刺五加叶纯化物对2型糖尿病大鼠降血糖、降血脂作用的实验研究

翟春梅　孟永海　王欣慰

【摘要】 目的：探索刺五加叶纯化物对2型糖尿病大鼠血糖、血脂的作用及其治病机理。方法：通过高脂饮食联合STZ诱导的方法建立2型糖尿病大鼠动物模型，给予模型大鼠不同药物及剂量，观察刺五加叶纯化物对模型大鼠血糖、血脂及抗氧化机制的影响。结果：刺五加乙醇提取物组，刺五加叶纯化物高、中剂量组及阳性药物组FBG均低于模型对照组，比较差异均有统计学意义（P<0.05）。刺五加乙醇提取物组，刺五加叶纯化物高、中剂量组及阳性药物组TG及CHO含量均低于模型对照组，比较差异均有统计学意义（P<0.01）。模型对照组各时间点FBG均高于正常对照组，比较差异均有统计学意义（P<0.01）；刺五加叶乙醇提取物组，刺五加叶纯化物高、中、低剂量组及阳性药物组各时间点FBG均低于模型对照组，比较差异均有统计学意义（P<0.01）。模型对照组SOD含量明显低于正常对照组，比较差异有统计学意义（P<0.01）；刺五加乙醇提取物组，刺五加叶纯化物高、中、低剂量组及阳性药物组SOD含量均高于模型对照组，比较差异均有统计学意义（P<0.05）。模型对照组MDA含量明显高于正常对照组，比较差异有统计学意义（P<0.01）；刺五加乙醇提取物组，刺五加叶纯化物高、中、低剂量组及阳性药物组MDA含量均低于模型对照组，比较差异均有统计学意义（P<0.05）。结论：刺五加叶纯化物及乙醇提取物具有降低模型大鼠的空腹血糖，降血脂功能，可明显增强自由基清除能力和降低ROS的产生，起到抗氧化应激、防止氧化损伤的效果，最终达到抗糖尿病、改善胰岛素抵抗的作用。刺五加叶纯化物比乙醇提取物和参芪降糖胶囊具有更加优越的治疗2型糖尿病的作用，并呈现剂量正相关。有望开发成为新一代的降血糖药物。

【关键词】 刺五加叶纯化物； 2型糖尿病； 血糖； 血脂

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2016.05.006

糖尿病是一种以高血糖为特征的代谢性疾病，为一种终身性疾病。2015年国际糖尿病联合会（IDF）公布的新数据[1]：（1）2015年糖尿病医疗保健支出总额为6730亿美元。（2）全球有4.15亿糖尿病成年患者，3.18亿人存在患糖尿病的风险，全球三分之一的糖尿病人来自中国，成年人群中糖尿病前期（IGT）患病率为50.1%。其中2型糖尿病（T2DM）的发病率约占总发病率的90%以上，危害程度最大，可导致各种组织，特别是眼、肾、心脏、血管、神经的慢性损害及功能障碍[2]。因此，如何预防和治疗T2DM及其并发症已成为世界各国药学研究者面临的严峻挑战和艰巨任务。本实验通过高脂饮食联合STZ诱导的方法建立2型糖尿病大鼠动物模型，考察刺五加叶纯化物对模型大鼠血糖、血脂及抗氧化机制的影响，测定相关生理生化指标，为探讨其治病机理提供实验基础和指导，现报道如下。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 药品与试剂 刺五加叶纯化物实验室自制，参芪降糖胶囊（批准文号：国药准字Z10980085，河南羚锐制药股份有限公司），链脲佐菌素STZ（批号：110610，美国Sigma公司），血糖试纸（批号：470713，德国罗氏诊断有限公司），10%水合氯酸（批号：20131021，上海国药集团）。总胆固醇测定试剂盒（CHO，南京建成生物公司，批号：20150430），甘油三脂测定试剂盒（TG，南京建成生物公司，批号：20150601），超氧化物歧化酶SOD试剂盒（批号：201503136，南京建成生物公司），丙二醛MDA测定试剂盒（批号：20150514，南京建成生物公司），其余试剂为国产分析纯。

