牛蒡低聚糖GF13对荷瘤大鼠血糖的调节作用

[摘要]目的 探讨牛蒡低聚糖GF13对STZ糖尿病荷瘤大鼠和低血糖荷瘤大鼠血糖稳定性的影响。方法 人工建立STZ糖尿病荷瘤大鼠1、2、3组，每组10只，按照500 mg/（kg・d）灌服5%、10%、20%的牛蒡低聚糖GF13溶液，第4天分别测空腹血糖、餐后2 h、餐后4 h血糖。另取血糖值在3.7～6.9 mmol/L的荷瘤鼠，低血糖荷瘤对照组禁食，低血糖荷瘤大鼠实验组灌服200 mg/（kg・d）的5%、10%和20%浓度的牛蒡低聚糖GF13。自第2天起，连续3 d尾部取血，测定低血糖荷瘤大鼠血糖值。结果 牛蒡低聚糖GF13对STZ荷瘤鼠的空腹血糖均有较明显的抑制作用，浓度为10%的牛蒡低聚糖GF13对餐后4 h血糖有较明显的抑制作用，达到了显著水平（P

[关键词]牛蒡低聚糖GF13；糖尿病；荷瘤大鼠；血糖调节

[中图分类号] R-332 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2016）08（b）-0008-04

血糖指标是术前麻醉的必查项目，患者血糖水平的高低，对麻醉效果以及患者手术过程中的生命体征指标有一定影响[1]，因此，手术前保证患者的血糖值相对稳定对手术麻醉的效果有重要意义[2]。本研究以STZ糖尿病荷瘤大鼠和低血糖荷瘤大鼠为实验模型，对灌服牛蒡低聚糖GF13后的血糖值进行检测，判断牛蒡低聚糖GF13对荷瘤大鼠的血糖稳定性是否具有调节作用。本研究的意义在于发现一种对患者术前血糖起到稳定作用的物质。

牛蒡低聚糖GF13是寡糖[3-4]的一种，是天然的、聚合度均一、分子结构明确的功能性低聚多糖，可作为防治肿瘤、结肠癌、便秘等的保健食品配料和天然药物[5-7]。据报道，牛蒡低聚糖GF13可诱导植物的抗病性，具有促进双歧杆菌生长等活性[8-9]，但其对血糖稳定性的研究报道较少。调查数据显示，我国18岁以上人群中的糖尿病患病率为11.6%，居世界第1位[10]。

1材料与方法

1.1材料

Wistar大鼠75只，性别不限，清洁级，重量180～220 g，购于山东大学实验动物中心。基础饲料：祖莉天竺鼠粮；高热饲料：基础饲料55%，猪油16%，蛋黄粉2%，绵白糖27%，总热量为19.93 kJ/g[11-12]。

1.2方法

1.2.1肿瘤细胞培养[13-15]

1.2.1.1 RPMI 1640完全培养液的配制 无血清RPMI 1640培养液中加入10%灭活过滤后的胎牛血清和1%双抗（l00 U/ml链霉素和100 U/ml青霉素），混匀，4℃保存，一周内使用。CT26结肠癌细胞生长于RPMI 1640完全培养基中，置于37℃、5% CO2细胞培养箱中培养。

1.2.1.2 PBS溶液配制 8.0 g NaCl，0.2 g KCl，1.56 g Na2HPO4・12H2O，0.2 g KH2PO4，ddH2O定容至1 L，高压灭菌，4℃保存。

1.2.1.3红细胞裂解液的配制 称取KCl 0.2 g、KH2PO4 0.2 g、NaCl 8.0 g、Na2HPO4・12H2O 1.56 g，溶于1000 ml三蒸水中，分装，高压灭菌，于4℃下保存备用。

1.2.2荷瘤鼠模型的建立[16]

配置RMPI1640培养基，此培养基中含有10%的胎牛血清和双抗（青霉素、链霉素），将CT26结肠癌细胞培养于这种培养基中，并置于温度为37℃、含有5% CO2的细胞培养箱中培养。用0.25%的胰酶消化对数生长的CT26结肠癌细胞。消化结束后，将细胞轻轻吹打下来，PBS洗两遍。用PBS稀释成2×107～6×107/ml，75%乙醇消毒大鼠右腋皮下，每只大鼠接种0.5 ml。90只Wistar大鼠接种4 d后有86只可见豆粒大小的肿瘤块，可做为荷瘤鼠模型，其余4只建模失败者剔除。

1.2.3牛蒡低聚糖GF13对STZ糖尿病荷瘤大鼠血糖稳定的影响

1.2.3.1 STZ糖尿病荷瘤模型建立[17-23] 链脲霉素（STZ）导致糖尿病的机制主要是由于胰岛细胞中烟酰胺腺嘌呤（DNA）含量减少，STZ分子中的葡萄糖基可使STZ进入胰岛β细胞，引起β细胞核内形态变化，使其染色体凝集、伸长和浓缩。其糖尿病模型操作相对简单，因此是实验室常用的造模方法，很多文章均采用此方法。取荷瘤鼠55只，饲以高热量饲料，维持饲养10 d后，用0.1 mol/L的枸橼酸-枸橼酸钠缓冲液（pH4.5）稀释STZ，按200 mg/kg的剂量在荷瘤鼠腹腔注射，连续3 d后，模型组动物禁食（不禁水）24 h，用采血笔从内眦静脉丛采血[24-25]，用血糖仪[26-27]测定空腹血糖，筛选出50只血糖值>11.1 mmol/L[28-29]的STZ糖尿病模型荷瘤鼠，5只腹水及建模失败者剔除，筛选出STZ糖尿病荷瘤鼠40只。在建立STZ糖尿病荷瘤鼠模型的同时，取荷瘤鼠10只作为对照组，饲喂基础饲料，维持饲养10 d后，按200 mg/kg体重腹腔注射等体积缓冲液，连续注射3 d。

