沙参麦冬汤加味对糖尿病大鼠胰岛素抵抗、炎症反应和氧化应激反应的影响

2019-05-13戚子云魏爱生张树昌劳美铃

广州中医药大学学报 2019年5期

戚子云，魏爱生，张树昌，劳美铃

（1.广州中医药大学，广东广州 510405；2.佛山市中医院，广东佛山 528000）

糖尿病是一种以持续血糖升高为主要特征的代谢紊乱疾病[1]，可以引起心、脑、肾、眼等重要靶器官损害，具有较高的致残率和致死率[2]。据统计，预计到2025年，全球约有糖尿病患者3亿[3]，我国目前约有糖尿病患者1.1亿，位居世界第1位，其中2型糖尿病占90%以上[4]。随着肥胖人群的增加和生活方式的改变，糖尿病的发病率呈现上升和年轻化的趋势。胰岛素抵抗是2型糖尿病的主要病理基础[5]，有学者认为炎症反应和氧化应激反应在2型糖尿病的发生发展中同样起到重要的作用[6，7]。沙参麦冬汤出自《温病条辨》，由沙参、玉竹、麦冬、天花粉、扁豆、桑叶、甘草等组成，具有益气养阴、生津润燥等功效。有研究表明，沙参麦冬汤可降低血糖，缓解症状，提高糖尿病的临床疗效[8，9]，而本课题组在临床上多应用沙参麦冬汤加健脾益气中药黄芪治疗糖尿病，疗效满意。为探讨沙参麦冬汤加味的降糖作用及可能机制，本研究复制了糖尿病大鼠模型，应用沙参麦冬汤加味进行干预，观察其对空腹血糖（FBG）、血清胰岛素（Fins）、胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）、糖化血红蛋白（HbA1c）、肿瘤坏死因子α（TNF-α）、白细胞介素1β（IL-1β）、白细胞介素6（IL-6）、超敏C反应蛋白（hs-CRP）、丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）等指标的影响，现将结果报道如下。

1 材料与方法

1.1 实验动物及饲料 40只雄性大鼠，SPF级，7～8周龄，体质量180～200 g，由北京百奥赛图基因生物技术有限公司提供[生产许可证号：SCXK（京）2015-0008]，饲养于广州中医药大学实验动物中心[使用许可证号：SYXK（粤）2017-0179]，饲料购自北京华阜康生物科技股份有限公司[许可证号：SCXK（京）2014-0008]。

1.2 药物、试剂与仪器沙参麦冬汤加味（由北沙参15 g、玉竹15 g、麦冬15 g、天花粉15 g、扁豆10 g、桑叶10 g、甘草6 g、黄芪15 g组成），由佛山市中医院药剂科提供，购自广州致信药业有限公司（公司许可证号：AA0100241）。将上述中药材分别加6倍和4倍量的水浸泡30 min后，煎煮2次，混匀药液后100℃浓缩至2 g/mL，置于-4℃冰箱备用。链脲佐菌素（streptozotocin，STZ），购自北京索莱宝科技有限公司；TNF-α、IL-1β、IL-6、hs-CRP酶联免疫吸附分析（ELISA）试剂盒，购自上海和序生物科技有限公司；SOD、MDA、CAT ELISA试剂盒，购自北京绿源伯德生物科技有限公司；Fins ELISA试剂盒，购自深圳市安提生物科技有限公司。血糖分析仪（美国强生公司）；全自动生化分析仪（日本东芝公司）。

1.3 动物分组与造模将40只大鼠以基础饲料进行适应性喂养1周后，随机分为空白组（N=10）和造模组（N=30）。采取链脲佐菌素腹腔注射结合高脂高糖饮食诱导糖尿病模型[7]。空白组大鼠给予基础饲料喂养8周，造模组大鼠给予高脂高糖饲料喂养8周（高脂高糖饲料质量分数配方：66.5%基础饲料、20%蔗糖、10%猪油、2.5%胆固醇、1%胆酸盐）。8周后，空腹12 h，造模组所有大鼠均腹腔注射小剂量链脲佐菌素（25 mg/kg），空白组腹腔注射等体积的生理盐水。1周后测随机血糖，若随机血糖≥16.7 mol/L则表示造模成功[10]。造模组所有大鼠均造模成功。随后将造模组30只大鼠随机分为模型组（N=10）、中药组（N=10）和西药组（N=10）。

1.4 给药方法中药组给予沙参麦冬汤加味（剂量为9.4 g·kg-1·d-1）灌胃，西药组给予罗格列酮（4.0 mg·kg-1·d-1）灌胃，空白组和模型组给予等体积的生理盐水灌胃，给药时间为8周。给药期间，模型组、中药组和西药组继续以高脂高糖饲料喂养，空白组继续以基础饲料喂养。喂养期间，所有大鼠自由饮水。

1.5 标本采集末次给药后，禁食不禁饮12 h，100 g/L水合氯醛3 mL/kg腹腔麻醉后开腹经腹主动脉采血，3 000 r/min离心15 min，取上清液，-80℃保存。