1.1.2 实验动物 SPF级SD大鼠，雄性，180～220 g，购自黑龙江中医药大学实验动物中心，动物合格证号：SCXK黑2008-0002。

1.1.3 饲料 基础词料（SPF级）：玉米、小麦、豆粉、进口鱼粉等。高糖高脂饲料（SPF级）：胆固醇1%，蔗糖10%，蛋黄粉10%，豆油3%，基础饲料66%，购自黑龙江中医药大学安全评价动物中心。

1.1.4 主要仪器 7150型全自动生化分析仪（日本日立公司），罗氏血糖仪（德国罗氏诊断有限公司），可见分光光度计（THERMO，US），离心机（THERMO，US），Milli-Q超纯水仪（美国Millipore公司）。

1.2 实验方法

1.2.1 实验用刺五加叶纯化物的制备 取刺五加叶2.0 kg粉碎，加10倍重量的70%乙醇回流提取2次，每次提取2 h，将滤液浓缩至密度为1.18 g/mL后加入浓度为水至乙醇终浓度为40%，静置12 h，离心，得上清液。上清液减压回收乙醇后加入一定量水分散至8 L后上DM-301型大孔吸附树脂柱，大孔吸附树脂用量为4 kg，收集水洗脱液重量为10 kg，用浓度为90%的乙醇8 kg进行洗脱，减压回收90%乙醇洗脱液，得刺五加叶治疗2型糖尿病提取物136 g。

1.2.2 2型糖尿病模型的建立 实验用SD大鼠于黑龙江中医药大学标准条件下适应1周，期间自由进食、自由饮水。正常对照组给予基础饲料喂养。其余大鼠给予高脂高糖饲料喂养8周后，禁食不禁水12 h，按30 mg/kg剂量一次性腹腔注射2%STZ工作液（4 ℃预冷的0.1 mM杆檬酸缓冲液新鲜配制，避光，pH4.5）。正常对照组则注射相应剂量的柠檬酸缓冲液。注射3 d后，禁食12 h尾静脉取血测空腹血糖，以FBG>7.8 mmol/L为成功建立2型糖尿病模型的标准。

1.2.3 分组与给药 正常对照组SD大鼠（雄性，180～220g）10只，按标准随机选取，给予标准饲料；将造模成功的2型糖尿病大鼠随机分为6个组：模型对照组，阳性药物组（参芪降糖胶囊），刺五加叶乙醇提取物组，刺五加叶纯化物高剂量组（800 mg/kg），刺五加叶纯化物中剂量组（400 mg/kg），刺五加叶纯化物低剂量组（200 mg/kg），每组10只。正常对照组和模型对照组给予等量蒸馏水，其余各药物干预组分别灌胃给予刺五加叶纯化物及各提取成分。每天给药1次，连续给药6周。实验动物在处死前禁食12 h，麻醉后腹主动脉取血，离心，血清样本分装于1.5 mL离心管内，存放温度-80 ℃。肾脏、胰腺、肝脏、脂肪和肌肉等组织被迅速的分离，收集和储存于-80 ℃环境中，备用。按照标准进行FBG、TG、CHO等相关指标测定。

1.2.4 主要检测方法 （1）空腹血糖（FBG）的测定及葡萄糖耐量试验（IPGTT）。在整个6周的实验室周期内，每周尾静脉取血测量1次，采用葡萄糖氧化酶法测定空腹血糖，具体操作方法详见说明书。末次给药后，大鼠禁食不禁水过夜，次日以40%葡萄糖溶液2.5 g/kg灌胃，分别尾静脉采血测定大鼠在空腹及灌胃后0、30、60、90、120 min时的血糖水平。（2）血清甘油三酯（TG）、血清总胆固醇（CHO）、肝组织丙二酸（MDA）、肝组织超氧化物歧化酵（SOD）的含量测定。IPGTT测试完成24 h后，大鼠被处死，腹主动脉取血，釆用全自动生化分析仪检测，照商品化试剂盒的说明书对各组动物的TG、CHO、MDA、SOD含量进行测定。

