富锌、铬、硒酵母复合微量元素对糖尿病小鼠糖脂代谢和抗氧化能力的影响

潘清容，张连生

(1.武汉科技大学医学院，湖北 武汉 430000；2.湖北科技学院基础医学院)

富锌、铬、硒酵母复合微量元素对糖尿病小鼠糖脂代谢和抗氧化能力的影响

潘清容1,2，张连生1

(1.武汉科技大学医学院，湖北 武汉 430000；2.湖北科技学院基础医学院)

目的 探讨富锌、铬、硒酵母复合微量元素对糖尿病模型小鼠糖脂代谢以及抗氧化能力的影响。方法 选取健康小白鼠20只，作为对照组(A组)，同时选取糖尿病模型小鼠80只，随机分成4组，喂食不同剂量的酵母有机微量元素(分别为B、C、D、E组)，连续治疗8周，监测小鼠的体重变化。治疗结束后比较不同组小鼠血液中糖脂代谢以及抗氧化因子各项指标。结果 实验2周后，B、C、D和E组小鼠体重显著低于A组(P<0.05)，随着干预时间的推移，B组小鼠体重呈现下降趋势(P<0.05)，C、D、E组小鼠体重又有逐渐回升的趋势，8周时D组小鼠体重显著高于C组和E组(P<0.05)；D组和E组小鼠血清GLU、TC、TG水平均显著低于B组小鼠(P<0.05)，D组和E组小鼠血清HDL-C水平均显著高于B组小鼠(P<0.05)；C组、D组和E组小鼠MDA指标显著低于B组(P<0.05)，SOD、GPX、GSH等指标显著高于B组(P<0.05)。结论 富硒、铬、锌酵母复合微量元素可促进糖尿病小鼠的糖脂代谢，提高抗氧化能力，缓解糖尿病症状。

糖尿病；微量元素；糖代谢；抗氧化

糖尿病是胰岛素绝对或相对缺乏以及胰岛素抵抗的一种代谢性疾病，它能导致糖、脂以及蛋白质代谢紊乱。随着人们生活方式的改变以及人口老龄化的日趋加重，全球各国糖尿病的流行趋势日益严峻[1]。糖尿病导致的各种慢性并发症严重影响人们的生命健康，防治糖尿病的医疗费用给个人及社会带来沉重的经济负担，因此，早期干预、预防糖尿病的发生已经成为各国防治糖尿病的重要策略[2]。饮食治疗是糖尿病治疗三大原则的基础，相关研究已经证实，微量元素在糖尿病的发生和发展过程中起到关键作用[3]。目前，有关微量元素锌、铬、硒在糖尿病治疗中的作用相关研究甚少，因此，我们探讨有机的富锌、铬、硒酵母复合微量元素对STZ诱导的糖尿病(DM)小鼠糖脂代谢和抗氧化能力的影响，为从饮食治疗糖尿病提供一定的科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料 实验动物：Balb/c小白鼠(清洁级)，雄性，体质量(18.5±2.2)g，购自南京医科大学实验动物基地，合格证号SCXK(苏)。

实验试剂和仪器：链尿佐菌素；甘油三酯(TG)、 高密度脂蛋白(HDL-C)、总胆固醇(TC)、丙氨酸转氨酶(ALT)、血糖(GLU)检测试剂盒； 谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)检测试剂盒；富硒、铬、锌酵母复合微量元素(安琪酵母有限公司生产)；超低温冰箱；全自动生化分析仪；低温高速离心机；多功能酶标仪；组织匀浆器。

1.2 研究方法 模型建立及分组：选取若干量(>80只)雄性健康小白鼠，在适应性喂养1周后禁食12 h，一次性腹腔注射150 mg/kg剂量的链尿佐菌素柠檬酸缓冲液(PH4.5，浓度0.1mol/L)，5 d后血糖试剂盒测空腹血糖，空腹血糖>11.1 mol/L表示建模成功。选取健康小白鼠20只，作为对照组，设为A组，选取上述糖尿病模型小鼠80只，随机分成4组：B组、C组、D组和E组，其中A组和B组小鼠每日以双蒸水灌胃，根据成人(70 kg)日推荐摄入量复合微量元素(Zn 12.5 mg/d，Cr 100 μg/d，Se 100 μg/d)及人和动物按体表面积折算的等效剂量比值表计算小鼠的日推荐剂量复合微量元素为(Zn 0.325 mg/d，Cr 2.6 μg/d，Se 2.6 μg/d)，C组以灌胃方式补充小鼠的日推荐剂量的1倍，D组以灌胃方式补充2倍小鼠日推荐摄入量的复合微量元素，E组以灌胃方式补充3倍小鼠日推荐摄入量的复合微量元素，持续给药8周。常规饲料喂养，记录每组小鼠的每周体重变化，每日饮水量以及空腹血糖变化情况。

