陳世豐 袁磊

咖啡是世界上最流行的飲品之一。經(jīng)常飲用咖啡可以預(yù)防和治療多種疾病，如多種腫瘤、心血管疾病、2型糖尿病[1-3]。Bidel等[4]的臨床研究顯示，飲用咖啡與空腹血糖和胰島素水平呈負(fù)相關(guān)。與之相反，Van等[5]卻發(fā)現(xiàn)飲用咖啡可使血中葡萄糖和胰島素水平升高。然而Yamashita等[6]的研究表明，常喝咖啡往往伴有脂聯(lián)素水平升高和瘦素水平下降，但與糖代謝無顯著相關(guān)。咖啡中含有豐富的胡蘆巴堿（trigonelline，TRG）。胡蘆巴堿具有降血糖、降血脂、抗腫瘤和抗氧化等藥理作用。最近的一項研究表明，胡蘆巴堿還具有心肌保護作用[7]。本研究以SD大鼠為研究對象，建立2型糖尿病大鼠模型，以探究咖啡及其主要成分胡蘆巴堿對2型糖尿病大鼠的糖代謝、血脂水平、脂肪因子和炎癥因子的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 4周齡雄性清潔級SD乳鼠50只，購自鄭州大學(xué)實驗動物動物中心。

1.2 主要試劑 鏈脲佐菌素（streptozotocin，STZ）和胡蘆巴堿購自Sigma公司，雀巢速溶咖啡為市售品（廣東東莞雀巢有限公司），葡萄糖測定試劑盒、胰島素檢測試劑盒、總膽固醇檢測試劑盒、甘油三酯檢測試劑盒、高密度脂蛋白檢測試劑盒、脂聯(lián)素檢測試劑盒、白細(xì)胞介素-6測定試劑盒和腫瘤壞死因子α檢測試劑盒購自南京建成生物工程研究所。1.3 糖尿病大鼠模型及分組 雄性SD大鼠以高脂高糖飼料喂養(yǎng)4周后，腹腔注射低劑量STZ（30 mg/kg），72 h后，尾靜脈取血，篩選空腹血糖值≥11.1 mmol/L的大鼠為2型糖尿病模型大鼠[8]。正常大鼠為對照組（Control組），糖尿病大鼠隨機分為模型組（Model組）、咖啡組（Coffee組）和胡蘆巴堿組（TRG組），每組8只。Coffee組和TRG組分別按60 mg/kg和1.5 mg/kg劑量每天灌胃，Model組每日以等體積蒸餾水灌胃，持續(xù)5周。

1.4 生化指標(biāo)檢測 禁食12 h后麻醉，腹主動脈取血。按試劑盒說明檢測空腹血糖（FBG）、空腹胰島素（FINS）、總膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）、高密度脂蛋白（HDL）、腫瘤壞死因子α（TNF-α）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）、脂聯(lián)素（APN）。根據(jù)FPG和FINS計算胰島素敏感指數(shù)（ISI），計算公式為：ISI=ln[1/（FPG×FINS）]。

1.5 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS 16.0統(tǒng)計學(xué)軟件分析數(shù)據(jù)，計量資料以（±s）表示，多組間比較采用單因素方差分析（ANOVA），組間兩兩比較采用最小顯著性差異法（LSD法），P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 大鼠FBG、FINS和ISI的變化 與Control組相比，Model組FBP水平明顯升高（P<0.05），F(xiàn)INS水平和ISI明顯下降（P<0.05）。與Model組相比，Coffee組和TRG組FBG水平顯著下降（P<0.05），F(xiàn)INS水平和ISI則顯著升高（P<0.05）。Coffee組和TRG組相比，F(xiàn)BG、FINS和ISI無明顯差異。見表1。

表1 各組FBG、FINS和ISI的比較（x-±s）

2.2 大鼠TC、TG和HDL的變化 與Control組相比，Model組TC和TG水平明顯升高（P<0.05），HDL水平明顯下降（P<0.05）。與Model組相比，Coffee組TC顯著下降（P<0.05），TG和HDL無明顯變化；TRG組TC和TG水平顯著下降（P<0.05），HDL水平則顯著升高（P<0.05）。見表2。

