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绣球菌超细粉对小鼠血糖的影响

2022-04-01吕国英王富根蔡为明张作法

浙江农业科学 2022年4期
关键词:耐量灌胃血糖值

吕国英, 王富根, 蔡为明, 张作法*

(1.浙江省农业科学院 园艺研究所,浙江 杭州 310021; 2.杭州千岛秀菇生物科技有限公司,浙江 淳安 311701)

糖尿病是一种多种致病因子作用于机体,导致一系列代谢紊乱,以高血糖为标志的代谢性疾病,伴有多种并发症[1]。近年来,糖尿病发病率持续增高,且趋于年轻化。据预测,至2035年全球将有近6亿人死于糖尿病及相关疾病[2]。高血糖是糖尿病并发症的主要诱因。目前临床上用于降糖的药物效果虽不错,但是这些药物都有副作用。所以开发动植物资源,找到替代辅助降糖药物的食品资源意义重大[3]。

绣球菌(Sparassislatifolia)隶属于担子菌门多孔菌目绣球菌科,是一种珍稀名贵的药食兼用食用菌[4]。绣球菌美味可口,营养丰富,在日本和欧美一些国家特别畅销,价格昂贵,享有“万菇之王”之美誉,现代研究表明绣球菌子实体中富含蛋白质、多糖、麦角固醇、葡糖苷酰鞘氨醇、腺苷和其他一些小分子化合物等;绣球菌中含有大量β-葡聚糖、抗氧化物质、维生素和矿物质,其超氧化物歧化酶和维生素E的含量居菌藻类食物前列,具有提高免疫力、抗肿瘤、抗高血压等多种药理活性,因此,在日本又有“梦幻之菇”的美誉。绣球菌相关的研究越来越多,多集中在多糖及相关方面[5-7]。本研究采用动物体内试验对绣球菌的超细粉进行降血糖作用及相关影响因子的研究,以期丰富绣球菌药理活性方面的研究,为开发绣球菌产品提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验动物为清洁级ICR小鼠,由浙江省实验动物中心提供,许可证号SCXK(浙)2019-0002,动物合格证号No.1906130085。动物饲养条件为温度22~24 ℃,湿度60%~80%,12 h明暗交替,饮用水置于水瓶中自由饮用,饲料来源于浙江省实验动物中心。

主要仪器:BSA124S电子天平(德国Sartorius公司);1-14K高速离心机(德国Sigma公司);血糖仪(强生公司);BA-88A半自动生化仪(迈瑞医疗国际有限公司);iMark酶标仪(美国伯乐公司)。

主要试剂:0.9%生理盐水(河北天成药业股份有限公司);四氧嘧啶(阿脲一水合物98%,麦克林公司),使用前用生理盐水配制;格列齐特缓释片(施维雅制药有限公司);葡萄糖、甘油三酯和总胆固醇,均购于南京建成有限公司。

绣球菌超细粉由杭州千岛湖兴宝菇业专业合作社提供,绣球菌子实体80 ℃烘干至水分含量小于3%,粉碎后过500目筛网备用。绣球菌超细粉用生理盐水配制成30、15和7.5 mg·mL-1,给小鼠的灌胃体积为20 mL·kg-1;对应的剂量组分别为高剂量组600 mg·kg-1,中剂量组300 mg·kg-1,低剂量组150 mg·kg-1,并设置生理盐水为正常对照组。

1.2 绣球菌对正常小鼠淀粉以及葡萄糖负荷糖耐量试验

雄性ICR小鼠50只,按体重随机分为5组,每组10只,正常对照组灌胃给予饮用水,阳性对照组灌胃给予格列齐特80 mg·kg-1,其余3组灌胃给予绣球菌150、300和600 mg·kg-1,每组灌胃10 d,每天1次。于末次给药(饮用水、格列齐特和3组绣球菌粉)前禁食12 h,采血测定空腹血糖,末次给药后0.5 h尾静脉采血后即给以淀粉(淀粉用纯净水配成混悬液)3.0 g·kg-1灌胃,于给淀粉后0.5、1.0、1.5、2.0 h尾静脉采血测血糖含量。前述各组小鼠按各剂量再连续给药3 d,于末次给药前禁食12 h,尾静脉采血测定空腹血糖,给药后0.5 h采血,给以葡萄糖2.5 g·kg-1灌胃,于给葡萄糖后0.5、1.0、1.5、2.0 h尾静脉采血测血糖含量。曲线下面积AUC=0.5×(0.5A+B+C+D+0.5E),A、B、C、D、E分别为给药后0.5 h和给淀粉(葡萄糖)后0.5、1.0、1.5、2.0 h的血糖值。