样品制备：给药8周后，摘除小鼠眼球取血，留置于EP管中，室温静置4h后离心15min，收集血清液氮速冻后迅速转移至-80℃冰箱，备用。

糖脂相关指标测定：采用GOD-POD法测定GLU、采用GPO-PAP法检测TG、TC采用CHOD-PAP法检测、HDL-C采用磷钨酸镁沉淀法检测。

抗氧化相关指标测定：MDA用TBA比色法检测、 GSH采用Beutle改良法、SOD采用黄嘌呤-黄嘌呤氧化酶-亚硝酸盐法、 GPX采用DNTB比色法、ALT测定采用酶动力学法。

2 结 果

2.1 复合微量元素治疗对糖尿病小鼠体重的影响 实验2周后，B、C、D和E组小鼠体重显著低于A组(P<0.05)，随着干预时间的推移，B组小鼠体重呈现下降趋势(P<0.05)，C、D、E组小鼠体重又有逐渐回升的趋势，8周时D组小鼠体重显著高于C组和E组(P<0.05)，详见表1。

表1 复合微量元素治疗对糖尿病小鼠体重的影响

与A组比较，*P<0.05;与D组比较，#P<0.05

2.2 复合微量元素治疗对糖尿病小鼠糖脂代谢影响 B组、C组、D组和E组小鼠血清GLU、TC、TG水平均显著高于A组(P<0.05)，B组、C组、D组和E组小鼠血清HDL-C水平均显著低于A组(P<0.05)，D组和E组小鼠血清GLU、TC、TG以及HDL水平均显著低于B组小鼠(P<0.05)，D组和E组小鼠血清HDL水平均显著高于B组小鼠(P<0.05)，详见表2。

表2 复合微量元素治疗对糖尿病小鼠糖脂代谢影响

与B组比较，*P<0.05 ;与A组比较，#P<0.05

2.3 复合微量元素治疗对糖尿病小鼠血清抗氧化能力影响 B组、C组、D组和E组小鼠MDA指标显著高于A组(P<0.05)，SOD、GPX、GSH等指标显著低于A组(P<0.05)，C组、D组和E组小鼠MDA指标显著低于B组(P<0.05)，SOD、GPX、GSH等指标显著高于B组(P<0.05)，详见表3。

表3 复合微量元素治疗对糖尿病小鼠血清抗氧化能力影响

与B组比较，*P<0.05 ;与A组比较，#P<0.05

3 讨 论

糖尿病是一种能够引起糖、脂和蛋白质代谢紊乱的疾病，饮食治疗是糖尿病综合治疗中的基础。饮食过程中摄取的微量元素与糖尿病的发生、发展有密切的联系，微量元素的缺失将严重影响胰岛素合成和分泌等[4]，而研究发现糖尿病患者微量元素代谢受损严重，而微量元素锌、铬、硒能够保护胰岛β细胞，并直接影响胰岛素的合成、转运和作用过程[5]，同时对保护胰岛素的结构完整性维持也至关重要，此外，微量元素锌、铬、硒还参与糖脂代谢的调节[6]。目前，研究已经证实无机微量元素对糖尿病的治疗起到一定作用，而涉及有机微量元素包括锌、铬、硒与糖尿病的相关报道较少，仅有一些国外研究[7]证实锌、铬、硒能够保护胰岛β细胞，并参与其合成和转运过程，并在维持胰岛素本身的活性过程中发挥作用。相较于无机微量元素，在人体内，有机形式微量元素更易于存留和累积，利用率也较高，理论上其功效更优[8]。

