凱賽爾·阿不都克熱木， 魏媛媛， 李 瀟， 閆 冬， 阿吉艾克拜爾·艾薩， 帕爾哈提·克熱木*

(1.新疆醫(yī)科大學(xué)藥理教研室，新疆烏魯木齊 830054;2.新疆維吾爾醫(yī)藥研究所新疆維吾爾醫(yī)方劑學(xué)重點實驗室，新疆烏魯木齊 830049;3.中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所，新疆烏魯木齊 830011)

鷹嘴豆總皂苷對2型糖尿病大鼠胰島素抵抗及糖代謝的影響

凱賽爾·阿不都克熱木1，2， 魏媛媛1， 李 瀟1， 閆 冬1， 阿吉艾克拜爾·艾薩3*， 帕爾哈提·克熱木1*

(1.新疆醫(yī)科大學(xué)藥理教研室，新疆烏魯木齊 830054;2.新疆維吾爾醫(yī)藥研究所新疆維吾爾醫(yī)方劑學(xué)重點實驗室，新疆烏魯木齊 830049;3.中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所，新疆烏魯木齊 830011)

目的 觀察鷹嘴豆總皂苷(TSCA)對2型糖尿病大鼠胰島素抵抗及糖代謝的影響。方法 高糖高脂飼料喂養(yǎng)加鏈脲佐菌素腹腔注射(45 mg/kg)建立2型糖尿病大鼠模型。將造模成功的大鼠隨機分為模型組(丙二醇灌胃，灌胃容積1 mL/100 g)和2個鷹嘴豆總皂苷治療組分別給100 mg/kg、300 mg/kg(以丙二醇為助溶劑灌胃給藥，灌胃容積1 mL/100 g)及二甲雙胍組(二甲雙胍100 mg/kg灌胃)，另選8只大鼠作為正常對照組(丙二醇灌胃，灌胃容積1 mL/100 g)，給藥4周后，檢測空腹血糖值(FPG)、空腹胰島素(Fins)、并計算胰島素抵抗指數(shù)，血清游離脂肪酸量、白介素-6(IL-6)、肝糖原(HG)、肌糖原(MG)量及糖代謝中關(guān)鍵酶己糖激酶(HK)活性。結(jié)果 與模型組相比，鷹嘴豆總皂苷各劑量組均可有效降低2型糖尿病大鼠的血糖(P＜0.01)，改善胰島素抵抗，顯著降低血清白介素-6、游離脂肪酸量并增加骨骼肌中己糖激酶活性及肌、肝糖原的量。結(jié)論 鷹嘴豆總皂苷各劑量組可有效降低2型糖尿病大鼠空腹血糖并改善胰島素抵抗。

鷹嘴豆總皂苷;2型糖尿病;胰島素抵抗;游離脂肪酸;白介素- 6;己糖激酶

鷹嘴豆(Cicer arietinumL.)在維吾爾醫(yī)藥中已有兩千多年應(yīng)用歷史，為一年生栽培植物，因其面形奇特，尖如鷹嘴，故稱此名。維吾爾語稱其為諾胡提(音譯)。鷹嘴豆屬于高營養(yǎng)豆類植物，富含多種植物蛋白和8種人體必需氨基酸、維生素、粗纖維及鈣、鎂、鐵等成分。其中純蛋白質(zhì)質(zhì)量分數(shù)高達28%以上.除此之外，它還具有較高的藥用價值，據(jù)《維吾爾常用藥材》記載，鷹嘴豆具有主消渴、解百毒，潤肺止咳等功效，近年來的一些研究表明鷹嘴豆可用于預(yù)防和治療2型糖尿?。?-2］.

胰島素抵抗在2型糖尿病中的病理發(fā)展過程中扮演著重要的角色，使機體中靶細胞對胰島素敏感性降低，從而產(chǎn)生高血糖以及高胰島素血癥。本實驗采用醇提方法，提取出有效成分鷹嘴豆總皂苷，并研究它對糖尿病大鼠胰島素抵抗及糖代謝的影響及其改善機制。為開發(fā)維吾爾地方藥材鷹嘴豆防治糖尿病提供實驗及理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 受試物 鷹嘴豆總皂苷中科院新疆理化技術(shù)研究所提供。主要試劑:胰島素酶聯(lián)免疫定量檢測試劑盒及白介素-6 ELISA法檢測試劑盒購于上海滬峰生物科技有限公司(批號:0903202);鏈脲佐菌素(streptozotocin，STZ)(美國Sigma公司);游離脂肪酸試劑盒，肌、肝糖原試劑盒及己糖激酶試劑盒(南京建成生物工程研究所);丙二醇(天津制藥三廠)。實驗儀器:美國產(chǎn)Microplate Reader血糖儀(羅氏公司羅康全活力型精密血糖儀);紫外可見分光光度儀(UV-2550);低速大容量多管離心機(Anke LXJ-IIB);電熱恒溫水浴箱(南京順流儀器有限公司，批號:SC-15);酶標儀(MODEL550 BIO—RAD)。

