发酵桦褐孔菌对链脲佐菌素诱导的Ⅱ型糖尿病大鼠降血糖作用的影响

徐正哲 王飞雪 王昊月 马伟平白 金 林 墨 李官浩 陈正爱

(1. 延边大学附属医院，吉林 延吉 133000；2. 延边大学医学院，吉林 延吉 133002；3. 延边大学食品研究中心，吉林 延吉 133002)



发酵桦褐孔菌对链脲佐菌素诱导的Ⅱ型糖尿病大鼠降血糖作用的影响

徐正哲1王飞雪2王昊月2马伟平2白 金2林 墨3李官浩3陈正爱2

(1. 延边大学附属医院，吉林 延吉 133000；2. 延边大学医学院，吉林 延吉 133002；3. 延边大学食品研究中心，吉林 延吉 133002)

通过高脂饮食联合腹腔注射链脲佐菌素(streptozotocin，STZ)的方法建立Ⅱ型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)大鼠模型，探讨发酵桦褐孔菌(fermented Inonotus obliquus，FIO)对T2DM大鼠的血糖、血脂及抗氧化作用的影响。结果表明：与模型组相比较，FIO可显著降低T2DM大鼠的空腹血糖(fasting blood glucose，FBG)、促进肝糖原(hepatic glycogen，HGln)合成、改善胰岛素(insulin，INS)抵抗，使总胆固醇(total cholesterol，TC)、甘油三酯(triglyceride，TG)、游离脂肪酸(free fatty acids，FFA)、低密度脂蛋白(low density lipoprotein，LDL)及丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量显著下降，高密度脂蛋白(high density lipoprotein，HDL)含量和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)的活性显著上升。说明FIO能够降低Ⅱ型糖尿病大鼠血糖，改善脂质代谢及氧化应激水平。

发酵桦褐孔菌；Ⅱ型糖尿病；链脲佐菌素；降血糖作用

桦褐孔菌[Inonotusobliquus(Fr.)Pilat]是一种寄生于白桦树(Betulaplatyphylla)等阔叶树上的白腐菌，属于真菌门、担子菌纲、多孔菌目、多孔菌科、褐卧孔菌属。主要分布于亚洲、欧洲及北美洲等低纬度地区。桦褐孔菌含有多糖、多酚、萜类及类固醇等化合物，具有降血糖、降血脂、调节免疫、抗肿瘤、抗辐射、抗氧化、抗寄生虫等多种药理作用[1-3]。野生桦褐孔菌生长周期长、易受污染，获得菌丝较困难，而人工栽培方法较难控制生长条件及产物质量。发酵是易于控制、经济高效且无重金属污染的培养方法。笔者[2]前期研究发现FIO中多糖、β-葡聚糖等具有降血糖作用成分的含量明显高于未发酵桦褐孔菌(unfermented Inonotus obliquus，UIO)，因此本试验采用高脂饮食联合腹腔注射STZ的方法建立Ⅱ型糖尿病大鼠模型，通过检测大鼠血清中FBG、HGln、TC、TG、FFA、HDL、LDL、SOD、MDA及INS等含量，进一步探讨FIO对Ⅱ型糖尿病大鼠降血糖作用的优势。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 试验动物及材料

SD雄性大鼠：由延边大学动物实验中心提供；

基础饲料：由延边大学动物实验中心提供，符合国家动物饲料标准；

脂肪乳：其中含有25%猪油，1%胆固醇，1%丙硫氧嘧啶，25%吐温-80，20%1,2-丙二醇，由本实验室自制；

FIO：延边高丽酿造有限公司。

1.1.2 试剂

STZ：≥98%，批号WXBB2432V，美国Sigma公司；

FBG、TC、TG、HDL、LDL、FFA、MDA、SOD及HGln等试剂盒：南京建成生物工程研究所产品。

1.1.3 主要仪器与设备

分光光度计：723型，上海菁华科技仪器有限公司；

酶标仪：S/D 601-0393型，德国BMG LABTECH公司。

1.2 方法

1.2.1 Ⅱ型糖尿病大鼠模型的建立 SD雄性大鼠灌胃脂肪乳(10 mL/kg)15 d后，腹腔注射STZ(30 mg/kg)[3-4]2次，1周后，大鼠禁食不禁水12 h后，断尾采血，检测大鼠血清中FBG含量，FBG>7.8 mmol/L视为糖尿病大鼠[5-6]。

1.2.2 分组与给药 将造模成功的大鼠按血糖值高低随机分为4组，分别为模型组、FIO组、UIO组和盐酸二甲双胍阳性对照组，除模型组外其余各组大鼠分别给FIO(2 g/kg)、UIO (2 g/kg)[2]以及盐酸二甲双胍(900 mg/kg)，连续灌胃8周，给药期间大鼠每2 d灌胃一次脂肪乳。

