董波++徐珣++劉勝兵++周新妹

[摘要] 目的 了解黑米矢車(chē)菊色素對(duì)自發(fā)性糖尿?。℅K）大鼠代謝及腎損傷的影響。 方法 將25周齡雄性GK大鼠隨機(jī)分為兩組，每組12只，矢車(chē)菊組用10%葡萄糖的矢車(chē)菊色素-3-葡萄糖苷溶液（600 mg/L）飼喂8周，對(duì)照組只飼喂10%葡萄糖溶液。每天測(cè)攝食量，每周測(cè)體重、血糖、血脂、血膽固醇等指標(biāo)。8周后處死全部大鼠，取血測(cè)糖化血紅蛋白、腎臟器指數(shù)，觀察腎病理?yè)p傷程度。 結(jié)果 矢車(chē)菊組GK大鼠的攝食量、體重、血糖、糖化血紅蛋白、血脂、腎臟器指數(shù)較對(duì)照組均降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。矢車(chē)菊組腎臟病理?yè)p傷較對(duì)照組明顯減輕。 結(jié)論 矢車(chē)菊色素可通過(guò)降低GK大鼠的攝食量、體重、血糖、血脂、糖化血紅蛋白等來(lái)減輕糖尿病的進(jìn)展，有預(yù)防糖尿病腎病的作用。

[關(guān)鍵詞] 矢車(chē)菊色素；GK大鼠；2型糖尿病；糖尿病腎病

[中圖分類(lèi)號(hào)] R587.1 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-4721（2016）01（b）-0004-04

Influence of cyanidin from black rice on metabolism and kidney lesion in GK rats

DONG Bo XU Xun LIU Sheng-bing ZHOU Xin-mei

Jiaxing University，Jiaxing 314000，China

[Abstract] Objective To investigate the influence of cyanidin on metabolismand and kidney lesion in GK rats. Methods 24 healthy male GK rats were divided randomly into two groups.Each group got 12 GK rats.Cyanidin group was fed in 10% glucose with cyanidin-3-glucoside（600 mg/L）.The blank control group was fed in 10% glucose only.The food-intake was detected each day and the weight，fasting plasma glucose，triglyceride and cholesterol were detected each week.All GK rats were killed after 8 weeks.The GHbA1c，kidney weight index and the degree of renal pathological injury was observed respectively. Results The food-intake，weight，plasma glucose，GHbA1c，triglyceride，cholesterol and kidney weight index in cyanidin group was lower than that of the blank control group respectively（P<0.05）.The kidney pathological lesion in cyanidin group was significantly decreased too. Conclusion Cyanidin has benefitto diabetes mellitus through reduced the food-intake，weight，plasma glucose，GHbA1c，triglyceride and cholesterol.Senile diabetic nephropathy can also be prevented through cyanidin-3-glucoside.

[Key words] Cyanidin；GK rats；Type-2 diabetes mellitus；Diabetic nephropathy

我國(guó)糖尿病患者數(shù)量龐大，已成為當(dāng)前我國(guó)非傳染性慢性疾病中的主要疾病[1]，其中90%以上是2型糖尿病[2]。人類(lèi)2型糖尿病是由遺傳與環(huán)境因素共同作用而形成的多基因遺傳性復(fù)雜疾病，目前無(wú)較好的防治方法。糖尿病腎病是糖尿病患者最重要的合并癥之一。其復(fù)雜的代謝紊亂，一旦發(fā)展到終末期腎臟病，常較其他腎臟疾病的治療更為困難，因此及時(shí)防治和延緩糖尿病腎病的意義重大。GK大鼠是一種自發(fā)性2型糖尿病模型，1973年在日本仙臺(tái)由Goto等人通過(guò)選擇糖耐量處于上限的Wistar大鼠近交繁殖重復(fù)數(shù)代而來(lái)[3]，具有血糖輕度升高、葡萄糖刺激的胰島素分泌能力受損、胰腺β細(xì)胞團(tuán)塊量減少等特點(diǎn)[4]，是研究糖尿病發(fā)生、發(fā)展及合并癥出現(xiàn)的良好動(dòng)物模型[5]。矢車(chē)菊色素-3-葡萄糖苷（cyanidin-3-glucoside）是從黑米中提取出來(lái)的主要色素成分，是黑米花色苷（anthocyanin）營(yíng)養(yǎng)保健作用的主體成分，具有水溶性、無(wú)毒、無(wú)過(guò)敏性等特性。研究表明，其有很強(qiáng)的抗氧化和清除自由基[6]作用，能抑制LDL氧化，保護(hù)心血管健康[7]，抑制培養(yǎng)細(xì)胞中流感病毒的復(fù)制，并有較強(qiáng)的免疫保護(hù)作用，具有一定的抗腫瘤、抗過(guò)敏、防治糖尿病合并癥[8-9]等功能。矢車(chē)菊色素具有防治糖尿病的作用，但其機(jī)制尚未明確，且缺乏防治糖尿病量效關(guān)系的相關(guān)數(shù)據(jù)。

