白僵蚕多糖对2型糖尿病小鼠的抗氧化作用※

姚雨辰 姚思佳 竺世骄 张 杨 项嘉琪 付 琳 龙 娟

(1.长沙医学院第一临床学院2019级本科生,湖南 长沙 410219;2.长沙医学院第一临床学院2020级本科生,湖南 长沙 410219;3.长沙医学院基础医学院,湖南 长沙 410219)

2型糖尿病是由于胰岛素分泌不足或胰岛素抵抗导致血糖升高的一种慢性病[1- 2]。西药降糖效果好,且机制明确,但需长期大量服用,随着病情发展,药物剂量及种类逐渐增加,从而增加患者经济负担。长期使用西药还对肝、肾功能有一定的毒副作用。白僵蚕最早记载于《神农本草经》,是中药原料之一。白僵蚕是家蚕幼虫感染白僵菌的产物[3-5],有抗癌、降糖、调脂等作用[6-8],多糖类化合物为其主要活性成分之一,其对胰岛β细胞有保护作用从而降血糖,可增强人体免疫功能,调节神经系统、糖脂代谢,抗氧化等[9-11]。有研究报道,在链脲佐菌素(STZ)糖尿病动物模型中,白僵蚕多糖对胰岛β细胞无明显刺激作用。有研究表明,白僵蚕多糖有强抗氧化作用,而清除氧自由基及过氧化物为多糖降糖作用机制之一。推测白僵蚕多糖降血糖作用与抗氧化作用有关[12-13]。但其在2型糖尿病动物模型中的作用尚未明确。因此我们设想白僵蚕多糖通过抗氧化作用来改善2型糖尿病小鼠血糖。本实验通过STZ联合高脂饲养建模,使用白僵蚕多糖干预,同时与二甲双胍对照比较,分析白僵蚕多糖对2型糖尿病小鼠的抗氧化作用。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 实验动物 SPF级昆明雄性小鼠31只,体质量(20±2) g,8周龄,购于长沙市天勤生物有限公司,实验动物合格证号SCXK(湘)2019-0014,饲养于长沙医学院动物实验中心。温度(24±2) ℃,每日定时光照12 h。

1.1.2 药物、试剂、仪器 60%高脂鼠粮(HF60)[戴茨生物科技(无锡)有限公司];STZ[卡迈舒(上海)生物科技有限公司];血糖仪(拜尔康医药科技有限公司);盐酸二甲双胍缓释片(河北山姆士药业有限公司,国药准字H20123024);白僵蚕多糖(西安瑞林生物科技有限公司);全自动生化分析仪[日立(中国)有限公司];紫外分光光度计(日本岛津公司);总超氧化物歧化酶 (T-SOD)试剂盒、丙二醛(MDA)试剂盒、还原型谷胱甘肽(GSH)试剂盒;水浴锅(常州金南仪器制造有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 2型糖尿病建模 从31只小鼠中随机取7只作为空白组,其余24只小鼠高糖高脂喂养28天后,禁食不禁水12 h,称体质量后,予STZ(用柠檬酸钠缓冲液配置浓度为1%)60 mg/kg腹腔注射,连续注射3 天,7 天后检测空腹血糖(FPG)≥11.1 mmol/L则为建模成功。在STZ注射阶段有3只小鼠死亡。

1.2.2 分组及给药 将21只成功建模的小鼠按照随机数字表法分为3组,模型组7只,白僵蚕多糖组7只,二甲双胍组7只。白僵蚕多糖组予白僵蚕多糖400 mg/kg(用0.9%氯化钠注射液配置成0.5 g/mL溶液)400 mg/kg灌胃,二甲双胍组予盐酸二甲双胍(用0.9%氯化钠注射液配置成0.5 g/mL溶液)200 mg/kg灌胃,模型组予0.9%氯化钠注射液0.2 mL/10 g灌胃,空白组予0.9%氯化钠注射液0.2 mL/10 g灌胃,每日定时定点灌胃1次,连续28天。

1.2.3 体质量、FPG比较 给药结束当天晚上禁食不禁饮12 h后进行检测,先剪去小鼠尾部少许组织,挤压尾部待血液流出后使用血糖仪测FPG;同时测小鼠体质量。

1.2.4 脏器指数比较 测完FPG、体质量后,麻醉小鼠,取脾脏和肾脏,0.9%氯化钠注射液洗净,吸干称质量。脏器指数=脏器质量/小鼠体质量×100%。

1.2.5 氧化指标测定 取完脾脏和肾脏后,取肝脏,各个肝脏分别取部分称质量,与0.9%氯化钠注射液按比例混合,置于玻璃匀浆器研磨制匀浆后,3500转/min,离心10 min,取上清液按照,试剂盒说明书配置测定,在紫外分光光度计进行测定,并计算结果,得出各组小鼠肝脏T-SOD、MDA、GSH含量。