1.3 统计学处理 采用SPSS 17.0软件对实验数据进行分析，计量资料以（x±s）表示，多组间比较采用单因素方差分析或秩和检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 大鼠一般情况 正常对照组大鼠在实验过程中状态良好，毛色光滑，大小便正常，进食量正常；模型对照组大鼠排尿量显著增加，毛色枯黄粗糙，并容易脱毛，进食量、饮水量大且反应迟钝，各药物治疗组有不同程度改善；模型对照组体形较瘦，其他给药组体重仍有增加，但正常对照组大鼠体重明显增重。

2.2 各组FBG、TG及CHO比较 刺五加乙醇提取物组，刺五加叶纯化物高、中剂量组及阳性药物组FBG均低于模型对照组，比较差异均有统计学意义（P<0.05）；除正常对照组外，刺五加叶纯化物高剂量组FBG最低。刺五加乙醇提取物组，刺五加叶纯化物高、中剂量组及阳性药物组TG及CHO含量均低于模型对照组，比较差异均有统计学意义（P<0.01）；除正常对照组外，刺五加叶纯化物高剂量组TG及CHO含量最低，见表1。

2.3 各组IPGTT结果比较 模型对照组各时间点FBG均高于正常对照组，比较差异均有统计学意义（P<0.01），且模型对照组FBG降低缓慢，正常对照组大鼠在120 min后FBG基本趋于正常；刺五加叶乙醇提取物组，刺五加叶纯化物高、中、低剂量组及阳性药物组各时间点FBG均低于模型对照组，比较差异均有统计学意义（P<0.01），见表2。

2.4 各组SOD及MDA含量比较 模型对照组SOD含量明显低于正常对照组，比较差异有统计学意义（P<0.01）；刺五加乙醇提取物组，刺五加叶纯化物高、中、低剂量组及阳性药物组SOD含量均高于模型对照组，比较差异均有统计学意义（P<0.05）；除正常对照组外，刺五加叶纯化物高剂量组SOD含量最高。模型对照组MDA含量明显高于正常对照组，比较差异有统计学意义（P<0.01）；刺五加乙醇提取物组，刺五加叶纯化物高、中、低剂量组及阳性药物组MDA含量均低于模型对照组，比较差异均有统计学意义（P<0.05）；除正常对照组外，刺五加叶纯化物高剂量组MDA含量最低，见表3。

3 讨论

糖尿病致病机理尚不完全明确，主要由遗传因素和环境因素共同引起，主要病理生理特征是在肝脏、骨骼肌和脂肪组织中的胰岛素抵抗和胰岛素分泌缺陷，这些病理生理异常将导致葡萄糖代谢失衡，血糖升高[2]。随着人们对糖尿病病因和病理的深入了解，以及糖尿病相关的药理靶点的不断发掘，现已针对糖尿病不同的作用机理开发出多种降糖药物，并已在临床中使用，主要有三大类化学药物用于T2DM的治疗[3]。（1）促进胰岛素分泌的药物；（2）胰岛素增敏药物；（3）影响糖吸收的药物。目前临床常用的T2DM治疗药物仍以合成的化学药物为主，但均存在明显不良反应。（1）促进胰岛素分泌的药物主要有磺脲类、非磺脲类。磺脲类药物与胰岛β细胞膜上的磺脲受体特异性结合，是非肥胖的T2DM患者的一线治疗药物，但是所有的磺脲类药物均能引起低血糖，还可引起胃肠道和血液系统的不良反应[4]。非磺脲类药物与胰岛β细胞膜上依赖ATP的K+通道上的36 kDa蛋白特异性结合，同样也会产生胃肠道和心血管等不良反应[4]。（2）胰岛素增敏类药物临床常用噻唑烷二酮类（马来酸罗格列酮、盐酸吡格列酮），作用靶点是过氧化物酶体增生物激活的γ-型受体（PPARγ），同样会产生严重的不良反应，限制了其在临床上的应用。（3）影响糖吸收的药物主要有双胍类（盐酸二甲双胍）和α-葡萄糖苷酶抑制剂（阿卡波糖、伏格列波糖）。双胍类药物已报道有氨基转移酶升高反应，也有右上腹疼痛、尿色变深、粪便颜色变淡、皮肤黄染等表现，甚至出现肝坏死[4]。当代的西医药治疗糖尿病取得了很好的疗效，但显然西医药方法未能从根本上预防、改善和彻底治疗糖尿病及其其并发症。

