姜余梅，楊 艷，陳曉姍，周中凱

（天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津 300457）

靈芝孢子和抗性淀粉對糖尿病大鼠糖脂代謝及氧化應(yīng)激的協(xié)同干預(yù)

姜余梅，楊 艷，陳曉姍，周中凱*

（天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津 300457）

目的：探討靈芝孢子和抗性淀粉對Ⅱ型糖尿病大鼠糖脂代謝及氧化應(yīng)激的作用和機制。方法：采用鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的方法建立Ⅱ型糖尿病模型，考察靈芝孢子和抗性淀粉對糖尿病大鼠的血糖、血脂及氧化應(yīng)激指標的影響。結(jié)果：抗性淀粉和靈芝孢子均可改善糖尿病大鼠血糖水平，對抗糖尿病引起的氧化應(yīng)激損傷?？剐缘矸劢笛恰⒖寡趸饔幂^強，靈芝孢子粉調(diào)節(jié)大鼠脂代謝紊亂效果明顯，抗性淀粉和靈芝孢子協(xié)同作用可進一步改善脂代謝水平，增強二者抗氧化能力。結(jié)論：抗性淀粉和靈芝孢子粉協(xié)同干預(yù)模式和傳送方式可有效降低糖尿病大鼠的血糖水平，改善脂代謝紊亂，提高抗氧化應(yīng)激的能力，可作為一種較好的減緩糖尿病癥狀的有效飲食干預(yù)方法。

抗性淀粉；靈芝孢子；糖尿病；血糖；血脂；氧化應(yīng)激

糖尿病是一種以高血糖為特征的代謝性疾病，發(fā)病率近幾十年呈明顯上升趨勢。目前尚無根治糖尿病的理想方法，而降血糖的化學(xué)藥品由于其毒副作用大，常伴隨不適癥狀發(fā)生，不宜長期服用[1]。所以開發(fā)藥食同源的天然資源、研究其功能成分在機體中的作用效果與機制，對改善血糖變化，預(yù)防糖尿病惡化和并發(fā)癥的發(fā)生具有十分重要的意義[2]。

靈芝屬藥、食兩用真菌，具有增強人體免疫力、調(diào)節(jié)血糖、控制血壓等多種功效[3]，靈芝孢子（Ganoderma lucidium spore）是靈芝的生殖細胞，具有靈芝的全部遺傳活性物質(zhì)。近年來隨著人工栽培技術(shù)和孢子破壁技術(shù)的發(fā)展，對靈芝孢子粉的研究日益增多，其藥用價值也正日益受到重視[4]。抗性淀粉是“健康者小腸中不吸收的淀粉及其降解產(chǎn)物”，存在于所有含有淀粉的食物中。與普通淀粉會迅速增加餐后血糖不同，抗性淀粉可以顯著減少餐后血糖增加的量，提高胰島素的敏感性，非常適合于糖尿病人食用[5-7]。

本實驗用鏈脲佐菌素（streptozotocin，STZ）誘導(dǎo)建立糖尿病大鼠模型，分別選用靈芝孢子粉、抗性淀粉和用經(jīng)過微包埋技術(shù)制備的抗性淀粉和靈芝孢子粉的復(fù)合物作為研究對象，觀察其對糖尿病大鼠血糖、血脂代謝，抗氧化應(yīng)激等方面的影響，探討其可能機制，目前雖然有部分關(guān)于靈芝孢子粉和抗性淀粉對血糖、血脂影響的研究報道[8-11]，但兩者對Ⅱ型糖尿病大鼠代謝營養(yǎng)的協(xié)同干預(yù)研究尚未見報道。

1 材料與方法

1.1 動物、材料與試劑

雌性健康Sprague-Dawley（SD）大鼠48 只，體質(zhì)量250～280 g，由人民解放軍軍事科學(xué)醫(yī)學(xué)院實驗動物中心提供，許可證編號：SCXK-（軍）2012-004。大鼠基礎(chǔ)飼料的配方為：粗蛋白≥18.0%，粗脂肪≥4.0%，粗纖維≤5.0%，水分≤10.0%，灰分≤8.0%，鈣1.0%～1.8%。

抗性淀粉微包埋靈芝孢子粉作為本協(xié)同干預(yù)實驗的樣品，抗性淀粉與靈芝孢子粉質(zhì)量比為3∶1，由天津科技大學(xué)食品學(xué)院糧油研究中心提供。

