徐正哲 王飛雪 王昊月 馬偉平白 金 林 墨 李官浩 陳正愛

(1. 延邊大學(xué)附屬醫(yī)院，吉林 延吉 133000；2. 延邊大學(xué)醫(yī)學(xué)院，吉林 延吉 133002；3. 延邊大學(xué)食品研究中心，吉林 延吉 133002)

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發(fā)酵樺褐孔菌對鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的Ⅱ型糖尿病大鼠降血糖作用的影響

徐正哲1王飛雪2王昊月2馬偉平2白 金2林 墨3李官浩3陳正愛2

(1. 延邊大學(xué)附屬醫(yī)院，吉林 延吉 133000；2. 延邊大學(xué)醫(yī)學(xué)院，吉林 延吉 133002；3. 延邊大學(xué)食品研究中心，吉林 延吉 133002)

通過高脂飲食聯(lián)合腹腔注射鏈脲佐菌素(streptozotocin，STZ)的方法建立Ⅱ型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)大鼠模型，探討發(fā)酵樺褐孔菌(fermented Inonotus obliquus，F(xiàn)IO)對T2DM大鼠的血糖、血脂及抗氧化作用的影響。結(jié)果表明：與模型組相比較，F(xiàn)IO可顯著降低T2DM大鼠的空腹血糖(fasting blood glucose，F(xiàn)BG)、促進(jìn)肝糖原(hepatic glycogen，HGln)合成、改善胰島素(insulin，INS)抵抗，使總膽固醇(total cholesterol，TC)、甘油三酯(triglyceride，TG)、游離脂肪酸(free fatty acids，F(xiàn)FA)、低密度脂蛋白(low density lipoprotein，LDL)及丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量顯著下降，高密度脂蛋白(high density lipoprotein，HDL)含量和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)的活性顯著上升。說明FIO能夠降低Ⅱ型糖尿病大鼠血糖，改善脂質(zhì)代謝及氧化應(yīng)激水平。

發(fā)酵樺褐孔菌；Ⅱ型糖尿??；鏈脲佐菌素；降血糖作用

樺褐孔菌[Inonotusobliquus(Fr.)Pilat]是一種寄生于白樺樹(Betulaplatyphylla)等闊葉樹上的白腐菌，屬于真菌門、擔(dān)子菌綱、多孔菌目、多孔菌科、褐臥孔菌屬。主要分布于亞洲、歐洲及北美洲等低緯度地區(qū)。樺褐孔菌含有多糖、多酚、萜類及類固醇等化合物，具有降血糖、降血脂、調(diào)節(jié)免疫、抗腫瘤、抗輻射、抗氧化、抗寄生蟲等多種藥理作用[1-3]。野生樺褐孔菌生長周期長、易受污染，獲得菌絲較困難，而人工栽培方法較難控制生長條件及產(chǎn)物質(zhì)量。發(fā)酵是易于控制、經(jīng)濟(jì)高效且無重金屬污染的培養(yǎng)方法。筆者[2]前期研究發(fā)現(xiàn)FIO中多糖、β-葡聚糖等具有降血糖作用成分的含量明顯高于未發(fā)酵樺褐孔菌(unfermented Inonotus obliquus，UIO)，因此本試驗(yàn)采用高脂飲食聯(lián)合腹腔注射STZ的方法建立Ⅱ型糖尿病大鼠模型，通過檢測大鼠血清中FBG、HGln、TC、TG、FFA、HDL、LDL、SOD、MDA及INS等含量，進(jìn)一步探討FIO對Ⅱ型糖尿病大鼠降血糖作用的優(yōu)勢。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 試驗(yàn)動(dòng)物及材料

SD雄性大鼠：由延邊大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供；

基礎(chǔ)飼料：由延邊大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供，符合國家動(dòng)物飼料標(biāo)準(zhǔn)；