表2 各組TC、TG和HDL的比較（x-±s） mmol/L

2.3 大鼠TNF-α、IL-6和APN的變化 與Control組相比，Model組TNF-α和IL-6水平明顯升高（P<0.05），APN水平明顯下降（P<0.05）。與Model組相比，Coffee組IL-6水平顯著下降（P<0.05），APN水平則顯著升高（P<0.05），TNF-α無明顯變化；TRG組TNF-α和IL-6水平顯著下降（P<0.05），APN水平顯著升高（P<0.05）。見表3。

表3 各組TNF-α、IL-6和APN的比較（x-±s）

3 討論

最新的臨床研究表明，經(jīng)常喝咖啡能夠降低2型糖尿病的患病風(fēng)險[9]。本研究通過構(gòu)建2型糖尿病大鼠模型，以探討咖啡及其重要成分胡蘆巴堿對糖尿病大鼠糖代謝、脂質(zhì)代謝以及一些脂肪因子水平的影響。

胰島素抵抗和胰島β細(xì)胞功能缺陷是2型糖尿病的兩大基本病理特征和發(fā)病基礎(chǔ)。胰島素抵抗為全身性胰島素感受性下降的一種狀態(tài)，使正常濃度的胰島素不能發(fā)揮其相應(yīng)的效應(yīng)。胰島素抵抗是一種廣泛存在的重要病理生理狀態(tài)，與肥胖、2型糖尿病、高血壓、心血管疾病、脂質(zhì)代謝異常、妊娠、腫瘤、感染和應(yīng)激等關(guān)系密切[10-12]。2型糖尿病患者除了胰島素抵抗還存在進行性的β細(xì)胞損傷，而高血糖和高血脂可加重β細(xì)胞功能缺陷，β細(xì)胞分泌功能逐漸失代償，最終衰竭[13]。

脂肪組織中的脂肪細(xì)胞和浸潤其中的巨噬細(xì)胞分泌的脂肪因子也是導(dǎo)致胰島素抵抗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，脂肪因子包括瘦素、脂聯(lián)素、抵抗素、內(nèi)脂素、TNF-α、IL-6、單核細(xì)胞趨化蛋白-1（MCP-1）以及細(xì)胞因子，這些脂肪因子的釋放會引起慢性輕度炎癥反應(yīng)，進而導(dǎo)致胰島素抵抗和2型糖尿病的發(fā)生，并增加心血管疾病的發(fā)病風(fēng)險[14]。

本研究以SD大鼠為研究對象，先通過高脂高糖膳食的喂養(yǎng)，使其發(fā)生胰島素抵抗，再腹腔小劑量注射STZ，誘發(fā)2型糖尿病，該模型除了血糖增高外，還表現(xiàn)出以高胰島素血癥、脂代謝紊亂為特征的胰島素抵抗。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，咖啡組2型糖尿病大鼠的空腹血糖和胰島素水平均顯著下降，胰島素敏感性顯著升高。這表明咖啡能夠影響2型糖尿病大鼠的血糖代謝，改善2型糖尿病大鼠的胰島素抵抗。在脂質(zhì)代謝方面，飲用咖啡可使2型糖尿病大鼠的TC水平降低，TG和HDL水平無顯著變化。這表明咖啡在降血脂方面的作用十分有限。最值得筆者關(guān)注的是，盡管飲用咖啡未能改變2型糖尿病大鼠血中TNF-α的水平，但IL-6水平顯著降低，同時APN水平則顯著升高。APN作為一種胰島素超敏化激素，可以增加促進骨骼肌細(xì)胞的脂肪酸氧化和糖吸收，明顯加強胰島素的抑制糖原異生作用，抑制肝臟的糖生成，是機體的脂質(zhì)代謝和血糖穩(wěn)態(tài)的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的重要調(diào)節(jié)因子[15]。胡蘆巴堿作為咖啡中的重要成分，則具有更加多樣的生物學(xué)作用。本研究結(jié)果顯示，胡蘆巴堿可降低糖尿病大鼠的血糖、胰島素、TC、TG、TNF-α和IL-6水平，同時提高胰島素敏感性、HDL和APN水平。在臨床治療2型糖尿病方面，胡蘆巴堿具有較高的應(yīng)用價值。

綜上所述，咖啡和胡蘆巴堿均可有效降低血糖，提高胰島素敏感性，降低血脂，減輕炎癥反應(yīng)以及提高APN水平，但其分子機制還需進一步闡明。

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