血清總膽固醇（total cholesterol，TC）檢測試劑盒、甘油三酯（triglyceride，TG） 檢測試劑盒、高密度脂蛋白膽固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）檢測試劑盒、丙二醛（malondialdehyde，MDA）檢測試劑盒、活性氧（reactive oxygen species，ROS）檢測試劑盒、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）檢測試劑盒、谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）檢測試劑盒 南京建成生物工程研究所。

1.2 方法

1.2.1 包埋樣品的制備

在籃球場上，真正的強者往往就像獵人一樣，能夠抓住對方“虛”這個命脈大做文章。在2017-2018年NBA總決賽的賽場上。金州勇士隊在防守掩護上采取了換防策略。騎士隊充分利用了對方史蒂芬·庫里在防守端力量差，身高不足的劣勢，庫里防誰，誰就給勒布朗·詹姆斯做掩護。使得庫里這個防守端最弱點總是面對騎士隊進攻的最強點。雖然最終騎士隊沒有贏下總冠軍，但是這個戰(zhàn)術(shù)也給對手造成了很大的殺傷。

配制質(zhì)量分數(shù)10%的抗性淀粉乳，置于高壓滅菌鍋中進行預(yù)處理，條件為溫度121 ℃，時間2 h，待其冷卻至50 ℃左右時與靈芝孢子粉以質(zhì)量比3∶1混合均勻進行噴霧干燥，噴霧干燥的條件為進風(fēng)溫度230 ℃，出風(fēng)溫度180 ℃，得到的成品即為所需包埋樣品。

1.2.2 動物模型建立及給藥方案

48 只SD大鼠隨機分為正常組、對照組、抗性淀粉組（RS組）、靈芝孢子粉組（GLSP組）、抗性淀粉和靈芝孢子粉同時喂養(yǎng)組（RS+GLSP組），抗性淀粉和靈芝孢子粉包埋組（協(xié)同組），每組8 只。大鼠均給予基礎(chǔ)飼料，適應(yīng)性喂養(yǎng)一周后，正常組大鼠正常飲食、飲水，其余各組大鼠均禁食不禁水12 h后尾靜脈注射STZ 50 mg/kg，72 h后檢測隨機血糖，均高于16.7 mmol/L，糖尿病造模成功。各組大鼠均繼續(xù)用基礎(chǔ)飼料喂養(yǎng)4 周，抗性淀粉組每日給予每只大鼠抗性淀粉2 g灌胃，靈芝孢子粉組每日給予每只大鼠靈芝孢子粉1 g 灌胃，抗性淀粉和靈芝孢子粉同時喂養(yǎng)組灌胃總量為2 g（RS和靈芝的比例為3∶1，分別灌胃），抗性淀粉和靈芝孢子粉協(xié)同組每日給予每只大鼠包埋產(chǎn)品2 g灌胃。

1.2.3 觀察指標及測定方法

各組大鼠每周記錄體質(zhì)量，尾靜脈取血，用血糖儀測定空腹血糖值1 次。末次給藥后從股主動脈采血，2 000 r/min離心10 min，檢測大鼠血清脂代謝指標TC、TG、HDL-C水平和氧化應(yīng)激指標MDA水平及ROS、SOD、GSH-Px活性。TC：酶法；TG：酶法；HDL-C：沉淀分離法；SOD：羥胺法；MDA：TBA法；GSH-Px：比色法；ROS：化學(xué)熒光法。以上指標測定均嚴格按照試劑盒說明書進行操作。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 11.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析。大鼠組間比較采用單因素卡方檢驗，P＜0.05為有顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 抗性淀粉和靈芝孢子粉對Ⅱ型糖尿病大鼠體質(zhì)量的影響

表1 抗性淀粉和靈芝孢子粉對Ⅱ型糖尿病大鼠體質(zhì)量的影響Table1 Effect of RS and GLSP on body mass in type 2 diabetic rats

2.2 抗性淀粉和靈芝孢子粉對Ⅱ型糖尿病大鼠血糖水平的影響

表2 抗性淀粉和靈芝孢子粉對Ⅱ型糖尿病大鼠血糖水平的影響Table2 Effect of RS and GLSP on blood glucose in type 2 diabetic rats