脂肪乳：其中含有25%豬油，1%膽固醇，1%丙硫氧嘧啶，25%吐溫-80，20%1,2-丙二醇，由本實(shí)驗(yàn)室自制；

FIO：延邊高麗釀造有限公司。

1.1.2 試劑

STZ：≥98%，批號(hào)WXBB2432V，美國Sigma公司；

FBG、TC、TG、HDL、LDL、FFA、MDA、SOD及HGln等試劑盒：南京建成生物工程研究所產(chǎn)品。

1.1.3 主要儀器與設(shè)備

分光光度計(jì)：723型，上海菁華科技儀器有限公司；

酶標(biāo)儀：S/D 601-0393型，德國BMG LABTECH公司。

1.2 方法

1.2.1 Ⅱ型糖尿病大鼠模型的建立 SD雄性大鼠灌胃脂肪乳(10 mL/kg)15 d后，腹腔注射STZ(30 mg/kg)[3-4]2次，1周后，大鼠禁食不禁水12 h后，斷尾采血，檢測大鼠血清中FBG含量，F(xiàn)BG>7.8 mmol/L視為糖尿病大鼠[5-6]。

1.2.2 分組與給藥 將造模成功的大鼠按血糖值高低隨機(jī)分為4組，分別為模型組、FIO組、UIO組和鹽酸二甲雙胍陽性對照組，除模型組外其余各組大鼠分別給FIO(2 g/kg)、UIO (2 g/kg)[2]以及鹽酸二甲雙胍(900 mg/kg)，連續(xù)灌胃8周，給藥期間大鼠每2 d灌胃一次脂肪乳。

1.2.3 生化指標(biāo)的檢測 大鼠禁食不禁水12 h，心臟采血，分離血清，按照試劑盒說明書方法檢測血清中FBG、TC、TG、HDL、LDL、FFA、MDA和SOD 含量，Elisa法檢測大鼠血清中胰島素的含量，計(jì)算胰島素敏感指數(shù)(insulin sensitivity index, ISI)和胰島素抵抗指數(shù)(Homa- insulin resistance，Homa-IR)；采集大鼠肝臟，蒽酮法測定大鼠肝糖原含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 FIO對Ⅱ型糖尿病大鼠FBG水平和HGln含量的影響

由表1可知，與正常組比較，模型組大鼠FBG和HGln含量有顯著性差異(P<0.01)；與模型組比較，UIO與FIO均可使糖尿病大鼠血清中FBG含量顯著降低(P<0.01)，HGln含量顯著升高(P<0.01)，且FIO組大鼠HGln含量明顯高于UIO組(P<0.01)；與鹽酸二甲雙胍陽性對照組比較，F(xiàn)IO組大鼠的HGln含量有顯著差異(P<0.05)。表明Ⅱ型糖尿病是由于胰島素抵抗(Insulin resistance，IR)和胰島素分泌不足引起的內(nèi)分泌型疾病。正常情況下，機(jī)體可通過胰高血糖素與胰島素共同作用來調(diào)節(jié)血糖水平，當(dāng)機(jī)體產(chǎn)生IR或胰島素分泌不足時(shí)，會(huì)過多地分泌胰高血糖素，促進(jìn)肝糖原的分解，導(dǎo)致機(jī)體的血糖升高。研究發(fā)現(xiàn)FIO可顯著降低Ⅱ型糖尿病大鼠血糖水平，明顯促進(jìn)肝糖原合成，且在促進(jìn)肝糖原合成方面，F(xiàn)IO的效果優(yōu)于UIO，說明FIO可使基礎(chǔ)糖代謝恢復(fù)正常，減少了肝糖元的異生，與筆者[4]前期研究結(jié)果相一致。

表1 FIO對Ⅱ型糖尿病大鼠FBG水平和HGln含量的影響?

? a表示與正常組比較，P<0.01； b表示與模型組比較，P<0.01； c表示與模型組比較，P<0.05； d表示與UIO組比較P<0.01；e表示與鹽酸二甲雙胍組比較，P<0.05。

