玄光善，潘士佳，南 姬

(1.青島科技大學(xué)化工學(xué)院，山東 青島 266042；2.青島科技大學(xué)國際學(xué)院，山東 青島 266061)

桑葉有效成分降糖作用研究

玄光善1，潘士佳1，南 姬2

(1.青島科技大學(xué)化工學(xué)院，山東 青島 266042；2.青島科技大學(xué)國際學(xué)院，山東 青島 266061)

目的：研究桑葉中有效成分的降糖作用。方法：通過動物實驗研究桑葉多糖、黃酮及生物堿對鏈脲佐菌素致糖尿病模型小鼠的血糖、血脂及糖耐量的影響。結(jié)果：桑葉多糖、黃酮、生物堿成分均可顯著降低糖尿病模型小鼠的血糖值，增加其糖耐量，對抗糖尿病所伴隨的血脂異常，其血糖下降率分別為14.42%、27.33%及37.55%。結(jié)論：桑葉多糖、黃酮、生物堿對糖尿病有一定的預(yù)防及治療作用。其中生物堿的降糖作用最為顯著，效果優(yōu)于陽性對照品。

多糖；黃酮；生物堿；降血糖；糖尿病小鼠

糖尿病已成為現(xiàn)代威脅人類的主要疾病之一。據(jù)世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，全球糖尿病患者有2.46億，預(yù)計到2030年患病人數(shù)將比2000年翻一番[1]，已成為威脅人類生命的第三大殺手。糖尿病的治療，除注射胰島素外，大部分口服合成藥，一方面不能停藥，同時會對人的肝臟帶來損害和不利。從中藥，特別是植物資源中尋找治療糖尿病的藥物是十分有意義的。

現(xiàn)代科學(xué)表明，桑葉是上好的功能食品，它能降壓、降脂、抗衰老、抑制有害的氧化物生成等。桑葉提取物可有效促進糖尿病患者健康的恢復(fù)。另外，其抗血糖作用也已被廣泛報道[2]。Naowaboot等[3]證明，連續(xù)給予糖尿病鼠桑葉醇提物，可顯著降低其血糖水平。Park等[4]發(fā)現(xiàn)桑葉水提物可明顯降低患病鼠的餐后血糖峰值，其作用機制為抑制小腸中的α-葡糖苷酶的活性。

本研究綜合考察桑葉多糖、黃酮及生物堿的降糖作用并將其作用進行對比，對血糖進行測定的同時綜合考慮血脂、肝糖、血糖、糖耐量的影響，為以后對有效作用成分篩選與研究各種成分的協(xié)同作用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

昆明種小白鼠，普通級，雌性，3月齡，體質(zhì)量(24±3)g，由青島市藥品檢驗所提供。

桑葉(產(chǎn)地：河北，批號：091101) 安國市補澳中藥飲片有限公司；鏈脲佐菌素(streptozocin，STZ) 美國Sigma-Aldrich公司；AB-8型大孔吸附樹脂 安徽三星樹脂科技有限公司；鹽酸二甲雙胍 北京京豐制藥有限公司；肝/肌糖元試劑盒 南京建成生物工程研究所；葡萄糖試劑盒(氧化酶法) 北京北化康泰臨床試劑有限公司；其他試劑均為分析純。

FW100型高速萬能粉碎機 天津市泰斯特儀器有限公司；KH-250DB型數(shù)控超聲波清洗器 昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司；RE-5型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠；FD-1系列冷凍干燥機 北京德天佑科技發(fā)展有限公司；UV762型紫外-可見分光光度計 上海精密科學(xué)儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 桑葉主要成分的提取及純化

桑葉多糖組分的提?。悍Q取干燥的桑葉粗粉適量，采用水提法提取，三氯乙酸法去除蛋白，多次醇沉得粗多糖[5]。再上大孔樹脂柱，以蒸餾水洗脫，活性炭脫色，濃縮醇沉后干燥得桑葉總多糖，利用苯酚-硫酸法測得其含量為68.06%，得率為2.62%(2.62g/100g藥材)，備用。

桑葉黃酮組分的提?。喝∩Ｈ~粗粉適量，80%乙醇超聲提取[6]。提取液經(jīng)AB-8型大孔樹脂吸附[7]，70%乙醇洗脫，收集洗脫液，濃縮干燥后得桑葉黃酮提取物，利用分光光度法測得其含量為50.12%，得率為2.41%(2.41g/100g藥材)，備用。