本研究通過(guò)動(dòng)物試驗(yàn)評(píng)估矢車(chē)菊色素對(duì)高糖飼喂GK大鼠的體重、空腹血糖（fasting plasma glucose，F(xiàn)PG）、血脂、糖化血紅蛋白（GHbA1c）及腎損傷的影響，探討黑米花色苷在防治2型糖尿病及延緩糖尿病腎病發(fā)生發(fā)展中的作用、防治的效果和量效關(guān)系。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物來(lái)源及主要試劑

選擇SPF級(jí)24只雄性GK大鼠作為研究對(duì)象，購(gòu)自上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限責(zé)任公司，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)許可證：SCXK（滬）2012-0002。大鼠分籠喂養(yǎng)，每籠3只，自由進(jìn)食，飼料由浙江省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供，房間溫度22～26℃，濕度50%～70%。黑米矢車(chē)菊色素粗提物由本實(shí)驗(yàn)室從寧波全黑梗米麩皮中提取，HPLC分析矢車(chē)菊色素-3-葡萄糖苷占總含量的95%（按峰面積計(jì)算）以上，此外還含少量的矢車(chē)菊色素二葡萄糖苷、芍藥色素-3-葡萄糖苷及游離矢車(chē)菊色素、錦葵素、天竺葵-3，5-二葡萄糖苷、矢車(chē)菊素-3-葡萄糖苷和矢車(chē)菊素-3，5-二葡萄糖苷。大鼠GHbA1c酶聯(lián)免疫分析（ELISA）試劑盒購(gòu)自上海嵐派生物科技有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

24只GK大鼠（周齡24周），適應(yīng)性飼養(yǎng)一周，禁食12 h測(cè)體重、鼠尾取血測(cè)FPG[10]。依照血糖和體重接近原則分為12對(duì)，每對(duì)中隨機(jī)抽取一只組成實(shí)驗(yàn)組，未被抽取的組成對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)組自由飲用含10%葡萄糖的矢車(chē)菊色素-3-葡萄糖苷溶液（600 mg/L），對(duì)照組根據(jù)實(shí)驗(yàn)組平均飲水量控制日進(jìn)水量（飲用10%葡萄糖溶液）。持續(xù)觀察8周，每周測(cè)體重、FPG、血總膽固醇（total cholesterol，TC）、血三酰甘油（triglyceride，TG）（荷蘭威圖半自動(dòng)生化分析儀，Microlab300）。8周末（大鼠33周齡）斷頭處死大鼠，取血測(cè)GHbA1c，分離左右腎臟，剔除臟器表面脂肪、筋膜后用電子天平稱(chēng)重。以左腎計(jì)算臟器指數(shù)，右腎HE染色病理分析。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，檢驗(yàn)資料的正態(tài)性，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，采用t檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組大鼠一般狀況及攝食量、飲水、體重的比較

干預(yù)開(kāi)始前，兩組大鼠狀態(tài)良好，活潑好動(dòng)、皮膚干燥溫暖有光澤、食量飲水較好。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始，矢車(chē)菊組飲水量即驟減，從實(shí)驗(yàn)初始日平均120 ml降低至85 ml，1周后恢復(fù)至110 ml左右，對(duì)照組依照矢車(chē)菊組的進(jìn)水量調(diào)整飲水量。從第3、4周開(kāi)始，兩組大鼠均出現(xiàn)不同程度蜷臥懶動(dòng)，并伴有食量增加。對(duì)照組食量、體重較矢車(chē)菊組明顯增多（圖1、圖2）。干預(yù)至第8周時(shí)，兩組大鼠均存活，一般狀況尚可，無(wú)異常死亡情況發(fā)生，實(shí)驗(yàn)中大鼠平均飲用（180±16）mg/kg矢車(chē)菊色素。

圖1 兩組大鼠每天攝食量變化情況

圖2 兩組大鼠體重變化

2.2 兩組大鼠FPG、TG、TC的比較

高糖飼喂前，兩組大鼠FPG、TG、TC比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。兩組大鼠高糖飼喂后FPG均上升，前3周FPG上升較明顯，4周后FPG基本穩(wěn)定。29周齡后，矢車(chē)菊組空腹FPG低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。兩組大鼠高糖飼喂之后TG、TC均持續(xù)增高，對(duì)照組升高的更為顯著，30周齡后矢車(chē)菊組TG低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）（表1）。

表1 兩組大鼠FPG、TG、TC的比較（mmol/L，x±s）

與對(duì)照組比較，*P<0.05

2.3 兩組大鼠左腎重量、左腎臟器系數(shù)、GHbA1c的比較

矢車(chē)菊組左腎重量、左腎臟器指數(shù)均低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），說(shuō)明矢車(chē)菊色素有一定程度預(yù)防腎臟變性腫大的作用。矢車(chē)菊組GHbA1c水平低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），說(shuō)明矢車(chē)菊色素有延緩糖尿病發(fā)生發(fā)展的作用（表2）。

