红芪多糖对改善2型糖尿病模型大鼠胰岛素抵抗的影响
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发布者：金智生,李娟娥,张东鹏,周强
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时间：2011年5月16日 14:38
【摘要】 目的 观察红芪多糖(HPS)对2型糖尿病(T2DM)大鼠胰岛素抵抗的治疗作用。方法 采用高热量饲料加低剂量注射链脲佐菌素(STZ)造模,分别予二甲双胍及HPS进行干预,测定干预后血糖(FPG)、血清胰岛素(Ins)、C肽(CP)、游离脂肪酸(FFA)水平,计算胰岛素敏感指数(ISI)。结果 HPS可降低高热量饲料加STZ所致T2DM大鼠FPG,增加ISI,降低Ins及CP分泌,抑制FFA的产生。结论 HPS可通过多途径多环节减轻糖尿病模型大鼠的胰岛素抵抗。
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【关键词】 红芪多糖；糖尿病模型大鼠；胰岛素抵抗
Effect of Hedysarum Polybotys Saccharide on Insulin Resisance of Experimental NIDDM Rats JIN Zhi-sheng, LI Juan-e, ZHANG Dong-peng, et al Gansu College of TCM, Lanzhou 730000, China Abstract：Objective To investigate the effect of Hedysarum Polybotys saccharide (HPS) on insulin resistance rats. Methods The model of type 2 diabetic-insulin resistance rat was successfully made by STZ and high caloric diet. Then the rats were intervene by Metformin (MT) and HPS. Results Compared with the model group, the level of blood glucose, INS and CP were lowered, ISI were improved and FFA were restrained by HPS. Conclusion HPS can reduce the insulin resistance in multiple ways. Key words：Type 2 diabetes mellitus；Hedysarum Polybotys saccharide；insulin resistance 随着我国肥胖和糖尿病发病率的不断增加,对于其发病机制的研究也日益加深。胰岛素抵抗是2型糖尿病(T2DM)的显著特征,而游离脂肪酸(FFA)升高可直接导致胰岛素抵抗(IR),在T2DM的发生发展中占据重要的地位[1]。本实验旨在通过观察肥胖型T2DM大鼠经红芪多糖(HPS)干预后血糖(FPG)、血清胰岛素(Ins)、C肽(CP)及FFA水平,以探讨HPS对早期T2DM大鼠IR的作用。
1 材料与方法
1.1 药物 HPS,甘肃中医学院药学院提供；盐酸二甲双胍肠溶片,贵州天安药业股份有限公司产品,批号20041222；链脲佐菌素(STZ)：美国Sigma公司产品,批号015K1279。1.2 造模与分组 SPF级Wistar大鼠60只,雌雄各半,体重为(200±20)g,甘肃中医学院SPF级动物实验中心提供。基础饲料适应性喂养1周后,将60只大鼠按体重编号,以随机数字表法抽取8只为空白组；其余大鼠均喂以高热量饲料[2](其中含10.0%猪油、20.0%蔗糖、2.5%胆固醇、1.0%胆酸盐、66.5%常规饲料)。第5周以低剂量(25 mg/kg)STZ(溶于0.1 mmol/L柠檬酸缓冲液,pH 4.4)一次性左侧下腹部注射,并继续高热量饮食喂养,正常饮水。第7周大鼠禁食12 h后,按2 g/kg体重灌喂20%D-葡萄糖溶液,凡0、120 min血糖分别≥7.8和(或)≥11.0 mmol/L的大鼠为造模成功。选择造模成功的大鼠32只按体重编号随机分为模型组、二甲双胍组、HPS低剂量组、HPS高剂量组,各8只；第2天开始灌胃,空白组、模型组予等体积的生理盐水；二甲双胍组予二甲双胍70 mg/(kg·d)；HPS高、低剂量组予HPS 150、50 mg/(kg·d)。各组均继续喂以高热量饲料。