1.2.3 生化指标的检测 大鼠禁食不禁水12 h，心脏采血，分离血清，按照试剂盒说明书方法检测血清中FBG、TC、TG、HDL、LDL、FFA、MDA和SOD 含量，Elisa法检测大鼠血清中胰岛素的含量，计算胰岛素敏感指数(insulin sensitivity index, ISI)和胰岛素抵抗指数(Homa- insulin resistance，Homa-IR)；采集大鼠肝脏，蒽酮法测定大鼠肝糖原含量。

2 结果与分析

2.1 FIO对Ⅱ型糖尿病大鼠FBG水平和HGln含量的影响

由表1可知，与正常组比较，模型组大鼠FBG和HGln含量有显著性差异(P<0.01)；与模型组比较，UIO与FIO均可使糖尿病大鼠血清中FBG含量显著降低(P<0.01)，HGln含量显著升高(P<0.01)，且FIO组大鼠HGln含量明显高于UIO组(P<0.01)；与盐酸二甲双胍阳性对照组比较，FIO组大鼠的HGln含量有显著差异(P<0.05)。表明Ⅱ型糖尿病是由于胰岛素抵抗(Insulin resistance，IR)和胰岛素分泌不足引起的内分泌型疾病。正常情况下，机体可通过胰高血糖素与胰岛素共同作用来调节血糖水平，当机体产生IR或胰岛素分泌不足时，会过多地分泌胰高血糖素，促进肝糖原的分解，导致机体的血糖升高。研究发现FIO可显著降低Ⅱ型糖尿病大鼠血糖水平，明显促进肝糖原合成，且在促进肝糖原合成方面，FIO的效果优于UIO，说明FIO可使基础糖代谢恢复正常，减少了肝糖元的异生，与笔者[4]前期研究结果相一致。

表1 FIO对Ⅱ型糖尿病大鼠FBG水平和HGln含量的影响†

† a表示与正常组比较，P<0.01； b表示与模型组比较，P<0.01； c表示与模型组比较，P<0.05； d表示与UIO组比较P<0.01；e表示与盐酸二甲双胍组比较，P<0.05。

2.2 FIO对Ⅱ型糖尿病大鼠血清FFA含量的影响

由表2可知，与正常组比较，模型组大鼠血清中FFA含量显著升高(P<0.01)；与模型组比较，UIO可降低Ⅱ型糖尿病大鼠血清中FFA 的含量(P<0.05)，FIO能够显著降低Ⅱ型糖尿病大鼠血清中FFA含量(P<0.01)，且FIO组大鼠血清中FFA含量低于UIO组(P<0.05)；但与盐酸二甲双胍阳性对照组比较，FIO组大鼠血清中的FFA含量无显著差异。 脂代谢紊乱尤其是FFA水平增高可诱发糖尿病的发生[7]，机体中FFA含量过高易发生再脂化，并异位沉积于非脂肪器官，使周围组织对胰岛素敏感性降低[8]，产生IR，本试验的研究发现FIO可显著降低 Ⅱ 型糖尿病大鼠的FFA，说明FIO可通过调节脂质代谢改善大鼠的胰岛素抵抗。

2.3 FIO对Ⅱ型糖尿病大鼠血清TC、TG含量的影响

由表3可知，与正常组比较，模型组大鼠血清中TC 、TG含量均显著升高(P<0.01)；与模型组比较，UIO和FIO均可使Ⅱ型糖尿病大鼠血清中TC、TG含量显著降低(P<0.01)；但与盐酸二甲双胍阳性对照组比较，FIO组大鼠血清中TC、TG含量无显著差异。

表2 FIO对Ⅱ型糖尿病大鼠血清FFA含量的影响†

† a表示与正常组比较，P<0.01；b表示与模型组比较，P<0.01；c表示与模型组比较，P<0.05；d表示与UIO组比较，P<0.05。

表3 FIO对Ⅱ型糖尿病大鼠血清TC、TG含量的影响†

† a表示与正常组比较，P<0.01；b表示与模型组比较P<0.01。

2.4 FIO对Ⅱ型糖尿病大鼠血清HDL、LDL含量的影响

由表4可知，与正常组比较，模型组大鼠血清中HDL和LDL水平均有显著性差异(P<0.01)；与模型组比较，UIO可增加Ⅱ型糖尿病大鼠血清中HDL含量(P<0.05)、显著降低LDL含量(P<0.01)，FIO可使Ⅱ型糖尿病大鼠血清中HDL含量显著升高(P<0.01)、LDL水平显著降低(P<0.01)，且FIO对HDL、LDL的调节作用强于UIO(P<0.05) ；但与盐酸二甲双胍阳性对照组比较，FIO组大鼠血清中HDL和LDL含量无显著差异。说明当机体产生IR时，机体血液中TG和LDL明显升高，引起脂质代谢异常[9-10]，通过表2和表3发现，FIO可使Ⅱ型糖尿病大鼠血清中TC、TG、LDL含量明显降低，HDL明显升高，可能通过改善T2DM大鼠的脂毒性调节糖尿病大鼠的脂代谢紊乱。

