葛根素增强2型糖尿病-胰岛素抵抗大鼠胰岛素敏感性和抗氧化作用

陶树高 谭海荣 潘甜美 潘竞锵 邝少松 肖柳英

【摘要】 目的 观察葛根素对2型糖尿病-胰岛素抵抗大鼠胰岛素敏感性及血糖、血脂和氧化应激作用。方法采用腹腔注射（ip）小剂量链脲霉素（25-30mg?kg-1?d-1, qd× 1d），并加饲高热量饮食（富含脂肪和蔗糖）42d，造成糖耐量减退（IGT）、IR的T2DM大鼠模型；灌胃给药（ig）葛根素0.3g?kg-1、0.15g?kg-1或二甲双胍0.25g?kg-1，qd×28d；测病鼠空腹血糖（FBG）和口服葡萄糖耐量试验（OGTT）后2小时血糖（2hBG）以及空腹血清血糖（FSG）、三酰甘油（TG）、游离脂肪酸（FFA）、总胆固醇（TC）、低密度脂蛋白-胆固醇（LDL-C）、高密度脂蛋白-胆固醇（HDL-C）、糖化血红蛋白（GHb）、果糖胺（FRA）、丙二醛（MDA）和胰岛素（FIns）含量及超氧化物歧化酶（SOD）活性，计算胰岛素敏感指数（ISI）和胰岛素抵抗指数（IRI）。结果 葛根素和二甲双胍均能显著降低病鼠Fins和IRI，而提高ISI（P

关键词：葛根素；2型糖尿病；胰岛素抵抗；大鼠；氧化应激-自由基损伤

文章编号：1008-6919（2006）07-0061-04

中图分类号:R587.1

文献标识码：A

The effects of puerarin on improving insulin sensitivity, lowering blood glucose and reducing blood lipid in rats with type 2 diabetes mellitus

[ Abstract ] ObjectiveTo investigate effects of puerarin injection（PI） on insulin sensibility and oxidative stress-free radical injure in type 2 diabetic rats（T2DR）. MethodsThe model that lower dosage of Streptozocin（25-30mg?kg-1?d-1, intraperitoneally injected, qd×1d）and high caloric diet (abounded with sugar & fat) fed for 42 days, T2DR with insulin resistance were performed; the effects of puerarin （0.3g?kg-1, 0.15g?kg-1 intragastrointestinally treated, qd×28d）on the levels of fasting blood glucose (FBG),2-hours blood glucose (2hBG) after oral glucose tolerance test (OGTT) in vivo, and serum levels of fasting serum glucose (FSG), total cholesterols (TC), triacylglycerol (TG), free fatty acid (FFA) fructosamine (FRA), Glycosylated hemoglobin (GHb), fasting insulin (Fins), malondialdehyde (MDA), insulin resistant index (IRI) and index of insulin sensitivity (ISI), the activity of superoxide dismutase (SOD) in T2DR with impaired glucose tolerance (IGT) were studied. Resultspuerarin reduced the levels of FBG and 2hBG after OGTT (P

Key words：puerarin type 2 diabetes mellitus insulin resistance (IR) rat oxidative stress-free radical injure

临床研究证明，葛根素能降低2型糖尿病（T2DM）患者空腹血糖(FBG)、血浆胰岛素(FINS)浓度、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDLC)含量和纤溶酶原激活物抑制物-1(PAI-1)活性，增高高密度脂蛋白胆固醇(HDLC)含量和胰岛素敏感指数(ISI)[1,2]；药理药效实验也证明，葛根素能明显降低糖尿病大鼠和2型糖尿病大鼠大鼠血糖血脂，减少尿白蛋白排泄，抑制血浆及肾组织PAI-1活性，明显改善肾功能和病鼠肾脏体视学指标，对T2DM病鼠肾脏起保护作用[3,4]。我们以往的研究表明[5～7]，葛根素能提高喂饲法诱导胰岛素抵抗（IR）-高血压的大鼠以及D-半乳糖诱导IR大鼠胰岛素敏感性、拮抗IR和自由基损伤及抑制蛋白质的非酶糖基化反应等作用。该研究采用腹腔注射小剂量链脲霉素，并加饲高热量饮食诱导T2DM大鼠模型，观察葛根素对病鼠胰岛素敏感性等作用，结果报道如下。