如表2所示，本實驗通過尾靜脈注射小劑量STZ破壞雌性大鼠的胰島β細胞，引起胰島素分泌降低。72 h后檢測血糖濃度，與正常組比較，各干預(yù)組大鼠血糖值均升高到16.7 mmol/L以上（P＜0.05），在此后的4 周內(nèi)，各干預(yù)組大鼠血糖值一直高于正常組（P＜0.05），符合糖尿病高血糖、體質(zhì)量減輕的特點，表明本實驗所用方法成功地建立了Ⅱ型糖尿病大鼠模型。在4 周喂養(yǎng)期間，各干預(yù)組血糖濃度始終均高于正常組（P＜0.05），正常組、對照組血糖濃度無明顯改變。第1周結(jié)束時各干預(yù)組間血糖濃度無差異（P＞0.05）；2 周時RS組和GLSP組血糖濃度較RS+GLSP協(xié)同組明顯降低（P＜0.05），GLSP組血糖濃度明顯低于協(xié)同組（P＜0.05）；3 周時RS組較對照組、RS+GLSP組血糖濃度降低（P＜0.05）；4 周結(jié)束時RS組、協(xié)同組、RS+GLSP組血糖濃度較初始時明顯下降，RS組、GLSP組、協(xié)同組血糖濃度顯著低于對照組（P＜0.05），但仍高于16.7 mmol/L。RS組血糖濃度顯著低于RS+GLSP組（P＜0.05），說明RS最具降血糖的功能。

2.3 抗性淀粉和靈芝孢子粉對Ⅱ型糖尿病大鼠TC、TG和HDL-C水平的影響

表3 抗性淀粉和靈芝孢子粉對Ⅱ型糖尿病大鼠TC、TG和HDL-C水平的影響Table3 Effect of RS and GLSP on TC, TG and HDL-C in type 2 diabetic rats

如表3所示，在進行4 周喂養(yǎng)后，TG水平從低到高分別是正常組、協(xié)同組、RS+GLSP組、RS組、GLSP組、對照組。雖然正常組TG水平低于對照組、RS組和GLSP組（P＜0.05），但各干預(yù)組包括RS組、GLSP組、協(xié)同組、RS+GLSP組TG水平均顯著低于對照組（P＜0.05）。TC水平從低到高分別是正常組、協(xié)同組、RS+GLSP組、RS組、GLSP組、對照組。各干預(yù)組TC水平均顯著高于正常組（P＜0.05），協(xié)同組較對照組、RS組和GLSP組的TC水平顯著降低（P＜0.05）。HDL-C水平從低到高分別是對照組、RS組、GLSP組、RS+GLSP組、協(xié)同組、正常組。各干預(yù)組HDL-C水平均顯著高于對照組（P＜0.05），GLSP組升高明顯，和正常組無顯著性差異（P＞0.05），協(xié)同組HDL-C水平增加高于RS+ GLSP組（P＜0.05）。

2.4 抗性淀粉和靈芝孢子粉對Ⅱ型糖尿病大鼠氧化應(yīng)激的影響

表4 抗性淀粉和靈芝孢子粉對Ⅱ型糖尿病大鼠氧化應(yīng)激的影響Table4 Effect of RS and GLSP on oxidative stress in type 2 diabetic rats

如表4所示，MDA水平從低到高分別是正常組、協(xié)同組、RS+GLSP組、GLSP組、RS組和對照組。對照組、RS組、GLSP組的MDA水平高于正常組（P＜0.05），而協(xié)同組和RS+GLSP組的MDA水平無差異，并接近正常組（P＞0.05）。協(xié)同組MDA水平低于GLSP組、對照組、RS組（P＜0.05）。RS+GLSP組MDA水平低于對照組、RS組（P＜0.05）。ROS活性從低到高分別是正常組、協(xié)同組、RS+GLSP組、RS組、GLSP組和對照組。協(xié)同組的ROS活性低于對照組、RS組、GLSP組、RS+GLSP組（P＜0.05），與正常組接近（P＞0.05）。其余各組ROS活性均高于正常組（P＜0.05），但組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。GSH-Px活性從低到高分別是對照組、正常組、GLSP組、RS組、RS+GLSP組、協(xié)同組。RS組、協(xié)同組、RS+GLSP組均高于正常組（P＜0.05），對照組低于其余各組（P＜0.05），GLSP組和RS組、協(xié)同組、RS+GLSP組差異顯著（P＜0.05），協(xié)同組、RS+GLSP組差異顯著（P＜0.05）。SOD活性從低到高分別是對照組、正常組、RS組、GLSP組、RS+GLSP組、協(xié)同組。正常組、對照組SOD活性均顯著低于GLSP組和RS組、RS+GLSP組、協(xié)同組（P＜0.05）。RS組SOD活性低于GLSP組、協(xié)同組、RS+GLSP組（P＜0.05），GLSP組和RS+ GLSP組SOD活性均低于協(xié)同組（P＜0.05）。