1.6 观察指标与方法全自动生化分析仪检测总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）；ELISA法检测TNF-α、IL-1β、IL-6、hs-CRP、SOD、MDA、CAT、Fins；血糖仪检测FBG；亲和色谱法检测HbA1c；HOMA-IR＝FBG×Fins/22.5。

1.7 统计方法采用SPSS 21.0统计软件进行分析，计量资料以均数±标准差(±s)表示，多组比较采用单因素分析法，两两组间比较采用LSD-t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组大鼠体质量比较实验结束后，与空白组比较，模型组大鼠体质量明显降低（P＜0.05）；与模型组比较，中药组大鼠体质量明显增加（P＜0.05）。见表1。

2.2 各组大鼠血清TC、TG比较实验结束后，与空白组比较，模型组大鼠血清TC、TG明显升高（P＜0.05）；与模型组比较，中药组大鼠血清TC、TG明显降低（P＜0.05）。见表2。

2.3 各组大鼠HbA1c、FBG、Fins、HOMA-IR比较实验结束后，与空白组比较，模型组大鼠HbA1c、FBG、Fins、HOMA-IR 明显升高（P＜0.05）；与模型组比较，中药组大鼠HbA1c、FBG、Fins、HOMA-IR明显降低（P＜0.05）。见表3。

表1 各组大鼠体质量比较Table 1 Comparison of the body mass in various groups (±s)

①P＜0.05，与空白组比较；②P＜0.05，与模型组比较

组别空白组模型组中药组西药组体质量（m/g）654.25±124.52 345.62±78.92①456.65± 124.85①②485.32± 134.21①②N 10 10 10 10

表2 各组大鼠血清TC、TG比较Table 2 Comparison of the serum levels of TC and TG in various groups (±s)

①P＜0.05，与空白组比较；②P＜0.05，与模型组比较

组别空白组模型组中药组西药组TG[c/（mmol·L-1）]0.75±0.13 1.86±0.27①1.02± 0.18①②0.91± 0.25①②N 10 10 10 10 TC[c/（mmol·L-1）]1.24±0.42 3.57±0.36①1.68± 0.72①②1.62± 0.43①②

2.4 各组大鼠血清TNF-α、IL-1β、IL-6、hs-CRP比较实验结束后，与空白组比较，模型组大鼠血清TNF-α、IL-1β、IL-6、hs-CRP明显升高（P＜0.05）；与模型组比较，中药组大鼠血清TNF-α、IL-1β、IL-6、hs-CRP明显降低（P＜0.05）。见表4。2.5 各组大鼠血清SOD、MDA、CAT比较实验结束后，与空白组比较，模型组大鼠血清MDA明显升高（P＜0.05），SOD、CAT明显降低（P＜0.05）；与模型组比较，中药组大鼠血清MDA明显降低（P＜0.05），SOD、CAT明显升高（P＜0.05）。见表5。

表3 各组大鼠HbA1c、FBG、Fins、HOMA-IR比较Table 3 Comparison of the levels of HbA1c，FBG，Fins，and HOMA-IR in various groups (±s)

①P＜0.05，与空白组比较；②P＜0.05，与模型组比较

组别空白组模型组中药组西药组HOMA-IR 2.67±0.35 16.89±4.58①6.67± 2.13①②5.79± 1.42①②N 10 10 10 10 HbA1c（w/%）3.52±0.24 8.69±1.56①4.26± 1.37①②4.13± 1.16①②FBG[c/（mmol·L-1）]5.31±1.42 17.52±6.27①9.12± 3.16①②8.43± 2.16①②Fins[J/（mIU·L-1）]11.21±3.12 21.37±5.27①15.95± 4.21①②14.86± 3.27①②

表4 各组大鼠血清TNF-α、IL-1β、IL-6、hs-CRP比较Table 4 Comparison of the serum levels of TNF-α，IL-1β，IL-6，and hs-CRP in various groups (±s)

①P＜0.05，与空白组比较；②P＜0.05，与模型组比较

组别空白组模型组中药组西药组hs-CRP[ρ/（mg·L-1）]2.02±0.34 24.32±7.12①5.68± 1.13①②5.16± 1.09①②N 10 10 10 10 TNF-α[ρ/（μg·L-1）]1.24±0.16 3.68±0.62①1.79± 0.37①②1.64± 0.41①②IL-1β[ρ/（ng·L-1）]98.32±25.54 186.32±34.85①128.36± 53.16①②121.36± 48.52①②IL-6[ρ/（ng·L-1）]52.32±12.24 126.82±37.18①93.62± 29.63①②86.27± 31.24①②

表5 各组大鼠血清SOD、MDA、CAT比较Table 5 Comparison of the serum levels of SOD，MDA，and CAT in various groups (±s)

①P＜0.05，与空白组比较；②P＜0.05，与模型组比较

组别空白组模型组中药组西药组CAT[J/（U·mL-1）]34.69±8.37 13.67±4.21①21.36±5.12①②24.63±6.31①②N 10 10 10 10 SOD[J/（U·mL-1）]76.84±12.67 34.25±7.68①61.24±16.57①②58.63±17.84①②MDA[c/（mmol·L-1）]4.63±0.62 15.67±3.15①6.34± 1.27①②7.13± 2.18①②