1.3 绣球菌对糖尿病小鼠的降糖以及淀粉耐量试验

雄性ICR小鼠70只,禁食12 h后尾静脉注射四氧嘧啶100 mg·kg-1,3 d后,禁食5 h剪尾尖取血,测血糖。选取造模成功的小鼠,分组及给药如下:正常组、模型组、格列齐特(80 mg·kg-1)、绣球菌(150、300、600 mg·kg-1)3个剂量组。各组灌胃给药30 d,每天1次,每隔2周给药后禁食5 h尾静脉采血测血糖。前述各组小鼠按各剂量再连续给药10 d,于末次给药前禁食2 h,尾静脉采血后继续灌胃给药,0.5 h后即给以淀粉(淀粉用纯净水配成混悬液)3.0 g·kg-1灌胃,于给淀粉后1.0、2.0、3.0 h尾静脉采血测血糖含量。曲线下面积AUC=0.5A+B+C+0.5D,A、B、C、D分别为末次给药前禁食2 h后的血糖值和给淀粉后1.0、2.0、3.0 h的血糖值。

1.4 数据统计分析

数据以平均数±标准差表示,采用SPSS软件进行方差分析及Q检验,P<0.05表示差异显著,P<0.01表示差异极显著。

2 结果与分析

2.1 绣球菌对正常小鼠淀粉和葡萄糖负荷糖耐量的影响

糖耐量试验对无症状糖尿病、轻型糖尿病的诊断有较大的意义。正常小鼠在摄入较大量淀粉后,会在短时间内出现血糖升高的情况,几小时后降到正常血糖值。在喂食淀粉0.5 h后,正常组和各绣球菌组血糖与空腹时相比均出现升高的趋势,随着时间推移,与正常组小鼠相比,给阳性药物和绣球菌粉小鼠血糖呈现下降趋势,其中阳性组、绣球菌150、300 mg·kg-1剂量组与正常组间有统计学差异,各绣球菌组和阳性组均低于正常组(表1)。

表1 绣球菌超细粉对正常小鼠口服淀粉耐量的影响

在口服淀粉后,各组血糖均升高。正常组在0.5~1 h平均血糖值达10.5 mmol·L-1以上,处于峰值,1.5 h开始下降,2 h时降至8.53 mmol·L-1,阳性组和其他各组在1 h达到峰值,但均低于正常组,1.5 h绣球菌150、300 mg·kg-1处理组与正常组相比有显著性差异,2 h时绣球菌各处理组降至8.0 mmol·L-1以下,阳性组降至6.35 mmol·L-1。AUC是反映血糖水平的指标,相较于单点的血糖值,血糖曲线下面积能更全面地分析血糖变化的时间和程度。曲线下面积代表血糖的暴露强度,模型组曲线下面积低,说明药物有降糖效果。与正常组相比,绣球菌150、300 mg·kg-1处理组以及阳性组AUC显著低于正常组,具有统计学意义。

在口服葡萄糖后,各组血糖均升高,0.5 h时达峰值。正常组在0.5 h时平均血糖值达15.0 mmol·L-1以上,1 h开始下降,2 h时降至8.45 mmol·L-1,阳性组和其他各组在0.5 h时血糖值均低于正常组,1.0 h后出现下降,在1.5 h时绣球菌150、300 mg·kg-1处理组血糖值与正常组相比有显著性差异,2 h时绣球菌各组降至7.5 mmol·L-1以下,阳性组降至6.43 mmol·L-1,阳性组和绣球菌150 mg·kg-1剂量组与正常组相比有显著性差异。与正常组相比,绣球菌150和300 mg·kg-1剂量组AUC显著低于正常组,具有统计学意义(表2)。