1.3 标本采集与处理
第11周各组大鼠禁食12 h后,腹腔注射2%戊巴比妥钠生理盐水溶液40 mg/kg麻醉,尾静脉取血测定血糖,股动脉取血加入装有40 000 U/mL抑肽酶20 μL的冰冷试管中混匀,以3 500 r/min离心10 min,分离血清,于-25 ℃冰箱内保存以检测FPG、Ins、CP及FFA含量。胰岛素敏感指数(ISI)的计算参照李氏法[3],ISI=ln[1/FINS×FPG]。FPG：采用One Touch Ⅱ型强生血糖仪和试纸条；血清Ins、CP及FFA按放免分析试剂盒说明书测定,均购自南京建成生物制品所。
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1.4 统计学方法
采用SPSS13.0统计软件处理。技术资料所有数据用x±s表示；组间均数比较采用单因素方差分析检验,P<0.05或P<0.01为有统计学意义。
2 结果
(见表1、表2)表1 HPS对大鼠FPG、Ins及CP的影响(略)注：与空白组比较,*P<0.01；与模型组比较,#P<0.05,##P<0.01；与二甲双胍组比较,△P<0.05,△△P<0.01；与HPS低剂量组比较,▲P<0.05(下同)。表2 HPS对大鼠ISI及FFA的影响(略)
3 讨论
红芪最早记载于《神农本草经》黄芪项下,列为上品；为豆科植物多序岩黄芪的干燥根,是西北地区特产。甘肃药源充足,价格低廉,质量为最佳。红芪作为传统中药,在中医临床上主要用于益气固表、利尿、托毒排脓、敛疮生肌。现代药理研究还发现红芪降血压、降血糖、降血脂的效果[4]。利用其这些功效,开发出质优价廉的治疗胰岛素抵抗的药物,具有重要的社会与经济价值。
IR是指一定量的胰岛素产生的生物学效应低于预计正常水平[5],它是糖尿病、肥胖、高血压、冠心病等疾病的共同发病基础。本实验结果显示,经高热量饲料加腹腔注射小剂量STZ模型大鼠,尽管Ins和CP水平升高,但FPG不降低,ISI明显下降,FFA升高,说明已诱发出高胰岛素血症和IR[6]。该方法所诱发模型是成功的,类似于人类的T2DM。
血中FFA主要由皮下和内脏脂肪脂解产生,脂肪细胞在脂解过程中将细胞内三酰甘油(TG)水解为FFA和甘油, FFA与白蛋白结合进入血循环并转运到肝脏和骨骼肌。在肝脏FFA作为TG的合成底物,而在骨骼肌则被氧化释放能量。FFA是目前已鉴定出来的肥胖相关性胰岛素抵抗的有关因素之一[7]。FFA引起IR有两个机制：一是底物竞争,FFA的氧化通过抑制糖酵解反应中的几个关键的限速步骤可抑制肌肉中葡萄糖的氧化；二是葡萄糖转运的抑制,血浆FFA的增加通过抑制葡萄糖转运活性诱发人胰岛素抵抗。FFA对肌肉葡萄糖代谢可能有直接作用,这可能是通过旁分泌甚至自分泌的方式起作用,而不是通过内分泌作用于肌组织。
本实验结果显示,T2DM型胰岛素抵抗大鼠经药物干预后,各治疗组FPG、Ins、CP均降低,HPS治疗组血糖明显下降,虽未能降至正常,但血清Ins、CP均降低；提示HPS可能是提高外周组织对胰岛素的利用来降低血糖,从而进一步保护胰岛β细胞。HPS还可以降低血清中FFA及ISI,增加胰岛素的敏感性。以上的实验表明,HPS可能通过多途径、多环节增强T2DM肥胖型大鼠的胰岛素敏感性,改善IR。
【参考文献】发表论文代理
1] Paul Zimmet, KGMM Alberti, Jonathan shaw. Global and societal implication of the diabetes epidemic[J].Nature,2001,41(4)：782－787.
[2] 郭啸华,刘志红,李 恒,等.实验性2型糖尿病大鼠模型的建立[J].肾脏病与透析肾移植杂志,2000,9(4)：351－355.
[3] 李光伟,潘孝仁,Limioja,等.检测人群胰岛素敏感性的一项新指标[J].中华内科杂志,1993,32(10)：655－659.