桑葉總生物堿組分的提?。喝「稍锏纳Ｈ~粗粉適量，25%乙醇回流提取，過濾，濾液上樹脂柱純化，蒸餾水洗脫，洗脫液濃縮干燥后得桑葉生物堿提取物[8]，經(jīng)雷氏鹽比色法[9]檢測總生物堿，其含量為47%，得率為1.06%(1.06g/100g藥材)，備用。

1.2.2 降糖作用考察

1.2.2.1 桑葉不同組分對正常小鼠的影響

正常小鼠40只，分5組。適應(yīng)性喂養(yǎng)3d后，禁食(不禁水)12h。尾靜脈取血，測空腹血糖值。各組小鼠給予高脂飼料喂養(yǎng)，并且其飲用水中添加5%的蔗糖。B、C、D、E組分別灌胃給予劑量為100mg/kg (以體質(zhì)量計)的桑葉多糖、黃酮、生物堿及陽性對照品(鹽酸二甲雙胍)；A組為正常對照組，灌胃給予同樣劑量的生理鹽水。連續(xù)7d，末次給藥前動物禁食(不禁水) 12h。眼底靜脈叢采血，測空腹血糖值及血脂值。

1.2.2.2 糖尿病小鼠的造模

健康昆明種小鼠60只，取8只作為空白對照組，其余小鼠進行糖尿病模型的誘導(dǎo)。適應(yīng)性喂養(yǎng)3d后，禁食、自由采水12h，一次性腹腔注射鏈脲佐菌素200mg/kg。每天觀察小鼠的一般狀況，于造模后第4天小鼠禁食、自由采水12h，尾靜脈取血，測其空腹血糖值，空腹血糖高于11.1mmol/L者選為實驗所用的糖尿病模型[10]。

1.2.2.3 桑葉不同組分對STZ致糖尿病模型小鼠的影響

將造模成功的實驗性高血糖小鼠40只隨機分成5組。A組為模型對照組，與正常對照組灌胃給予同樣劑量的生理鹽水；B、C、D、E組分別灌胃給予劑量為100mg/kg的桑葉多糖、黃酮、生物堿及陽性對照品(鹽酸二甲雙胍)。每天連續(xù)給藥，分別于第6、12天測量其空腹血糖值。實驗第12天，完成糖耐量測定后，小鼠眼眶取血測血脂。脫頸處死，摘取肝臟，生理鹽水洗凈后，濾紙吸干，稱質(zhì)量，按照Kemp,s氏法[11]檢測其肝糖元含量。

血糖下降百分率的計算方法如下[11]：

式中：a為給藥前血糖值；b為給藥后血糖值。

1.2.2.4 桑葉不同組分對糖尿病小鼠糖耐量的影響

各組小鼠在末次給藥前禁食12h后尾靜脈取血，為0h血糖。給藥3h后腹腔注射葡萄糖2.5g/kg，于0.5、1.0、2.0h尾靜脈采血測血糖值。

藥時曲線下面積的計算方法如下[12]：

式中：A、B、C、D分別為給藥后0、0.5、1.0、2.0h的血糖值。

1.2.3 統(tǒng)計方法

實驗數(shù)據(jù)以x±s表示，采用SPSS 16.0軟件包進行統(tǒng)計分析，不同實驗組間差異用方差檢驗進行分析。

表1 桑葉不同組分對正常小鼠血糖和血脂的影響Table 1 Effects of mulberry leaf bioactive components on blood glucose and blood lipid in normal mice

2 結(jié)果與分析

2.1 桑葉不同組分對正常小鼠血糖和血脂的的影響

由表1可知，給藥一周后，各組小鼠的空腹血糖值均有所上升。對每只小鼠的血糖升高百分率進行計算[11]，然后各組分別取平均值得正常對照組、多糖組、黃酮組、生物堿組、陽性對照組的血糖升高百分率分別為65.06%、22.57%、25.54%、10.56%及45.49%。桑葉黃酮、生物堿組小鼠的血糖升高幅度均較小，表明桑葉黃酮、生物堿對正常小鼠的血糖升高有一定的抑制作用，這可能與其對α-葡萄糖苷酶的抑制作用有關(guān)[13]。