2.2 FIO對Ⅱ型糖尿病大鼠血清FFA含量的影響

由表2可知，與正常組比較，模型組大鼠血清中FFA含量顯著升高(P<0.01)；與模型組比較，UIO可降低Ⅱ型糖尿病大鼠血清中FFA 的含量(P<0.05)，F(xiàn)IO能夠顯著降低Ⅱ型糖尿病大鼠血清中FFA含量(P<0.01)，且FIO組大鼠血清中FFA含量低于UIO組(P<0.05)；但與鹽酸二甲雙胍陽性對照組比較，F(xiàn)IO組大鼠血清中的FFA含量無顯著差異。 脂代謝紊亂尤其是FFA水平增高可誘發(fā)糖尿病的發(fā)生[7]，機(jī)體中FFA含量過高易發(fā)生再脂化，并異位沉積于非脂肪器官，使周圍組織對胰島素敏感性降低[8]，產(chǎn)生IR，本試驗(yàn)的研究發(fā)現(xiàn)FIO可顯著降低 Ⅱ 型糖尿病大鼠的FFA，說明FIO可通過調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝改善大鼠的胰島素抵抗。

2.3 FIO對Ⅱ型糖尿病大鼠血清TC、TG含量的影響

由表3可知，與正常組比較，模型組大鼠血清中TC 、TG含量均顯著升高(P<0.01)；與模型組比較，UIO和FIO均可使Ⅱ型糖尿病大鼠血清中TC、TG含量顯著降低(P<0.01)；但與鹽酸二甲雙胍陽性對照組比較，F(xiàn)IO組大鼠血清中TC、TG含量無顯著差異。

表2 FIO對Ⅱ型糖尿病大鼠血清FFA含量的影響?

? a表示與正常組比較，P<0.01；b表示與模型組比較，P<0.01；c表示與模型組比較，P<0.05；d表示與UIO組比較，P<0.05。

表3 FIO對Ⅱ型糖尿病大鼠血清TC、TG含量的影響?

? a表示與正常組比較，P<0.01；b表示與模型組比較P<0.01。

2.4 FIO對Ⅱ型糖尿病大鼠血清HDL、LDL含量的影響

由表4可知，與正常組比較，模型組大鼠血清中HDL和LDL水平均有顯著性差異(P<0.01)；與模型組比較，UIO可增加Ⅱ型糖尿病大鼠血清中HDL含量(P<0.05)、顯著降低LDL含量(P<0.01)，F(xiàn)IO可使Ⅱ型糖尿病大鼠血清中HDL含量顯著升高(P<0.01)、LDL水平顯著降低(P<0.01)，且FIO對HDL、LDL的調(diào)節(jié)作用強(qiáng)于UIO(P<0.05) ；但與鹽酸二甲雙胍陽性對照組比較，F(xiàn)IO組大鼠血清中HDL和LDL含量無顯著差異。說明當(dāng)機(jī)體產(chǎn)生IR時(shí)，機(jī)體血液中TG和LDL明顯升高，引起脂質(zhì)代謝異常[9-10]，通過表2和表3發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)IO可使Ⅱ型糖尿病大鼠血清中TC、TG、LDL含量明顯降低，HDL明顯升高，可能通過改善T2DM大鼠的脂毒性調(diào)節(jié)糖尿病大鼠的脂代謝紊亂。

表4 FIO對Ⅱ型糖尿病大鼠血清HDL、LDL含量的影響?

? a表示與正常組比較，P<0.01； b表示與模型組比較，P<0.01；c表示與模型組比較 P<0.05；d表示與UIO組比較P<0.05。

2.5 FIO對Ⅱ型糖尿病大鼠血清SOD活性及MDA含量的影響

由表5可知，與正常組比較，模型組大鼠血清中MDA含量及SOD活性均有顯著性差異(P<0.01)；與模型組比較，UIO與FIO均可使Ⅱ型糖尿病大鼠血清MDA含量顯著降低(P<0.01)、SOD水平顯著提高(P<0.01)；與鹽酸二甲雙胍陽性對照組比較，F(xiàn)IO組大鼠血清中SOD活性具有顯著性差異(P<0.01)。長期高血糖和高血脂可使機(jī)體自由基增加，導(dǎo)致機(jī)體始終處于氧化應(yīng)激狀態(tài)，從而使胰島B細(xì)胞凋亡，造成肝臟、骨骼肌等胰島素主要靶組織的損傷[11-12]。本試驗(yàn)通過測定SOD活性與MDA含量間接反映機(jī)體氧化應(yīng)激狀態(tài)[13]。結(jié)果表明，F(xiàn)IO與UIO均可使Ⅱ型糖尿病大鼠SOD活性顯著提高，MDA含量顯著降低。說明FIO可提高機(jī)體抗氧化能力，改善脂質(zhì)過氧化。

表5 FIO對Ⅱ型糖尿病大鼠血清SOD活性及MDA含量的影響?