中国传统医药学治疗消渴症（糖尿病）历史悠久而常有奇效，始见于《黄帝内经·奇病论》，名为消渴。中医常以“三消”分证论治，“上消”清热润肺、生津止渴，常以“麦门冬汤”疗之；“中消”清肺泻火、养阴增液，常以“白虎加人参汤”疗之；“下消”滋阴补肾、生津止渴，常以“六味地黄丸”疗之。若以“气血阴阳”分证论治，又可分为“阴虚燥热”、“气阴两虚”、“阴阳两虚”、“瘀血内阻”等证型，分有不同药方对症施治。常用于治疗消渴症的中药达百余种，还有大量的民间药膳疗法。中药及天然药物以其毒副作用小、作用温和持久、具有综合治疗作用、可延缓并发症等优点，受到医药学界越来越多的关注。近年来对中药降糖成分的筛选及作用机理的研究进展迅速，目前发现具有降血糖作用的成分主要有多糖、皂苷、萜类、黄酮、生物碱、多肽和氨基酸等[5]。在此背景下，从中药及天然植物中筛选、发现安全有效的新型抗糖尿病药物，以满足临床个性化治疗方案及药物多样化的需求，已成为治疗糖尿病药物研究的必然发展趋势。

中药“刺五加”（根茎）始载于《神农本草经》，列为上品，自古即被视为具有添精补髓及抗衰老作用的良药，主要用于治疗风湿痹痛、腰膝酸痛及水肿、小便不利等证。现代研究具有抗疲劳、兴奋中枢神经系统、抗癌、抗糖尿病、抗心律失常、免疫增强和调节内分泌等作用。然而，由于刺五加食用药用价值均高，长期以来一直被掠夺式的采挖，致使野生资源遭到了严重破坏，现已呈零星分布，1992年中国植物红皮书已将刺五加列入渐危物种。

对于刺五加降血糖研究发现其主要成分eleutheroside E、syringin及多糖具有很强的降血糖活性[6-8]。而这些活性成分也是刺五加叶的主要成分[9]。刺五加叶中含有大量的皂苷类、黄酮类和酚酸类成分，与刺五加根茎中的成分存在很多类似[10]。我国学者对刺五加叶总皂苷组分治疗糖尿病的药理学进行了研究[11-17]。然而，以往对刺五加叶研究并未对其化学成分、药效和作用机理进行相关性研究，尚未能研制出治疗糖尿病的新中药制剂或新中药资源，还未能对临床产生指导性作用。

本研究结果表明，与模型组对照组比较，刺五加叶纯化物及乙醇提取物具有降低模型大鼠血糖及血脂的功能，可明显增强自由基清除能力，降低ROS的产生，起到抗氧化应激、防止氧化损伤的效果，最终达到抗糖尿病、改善胰岛素抵抗的作用。本研究表明，刺五加叶纯化物比乙醇提取物和阳性药物（参芪降糖胶囊）具有更加优越的治疗2型糖尿病的作用，并呈现剂量正相关，有望开发成为新一代的降血糖药物。

本实验试图将刺五加叶（叶类药材）这一资源丰富的中药资源进一步开发成为治疗糖尿病的新型现代中药。这对于预防和治疗糖尿病、促进中医药治疗糖尿病的现代化发展具有一定的研究意义，同时也可扩大其药用资源，促进其种植资源保护，产生更大经济效益和社会效益。

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（收稿日期：2015-11-14） （本文编辑：王利）