2.浙江省醫(yī)學科學院保健所，杭州 310013)
摘要：目的：探索葛洪唐泰雙瓜復合肽對II型糖尿病大鼠糖、脂代謝的影響及其是否具有輔助降血糖功能。 方法：將60只雄性SD大鼠按體重以每組10只隨機分為空白對照組、模型對照組、0.5 g/kg組、1 g/kg組、2 g/kg、2 g/kg正常動物組，空白和2 g/kg正常動物組飼以維持飼料，其余飼以高脂高糖飼料。在喂養(yǎng)3周2天后，模型對照組、各個劑量組大鼠腹腔注射105 mg/kg四氧嘧啶(alloxan，ALX)，5天后各組動物禁食4H，尾靜脈采血測定各組空腹血糖和0.5H、2H糖耐量;眼內(nèi)眥取血，分離血清測定血清胰島素、總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)水平。 結(jié)果：2 g/kg葛洪唐泰雙瓜復合肽可以顯著提高糖尿病大鼠0.5H糖耐量(p<0.01);各個劑量組均能顯著降低糖尿病大鼠的甘油三酯TG水平(p<0.05，p<0.01);2、0.5 g/kg劑量組能顯著降低糖尿病大鼠的血清總膽固醇TC水平(p<0.05，p<0.01);高劑量樣品對正常大鼠的空腹血糖沒有影響 結(jié)論：葛洪唐泰雙瓜復合肽具有輔助降血糖功能。
關鍵詞：葛洪唐泰雙瓜復合肽，SD大鼠，II型糖尿病，多肽，血糖
Experimental study on the effect of GeHong Tangtai Double melon compound peptide on hypoglycemia in type 2 diabetic rats
(1.浙江省醫(yī)學科學院，浙江杭州 310013;
2.浙江省醫(yī)學科學院保健所，杭州 310013)
Abstract: Objectine：To explore the effect of Gehong Tang Tai Shuangkua compound peptide on glucose and lipid metabolism in type 2 diabetic rats and whether it has assisting hypoglycemic function. Methods: male SD rats were randomly divided into blank control group, model control group, 0.5 g/kg group, 1 g/kg group, 2 g/kg group, and 2 g/kg normal animal group according to their body weight with 10 in each group. The blank and 2 g/kg normal animal group were fed to maintain the diet, and the rest were fed with high-fat and high-sugar diet. After 3 weeks and 2 days of feeding, rats in the model control group and each dose group were intraperitoneally injected with 105 mg/kg alloxan. After 5 days, animals in each group fasted for 4H, collecting blood from the caudal vein asting blood to measure glucose and glucose tolerance at 0.5H and 2H were recorded ;blood from the inner canthus was collected, serum levels of serum insulin, total cholesterol (TC) and triglyceride (TG) were isolated and measured,. Results: 2 g/kg Gehong Tangtai double melon compound peptide significantly increased glucose tolerance in diabetic rats by 0.5H (P<0.01). Triglyceride TG level of diabetic rats was significantly reduced in each dose group (P <0.05, P <0.01). 2. The serum TC level of total cholesterol(TC) in the 0.5 g/kg group of diabetic rats was significantly reduced (P <0.05, P <0.01). The high-dose samples had no effect on the fasting blood glucose of normal rats. Conclusion: The compound peptide of Gehong Tang Tai Double melon has the function of assisting hypoglycemic.