1.材料

1.1 实验动物、饲养条件及饲料：SPF级SD大鼠120只，各半，体重150～180g，鼠龄6～8wk ，广东省医学实验动物中心提供（合格证号：SCXK(粤)2003002）；饲养在广东省医学实验动物中心SPF级动物实验室，环境设施合格证（NO：SCXK粤2003-002），室内保持25℃±1℃的室温，自由饮水，进食，采用12h昼夜间断照明，每周换3次水，换2次垫料，保证饲料不被吃尽，饮水不断，每两周称一次体重；大鼠基础饲料：总热量15.1kj?g-1，产自广东省医学实验动物中心。高热量饲料(高糖-高脂饲料) 总热量21.3 kj?g-1：61%基础饲料加4%果糖、20%炼猪油、15%蛋黄粉充分混匀后，压薄饼，80℃烘干后，60Co辐射灭菌保存备用。

1.2 药物：葛根素片：北京安琪药业(批号：030112）；盐酸二甲双胍（metformin，美迪康）片：深圳中联制药厂(批号：200508197)；链脲霉素（streptozocin，STZ）粉针剂：Sigma公司生产（批号：S1030），实验时用冰冷的pH4.5，0.1mmol?L-1柠檬酸缓冲液配成3mg?ml-1的应用液，用旋涡混合器或振荡器混匀>5min，完全溶解混匀后，冷冻

1.3 试剂：葡萄糖（GLU）、甘油三酯（TG）、胆固醇（TC）：上海科华东菱诊断用品有限公司（批号分别为：20051009、20050912，20051022）；糖化血红蛋白（GHb）测定试剂盒、游离脂肪酸（FFA）、超氧化物歧化酶（SOD）和丙二醛（MDA）测定试剂盒：南京建成生物工程研究所产品（批号分别为：20051214，20051214，20051212，20051212）；低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）测定试剂盒：浙江东瓯生物工程有限公司（批号分别为：2005100173和2005100022）；果糖胺（FRA）测定试剂盒：四川迈克科技有限责任公司(批号：1105091)；大鼠胰岛素ELISA试剂盒：美国BPB Biomedicals.Inc（批号：70621S）。

1.4 仪器：稳豪型（Onetouch Ultra）血糖仪及试纸：美国Lifescan公司；ELX800酶标仪：美国BIO-TEX；ECHO全自动生化分析仪：意大利LOGOTECH ISE；7550紫外-可见光分光光度计：上海第三分析仪器厂。

2.方法

2.1 T2DM-IR大鼠模型的制备：取SD大鼠120只，各半，按性别、体重随机抽取16只大鼠作为空白对照组，各鼠禁食，但饮用蒸馏水≥10h，d0，一次ip pH4.5，0.1mmol?L-1柠檬酸缓冲液，随后喂食普通饲料和饮用蒸馏水，连续68天（包含d42和d67两次禁食）；其余各鼠（104只）禁食但饮用蒸馏水≥10h，d0，一次性ip STZ 25mg ～30mg?kg-1，随后喂食普通饲料和饮用蒸馏水；翌日，改喂高脂、高热量饲料和饮用10%蔗糖水，连续42天；d42，禁食但饮用蒸馏水≥10h，d43，测各鼠空腹全血血糖（FBG）或口服葡萄糖耐量试验(OGTT)后2小时血糖(2hBG)，取FBG≥6.1mmol?L-1或2hBG≥7.8mmol?L-1的大鼠共84只，按体重和血糖值分成4组：模型组和二甲双胍250 mg?kg-1以及葛根素0.3 g?kg-1和0.15 g?kg-1，并继续饲以高热饲料和饮用10%蔗糖水；各组动物分别ig药物或蒸馏水，qd×28d。d27禁食但饮用蒸馏水≥10h，d28用血糖仪测全血FBG后，对照组和药物组分别ig 2.78mol?L-1葡萄糖溶液或葡萄糖-药物混合液20ml?kg-1后2h，测2hBG，随后分别饲以上述饮食。全部实验动物禁食但饮用蒸馏水≥10h，翌日，全部动物眼眶放血，抗凝管收取全血，分离红细胞；另管收集全血，分离血清，-20℃冰箱保存备用。