1.2 方法

1.2.1 造模 實驗動物 健康Wistar雄性大鼠60只，體質(zhì)量180～220 g;由新疆醫(yī)科大學(xué)實驗動物中心提供，許可證號:SCXK(新)2003-0001。

Wistar雄性大鼠體質(zhì)量(200±20)g，60只，室溫18～22℃，濕度50% ～60%，明暗周期12/12 h，自由攝食、飲水。給予標準大鼠飼料(含碳水化合物53%，脂肪5%，蛋白質(zhì)23%)，適應(yīng)性飼養(yǎng)一周后:除8只大鼠作為正常對照組給予普通標準飼料，其余大鼠給予高糖高脂飼料(基礎(chǔ)飼料中食鹽0.5%、白糖10%、豬油10%、蛋黃粉10%，膽固醇1%、豬膽鹽0.5%，香油0.5%)喂養(yǎng)4周。4周后，正常對照組的大鼠一次性腹腔注射等量0.1 mol/L、pH 4.4枸椽酸緩沖液，其余則一次性腹腔注射STZ 45 mg/kg(STZ溶于0.1 mol/L pH 4.4枸椽酸緩沖液中)。3 d后尾靜脈取血，用血糖儀測定空腹血糖值。若11.1 mmol/L≤空腹血糖值＜33.3 mmol/L，確定為糖尿病成模大鼠。2周后再測血糖，血糖值居高不下證明模型穩(wěn)定，予以選用進入正式實驗。

1.2.2 分組及給藥 將造模成功的40只大鼠隨機分為4組:模型組((丙二醇灌胃，灌胃容積1 mL/100 g)、鷹嘴豆總皂苷低劑量組Ⅰ(鷹嘴豆總皂苷溶于丙二醇中100 mg/kg體質(zhì)量灌胃)、鷹嘴豆總皂苷高劑量組Ⅱ(鷹嘴豆總皂苷溶于丙二醇中300 mg/kg體質(zhì)量灌胃)，二甲雙胍組(二甲雙胍100 mg/kg灌胃)，另設(shè)正常對照組(丙二醇灌胃，灌胃容積1 mL/100 g)。灌胃周期均為4周。因在灌胃期間少量大鼠死亡，最后統(tǒng)計為每組8只。

1.2.3 檢測指標及方法 實驗結(jié)束后大鼠禁食12 h，先尾靜脈取血測定血糖。再將大鼠麻醉后腹主動脈取血，離心取血清，ELISA法測定血清胰島素和IL-6量。按試劑盒方法測血清游離脂肪酸量，肌、肝糖原一按蒽酮法進行測定，比色法測定骨骼肌己糖激酶活性。按文獻方法［3］計算:胰島素抵抗指數(shù)(Homa-IRI)=空腹血糖×空腹胰島素/22.5。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS16.0進行統(tǒng)計學(xué)處理，采用單因素方差分析，滿足方差分析條件的用LSD作均數(shù)間的兩兩比較，不服從正態(tài)分布或是方差不齊的數(shù)據(jù)進行對數(shù)轉(zhuǎn)換，滿足條件后再作均數(shù)間的兩兩比較，所有數(shù)據(jù)均以均數(shù)±標準差(±s)表示，檢驗水準 α =0.05。

2 結(jié)果

2.1 各組大鼠體質(zhì)量、空腹血糖(FPG)和胰島素(FIns)水平情況比較 模型組大鼠體質(zhì)量下降，但FPG和FIns較正常對照組顯著升高(P＜0.01)，符合T2DM動物模型的特點。經(jīng)過藥物干預(yù)后，除TSCAⅠ組體質(zhì)量有所降低(P＜0.05)，其余各組與模型組相比體質(zhì)量無明顯變化;給藥各組大鼠FPG和IRI與模型組相比均有不同程度降低(P＜0.05)，其中二甲雙胍組和TSCAⅡ組大鼠FPG顯著降低(P＜0.01)，見表1。