Key words：Gehong Tangtai double melon complex peptide, SD rats, Type 2 diabetes, polypeptide, blood glucose
糖尿病(Diabetes mellitus， DM)是由多種因素引起的一種以高血糖為特征的代謝紊亂綜合征，是一種伴有胰島素分泌障礙的終身性疾病[1]。根據(jù)世界衛(wèi)生組織(World Health Organization ， WHO))的預測，2030年全球糖尿病人數(shù)將會達到36.6億人[2]。根據(jù)患者胰島素的相對或絕對缺乏，將糖尿病分為I型糖尿病和II型糖尿病，其中90%以上為II型糖尿病[3]。超90%的II型糖尿病患者出現(xiàn)胰島素分泌不全或胰島素抵抗，誘發(fā)心臟、腎臟、神經(jīng)系統(tǒng)等器官功能障礙，出現(xiàn)一系列并發(fā)癥[4]。目前臨床治療糖尿病的藥物主要是磺酰脲類，咪唑啉類和雙胍類等化學合成藥，雖然短期療效顯著，但常伴有不同程度的副作用[5]，如心血管疾病、過敏反應等，大大限制其臨床使用。功能性食品不以治療疾病為目的，能夠調(diào)節(jié)適宜特定人群生理功能，不受耐藥性、藥物副作用等影響[6]，在預防、輔助降血糖方面有較大發(fā)展前景。如何進行糖尿病的防治保健，尋找安全、有效的治療糖尿病的活性物質(zhì)，特別是從天然資源中去篩選和研究活性降糖成分，已成為國內(nèi)外醫(yī)藥工作者所關注的重要課題和迫在眉睫的任務。
苦瓜為葫蘆科苦瓜屬植物苦瓜的果實,又稱癲葡萄和錦荔枝,長用蔬菜之一,味苦性寒,無毒。其根、莖、葉、花、果實和種子在世界各地均有藥用記載 [7-9]?？喙现械慕堤嵌嚯?-P降血糖作用顯著，與優(yōu)降糖相比其降糖作用緩慢而持久,有類似胰島素的作用,被譽為"植物胰島素"[10]，可以顯著降低四氧嘧啶模型鼠的血糖[11]。人們也常用苦瓜的復方制劑來治療糖尿病。徐光明[12]用苦瓜素溶液、黃芪水提濃縮液、白術水提濃縮液混合，制成天然苦瓜素降糖藥，治療 I型糖尿病和II型糖尿病。
葛洪唐泰雙瓜復合肽由深圳松茂堂糖尿病研究院研發(fā)，從苦瓜等天然瓜類植物中提取降糖多肽復合物。在前期研究的基礎上，本實驗采用四氧嘧啶(alloxan，ALX)結(jié)合高熱能飼料誘導大鼠糖、脂代謝異常模型，通過葛洪唐泰雙瓜復合肽作用于糖尿病大鼠模型，研究葛洪唐泰雙瓜復合肽對糖尿病大鼠的降血糖和調(diào)節(jié)脂代謝作用。
1 材料與方法
1.1 材料與儀器
葛洪唐泰雙瓜復合肽 深圳松茂堂糖尿病研究院有限公司提供;實驗動物：清潔級Sprague Dawley(SD)雄性大鼠，體重體重200±20 g，由浙江省醫(yī)學科學院提供，動物生產(chǎn)許可證號，動物合格許可證號;高糖高脂飼料( 粉狀) 配方：15%蔗糖、10%豬油、15%蛋黃粉、1.2%膽固醇、0.2%膽酸鈉，5%酪蛋白、0.6%磷酸氫鈣、0.4%碳酸鈣;胰島素Elisa檢測試劑盒、TC、TG測定試劑盒 南京建成生物工程研究所;四氧嘧啶 美國sigma公司;血糖試紙 強生穩(wěn)豪型;血糖儀 強生。
1.2 實驗方法
1.2.1粉狀高脂高糖飼料制備
按比例稱重10%蛋黃粉、15%蔗糖、1.2%膽固醇、0.2%膽酸鈉，5%酪蛋白、0.6%磷酸氫鈣、0.4%碳酸鈣，混合均勻后加入融化好的豬油(10%的比例)，邊加邊攪拌，直至完全混合，得到高脂高糖粉狀飼料。除了粗脂肪外，模型飼料的水分、粗蛋白、粗纖維、粗灰分、鈣、磷、鈣：磷等均達到維持飼料的國家標準。
1.2.2 實驗條件
SPF級動物房，溫度20～26 ℃，濕度40%～70%，明暗交替時間12h/12h。
1.2.3 劑量分組及受試樣品給予時間