? a表示與正常組比較，P<0.01；b表示與模型組比較，P<0.01；c表示與模型組比較，P<0.05； d表示與鹽酸二甲雙胍組比較，P<0.01。

2.6 FIO對Ⅱ型糖尿病大鼠胰島素分泌功能及胰島素抵抗的影響

由表6可知，與正常組相比，模型組大鼠的 ISI 顯著下降 (P<0.01)，Homa-IR 明顯升高(P<0.01)；與模型組比較，F(xiàn)IO可使Ⅱ型糖尿病大鼠的ISI升高、Homa-IR 明顯降低(P<0.01)；但與鹽酸二甲雙胍陽性對照組比較，F(xiàn)IO組大鼠的ISI和Homa-IR無顯著差異。在持續(xù)高血糖和IR的雙重刺激下，機(jī)體對胰島素的敏感性下降，使胰島B細(xì)胞代償性分泌胰島素，進(jìn)而加深I(lǐng)R程度，因此對 IR及ISI 進(jìn)行檢測，可有效地評估胰島素敏感性、胰島素抵抗水平與胰島B細(xì)胞功能[14-15]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)IO可使Ⅱ型糖尿病大鼠的ISI升高，Homa-IR 明顯降低，表明FIO可能通過促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白從細(xì)胞內(nèi)重新分布到細(xì)胞膜，而加速葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)，引起血糖的下降[16]。

表6 FIO對Ⅱ型糖尿病大鼠血清INS含量以及ISI、Homa-IR的影響?

? a表示與正常組比較，P<0.01；b表示與模型組比較，P<0.01；c表示與模型組比較，P<0.05。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)研究表明FIO具有顯著的降血糖作用，可能與其降低肝糖原分解、促進(jìn)胰島素分泌、改善脂質(zhì)代謝及提高機(jī)體抗氧化水平有關(guān)，且FIO分解肝糖原及調(diào)節(jié)FFA、HDL、LDL的作用優(yōu)于UIO。本研究僅對FIO粗提物進(jìn)行了研究，后續(xù)將制備出單體，并對其物質(zhì)基礎(chǔ)與作用機(jī)制作深入研究。

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Hypoglycemic effect of fermentedInonotusobliquuson type II diabetic rats induced by streptozotocin

XU Zheng-zhe1WANG Fei-xue2WANG Hao-yue2MA Wei-ping2BAIJin2LINMo3LIGuan-hao3CHENZheng-ai2

(1.AffiliatedHospitalofYanbianUniversity,Yanji,Jilin133002,China; 2.CollegeofMedicine,YanbianUniversity,Yanji,Jilin133002,China; 3.FoodResearchCenter,YanbianUniversity,Yanji,Jilin133002,China)

To test effects of FIO on blood glucose, blood lipid, and antioxidation in type Ⅱ diabetes, the type Ⅱ diabetic rat model was established by high fat diet-feeding combined with intraperitoneal injection of STZ. The results showed that FIO significantly lowered FBG levels, promoted synthesis of HGln, and improved insulin resistance in the type Ⅱ diabetic rats, compared to untreated control diabetic animals. In addition, FIO not only significantly decreased TC, TG, FFA, LDL and MDA in serum, but also dramatically increased the HDL in serum and the activities of SOD in type Ⅱ diabetic rats. Our study showed that FIO significantly lowered high blood glucose, improved lipid metabolism and antioxidant ability.

fermented inonotus obliquus; type Ⅱ diabetes mellitus; streptozotocin; hypoglycemic

吉林省科技廳重點(diǎn)項(xiàng)目(編號(hào)：20140307011YY)；吉林省教育廳重點(diǎn)項(xiàng)目(編號(hào)：吉教科合字[2015]第8號(hào))

徐正哲，男，延邊大學(xué)附屬醫(yī)院副教授，博士。

陳正愛(1968—)，女，延邊大學(xué)醫(yī)學(xué)院副教授，博士。 E-mail: zhachen@ybu.edu.cn

2017—05—13

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.06.035