2.2 检测指标：取红细胞按说明书方法操作，测GHb；取血清，按各指标的说明书方法操作，分别测定FRA, TC, HDL-C, LDL-C, TG, FFA和空腹血清胰岛素（Fins）含量；计算胰岛素敏感指数（ISI）[11]=In [1/（Fins×FSG）]和HOMA-胰岛素抵抗指数（HOMA-IRI）[12,13]=（Fins×FSG）÷22.5。

2.3 统计学方法P

3.结果

3.1 葛根素对2型糖尿病大鼠(T2DM)FBG和OGTT的影响结果见表1。结果表明，T2DM大鼠OGTT-2hBG水平均明显高于正常大鼠，差异有高度显著性（P

3.2 葛根素对T2DM大鼠胰岛素含量及胰岛素抵抗指标的影响结果见表2。结果表明，与正常组比较，T2DM大鼠血清Fins含量和IRI明显增高，而ISI显著降低，差异均有高度显著性（P

3.3 葛根素对T2DM大鼠GHb, FRA, TG和FFA的影响结果见表3。结果表明，与正常组比较，T2DM大鼠GHb, FMN, TG和FFA含量增高，差异有高度显著性（P

3.4 葛根素对T2DM大鼠血清TC, LDL-C和HDL-C含量的影响结果见表4。结果表明，T2DM大鼠血清TC, LDL-C和HDL-C含量升高，差异有显著性（P

3.5 葛根素对T2DM大鼠血清SOD活力和MDA含量的影响结果见表5。结果表明，与正常组比较，T2DM大鼠血清SOD活力降低，MDA含量升高，差异有高度显著性（P

4.讨论

Stern[14]提出，IR及其激发的代谢紊乱是产生糖尿病、冠心病及高血压的共同土壤，即所谓的“共同土壤学说(common soil hypothesis)”。大量研究表明[8～10]，注射STZ后，再喂饲高糖脂饲料诱导T2DM-IR大鼠模型，具有以下特点：?胰岛素含量明显升高，高胰岛素血症；胰岛素抵抗；高血脂；病鼠以糖耐量减退为主，即空腹血糖在正常范围，而OGTT-2hBG高于正常对照组水平；氧化应激-自由基损伤。

本组实验结果表明，T2DM模型大鼠出现高胰岛素血症、IR和糖脂代谢紊乱，以及抗氧化能力降低等病理生理的改变，说明大鼠IR模型成立。

阳性对照药二甲双胍，能纠正病鼠高胰岛素血症、提高胰岛素敏感性和拮抗IR，改善病鼠的糖脂代谢紊乱，降低蛋白非酶糖化产物含量，增强抗氧化能力以及促进脂质过氧化物产物清除。以上实验结果与以往报道结果[15]基本一致，从而证明本次实验成功。

本组实验结果显示，葛根素和二甲双胍均能纠正病鼠高胰岛素血症，增强胰岛素敏感性；降低血糖和血脂含量，改善糖脂代谢紊乱；提高抗氧化酶SOD活性，增强清除自由基能力。临床研究证明，葛根素能降低2型糖尿病（T2DM）患者空腹血糖(FBG)、血浆胰岛素(FINS)浓度、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDLC)含量和纤溶酶原激活物抑制物-1(PAI-1)活性，增高高密度脂蛋白胆固醇(HDLC)含量和胰岛素敏感指数(ISI)[1,2]；以往的药理药效实验也证明，葛根素能明显降低糖尿病大鼠和2型糖尿病大鼠大鼠血糖血脂，减少尿白蛋白排泄，抑制血浆及肾组织PAI-1活性，明显改善肾功能和病鼠肾脏体视学指标，对T2DM病鼠肾脏起保护作用[3,4]以及提高喂饲法诱导IR-高血压大鼠和D-半乳糖诱导IR大鼠胰岛素敏感性、拮抗IR和自由基损伤及抑制蛋白质的非酶糖基化反应等作用。以上研究结果提示，葛根素可能通过多种机制改善的胰岛素抵抗病理生理改变，但具体作用机制尚待阐明。

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