表2 兩組大鼠左腎重量、左腎臟器系數(shù)、GHbA1c的比較（x±s）

與對(duì)照組比較，*P<0.05

2.4 兩組大鼠腎臟病理切片觀察

兩組33周齡GK大鼠腎小球均出現(xiàn)局灶性玻璃樣變。對(duì)照組（a、b）低倍視野可見(jiàn)大片腎小球呈均勻半透明的無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)，許多腎小球呈局限性或整體硬化萎縮，部分視野內(nèi)腎小球消失，高倍視野可見(jiàn)腎小球毛細(xì)血管壁增厚，局部硬化，玻璃樣變，腎小球系膜基質(zhì)及膠原成分增多，腎小球變形明顯，腎小球球囊纖維化等。矢車(chē)菊組腎小球硬化與萎縮程度較對(duì)照組輕微，腎小球殘存率超對(duì)照組30%左右（c），高倍視野見(jiàn)腎小球硬化程度不高，結(jié)構(gòu)更為完整，變形不明顯（d）（圖3）。

圖3 兩組大鼠腎臟病理切片

a：對(duì)照組（×100）；b：對(duì)照組（×400）；c：矢車(chē)菊組（×100）；d：矢車(chē)菊組（×400）

3 討論

現(xiàn)代人們職業(yè)性的體力活動(dòng)減少，熱量攝入過(guò)多，致使肥胖、糖尿病的患病率迅速升高[11-12]。目前尚無(wú)根治糖尿病的方法，但通過(guò)多種治療手段可以較好地控制糖尿病，主要包括教育、監(jiān)測(cè)血糖、飲食治療、運(yùn)動(dòng)治療、藥物治療等方法。其中，飲食治療是最重要的，患者不科學(xué)的飲食主要表現(xiàn)在高熱量、高糖分食物的過(guò)量攝入，致使機(jī)體無(wú)法消耗多余能力而導(dǎo)致糖尿病。糖尿病患者膳食原則是少食多餐，適當(dāng)節(jié)食，多吃粗糧和高纖維的蔬菜。適當(dāng)節(jié)食可以憑借身體自身消耗多余的糖分和脂肪，減輕胰島素的負(fù)擔(dān)，進(jìn)而達(dá)到降低血糖的效果[13]。

因環(huán)境、生活習(xí)慣等諸多因素的影響，對(duì)某些患者而言，糖尿病的飲食控制方案有很大阻力[14]。尋找并開(kāi)發(fā)高效、低成本的糖尿病食品[15]和營(yíng)養(yǎng)品無(wú)疑具有非常重要的意義，本研究通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，在不控制飲食量的前提下持續(xù)飲用一定劑量的矢車(chē)菊色素（>600 mg/L）能顯著降低GK大鼠的體重、FPG、TG、TC和GHbA1c，切實(shí)延緩腎臟腫大、變性，減輕腎小球的硬化和玻璃樣變，提高腎小球殘存率。其為糖尿病及糖尿病腎病的防治提供了新思路，尤其是對(duì)飲食療法無(wú)法堅(jiān)持或控制不好的患者。矢車(chē)菊等花色苷是黑米、葡萄、血橙、紫葉甘藍(lán)、茄子、櫻桃、桑葚等對(duì)糖尿病及糖尿病合并癥有良好防治作用食物的成分[16]，提純方便且安全無(wú)毒[17]。

據(jù)報(bào)道，矢車(chē)菊色素可促進(jìn)胰島素分泌，與減輕胰島素抵抗有關(guān)，其能抑制脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)，與阿卡波糖具有協(xié)同作用，通過(guò)抑制糖的吸收等來(lái)達(dá)到防治糖尿病的效果[18]，糖尿病合并癥的發(fā)生、發(fā)展與小動(dòng)脈的動(dòng)脈粥樣硬化密切相關(guān)，有學(xué)者指出，矢車(chē)菊色素可通過(guò)促進(jìn)小鼠內(nèi)皮細(xì)胞修復(fù)來(lái)抑制動(dòng)脈粥樣硬化的形成與發(fā)展[19]。盡管矢車(chē)菊色素防治糖尿病的療效在動(dòng)物實(shí)現(xiàn)中被普遍證實(shí)，但在人體上還缺乏更有價(jià)值的報(bào)道，在人體中的藥理作用仍需進(jìn)一步研究。此外，本研究的矢車(chē)菊色素劑量略高，更低劑量是否有療效或是否存在量效關(guān)系仍需進(jìn)一步探討。本研究發(fā)現(xiàn)，飲用矢車(chē)菊色素后大鼠的飲水量明顯減少，可能與大鼠主觀拒食矢車(chē)菊色素有關(guān)[20]，也不排除是該成分的藥理作用之一[21]，此尚需進(jìn)一步探討。

本研究證實(shí)，未控制攝食量的情況下食用矢車(chē)菊色素（GK大鼠日食用量約180 mg/kg）對(duì)GK大鼠糖尿病及糖尿病腎病具有非常好的防治作用，提示糖尿病患者和有糖尿病家族史的高危人群應(yīng)在膳食譜中增加富含花色苷類(lèi)的食物攝入，同時(shí)應(yīng)積極開(kāi)發(fā)矢車(chē)菊色素類(lèi)的保健食品以防治糖尿病及其合并癥。

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（收稿日期：2015-10-09 本文編輯：王紅雙）