基于血脂水平代谢探讨苏木乙酸乙酯提取物对T2DM大鼠模型胰岛素抵抗及胰腺损伤的干预作用

杜培培

(登封市人民医院，河南 登封 452470)

2型糖尿病(T2DM)是现今临床高发的一种心脑血管疾病，主要以胰岛素抵抗及胰岛β细胞功能受损为主要特征[1]。患者一旦发生2型糖尿病需终身用药，难以完全康复，此外，长期处于血糖升高状态可引发患者出现一系列微血管及大血管并发症，严重威胁人类健康。研究显示2型糖尿病患者将出现体内游离脂肪酸升高，引发血脂功能紊乱，血液中总胆固醇及甘油三酯等指标异常升高，导致血液黏稠度增加，导致血栓及脏腑各组织器官缺血缺氧，严重影响患者的生命健康[2-3]。中药苏木具有活血祛瘀等作用，现代药理研究证实，苏木及其提取物具有抗炎、免疫抑制、抗氧化、保护血管、抗心脏移植排斥反应等药理作用[4]。范增光等[5]通过动物实验研究发现，苏木乙酸乙酯提取物具有较好的降低血脂及免疫抑制作用；杨建飞等[6]通过动物食用盐研究发现，苏木乙酸乙酯提取物对动脉粥样硬化大鼠血脂异常具有很好的调节作用。本实验前期采用苏木乙酸乙酯提取物进行糖尿病小鼠预实验研究，发现可有效降低小鼠空腹血糖值。基于苏木乙酸乙酯提取物降脂优势及本实验前期研究基础，本研究采用高脂高糖饲料联合链脲佐菌素建立T2DM大鼠模型，基于血脂水平代谢探究苏木乙酸乙酯提取物对T2DM大鼠模型胰岛素抵抗及胰腺损伤的干预作用，为临床防治T2DM提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物

SPF级SD大鼠，70只，雄性，6～8周龄，体重220～240 g，济南朋悦实验动物繁育有限公司提供，动物生产许可证号：SCXK(鲁)20190003。普通饲料、高脂高糖饲料(含1.5%胆固醇、0.25%胆酸钠、10%猪油、5%蔗糖、83.25%普通饲料)均由济南朋悦实验动物繁育有限公司提供。

1.2 药物与试剂

苏木乙酸乙酯提取物(南京泽郎生物有限公司，药材购自安徽亳州中药材市场)；苏木生药材经鉴定后进行粗粉制备，过40目药筛，75%乙醇溶液浸泡4 h，浸泡后液体进行连续回流提取1.5～2 h，温度控制在85 ℃左右，重复操作2次，合并回流液进行干燥，得到苏木有效成分干燥品，将干燥品与蒸馏水混匀，乙酸乙酯进行萃取得到乙酸乙酯提取物。将提取物充分溶于5%羧甲基纤维素钠溶液，制成浓度为0.115 g/mL的混悬液备用。盐酸二甲双胍(天津太平洋制药有限公司，批号：20190911，规格：0.25 g)；链脲佐菌素(STZ，美国Sigma公司，批号：S0130，规格：100 mg)；柠檬酸钠、柠檬酸均购自郑州赛默斯生物有限公司，批号：20190605、20190513；糖化血清蛋白(GSP)、胰岛素(INS)、胰岛素自身抗体(IAA)、胰高血糖素样肽-1(GLP-1)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL-C)、低密度脂蛋白(LDL-C)均购自苏州卡尔文生物科技有限公司，批号依次为：E20191223A、E20191115A、E20191018A、E20191005A、E20190920A、E20190911A、E20191018A、E20191028A。

1.3 仪器

血糖仪(罗氏公司，型号：活力型)；高速冷冻离心机(湖南湘仪实验仪器开发有限公司，型号：GL-23M)；AMR-100全自动酶标仪(杭州奥盛仪器有限公司)；JSC-QHW电子秤(苏州樱衡智能自动化有限公司)；SH211A血液流变仪(重庆赛航科技发展有限公司)。

1.4 方法

实验大鼠于饲养室适应性喂养7天，称重，选取体重(220±20 g)范围大鼠进行实验研究，随机选取10只为空白组，给予普通饲料喂养；其余60只给予高脂饲料喂养4周，一次性腹腔注射STZ 75 mg/kg复制T2DM模型(此给药剂量根据预实验而定)。空白组平行注射同等体积生理盐水，1周后，血糖仪测定建模大鼠空腹血糖水平，取血糖值为16.7～24 mmol/L且伴有多饮、多食、多尿症状(造模成功)大鼠40只[7]。