表1 各組大鼠體質(zhì)量、空腹血糖(FPG)和胰島素(Fins)水平的情況(n=8±s)

表1 各組大鼠體質(zhì)量、空腹血糖(FPG)和胰島素(Fins)水平的情況(n=8±s)

注:與正常對照組相比，#P＜0.05，##P＜0. 01;與模型組相比，*P ＜0.05，＊＊P ＜0.01。下同。

組別 體質(zhì)量/g FPG/(mmol/L)Fins/(ng/mL)正常對照組418.18 ±31.70 3.58 ±0.53 0.81 ±0.23模型組 313.8 ±20.16##26.27 ±6.61##2.11 ±1.00##二甲雙胍組 307.4 ±31.70 13.28 ±8.96＊＊1.12 ±0.26*鷹嘴豆總皂苷低劑量組Ⅰ 275.55 ±38.24* 17.95 ±5.19* 1.07 ±0.33*鷹嘴豆總皂苷高劑量組Ⅱ 306.19 ±30.29 15.09 ±4.81＊＊0.95 ±0.55＊＊

2.2 各組大鼠胰島素抵抗指數(shù)(IRI)、血清白介素-6(IL-6)和游離脂肪酸(FFA)量的變化 模型組大鼠IRI、FFA濃度和IL-6量顯著升高(P＜0.01);藥物干預(yù)4周后，TSCAⅡ組各指標均顯著下降(P＜0.01)，TSCAⅠ組大鼠血清中IL-6量無顯著變化(P＞0.05)，血清 FFA濃度升高(P＜0.05)，見表2。二甲雙胍組胰島素抵抗指數(shù)顯著降低(P＜0.01)，但對于IL-6及FFA無顯著影響。

表2 各組大鼠胰島素抵抗指數(shù)(IRI)、血清白介素-6(IL-6)和游離脂肪酸(FFA)水平的變化(n=8±s)

表2 各組大鼠胰島素抵抗指數(shù)(IRI)、血清白介素-6(IL-6)和游離脂肪酸(FFA)水平的變化(n=8±s)

組別Lg(IRI)Lg(IL-6)/(pg/mL)FFA/(mmol/L)正常對照組 －0.83 ±0.13 0.61 ±0.15 0.56 ±0.14模型組 0.16 ±0.22## 0.89 ±0.13##0.89 ±0.71##二甲雙胍組 －0.33 ±0.16＊＊ 0.75 ±0.18 0.78 ±0.12鷹嘴豆總皂苷低劑量組Ⅰ －0.51 ±0.22＊＊ 0.93 ±0.19 0.63 ±0.20*鷹嘴豆總皂苷高劑量組Ⅱ －0.23 ±0.22＊＊ 0.59 ±0.11＊＊0.53 ±0.18＊＊

2.3 各組大鼠肌糖原(MG)和肝糖原(HG)量及骨骼肌中己糖激酶(HK)活性的變化 與正常對照組相比，模型組大鼠MG和HG量均顯著降低(P＜0.01)，HK活性降低(P＜0.05)。藥物干預(yù)4周后，與模型組相比，TSCA各組大鼠的MG和HG量及HK活性明顯升高(P＜0.05或P＜0.01)，其中MG尤為明顯，見表3。

表3 各組大鼠肌糖原(MG)和肝糖原(HG)量及骨骼肌己糖激酶(HK)活性的變化(n=8±s)

表3 各組大鼠肌糖原(MG)和肝糖原(HG)量及骨骼肌己糖激酶(HK)活性的變化(n=8±s)

注:與正常對照組相比，#P＜0.05，##P＜0. 01;與模型組相比，*P ＜0.05，＊＊P ＜0.01。

組別Lg(MG)/(mg/g)HG/(mg/g)HK/(U/gprot )正常對照組0.10 ±0.07 11.26 ±1.38 4.54 ±1.03模型組 －0.38 ±0.13## 7.13 ±1.47##2.50 ±1.07#鷹嘴豆總皂苷低劑量組Ⅰ0.29 ±0.12＊＊ 9.40 ±1.74* 5.10 ±1.61＊＊鷹嘴豆總皂苷高劑量組Ⅱ0.52 ±0.11＊＊ 10.49 ±1.53＊＊4.12 ±1.29*

