染料木黄酮联合有氧运动对2型糖尿病小鼠的降血糖作用探究

刘潇怡，罗月焱，钟小会，李诗，刘鑫新，刘坤

（1.川北医学院临床医学系，四川南充 637100；2.川北医学院预防医学系，四川南充 637100）

据2019年国际糖尿病联盟（IDF）公布的流行病学调查数据，全球20～79岁成年人中诊断为糖尿病的人数已经达到4.63亿，其中，我国糖尿病患者高达1.16亿，已成为全球糖尿病患病人数最多的国家[1]，其中大多数是胰岛素抵抗引起的2型糖尿病[2]。糖代谢异常、胰岛素抵抗（IR）均与糖尿病（DM）的发生发展、预后密切相关。

染料木黄酮（genistein，Gen）是天然的酪氨酸激酶，是大豆异黄酮的主要活性成分[3]，可以调节机体骨代谢和脂代谢，防止骨质疏松、保护心脑血管，而且不增加肿瘤风险，是目前研究较多的一种植物雌激素[4-5]。胰岛素抵抗和胰岛B细胞功能缺陷是2型糖尿病（T2DM）发病的两大机制，其中胰岛素抵抗是T2DM发生的始动因素，与空腹血糖密切相关，是空腹血糖受损的独立危险因素，而胰岛B细胞功能正常与否则是T2DM是否发生的决定因素[6-7]。随着人们生活水平和健康意识的提高，对IR发生、发展的深入研究显得尤为重要，发现新治疗靶点，采取有效预防措施改善胰岛素抵抗已成为当今研究的热点课题。研究证实，长期规律性有氧运动能够提高机体对胰岛素的敏感性，其具体分子生物学机制尚不完全清楚[8-11]。然而，Gen联合有氧运动对于DM的降血糖作用及相关机制，目前尚未见到研究报道。本研究初步探讨了Gen联合有氧运动对2型糖尿病小鼠体重、空腹血糖的影响，为糖尿病的临床治疗提供一定的实验基础和理论依据。

一、材料与方法

（一）材料

链脲佐菌素，上海源叶生物科技有限公司；枸橼酸盐缓冲液，武汉博士德生物工程有限公司；Genistein染料木素，MCE（MedChemExpress）公司；血糖监测仪，三诺生物传感股份有限公司。

（二）动物

昆明种小白鼠，体质量为18～20g，雌雄各半，由川北医学院动物实验中心提供。

（三）方法

1.构建小鼠糖尿病模型

取健康昆明小鼠60只，适应性饲养1周后，随机选取10只小鼠作为空白组，喂养普通饲料。其余50只小鼠作为实验组，喂养高脂高糖饲料4周后，禁食不禁水8h，在腹腔注射STZ溶液50mg/kg（STZ粉末用pH4.5的柠檬酸缓冲溶液溶解），每日1次，连续注射5天。空白组小鼠每日注射等比例生理盐水。1周后实验组小鼠禁食不禁水12h，尾静脉采血测定血糖，血糖值大于11.1mmol/L被认定为2型糖尿病小鼠及造模成功[12]。

2.分组及给药

本次实验造模成功40只小鼠，将造模成功的40只2型糖尿病小鼠随机平均分为B组（糖尿病小鼠组）、C组（有氧运动的糖尿病小鼠组）、D组（Gen灌胃的糖尿病小鼠组）、E组（有氧运动+Gen灌胃的糖尿病小鼠组）。A、B、C组小鼠每日灌胃生理盐水200mg/kg，D、E组小鼠每日灌胃染料木黄酮200mg/kg。C、E组每日进行40min的跑轮运动。

3.指标测定

记录给药前及给药后4周的体重，并每周用血糖仪检测小鼠禁食12h后空腹血糖值。

4.统计学处理方法

实验数据使用SPSS17.0统计软件进行处理，结果用平均值±标准差表示。对所测得的数据需进行正态及方差齐性检验，A组和B组之间采用独立样本t检验，B组、C组、D组、E组之间采用双因素的方差分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。

二、结果

（一）Gen和（或）有氧运动对小鼠体重的影响

A组小鼠与B组小鼠体重比较，在给药后B组小鼠体重在各个时间段有不同程度的下降，差异具有统计学意义（P＜0.05），与 B组小鼠比较，C、D、E组小鼠的体重增加，差异具有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

表1 Gen和（或）有氧运动对小鼠体重的影响(±s，g)

表1 Gen和（或）有氧运动对小鼠体重的影响(±s，g)

组别 给药前 1周 2周 3周 4周A组（n=10）30.5±2.2 32.9±3.5 35.1±2.9 37.7±2.7 39.6±3.2 B组（n=10）30.1±3.4 29.8±2.6 29.5±3.3 29.6±2.8 28.7±4.0 C组（n=10）30.2±3.3 30.9±2.8 31.9±3.5 32.4±3.5 33.0±3.7 D组（n=10）30.7±2.4 31.2±3.0 32.6±4.1 33.2±3.6 33.9±3.5 E组（n=10）30.8±2.6 31.7±3.6 32.8±2.8 33.4±3.3 34.4±3.9

（二）Gen和（或）有氧运动对小鼠血糖的影响

A组与B组比较，B组各时间点血糖值高于A组，差异具有统计学意义（P＜0.05）。与B组相比，C组、D组、E组每周血糖在不同程度上都有所降低，差异具有统计学意义（P＜0.05）。通过双因素的方差分析可知，F值为58.383，染料木黄酮或有氧运动均可降低小鼠的血糖水平，且有氧运动联合染料木黄酮对降低血糖有显著的交互作用。见表2、表3。

表2 Gen和（或）有氧运动对小鼠血糖值的影响(±s，mmoI/L)

表2 Gen和（或）有氧运动对小鼠血糖值的影响(±s，mmoI/L)

组别 给药前 1周 2周 3周 4周A组（n=10）6.28±0.42 6.59±0.53 6.37±0.78 6.44±0.80 6.35±0.67 B组（n=10）18.87±1.23 18.51±0.98 18.75±1.43 18.32±1.21 18.06±1.34 C组（n=10）18.45±1.89 17.88±1.65 16.36±2.11 15.64±1.96 14.92±1.67 D组（n=10）18.73±2.10 17.17±2.13 15.79±1.90 14.82±1.43 14.05±1.89 E组（n=10）18.55±1.21 16.78±1.34 15.38±1.54 14.43±1.57 13.63±1.45

表3 各组小鼠血糖值的双因素的方差分析

三、结论和讨论

本实验显示规律灌胃染料木黄酮或进行有氧运动能在一定程度上降低2型糖尿病小鼠的血糖值，而对正常小鼠的血糖水平无影响，并且能阻止2型糖尿病小鼠体重的下降，当染料木黄酮联合有氧运动作用时，对2型糖尿病小鼠的降血糖效果较单纯运动或单纯应用染料木黄酮时更加明显。再结合以往研究，染料木黄酮有改善糖脂代谢紊乱的作用[13]，并具有一定的自由基和羟自由基清除能力，表现出较好的抗氧化性[14]，起到降血糖、调节血脂等作用，推测染料木黄酮作为良好的抗氧化剂，能够清除机体内环境各种氧化反应产生的有害化合物，保护β胰岛细胞。而有氧运动可降低2型糖尿病小鼠的血糖和胰岛素水平，改善其胰腺和肾脏的功能[15]，本实验中两者交叉作用，对2型糖尿病小鼠的降血糖效果更加明显。因此，染料木黄酮联合有氧运动为2型糖尿病的治疗提供了更好的临床价值，为今后的深入研究奠定了一定基础。