給藥一周后，各組小鼠的血清總膽固醇(TCHO)值均有所上升，其中桑葉總生物堿組小鼠TCHO的上升輻度較小，表明桑葉生物堿對正常小鼠的TCHO的升高有輕微的抑制作用。同時，桑葉多糖、黃酮對正常小鼠的甘油三酯(TG)有一定的降低作用。而桑葉生物堿及鹽酸二甲雙胍卻可略升高正常小鼠的TG含量，但升高幅度較小。另外，桑葉多糖可顯著升高正常小鼠的高密度膽固醇水平(P＜0.001)。其作用效果優(yōu)于陽性對照品鹽酸二甲雙胍。而桑葉黃酮及總生物堿則對正常小鼠的高密度膽固醇(HDL)無顯著作用。但桑葉總生物堿可顯著降低正常小鼠的低密度膽固醇(LDL)水平，其效果優(yōu)于陽性對照品鹽酸二甲雙胍。

2.2 桑葉不同組分對糖尿病小鼠的作用

2.2.1 桑葉不同組分對糖尿病小鼠血糖的影響

表2 桑葉不同組分對糖尿病小鼠血糖的影響(n=8)Table 2 Effects of mulberry leaf bioactive components on blood glucose in diabetic mice (n=8)

由表2可知，造模后，小鼠血糖值明顯升高，說明糖尿病造模成功。治療給藥期間，模型組小鼠空腹血糖值一直維持較高的水平，各給藥治療組小鼠的血糖值均呈下降趨勢，其降糖作用隨給藥時間的延長而日趨顯著。給藥6d后，多糖組、黃酮組、生物堿組及陽性對照組小鼠血糖均有所降低，血糖下降率分別為6.32%、12.10%、20.06%及13.17%。血糖下降百分率同正常對照組相比，差異較顯著(P＜0.05)，但與模型組相比無顯著性差異。給藥12d后，各給藥組血糖均有顯著降低，血糖下降率分別為14.42%、27.33%、37.55%、35.67%。與正常對照組比，各給藥組小鼠血糖的差異均顯著。與模型組相比，多糖組、黃酮組及生物堿組分別降至模型組血糖78.07%、72.86%、64.95%。其中總生物堿組的差異最為顯著(P＜0.001)。并且黃酮組、生物堿組的效果與鹽酸二甲雙胍的降糖效果也無明顯差異，表明桑葉多糖、黃酮、生物堿的降糖效果顯著。

2.2.2 桑葉不同組分對糖尿病小鼠血脂的影響

表3 桑葉不同組分對糖尿病小鼠血脂的影響(n=8)Table 3 Effects of mulberry leaf bioactive components on blood lipid in diabetic mice (n=8)

由表3可知，造模后，發(fā)現(xiàn)模型組小鼠的TCHO、TG、LDL水平均升高，而HDL水平則有所降低。給藥12d后，桑葉生物堿組小鼠TCHO值顯著降低。表明桑葉生物堿組分可降低STZ糖尿病鼠的TCHO水平，其作用效果優(yōu)于陽性對照組，與模型組差異顯著(P＜0.001)。桑葉生物堿對STZ糖尿病小鼠的TG水平有一定的降低作用。桑葉多糖、黃酮及總生物堿均可降低STZ糖尿病鼠的LDL水平，與模型組相比差異顯著(P＜0.01)。其中生物堿組分對小鼠LDL的作用效果優(yōu)于陽性對照品鹽酸二甲雙胍。桑葉生物堿可顯著降低糖尿病小鼠的HDL水平，與模型組有顯著差異(P＜0.001)，這可能與喂養(yǎng)高脂飼料有關(guān)[14]，具體原因有待于進一步研究。

表4 桑葉不同組分對小鼠葡萄糖耐受量的影響(n=8)Table 4 Effects of mulberry leaf bioactive components on blood tolerance in mice (n=8)

2.2.3 桑葉不同組分對小鼠葡萄糖耐受量的影響

由表4可知，桑葉多糖、黃酮及總生物堿都能不同程度地降低葡萄糖負荷后糖尿病小鼠的血糖值，其中生物堿組效果最佳。葡萄糖負荷0h時，桑葉多糖、黃酮、生物堿組小鼠血糖值分別為模型組的78.07%、72.86%、64.95%；葡萄糖負荷0.5h時，各組小鼠血糖值均有所上升；負荷1h時，各組小鼠血糖均略有下降，但生物堿組小鼠血糖同0.5h相比略上升，且低于模型對照組血糖。2h后，血糖值大輻度下降，總生物堿組的血糖值為最低，血糖曲線下面積亦以總生物堿組為最小，與模型組相比有顯著差異(P＜0.001)，與陽性對照組差異最小。表明桑葉多糖、黃酮及總生物堿均可明顯提高STZ糖尿病小鼠的糖耐量的水平，其中桑葉總生物堿的效果最為顯著，與模型對照組相比均有顯著性差異(P＜0.001)。