3 討 論

糖尿病是一組以高血糖為主要特征的代謝綜合征，目前糖尿病患者的主要治療方式是皮下注射胰島素，有關(guān)攝入藥食兩用的有效功能組分進行有效干預(yù)的研究較少。靈芝是藥、食兩用天然資源，無毒副作用，抗性淀粉是天然綠色食品，以往研究報道靈芝孢子粉醇提取物和抗性淀粉對糖尿病有明顯防治作用[8-11]。

經(jīng)過4 周的灌胃干預(yù)后，各組老鼠血糖血脂和氧化應(yīng)激指標發(fā)生一定的變化。血糖方面在4 周喂養(yǎng)期間，正常組、對照組血糖無明顯改變，結(jié)合4 周結(jié)束時RS組、協(xié)同組、RS+GLSP組血糖水平較糖尿病造模始時顯著下降（P＜0.05），推測協(xié)同組、RS+GLSP組血糖下降可能是其中的RS發(fā)揮了降血糖作用。RS組血糖水平顯著低于RS+GLSP組也證實這一點。第4周時RS組、GLSP組、協(xié)同組血糖水平顯著低于對照組（P＜0.05）說明GLSP可降低糖尿病血糖水平，但GLSP組、RS+GLSP協(xié)同組和協(xié)同組三者的血糖水平，在干預(yù)的第3周和第4周無顯著差異，說明GLSP有降血糖的作用，但其降血糖作用并沒有因為抗性淀粉的攝入而增強。從各干預(yù)組的第3周和第4周的血糖比較看，仍表現(xiàn)降低趨勢，因此在未來有必要延長實驗時間從較長時期觀察不同干預(yù)方案對糖尿病鼠血糖的影響。

TC、TG 和HDL-C是常用的血脂檢測指標，本實驗研究了抗性淀粉和靈芝孢子粉對大鼠血液中TG和TC和HDL-C含量的影響。在進行4 周喂養(yǎng)后，TG和TC水平都是以對照組為最高，正常組最低，干預(yù)組介于二者之間（P＜0.05），表明各干預(yù)組均可顯著降低TG水平，提高HDL-C水平（P＜0.05），說明糖尿病大鼠存在明顯的脂質(zhì)代謝紊亂，各干預(yù)組均可有效改善糖尿病大鼠血脂水平，糾正其脂代謝紊亂[12]。在各干預(yù)組中，協(xié)同組降低TG，TC ，提高HDL-C水平作用優(yōu)于其他干預(yù)組，其機制可能與GLSP可降低血脂TG，TC水平，顯著增加HDL-C水平有關(guān)，這與以往的報道一致[13-14]，而其經(jīng)抗性淀粉包埋后（協(xié)同組）可能會導(dǎo)致部分GLSP的活性成分被輸送到大腸，形成了在腸道的多點輸送，在發(fā)揮GLSP活性成分改善血脂合成作用的同時，在該位點RS的同時供給，經(jīng)微生物的利用后產(chǎn)生短鏈脂肪酸進一步改善脂代謝的途徑?？紤]到協(xié)同組在改善血脂代謝的功能方面優(yōu)于RS+GLSP組，這可能說明協(xié)同干預(yù)對腸道的微環(huán)境起到重要作用。