因此,绣球菌150和300 mg·kg-1剂量组对正常小鼠葡萄糖耐量和淀粉耐量具有改善作用。中低剂量有效,说明绣球菌是有效果的,之所以高剂量反而不如中低剂量,可能是量大不能吸收,影响效果。

表2 绣球菌超细粉对正常小鼠口服葡萄糖耐量的影响

2.2 绣球菌对糖尿病小鼠的降糖与淀粉耐量的影响

造模成功后小鼠空腹血糖值显著高于正常值,经过2周绣球菌粉灌胃,小鼠空腹血糖值均有所下降,低于高血糖模型组。与正常组相比,造模后模型组的血糖比正常组升高了2.6倍;在给药2周后,各给药组血糖下降,绣球菌各剂量组均比造模初期的血糖有所降低(表3)。与给药2周时相比,给药4周血糖回升,可能是模型本身的一些缺陷问题。

表3 绣球菌超细粉对糖尿病小鼠血糖的影响

糖耐受量的测定可用于评估小鼠糖耐量受损情况。口服淀粉后,1 h时除正常组外,各组血糖达到30 mmol·L-1左右,3 h时格列齐特组下降至22.3 mmol·L-1,绣球菌各剂量组均高于25 mmol·L-1。在糖尿病患病组中,绣球菌组AUC值虽然极显著高于正常组,但均低于模型组,而且高剂量组与模型组具有显著差异(表4),说明绣球菌各剂量组与模型组相比有一定改善作用。这个试验中高剂量的绣球菌粉效果最好,可能是由于糖尿病小鼠的血糖调节能力受损,需要大剂量的降糖物质来修复。

表4 绣球菌超细粉对糖尿病小鼠口服淀粉耐量的影响

3 小结与讨论

在本试验中,绣球菌超细粉150和300 mg·kg-1剂量对正常小鼠葡萄糖耐量和淀粉耐量具有一定的改善作用,能降低四氧嘧啶引起的糖尿病小鼠的高血糖;此外,绣球菌600 mg·kg-1剂量对四氧嘧啶性糖尿病小鼠淀粉耐量有一定的改善作用。

糖耐量也是衡量药物治疗糖尿病效果的一个重要指标[8]。糖耐量减低是发展成为糖尿病的一个中间阶段[9],恢复机体的糖耐量也是防治糖尿病的一个重要措施。一般来说,在给予高糖后,正常机体会通过增加胰岛素分泌和增强外周葡萄糖的利用使血糖维持在正常水平。而患有糖尿病的机体由于胰岛β细胞受损导致胰岛素分泌减低或者胰岛受体敏感性降低而丧失这种耐受能力。本研究中,绣球菌细粉能够显著提高正常及糖尿病小鼠的糖耐量,展示了在预防糖尿病方面的潜力。

四氧嘧啶引起的糖尿病是研究中最常用的模型之一,其作用机理因为产生的自由基对胰岛β细胞具有破坏作用[10]。在本试验中,绣球菌低剂量组对提高小鼠葡萄糖和淀粉耐量效果较好,可能是由于绣球菌中含有大量的葡聚糖,这些多糖类物质不能被人体消化吸收,在胃肠道内形成凝胶池,调节葡萄糖的吸收,减缓葡萄糖向小肠绒毛膜的扩散,有助于调节胃肠内激素的分泌[11]。这些多糖类物质当浓度达到一定程度后就饱和了,但当胰岛受损后,需要大剂量的降糖物质来修复,所以表4中高剂量的绣球菌粉效果最好。

绣球菌中的不饱和脂肪酸能够与G蛋白受体GRP40进行竞争,这可能在降血糖作用中发挥很好的作用[12]。Yamamoto等[13]发现,绣球菌对KK-Ay小鼠具有很好的降血糖作用。另有研究[14]发现,绣球菌能够加快糖尿病小鼠的伤口愈合,绣球菌醇提物能够对链脲霉菌素诱导的小鼠有很好的降血糖作用,这可能跟其醇提物中所含的L-苯丙氨酸、hanabiratakelide A及苯乙酮类物质有关[15]。

本试验表明,绣球菌超细粉能够显著提高正常和糖尿病小鼠的糖耐量,并对四氧嘧啶所致的糖尿病小鼠具有良好的降血糖作用,研究结果为绣球菌作为降糖辅助药物的进一步开发提供理论依据。

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