表4 FIO对Ⅱ型糖尿病大鼠血清HDL、LDL含量的影响†

† a表示与正常组比较，P<0.01； b表示与模型组比较，P<0.01；c表示与模型组比较 P<0.05；d表示与UIO组比较P<0.05。

2.5 FIO对Ⅱ型糖尿病大鼠血清SOD活性及MDA含量的影响

由表5可知，与正常组比较，模型组大鼠血清中MDA含量及SOD活性均有显著性差异(P<0.01)；与模型组比较，UIO与FIO均可使Ⅱ型糖尿病大鼠血清MDA含量显著降低(P<0.01)、SOD水平显著提高(P<0.01)；与盐酸二甲双胍阳性对照组比较，FIO组大鼠血清中SOD活性具有显著性差异(P<0.01)。长期高血糖和高血脂可使机体自由基增加，导致机体始终处于氧化应激状态，从而使胰岛B细胞凋亡，造成肝脏、骨骼肌等胰岛素主要靶组织的损伤[11-12]。本试验通过测定SOD活性与MDA含量间接反映机体氧化应激状态[13]。结果表明，FIO与UIO均可使Ⅱ型糖尿病大鼠SOD活性显著提高，MDA含量显著降低。说明FIO可提高机体抗氧化能力，改善脂质过氧化。

表5 FIO对Ⅱ型糖尿病大鼠血清SOD活性及MDA含量的影响†

† a表示与正常组比较，P<0.01；b表示与模型组比较，P<0.01；c表示与模型组比较，P<0.05； d表示与盐酸二甲双胍组比较，P<0.01。

2.6 FIO对Ⅱ型糖尿病大鼠胰岛素分泌功能及胰岛素抵抗的影响

由表6可知，与正常组相比，模型组大鼠的 ISI 显著下降 (P<0.01)，Homa-IR 明显升高(P<0.01)；与模型组比较，FIO可使Ⅱ型糖尿病大鼠的ISI升高、Homa-IR 明显降低(P<0.01)；但与盐酸二甲双胍阳性对照组比较，FIO组大鼠的ISI和Homa-IR无显著差异。在持续高血糖和IR的双重刺激下，机体对胰岛素的敏感性下降，使胰岛B细胞代偿性分泌胰岛素，进而加深IR程度，因此对 IR及ISI 进行检测，可有效地评估胰岛素敏感性、胰岛素抵抗水平与胰岛B细胞功能[14-15]。本试验发现，FIO可使Ⅱ型糖尿病大鼠的ISI升高，Homa-IR 明显降低，表明FIO可能通过促进葡萄糖转运蛋白从细胞内重新分布到细胞膜，而加速葡萄糖的转运，引起血糖的下降[16]。

表6 FIO对Ⅱ型糖尿病大鼠血清INS含量以及ISI、Homa-IR的影响†

† a表示与正常组比较，P<0.01；b表示与模型组比较，P<0.01；c表示与模型组比较，P<0.05。

3 结论

本试验研究表明FIO具有显著的降血糖作用，可能与其降低肝糖原分解、促进胰岛素分泌、改善脂质代谢及提高机体抗氧化水平有关，且FIO分解肝糖原及调节FFA、HDL、LDL的作用优于UIO。本研究仅对FIO粗提物进行了研究，后续将制备出单体，并对其物质基础与作用机制作深入研究。

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Hypoglycemic effect of fermentedInonotusobliquuson type II diabetic rats induced by streptozotocin

XU Zheng-zhe1WANG Fei-xue2WANG Hao-yue2MA Wei-ping2BAIJin2LINMo3LIGuan-hao3CHENZheng-ai2

(1.AffiliatedHospitalofYanbianUniversity,Yanji,Jilin133002,China; 2.CollegeofMedicine,YanbianUniversity,Yanji,Jilin133002,China; 3.FoodResearchCenter,YanbianUniversity,Yanji,Jilin133002,China)

To test effects of FIO on blood glucose, blood lipid, and antioxidation in type Ⅱ diabetes, the type Ⅱ diabetic rat model was established by high fat diet-feeding combined with intraperitoneal injection of STZ. The results showed that FIO significantly lowered FBG levels, promoted synthesis of HGln, and improved insulin resistance in the type Ⅱ diabetic rats, compared to untreated control diabetic animals. In addition, FIO not only significantly decreased TC, TG, FFA, LDL and MDA in serum, but also dramatically increased the HDL in serum and the activities of SOD in type Ⅱ diabetic rats. Our study showed that FIO significantly lowered high blood glucose, improved lipid metabolism and antioxidant ability.

fermented inonotus obliquus; type Ⅱ diabetes mellitus; streptozotocin; hypoglycemic

吉林省科技厅重点项目(编号：20140307011YY)；吉林省教育厅重点项目(编号：吉教科合字[2015]第8号)

徐正哲，男，延边大学附属医院副教授，博士。

陈正爱(1968—)，女，延边大学医学院副教授，博士。 E-mail: zhachen@ybu.edu.cn

2017—05—13

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.06.035