雖然糖尿病的分子機制并沒有完全闡述清楚，但糖尿病的發(fā)生與氧化應(yīng)激密切相關(guān)[15]，高糖高脂均可刺激產(chǎn)生過氧化產(chǎn)物，進一步誘發(fā)糖尿病的發(fā)生[16]，因此，干預(yù)氧化應(yīng)激在糖尿病的防治中具有重要意義。MDA和ROS活性的高低可反映氧自由基的產(chǎn)生量和氧化損傷的程度，SOD和GSH-Px能有效清除活性氧并終止自由基鏈式反應(yīng)，可反映物質(zhì)抗氧化與清除自由基作用的能力。經(jīng)過4 周灌胃干預(yù)后，雖然協(xié)同組MDA水平和RS+GLSP組無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05），但協(xié)同組MDA和ROS水平顯著低于其他干預(yù)組，接近正常組（P＞0.05），除正常組和協(xié)同組外，其余各干預(yù)組ROS水平無顯著差異（P＞0.05），說明協(xié)同組更能發(fā)揮清除自由基的能力[4]。GSH-Px和SOD活性最低值均為對照組，其他干預(yù)組均高于正常組，協(xié)同組最高。說明抗性淀粉和靈芝孢子粉均可引起GSH-Px和SOD活性升高[17-18]。含有RS的各組GSH-Px活性均遠高于正常組和單獨的GLSP組，RS組SOD活性低于GLSP組、協(xié)同組、RS+GLSP組，并且GLSP組SOD活性低于協(xié)同組（P＜0.05），說明抗性淀粉和靈芝孢子粉均有一定的抗氧化能力[19]，但抗性淀粉抗氧化能力高于靈芝孢子粉，其機制可能和抗性淀粉可增強GSH-Px清除由活性氧和·OH誘發(fā)的脂質(zhì)過氧化物有關(guān)，而靈子孢子粉的抗氧化能力可能與SOD清除氧自由基有關(guān)[20]，但活性不及抗性淀粉。這與以往研究發(fā)現(xiàn)的靈芝孢子粉對SOD及GSH-Px的活性無明顯影響較一致[4]。而協(xié)同組在抗氧化能力方面不僅明顯優(yōu)于RS組和GLSP組，其還表現(xiàn)出比RS+GLSP更強的抗氧化應(yīng)激水平。本實驗結(jié)果表明協(xié)同干預(yù)不僅僅是兩種或多種物質(zhì)的簡單混合，活性成分間的傳送模式與方式也是影響協(xié)同干預(yù)效果的重要因素之一。

本實驗表明抗性淀粉和靈芝孢子粉均有降低STZ誘導(dǎo)的Ⅱ型糖尿病大鼠血糖的作用，在所有干預(yù)組中，抗性淀粉表現(xiàn)出最強的降血糖效果，其與靈芝孢子粉的合用并不能增強其降血糖效果。靈芝孢子粉調(diào)節(jié)大鼠脂代謝紊亂效果明顯，經(jīng)抗性淀粉的微包埋可增強其改善脂代謝的作用?？剐缘矸劭蓪固悄虿∫鸬难趸瘧?yīng)激損傷，且抗氧化作用強于靈芝孢子粉，二者的有效協(xié)同干預(yù)可顯著增強二者抗糖尿病氧化損傷的能力。綜上所述，本實驗所提出的抗性淀粉和靈芝孢子粉協(xié)同干預(yù)模式和傳送方式可有效降低糖尿病大鼠的血糖，改善脂代謝紊亂，提高抗氧化應(yīng)激的能力，是一種較好的防治糖尿病發(fā)生及減緩糖尿病癥狀的有效飲食干預(yù)方法[21]。

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Synergistic Intervention of Resistant Starch and Ganoderma lucidum Spore Powder on Glycolipid Metabolism and Oxidative Stress in Diabetic Rats

JIANG Yu-mei, YANG Yan, CHEN Xiao-shan, ZHOU Zhong-kai*
(School of Food Engineering and Biological Technology, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457, China)

Objective: To investigate the mechanism of action of resistant starch (RS) and Ganoderma lucidum spore powder (GLSP) on glycolipid metabolism and oxidative stress in type 2 diabetic rats. Methods: Diabetic rats were induced by streptozocin (STZ). The effects of RS and GLSP on blood glucose, blood lipid and oxidative stress index were investigated. Results: RS and GLSP could improve the content of blood glucose and exert antioxidant effect. While RS had stronger antioxidant capability than GLSP, GLSP had an advantage in improving lipid metabolism disorder over RS and there was a synergistic effect between them. The antioxidant capacity was further enhanced through the intervention with RS. Conclusion: The mode of synergistic intervention and simultaneous consumption of RS and GLSP can effectively reduce blood glucose, improve lipid metabolism, and enhance antioxidant capability. This mode is a better dietary intervention method of preventing diabetes and improving diabetic symptoms.

resistant starch; Ganoderma lucidum spore; diabetes; blood glucose; blood lipid; oxidative stress

R285.5

A

1002-6630（2014）23-0288-04

10.7506/spkx1002-6630-201423056

2014-05-29

姜余梅（1975—），女，講師，博士，研究方向為谷物科學(xué)與營養(yǎng)。E-mail：jiangyumei@tust.edu.cn

*通信作者：周中凱（1964—），男，教授，博士，研究方向為谷物科學(xué)與營養(yǎng)。E-mail：zhongkai_zhou@hotmail.com