3 讨论

糖尿病是内分泌科最常见的慢性疾病之一，已成为影响人类健康的第三大疾病，糖尿病可以引起冠心病、脑梗死、肾衰竭和视网膜神经病变等严重并发症，具有较高的死亡率和致残率，不仅严重影响患者的身心健康，而且严重影响患者生活质量，给家人和国家造成沉重的负担。糖尿病是以持续血糖升高和胰岛素释放不足为主要特征的代谢性疾病，胰岛素抵抗是其重要的病理基础。当机体发生胰岛素抵抗时，胰岛素作用的骨骼肌、肝脏和脂肪组织等靶组织对胰岛素的敏感性降低，导致组织对葡萄糖的摄取和利用效率下降，引起机体代偿性过度分泌胰岛素，以维持血糖的稳定，长期的血糖升高和高胰岛素血症从而引起糖尿病[11]。机体胰岛素抵抗主要表现为FBG、Fins和HOMA-IR持续升高。HbA1c可以提示糖尿病患者近期血糖控制情况。胰岛素抵抗不仅可以引起糖尿病，而且可以引起高脂血症等代谢性疾病。

本研究采用链脲佐菌素结合高脂高糖饮食建立大鼠糖尿病模型，将40只大鼠分为空白组、模型组、中药组和西药组，分别给予相应药物干预，结果发现，与空白组比较，模型组大鼠体质量明显降低，血清 TC、 TG、 HbA1c、 FBG、 Fins、HOMA-IR升高；与模型组比较，中药组大鼠体质量明显增加，血清TC、TG、HbA1c、FBG、Fins、HOMA-IR降低。提示沙参麦冬汤加味可以通过改善胰岛素抵抗从而降低糖尿病大鼠的血糖和血脂水平。

炎症反应在糖尿病的发生发展中起到重要的作用。炎症因子介导的慢性免疫炎症是糖尿病发生发展的主要原因，主要表现为TNF-α、IL-1β、IL-6、hs-CRP等炎症因子持续处于轻度升高水平。TNF-α、IL-1β、IL-6、hs-CRP可以通过多种途径减少胰岛素介导的葡萄糖转运和脂肪转运以及诱导胰岛B细胞凋亡，引起胰岛素抵抗，最终导致糖尿病[12，13]。而且炎症因子水平越高，胰岛素抵抗程度越严重。因此，有学者提出，胰岛素抵抗是一种低度炎症状态[14]。本研究结果发现，与空白组比较，模型组大鼠血清TNF-α、IL-1β、IL-6、hs-CRP水平均明显升高，而沙参麦冬汤加味可以降低糖尿病大鼠血清TNF-α、IL-1β、IL-6、hs-CRP的水平。提示沙参麦冬汤加味可以通过抑制炎症反应，改善胰岛素抵抗，从而发挥降糖和降脂作用。

氧化应激是机体内氧自由基产生过多，而清除氧自由基不足，导致机体氧化和抗氧化状态失衡。氧化应激在糖尿病的发生发展中具有重要的作用。MDA是机体的氧化产物，反映氧化损伤的程度[15]。SOD和CAT是机体抗氧化物质，可以清除氧自由基，反映机体的抗氧化能力[16]。当机体SOD、CAT分泌不足或MDA产生过多，可以抑制肝脏胰岛素受体正常磷酸化，导致胰岛素信号传导异常、胰岛素抵抗和葡萄糖转运受阻，最终发展为糖尿病[17]。本研究结果发现，与空白组比较，模型组大鼠血清MDA水平均明显升高，SOD、CAT明显降低，而沙参麦冬汤加味可以降低糖尿病大鼠血清MDA水平，提高SOD、CAT水平。提示沙参麦冬汤加味可以通过抑制氧化应激反应，改善胰岛素抵抗，从而发挥降糖和降脂作用。

糖尿病属于中医学“消渴病”范畴。中医学认为此病主要是由于饮食不节、劳倦、情志失调等损伤脾、肺、肾，引起气阴两虚，气虚运化乏力，不能化生津液，阴虚生内热，阴液暗耗，加重气伤，形成恶性循环，发为消渴病[18]。故糖尿病的病机主要为阴津亏损，燥热偏盛。本实验所用方剂在原方基础上加黄芪而成，方中沙参、麦冬、玉竹养阴生津、清养肺胃，天花粉生津解渴、清虚热，扁豆、甘草益气培中、甘缓和胃，黄芪健脾益气，以助中焦脾土运化津液，桑叶轻宣燥热，合而成方，共奏益气养阴、清养肺胃、生津润燥之功。本研究结果发现，沙参麦冬汤加味可降糖改善糖尿病大鼠胰岛素抵抗、抑制炎症反应和氧化应激反应。

综上所述，沙参麦冬汤加味具有降糖作用，其机制可能与减轻胰岛素抵抗、抑制炎症反应和氧化应激反应有关。