2.3 肝糖原含量的測定

圖1 肝糖元含量示意圖Fig.1 Liver glycogen contents in normal and diabetic mice

與正常對照組相比，模型對照組小鼠的肝糖原含量與正常組相比明顯下降(P＜0.001)，說明造模成功。由圖1可知，桑葉多糖可增加正常小鼠及糖尿病模型鼠的肝糖元含量。黃酮組分則可使正常小鼠的肝糖元水平降低，卻可以增加患病鼠的肝糖元含量。而生物堿組分則可使正常小鼠及患病鼠的肝糖元含量均升高。說明桑葉多糖、黃酮、生物堿均可增加患糖尿病動物糖的儲存能力，對糖尿病小鼠的糖代謝有一定的調(diào)節(jié)作用。

3 結(jié) 論

用鏈脲佐菌素造模后，小鼠出現(xiàn)明顯的多飲、多食、多尿、體質(zhì)量減輕等糖尿病典型癥狀[15]。經(jīng)灌胃給藥治療后，癥狀有所減輕，且隨著給藥時間的延長，降糖作用愈加明顯。

桑葉多糖、黃酮及總生物堿組分都可降低糖尿病小鼠的血糖。其中生物堿效果最為顯著，可能與其抑制動物腸道內(nèi)α-糖苷酶的活性，阻礙其與二糖的結(jié)合作用有關(guān)[16]。另外，桑葉多糖、生物堿對正常小鼠的血糖升高有一定的抑制作用，而桑葉黃酮則對正常小鼠的血糖值影響較小。

桑葉多糖組分可顯著升高患病小鼠的HDL水平并降低其LDL水平；黃酮組分對正常小鼠的TG有一定降低作用，還顯著升高糖尿病小鼠的HDL水平、降低其LDL水平；桑葉生物堿可降低STZ糖尿病小鼠的TCHO水平。此外，桑葉總生物堿還可顯著降低正常小鼠的LDL水平。對STZ糖尿病小鼠的TG水平有一定的降低作用。

本實驗結(jié)果表明：桑葉多糖、黃酮及生物堿都可不同程度地降低糖尿病小鼠的血糖，促進其肝糖元的合成，增加肝糖原含量，增加糖尿病動物糖的貯藏能力，同時對其并發(fā)的血脂異常有一定的改善作用。本研究綜合考察了桑葉多糖、黃酮及生物堿的降糖作用并將其進行了對比，為以后對其有效作用成分篩選與研究各種成分的協(xié)同作用提供參考。

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Hypoglycemic Effect of Bioactive Components in Mulberry Leaves

XUAN Guang-shan1，PAN Shi-jia1，NAN Ji2
(1. College of Chemical Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266042, China；2. International College, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266061, China)

Objective: To explore the hypoglycemic effect of polysaccharides, flavonoids and alkaloids from mulberry leaves. Methods: A mouse model of diabetes was established to explore the effects of mulberry leaf polysaccharides, flavonoids and alkaloids on blood glucose, blood lipid and glucose tolerance. Results: The polysaccharides, flavonoids and alkaloids could obviously decrease blood glucose, improve glucose tolerance, and resist abnormal blood lipid in diabetic mice. The reduction rates of blood glucose in mice administered with mulberry leaf polysaccharides, flavonoids and alkaloids were 14.42%, 27.33% and 37.55%, respectively. Conclusion: Mulberry leaf polysaccharides, flavonoids and alkaloids can prevent and treat diabetes. Mulberry leaf alkaloids have obvious hypoglycemic effect and exhibit better hypoglycemic function than the positive reference substance metformin.

polysaccharides；flavonoids；alkaloids；hypoglycemic；diabetic mice

R931.71

A

1002-6630(2011)07-0323-04

2010-09-06

山東省自然科學(xué)基金項目(ZR2009CM082)

玄光善(1964—)，男，教授，博士，主要從事藥物分析新方法和技術(shù)研究。E-mail：myqust@yahoo.com.cn