1.5 分组与给药

将成模大鼠依次分为模型组、盐酸二甲双胍组、苏木提取物高剂量组、苏木提取物低剂量组；各组动物分别给予相应药物灌胃，盐酸二甲双胍组给药剂量为350 mg/kg；苏木提取物高剂量组按1.15 g/(kg·d)给予含苏木乙酸乙酯提取物的羧甲基纤维素钠混悬液，给药剂量参考有关文献[8]；苏木提取物低剂量组按0.575 g/(kg·d)给予含苏木乙酸乙酯提取物的羧甲基纤维素钠混悬液；给药体积均按照1 mL/100 g进行给药，空白组与模型组给予同等体积羧甲基纤维素钠，每天1次，连续给药6周。

1.6 动态血糖检测

分别于第2周、4周、6周采用血糖仪检测各组大鼠空腹动态血糖值。

1.7 血清指标检测

各组大鼠末次给药2 h后，10%水合氯醛腹腔注射麻醉，腹主动脉插管取血，用3.8%的枸椽酸钠或肝素钠生理盐水溶液(500U/1 mL)按1∶9抗凝，检测全血黏度、红细压积和红细胞沉降速率；离心，检测血浆黏度。另取血清，3 500 r/min，15 min离心，检测各组动物血清中GSP、INS、IAA、GLP-1、TC、TG、HDL-C、LDL-C含量。

1.8 胰腺病理学检测

各组大鼠摘取胰腺组织，置于10%甲醛溶液固定，脱水，石蜡包埋，切片厚3～5 μm，进行苏木精-伊红(HE)染色，在显微镜下观察胰腺组织的病理学变化。

1.9 统计学方法

2 结果

2.1 对T2DM大鼠动态血糖的影响

检测结果，见表1。

由表1可知，模型组动物空腹血糖值较高，与空白组比较，差异具有统计学意义(P<0.01)；盐酸二甲双胍组及苏木提取物高剂量组自第2周起，空腹血糖值出现不同程度下降，与模型组比较，差异具有统计学意义(P<0.05或P<0.01)；苏木提取物低剂量组自第4周起，空腹血糖值出现不同程度降低，与模型组比较，差异具有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。

2.2 对T2DM模型大鼠血清GSP、INS、IAA、GLP-1含量的影响

检测结果，见表2。

表1 对T2DM大鼠动态血糖影响

表2 对T2DM大鼠GSP、INS、IAA、GLP-1影响

由表2可知，模型组动物血清GSP、IAA含量增加，INS、GLP-1含量降低，与空白组相比，差异具有统计学意义(P<0.01)。盐酸二甲双胍组及苏木提取物高、低剂量组模型动物血清中GSP、IAA含量均有不同程度降低，INS、GLP-1水平均有不同程度提高，与模型组相比，差异具有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。

2.3 对T2DM大鼠血清TC、TG、HDL-C、LDL-C的影响

检测结果，见表3。

表3 对T2DM大鼠血清TC、TG、HDL-C、LDL-C影响

由表3可知，模型组动物血清中TC、TG及LDL-C含量升高，HDL-C含量降低，与空白组相比，差异具有统计学意义(P<0.01)。盐酸二甲双胍组及苏木提取物高剂量组动物血清中TC、TG及LDL-C含量均有不同程度降低，血清HDL-C水平均有不同程度升高，与模型组相比，差异具有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。苏木提取物低剂量组动物血清中TC、TG及LDL-C含量，有不同程度降低；HDL-C含量虽有升高趋势，但差异无统计学意义(P>0.05)。

2.4 对T2DM大鼠全血黏度、血浆黏度、红细胞压积、血沉的影响

检测结果，见表4。

表4 对T2DM大鼠全血黏度、血浆黏度、红细胞压积、血沉影响影响

由表4可知，模型组动物全血黏度(高、中、低切)、血浆黏度、红细胞压积、血沉值均呈现升高状态，与空白组动物相比，差异具有统计学意义(P<0.01)；盐酸二甲双胍组和苏木提取物高剂量组模型动物全血黏度(高、中、低切)、血浆黏度、红细胞压积、血沉值，均显著降低，与模型组相比，差异具有统计学意义(P<0.01)；苏木提取物低剂量组模型动物全血黏度(高、中、低切)、血浆黏度、红细胞压积指数也有不同程度降低(P<0.05或P<0.01)；模型动物血沉值虽有降低趋势，但差异无统计学意义(P>0.05)。

