稳定性考察[J]. 中药药理与临床,2007,23(5):213-216.

[26]阴文娅,曾果,张彩云,等.小鼠肝糖原测定影响因素分析[J]. 现代预防医学,2004,31(3):359-360.

[27]邓航,黎荣,林兴,等. 柿叶三萜粗提物对糖尿病小鼠血糖及其肝糖原的影响[J]. 时珍国医国药,2012,23(5):1198-1199.

[28]何羡霞,苏楠,吴新荣,等. 桑叶降糖有效部位及其降糖活性研究进展[J]. 中国实验方剂学杂志,2014,20(7):245-248.

[29]曹慧,郭秀珍. 灵芝多糖对2型糖尿病大鼠模型的治疗作用[J]. 现代生物医学进展,2010,10(12):2256-2258.

Hypoglycemic effect of the compound of burdock,mulberry leaf and ganoderma lucidum on diabetic rats

XING Mei-mei1,ZHU Xiao-di1,SHAO Xin1,KANG Wen-yi1,2,SUN Hui-ling1,2,GUO Xiu-chun1,2,*

(1.Institute of Chinese Materia Medica,Henan University,Kaifeng 475004,China; 2.Kaifeng Key Laboratory of Functional Components in Health Food,Kaifeng 475004,China)

Burdock,mulberry leaf and ganoderma lucidum were used as the raw material,the decoction of fructus arctii,mulberry leaf,ganoderma lucidum compound was prepared by the water extracts. The change of blood sugar,hepatic glycogen,and serum TG,TCH,SOD,MDA was measured in the diabetic mice model established by the tail vein injection of alloxan. The effects of the compound extract was reflected on diabetes mice blood glucose,lipid metabolism,oxidative stress. The results showed that high dose group of water extract compound could significantly increase the content of SOD(p<0.01),and decrease the content of fasting blood(p<0.05),TCH(p<0.05),TG(p<0.001)and MDA(p<0.05). Medium dose group of water extract compound could significantly increase the content of SOD(p<0.01),and decrease the content of fasting blood(p<0.05),TCH(p<0.05)and MDA(p<0.05). Low dose group of water extract compound could significantly increase the contents of SOD(p<0.01)and liver glycogen(p<0.05),and decrease the content of TCH(p<0.05)and TG(p<0.01). Results indicated that the water extract compound of burdock,mulberry leaf and ganoderma lucidum had significant hypoglycemic effect,and rectified the derangement in lipide metabolism and strengthen antioxidant defense system.

Burdock;mulberry leaf;ganoderma lucidum;water extraction;diabetes

2016-06-01

邢梅梅(1991-)，女，硕士研究生，研究方向：中药活性成分提取与分离，E-mail：eieiing@163.com。

*通讯作者:郭秀春(1982-)，女，博士，讲师，研究方向：中药学及天然产物化学，E-mail:guoxiuchun1982@163.com。

国家教育部大学生创新创业计划(201510475073)；河南省产学研项目(152107000051)；河南省高校科技创新团队(16IRTSTHN019)；2015年河南省教育技术装备和实践教育研究立项课题(GZS008)；开封市创新人才项目(1509010)。

TS218

A

1002-0306(2016)23-0338-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.23.055