[4] 黄兆胜.中药学[M].北京：人民卫生出版社,2002.49.
[5] Ebara T, Xu Y, Kraemer FB, et al. Hyperg lycemia and hyper trigly ceridemiain hormone-sensitive Lipase-over expressing trans- genicmice[J].Diabetes,1998,47(suppl)：32.
[6] Roden M, Stingl H, Chandramouli V, et al. Effects of free fatty acid elevation on post absorptive endogenous glucose production and gluconeogenesis in humans[J].Diabetes,2000,49：701.
[7] 胡绍文,郭瑞林,童光焕.实用糖尿病学[M].北京：人民军医出版社, 2003.50.
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【关键词】 红芪多糖；糖尿病模型大鼠；胰岛素抵抗
Effect of Hedysarum Polybotys Saccharide on Insulin Resisance of Experimental NIDDM Rats JIN Zhi-sheng, LI Juan-e, ZHANG Dong-peng, et al Gansu College of TCM, Lanzhou 730000, China Abstract：Objective To investigate the effect of Hedysarum Polybotys saccharide (HPS) on insulin resistance rats. Methods The model of type 2 diabetic-insulin resistance rat was successfully made by STZ and high caloric diet. Then the rats were intervene by Metformin (MT) and HPS. Results Compared with the model group, the level of blood glucose, INS and CP were lowered, ISI were improved and FFA were restrained by HPS. Conclusion HPS can reduce the insulin resistance in multiple ways. Key words：Type 2 diabetes mellitus；Hedysarum Polybotys saccharide；insulin resistance 随着我国肥胖和糖尿病发病率的不断增加,对于其发病机制的研究也日益加深。胰岛素抵抗是2型糖尿病(T2DM)的显著特征,而游离脂肪酸(FFA)升高可直接导致胰岛素抵抗(IR),在T2DM的发生发展中占据重要的地位[1]。本实验旨在通过观察肥胖型T2DM大鼠经红芪多糖(HPS)干预后血糖(FPG)、血清胰岛素(Ins)、C肽(CP)及FFA水平,以探讨HPS对早期T2DM大鼠IR的作用。
1 材料与方法
1.1 药物 HPS,甘肃中医学院药学院提供；盐酸二甲双胍肠溶片,贵州天安药业股份有限公司产品,批号20041222；链脲佐菌素(STZ)：美国Sigma公司产品,批号015K1279。1.2 造模与分组 SPF级Wistar大鼠60只,雌雄各半,体重为(200±20)g,甘肃中医学院SPF级动物实验中心提供。基础饲料适应性喂养1周后,将60只大鼠按体重编号,以随机数字表法抽取8只为空白组；其余大鼠均喂以高热量饲料[2](其中含10.0%猪油、20.0%蔗糖、2.5%胆固醇、1.0%胆酸盐、66.5%常规饲料)。第5周以低剂量(25 mg/kg)STZ(溶于0.1 mmol/L柠檬酸缓冲液,pH 4.4)一次性左侧下腹部注射,并继续高热量饮食喂养,正常饮水。第7周大鼠禁食12 h后,按2 g/kg体重灌喂20%D-葡萄糖溶液,凡0、120 min血糖分别≥7.8和(或)≥11.0 mmol/L的大鼠为造模成功。选择造模成功的大鼠32只按体重编号随机分为模型组、二甲双胍组、HPS低剂量组、HPS高剂量组,各8只；第2天开始灌胃,空白组、模型组予等体积的生理盐水；二甲双胍组予二甲双胍70 mg/(kg·d)；HPS高、低剂量组予HPS 150、50 mg/(kg·d)。各组均继续喂以高热量饲料。