3 討論

大多數(shù)T2DM患者并發(fā)肥胖，而過多的脂肪組織釋放FFA，使血清FFA水平增高［4］。研究顯示脂肪細胞產(chǎn)生的游離脂肪酸(FFA)升高是導(dǎo)致胰島素抵抗的重要原因之一。糖尿病大鼠由于胰島素生物活性不足，激素敏感性脂肪酶活性增加，使糖原生成不足，產(chǎn)生葡萄糖利用障礙，機體抗脂解作用降低，從而使FFA水平升高直接導(dǎo)致胰島素抵抗(IR)［5］。FFA升高可抑制葡萄糖的氧化途徑，通過競爭性抑制葡萄糖的氧化從而降低葡萄糖的酵解［6］。糖酵解的降低使6-磷酸葡萄糖(G-6-P)水平升高，抑制己糖激酶活性，從而降低細胞對葡萄糖的攝取，致使血糖升高，這一過程被稱作葡萄糖—脂肪酸循環(huán)學(xué)說。游離脂肪酸增加可使糖原合成酶亞單位分離，失去其生物活性，這是糖原合成的限速步驟［7］。并對肌糖原合成有抑制作用。炎癥因子白介素-6在胰島素抵抗過程中也有重要的作用。通過影響血糖和血脂的代謝過程，抑制胰島β細胞的功能，下調(diào)脂肪細胞胰島素轉(zhuǎn)導(dǎo)信號從而產(chǎn)生胰島素抵抗［8］。IL-6還能夠誘導(dǎo)小鼠的肝細胞和HepG2細胞表達細胞因子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子，通過抑制胰島素受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)而阻止胰島素發(fā)揮作用［9-10］。

本實驗通過給予高熱量飼料STZ和誘導(dǎo)的糖尿病大鼠顯示出典型的胰島素抵抗特征.血清FFA水平和IL-6與正常對照組相比明顯升高，給予T2DM大鼠鷹嘴豆總皂苷4周后，血糖及血清胰島素水平顯著降低，其中鷹嘴豆總皂苷高劑量組Ⅱ作用接近二甲雙胍組。鷹嘴豆總皂苷干預(yù)后，大鼠血清FFA水平和IL-6量顯著下降.提示鷹嘴豆總皂苷可能通過降低血清中FFA水平和IL-6量，緩解胰島素抵抗。此作用在二甲雙胍組中不明顯。

己糖激酶是糖代謝的第一個關(guān)鍵酶，也是葡萄糖以糖原形式貯存通路中的第一個限速酶，與糖原的合成分解密切相關(guān)。在肌肉中催化葡萄糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖-6-磷酸(G-6-P)，此反應(yīng)在生理條件下是不可逆的，需要ATP的參與［11］，它與細胞膜上葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白(GLUT4)在功能上相互偶聯(lián)，決定細胞內(nèi)葡萄糖流量。增加己糖激酶活性可增加糖酵解并增加葡萄糖轉(zhuǎn)化為能量被有效利用［12］。本研究結(jié)果顯示，HK活性:鷹嘴豆總皂苷低劑量組Ⅰ＞正常對照組＞鷹嘴豆總皂苷高劑量組Ⅱ＞模型組;肌糖原增加。提示鷹嘴豆總皂苷可通過增加糖尿病大鼠骨骼肌中HK活性促進肌糖原的合成貯存，減少血液中游離的葡萄糖，促使T2DM大鼠血糖降低。肝糖原增加與HK無直接關(guān)系，但結(jié)果表明，鷹嘴豆總皂苷的降糖機制與增加糖的利用和貯存有關(guān)。

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R966

B

1001-1528(2011)08-1405-03

2010-07-20

新疆維吾爾自治區(qū)自然科學(xué)基金(200821109);中國科學(xué)院西部行動高新技術(shù)計劃項目(KGCX2-YW-503)

凱賽爾·阿布都克熱木(1970—)男(維吾爾族)，博士生，研究方向:心血管藥理學(xué)。

*通信作者:帕爾哈提·克熱木(1960—)，男(維吾爾族)，博士，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向:心血管藥理及植物提取物藥效學(xué)的研究。E-mail:parhatke@vip.sina.com

阿吉艾克邦爾·艾薩(1965—)，男(維吾爾族)，博士，研究員，博士生導(dǎo)師，主要從事天然產(chǎn)物研究與開發(fā)。Tel:(0991)3835679，Email:Haji@mx.xjb.ac.cn