本研究结果显示，高剂量的富锌、铬、硒酵母复合微量元素能够显著改善由于糖尿病所致的小鼠体重的降低，降低糖尿病小鼠血糖水平，结果表明本研究的3组剂量的富锌、铬、硒酵母复合微量元素均能够显著改善糖尿病小鼠的症状，其可能机制是酵母复合微量营养素中富含的微量元素锌、铬、硒等能够降低胰岛β细胞的损伤程度，改善受损伤的胰岛β细胞的降血糖功能，进而降低糖尿病小鼠的血糖水平，缓解糖尿病小鼠的症状。此外，富锌、铬、硒酵母复合微量元素主要活性成分铬还能够调节糖尿病小鼠糖耐量。值得注意的是本研究中的中剂量组小鼠在治疗8周后体重显著高于低剂量组和高剂量组小鼠，其可能原因是较高剂量的复合微量元素可能对肝脏存在一定的毒副作用，具体机制还有待进一步研究揭示。本研究结果显示复合微量元素可提高糖尿病小鼠血清中HDL-C的含量、降低糖尿病小鼠体内血清TC、TG，可能机制为复合微量元素中的锌和铬具有稳定体内胆固醇内环境作用，进而参与脂代谢的调节，可以有效改善糖尿病小鼠的脂代谢水平，有利于控制糖尿病导致的脂类代谢紊乱，缓解糖尿病并发症。

本研究结果还表明酵母复合微量元素对小鼠抗氧化能力具有明显的改善作用，测量脂质过氧化程度的指标(MDA)，以及抗氧化水平的指标(SOD、GPX、GSH)结果显示各剂量组的脂质过氧化程度明显降低，而SOD和GSH值却明显升高。这可能与微量元素促进机体免疫功能，刺激细胞分泌更多的SOD和GSH，有效清除体内的自由基，保护细胞免受损害有关。酵母复合微量元素中的多种有效成分均具有抗氧化作用，如锌是多种氧化还原酶的重要组分，参与多种物质的代谢催化作用，锌对于SOD等酶的结构稳定至关重要，此外，锌还参与具有清除自由基功能的金属硫蛋白基因表达的调节[9]；铬能够增强组织对胰岛素的敏感性，并减少脂质过氧化[10]；硒是GPX的主要构成成分，GPX具有清除自由基、保护免疫细胞、诱导T、B淋巴细胞和巨噬细胞等产生因子、增强机体免疫力等功效[11]。结合不同剂量复合微量元素对糖尿病小鼠体重、糖脂代谢以及抗氧化能力的影响，本研究建议以中剂量复合微量元素(2倍小鼠日推荐摄入量)来治疗糖尿病小鼠，但具体治疗剂量还需要进一步研究。

综上所述，富锌、铬、硒酵母复合微量元素对糖尿病小鼠的糖脂代谢水平具有较好的调节作用，并可提高小鼠的抗氧化能力。有机形式的微量元素易于在体内存留、积累，利用率高，其功效明显优于无机微量元素。有研究证实酵母是一种较为理想的微量元素载体[12]，生物利用度高，毒副作用大大降低。所以，酵母复合微量元素在糖尿病治疗方面具有较大的开发价值和应用前景。

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Effect of Zn，Cr，Se-enriched Yeast Compound Trace Elements on Lipid-glucose Metabolism and Antioxidant Activity in Diabetic Mice

PAN Qing-rong，ZHANG Lian-sheng

(SchoolofMedicine,WuhanUniversityofScienceandTechnology,WuhanHubei430000,China)

Objective To investigate the effect of Zn，Cr，Se-enriched yeast compound on lipid-glucose metabolism and antioxidant activity in diabetic mice.Methods 80 mice with diabetic model were randomly divided into 4 groups and fed with different doses of yeast compound for 8 consecutive weeks.Another 20 mice were selected as control group.The changes of body weight,blood glucose and lipid levels and antioxidant factors were determined and compared among different groups.Results Body weight of mice in B，C，D and E groups in was significantly decreased after 2 weeks as compared to A group(P<0.05).With the extension of intervention time，body weight of mice in group B was decreased(P<0.05)，body weigh in C，D and E groups was gradually rise，and after 8-week treatment，body weight in D group was significantly higher than that of C and E groups(P<0.05).Compared with B group，serum GLU，TC and TG levels in D and E groups were significantly lowered(P< 0.05)，serum HDL-C level was significantly elevated(P<0.05).MDA content in C，D and E groups was significantly reduced and the activities of SOD，GPX，GSH were significantly increased as copared to B group(P<0.05).Conclusion selenium，chromium，Zinc-enriched yeast compound can promote lipid metabolism in diabetic mice，elevate antioxidant capacity andalleviate the symptoms of diabetes.

Diabetes;Trace elements;Glucose metabolism;Antioxidation

R965

A

2095-4646(2016)06-0471-04

10.16751/j.cnki.2095-4646.2016.06.0471

2016-07-22)