1.3 标本采集与处理
第11周各组大鼠禁食12 h后,腹腔注射2%戊巴比妥钠生理盐水溶液40 mg/kg麻醉,尾静脉取血测定血糖,股动脉取血加入装有40 000 U/mL抑肽酶20 μL的冰冷试管中混匀,以3 500 r/min离心10 min,分离血清,于-25 ℃冰箱内保存以检测FPG、Ins、CP及FFA含量。胰岛素敏感指数(ISI)的计算参照李氏法[3],ISI=ln[1/FINS×FPG]。FPG：采用One Touch Ⅱ型强生血糖仪和试纸条；血清Ins、CP及FFA按放免分析试剂盒说明书测定,均购自南京建成生物制品所。
发表论文代理
1.4 统计学方法
采用SPSS13.0统计软件处理。技术资料所有数据用x±s表示；组间均数比较采用单因素方差分析检验,P<0.05或P<0.01为有统计学意义。
2 结果
(见表1、表2)表1 HPS对大鼠FPG、Ins及CP的影响(略)注：与空白组比较,*P<0.01；与模型组比较,#P<0.05,##P<0.01；与二甲双胍组比较,△P<0.05,△△P<0.01；与HPS低剂量组比较,▲P<0.05(下同)。表2 HPS对大鼠ISI及FFA的影响(略)
3 讨论
红芪最早记载于《神农本草经》黄芪项下,列为上品；为豆科植物多序岩黄芪的干燥根,是西北地区特产。甘肃药源充足,价格低廉,质量为最佳。红芪作为传统中药,在中医临床上主要用于益气固表、利尿、托毒排脓、敛疮生肌。现代药理研究还发现红芪降血压、降血糖、降血脂的效果[4]。利用其这些功效,开发出质优价廉的治疗胰岛素抵抗的药物,具有重要的社会与经济价值。
IR是指一定量的胰岛素产生的生物学效应低于预计正常水平[5],它是糖尿病、肥胖、高血压、冠心病等疾病的共同发病基础。本实验结果显示,经高热量饲料加腹腔注射小剂量STZ模型大鼠,尽管Ins和CP水平升高,但FPG不降低,ISI明显下降,FFA升高,说明已诱发出高胰岛素血症和IR[6]。该方法所诱发模型是成功的,类似于人类的T2DM。
血中FFA主要由皮下和内脏脂肪脂解产生,脂肪细胞在脂解过程中将细胞内三酰甘油(TG)水解为FFA和甘油, FFA与白蛋白结合进入血循环并转运到肝脏和骨骼肌。在肝脏FFA作为TG的合成底物,而在骨骼肌则被氧化释放能量。FFA是目前已鉴定出来的肥胖相关性胰岛素抵抗的有关因素之一[7]。FFA引起IR有两个机制：一是底物竞争,FFA的氧化通过抑制糖酵解反应中的几个关键的限速步骤可抑制肌肉中葡萄糖的氧化；二是葡萄糖转运的抑制,血浆FFA的增加通过抑制葡萄糖转运活性诱发人胰岛素抵抗。FFA对肌肉葡萄糖代谢可能有直接作用,这可能是通过旁分泌甚至自分泌的方式起作用,而不是通过内分泌作用于肌组织。
本实验结果显示,T2DM型胰岛素抵抗大鼠经药物干预后,各治疗组FPG、Ins、CP均降低,HPS治疗组血糖明显下降,虽未能降至正常,但血清Ins、CP均降低；提示HPS可能是提高外周组织对胰岛素的利用来降低血糖,从而进一步保护胰岛β细胞。HPS还可以降低血清中FFA及ISI,增加胰岛素的敏感性。以上的实验表明,HPS可能通过多途径、多环节增强T2DM肥胖型大鼠的胰岛素敏感性,改善IR。
【参考文献】发表论文代理
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[5] Ebara T, Xu Y, Kraemer FB, et al. Hyperg lycemia and hyper trigly ceridemiain hormone-sensitive Lipase-over expressing trans- genicmice[J].Diabetes,1998,47(suppl)：32.
[6] Roden M, Stingl H, Chandramouli V, et al. Effects of free fatty acid elevation on post absorptive endogenous glucose production and gluconeogenesis in humans[J].Diabetes,2000,49：701.
[7] 胡绍文,郭瑞林,童光焕.实用糖尿病学[M].北京：人民军医出版社, 2003.50.