1.2.6 苏木素-伊红(HE)染色 各小鼠余肝脏甲醛固定,石蜡包埋,HE染色,镜检。

2 结果

2.1 各组小鼠肝脏病理学变化 空白组肝细胞排列规整,细胞范围清晰,没有水肿、炎症等。模型组细胞排列紊乱,绝大多数肝细胞已出现弥漫性水肿变性和轻度脂肪变性,细胞组织疏松、空泡化较严重,有许多大小不等整齐的小圆空泡,炎症程度一般较轻。白僵蚕多糖组肝细胞结构比较均匀完整,轻度松散,细胞表面有少量大小深浅不等的小空泡形成和轻微水肿,细胞间有脂肪变性,无炎症。二甲双胍组肝细胞较为整齐,细胞略有空泡变性,细胞体中度肿大,无炎症。见图1。

图1 各组小鼠肝脏病理学(HE,×200)

2.2 各组小鼠体质量、FPG比较 与空白组比较,模型组小鼠体质量降低(P<0.05),FPG水平升高(P<0.05);与模型组比较,白僵蚕多糖组、二甲双胍组小鼠体质量升高(P<0.05),FPG水平降低(P<0.05);白僵蚕多糖组与二甲双胍组小鼠体质量、FPG水平比较差异均无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 各组小鼠体质量、FPG比较

2.3 各组小鼠脏器指数比较 与空白组比较,模型组脾脏指数、肾脏指数均升高(P<0.05);与模型组比较,白僵蚕多糖组、二甲双胍组脾脏指数、肾脏指数均降低(P<0.05);白僵蚕多糖组与二甲双胍组脾脏指数、肾脏指数比较差异均无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 各组小鼠脏器指数比较

2.4 各组小鼠氧化指标比较 与空白组比较,模型组T-SOD、GSH含量均降低(P<0.05),MDA含量升高(P<0.05);与模型组比较,白僵蚕多糖组、二甲双胍组T-SOD、GSH含量均升高(P<0.05),MDA含量降低(P<0.05);白僵蚕多糖组与二甲双胍组T-SOD、GSH、MDA含量比较差异均无统计学意义(P>0.05)。见表3。

表3 各组小鼠氧化指标比较

3 讨论

糖尿病是一种以慢性糖代谢紊乱为主要特点的慢性病,发病率逐年上升[14-15]。2型糖尿病主要依靠胰岛素等西药治疗,虽可降糖,却有毒副作用,并且无法避免糖尿病并发症。而中药副作用较低,有一定的防治并发症的功效[16]。故研究中药治疗2型糖尿病的相关机制变得尤为重要。白僵蚕多糖是白僵蚕的提取物之一[17],有降糖、降脂等作用,抗氧化作用也较强。

本实验过程中,造模后小鼠毛发稀疏油腻,体质量均减轻,FPG升高,个别在实验后期出现眼睛或尾部破溃结痂等现象。白僵蚕多糖干预后,小鼠体质量逐渐增加。肾脏指数反映肾脏病变,脾脏指数一定程度上间接反映免疫功能状态。模型组脾脏指数、肾脏指数均高于空白组(P<0.05);白僵蚕多糖组、二甲双胍组脾脏指数、肾脏指数均低于模型组 (P<0.05);白僵蚕多糖组与二甲双胍组脾脏指数、肾脏指数比较差异无统计学意义(P>0.05)。表明2型糖尿病小鼠肾脏出现损伤水肿[14],而白僵蚕多糖对脾脏和肾脏有一定的保护作用。

高血糖可通过多种机制来损伤机体,产生氧化应激,其中肝脏可因抗氧化系统破坏及脂质过氧化合并炎症而逐渐纤维化。本实验对各组小鼠肝脏HE切片分析,白僵蚕多糖组、二甲双胍组小鼠肝脏较模型组的脂肪变性改善。白僵蚕多糖对小鼠肝脏有一定的保护作用,可减轻糖尿病所致肝损伤。

2型糖尿病的氧化应激损伤一般表现为SOD活性降低,MDA含量增高,GSH含量降低。本实验结果显示,与空白组比较,模型组T-SOD、GSH含量均降低(P<0.05),MDA含量升高(P<0.05);与模型组比较,白僵蚕多糖组、二甲双胍组T-SOD、GSH含量均升高(P<0.05),MDA含量降低(P<0.05);白僵蚕多糖组与二甲双胍组T-SOD、GSH、MDA含量比较差异均无统计学意义(P>0.05)。表明糖代谢紊乱造成肝脏氧化应激损伤,白僵蚕多糖能增强机体抗氧化能力,在一定程度上抑制肝脏脂质过氧化。

综上所述,白僵蚕多糖可改善2型糖尿病小鼠一般情况,有一定的降糖效果,改善糖代谢紊乱,增强细胞抗氧化作用。