1.2.3.2 STZ荷瘤大鼠血糖稳定性实验 将40只STZ糖尿病荷瘤大鼠随机分为4组，每组10只，分别组成STZ荷瘤对照组、STZ荷瘤1组、STZ荷瘤2组、STZ荷瘤3组。将纯度为90%的牛蒡低聚糖GF13用蒸馏水稀释为5%、10%、20%的牛蒡低聚糖GF13溶液；按500 mg/（kg・d）对STZ糖尿病荷瘤1～3组分别灌服5%、10%、20%的牛蒡低聚糖GF13溶液，每天饲喂基础饲料，连续3 d。STZ荷瘤对照组灌服等体积的蒸馏水，连续3 d，每天饲喂基础饲料。荷瘤对照组用基础饲料正常饲喂，连续3 d。在第4天，所有对照组与实验组空腹24 h后，尾部取血，用血糖仪测空腹血糖；取血后饲喂基础饲料，餐后2、4 h分别尾部取血，测餐后血糖值。

1.2.4低血糖荷瘤鼠模型的制备[30]及低血糖荷瘤鼠血糖稳定性实验

取正常饲喂荷瘤鼠30只，禁食3 h后，眼眶采血，筛选血糖值在3.7～6.9 mmol/L的荷瘤鼠，剔除血糖值不在正常范围内的荷瘤鼠2只，剩余28只再选出25只血糖值接近5.3 mmol/L的荷瘤鼠作为低血糖荷瘤鼠模型，随机分为荷瘤对照组、低血糖荷瘤对照组、低血糖荷瘤实验1组、低血糖荷瘤实验2组，低血糖荷瘤实验3组，每组5只。荷瘤对照组正常基础饲料饲喂；低血糖荷瘤对照组禁食，饲喂蒸馏水；低血糖荷瘤实验1～3组按照500 mg/（kg・d）分别灌服5%、10%、20%的牛蒡低聚糖GF13溶液。自第2天起，荷瘤对照组、低血糖荷瘤对照组、低血糖荷瘤1～3实验组在每天上午9点、下午3点2个时间点连续3 d同时尾部取血，测定血糖值[34]，当日两次血糖值平均数作为当日血糖值。

1.3统计学处理

采用SPSS 13.0统计学软件对数据进行处理，计量资料以x±s表示，组间比较采用单因素方差分析，以P

2结果

2.1牛蒡低聚糖GF13对STZ糖尿病荷瘤鼠血糖稳定性的影响

在本实验中，按照500 mg/（kg・d）给STZ糖尿病荷瘤鼠1组、2组、3组分别灌服5%、10%、20%浓度的牛蒡低聚糖GF13溶液，第4天分别测空腹血糖、餐后2 h、餐后4 h血糖。STZ荷瘤1组、2组、3组与未致糖尿病的荷瘤对照组比较，牛蒡低聚糖GF13对STZ荷瘤鼠的空腹血糖值有较明显的抑制作用；而未灌服牛蒡低聚糖GF13的STZ荷瘤对照组，其空腹、餐后2 h、餐后4 h血糖值与荷瘤对照组相比，仍处于血糖水平较高的状态且达到了极显著水平（P

2.2牛蒡低聚糖GF13对低血糖荷瘤鼠血糖的稳定性影响

在本实验中，因饥饿导致的低血糖荷瘤模型、灌服牛蒡低聚糖GF13的三组低血糖荷瘤实验组的血糖值降低幅度较低血糖荷瘤对照组小，其中灌服牛蒡低聚糖浓度为20%的低血糖荷瘤实验3组的血糖值降低幅度最小，达到了显著水平（P

3讨论

在牛蒡低聚糖GF13对STZ糖尿病荷瘤鼠血糖稳定性的影响实验中，牛蒡低聚糖GF13对STZ荷瘤鼠的空腹血糖有较明显的抑制作用，其中10%浓度的牛蒡低聚糖GF13溶液对STZ荷瘤鼠的空腹血糖有极显著的抑制作用，对餐后4 h的血糖有较明显的抑制作用。本研究结果显示，灌服牛蒡低聚糖GF13的低血糖荷瘤实验组中的低血糖值降低幅度较小，低血糖荷瘤实验2组血糖值更接近荷瘤对照组的正常血糖值，差异有统计学意义（P

本研究结果表明，牛蒡低聚糖GF13对STZ荷瘤大鼠血糖的升高、饥饿致低血糖荷瘤大鼠血糖的降低均有抑制作用，即对荷瘤大鼠的血糖具有双向调节、维持血糖相对稳定的作用，但其不影响荷瘤大鼠的正常血糖值，这可能与牛蒡低聚糖GF13的分子结构有关。另外，牛蒡低聚糖GF13具有水溶性膳食纤维的特性，能吸水膨胀，可延长胃中食物的消化吸收时间，可能对血糖的稳定起一定作用，因此，可以考虑做糖尿患者的血糖稳定试验。如果牛蒡低聚糖GF13对糖尿患者的血糖能起到稳定作用，那么对于需要手术进行治疗的患者，术前24 h将牛蒡低聚糖作为辅食添加，以辅助稳定血糖，这对提高糖尿病患者手术过程中血糖指标的稳定起到一定作用，从而有助于手术过程生命体征的稳定。由于牛蒡低聚糖GF13具有水溶性膳食纤维的特性，因此，灌服量过大，可能会导致腹泻。本试验过程中，20%浓度的牛蒡低聚糖GF13可出现导致荷瘤大鼠腹泻的现象。

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（收稿日期：2016-04-20 本文编辑：祁海文）