2.5 对T2DM大鼠胰腺组织的影响

检测结果，见图1。

由图1可知，空白组：胰岛细胞边界清晰，细胞排列紧密，分布均匀，结构完整，细胞核松散，胰岛细胞浆丰富。模型组：胰岛皱缩，胰岛细胞边界不清，细胞排列稍紊乱可见有空泡。盐酸二甲双胍组：大多数胰岛边界清晰，偶见界欠清胰岛，可见个别胰岛中有空泡。苏木提取物高剂量组胰岛细胞大多数边界清晰，细胞排列紧密，分布均匀，结构完整，胞浆较为丰富；苏木提取物低剂量组部分胰岛边界清晰，偶见界欠清胰岛，可见个别胰岛中有空泡，部分胞浆欠丰富。

图1 对T2DM大鼠胰腺组织的影响

3 讨论

T2DM是由于体内胰岛素分泌相对不足或胰岛素抵抗而引发的慢性代谢性疾病[9]。T2DM患者因长期处于高血糖状态，使得机体内胰岛素大量分泌，却无法与胰岛素受体相结合发挥降糖作用，出现胰岛素抵抗，进而引发高胰岛素血症[10]。本实验研究发现，模型组动物血清中INS含量降低，而IAA含量异常升高，表明模型动物出现胰岛素抵抗症状。经药物干预后，此趋势呈现逆转现象，显示苏木乙酸乙酯提取物可有效改善T2DM模型动物胰岛素抵抗症状。而GSP为血清中白蛋白与血糖的结合体，可有效反映模型动物血清中血糖水平[11]。本研究中，模型动物血清中GSP含量明显高于正常组，经苏木乙酸乙酯提取物干预后此指标明显回落。GLP-1是回肠内分泌细胞分泌的一种脑肠肽，目前主要作为2型糖尿病药物的作用靶点，具有保护β细胞的作用，可促进胰岛素基因的转录、胰岛素合成和分泌并刺激胰岛β细胞的增殖和分化，增加胰岛β细胞数量。研究证明，GLP-1可通过多种机制明显改善2型糖尿病动物模型或患者血糖，其中促进胰岛β细胞的再生和修复，增加胰岛β细胞数量的作用尤为显著[12-13]。本研究显示，模型组动物血清中GLP-1含量明显低于空白组，间接性反映模型组动物胰岛β细胞受损，经药物干预后此指标水平得到显著提升，推断苏木乙酸乙酯提取物可能通过调控GLP-1含量进而干预T2DM患者胰岛β细胞。

临床研究表明，T2DM患者体内持续性高血糖状态将导致机体糖、脂肪、蛋白质三大营养物质代谢紊乱，进而产生一系列并发症。血脂功能紊乱是糖尿病常见并发症，可使机体糖原合成受阻，加剧糖异常代谢，引发脂肪氧化缺陷，分解大量游离脂肪酸，从而对胰岛素分泌产生抑制[14-15]。本研究显示模型组动物血清中血脂异常，呈现出TG、TC、LDL-C 增多，HDL-C降低的症状，经药物干预后模型动物血清中血脂水平趋于正常。此外，长期处于高血糖状态，大量血糖聚集于血管内部，使得血液流通受阻，导致机体血液流变学异常，出现红细胞过多堆积于血管内部，血浆脂蛋白增加，血液黏度升高等病理变化，引起血管内皮损伤，进而引发脏腑组织缺血[16-17]。因此，及时改善血液流变学对T2DM并发症的发生具有重要意义。本研究中，模型组动物全血黏度(高、中、低切)、血浆黏度、红细胞压积、血沉值等指标均显著高于空白组，经药物干预后血液流变学各项指标得到一定程度的缓解，表明苏木乙酸乙酯提取物可有效改善T2DM模型动物血液流变学异常表现。基于各组动物胰腺组织病理学观察，发现模型组动物胰腺组织明显受损，出现胰岛细胞边界模糊，组织内出现空泡，胰岛胞浆不丰富，经苏木乙酸乙酯提取物干预后，受损胰腺得到不同程度修复。

综上所述，苏木乙酸乙酯提取物可有效降低T2DM模型动物血清中空腹动态血糖值，GSP、IAA、TC、TG、LDL-C含量及血液流变学相关指标，升高血清中INS、GLP-1含量，有效修复受损胰腺，改善T2DM病情。作用机制可能与改善血脂水平及调控GLP-1含量有关，但本研究仅为降糖药效初探，实验数据不足，研究深度有限，后续应进一步深入探讨其具体降糖机制及相关作用通路，为临床防治T2DM提供用药依据。