葛洪唐泰雙瓜復合肽輔助降血糖功能動物實驗設計三個劑量組、一個正常動物組、空白對照組和模型對照組，共計6組。三個劑量組分別為2 g/kg、1 g/kg、0.5 g/kg，分別為人體推薦量的20、10、5倍。受試樣品給予時間為4周。
1.2.4 實驗流程
60只實驗動物SD大鼠于屏障系統(tǒng)下喂飼維持飼料適應環(huán)境5～7天。適應期結(jié)束后，實驗動物按體重隨機分組，10只/組，分為6組，分別為空白對照組、模型對照組、0.5 g/kg組、1 g/kg組、2 g/kg、2 g/kg正常動物組。空白對照組給予基礎飼料，模型對照組、0.5 g/kg組、1 g/kg組、2 g/kg給予高熱能飼料造模。實驗動物每周稱量體重1次。實驗實施四氧嘧啶誘導的胰島素抵抗糖/脂代謝紊亂模型，在喂養(yǎng)3周2天后，模型對照組、各個劑量組大鼠腹腔注射105 mg/kg四氧嘧啶，5天后各組動物禁食4H，眼內(nèi)眥取血，分離血清測定血清胰島素、TC、TG水平，并檢測各組實驗動物的空腹血糖值。之后空白組、模型組給予自來水，正常動物組、各個劑量組給予相應劑量和體積樣品，20min后灌胃給予2.5g/kg葡萄糖粉，分別檢測給予葡萄糖粉0.5H、2H后大鼠血糖計算糖耐量。
2 g/kg正常動物組給予維持飼料，葛洪唐泰雙瓜復合肽2g/kg經(jīng)口給予4周后，按上述方法測定空腹血糖、糖耐量等多項指標，探究樣品對正常大鼠血糖、血脂的影響。
1.2.5動物實驗模型判定標準
判定模型糖代謝異常的標準：若模型組0.5小時血糖值≥10mmol/L，或模型對照組0.5小時、2小時任一時間點血糖升高或血糖曲線下面積升高，與空白對照組比較，差異有顯著性，判定模型糖代謝紊亂成立，在此基礎上，觀察模型對照組與受試樣品組空腹血糖、給葡萄糖后(0.5、2小時)血糖及0、0.5、2小時血糖曲線下面積的變化。
血糖曲線下面積=+
判定模型脂代謝異常的標準：若模型對照組血清膽固醇或甘油三酯明顯升高，與空白對照組比較，差異有顯著性，判定模型脂代謝紊亂成立，在此基礎上，觀察模型對照組與受試樣品組血脂變化。
判定樣品是否具有輔助降血糖功能的標準：空腹血糖和糖耐量二項指標中一項指標陽性，血脂(總膽固醇、甘油三酯)無明顯升高，且對正常動物空腹血糖無影響，即可判定該受試樣品輔助降血糖功能動物實驗結(jié)果陽性。
1.2.6數(shù)據(jù)處理及結(jié)果判定
一般采用方差分析，但需按方差分析的程序先進行方差齊性檢驗，方差齊，計算F值，F(xiàn)值
2 結(jié)果分析
2.1給予葛洪唐泰雙瓜復合肽對各組大鼠體重的影響
實驗實施4周過程中，葛洪唐泰雙瓜復合肽對各組大鼠體重的影響見表1。從實驗結(jié)果可以看出，各組實驗動物實驗開始第一周體重沒有明顯差異;高熱能飼料給予2周后，葛洪唐泰雙瓜復合肽2g/kg、0.5g/kg劑量組實驗動物的體重有所下降，并與空白組、模型組大鼠的體重形成顯著性差異(p<0.05，p<0.01);而2 g/kg葛洪唐泰雙瓜復合肽正常動物組、1 g/kg劑量組沒有出現(xiàn)減重趨勢;實驗進行至第三周，樣品2g/kg、0.5g/kg的體重開始增加，雖然0.5g/kg劑量組的體重與空白組比較，仍有顯著差異(p<0.05)，但是與模型組相比較，各劑量組的體重值均不具有統(tǒng)計學差異;實驗至第四周，各組實驗動物體重仍然緩慢增加，樣品2g/kg、0.5g/kg組體重增加的幅度相對較弱，但與空白組、模型組相比較均沒有顯著性差異。整體來講，葛洪唐泰雙瓜復合肽樣品對于動物體重的影響有限。
2.2高劑量葛洪唐泰雙瓜復合肽對正常動物血糖、血脂的影響
高劑量正常動物組給予樣品葛洪唐泰雙瓜復合肽2g/kg，4周后測定記錄實驗動物的空腹血糖、糖耐量、血糖曲線下面積、TG及TC和胰島素水平。
2.2.1葛洪唐泰雙瓜復合肽對正常動物血糖的影響
從表2可以看出，正常動物組(給予高劑量2 g/kg，并給予維持飼料)灌喂葛洪唐泰雙瓜復合肽4周，空腹血糖值與空白對照組相比，無顯著差異;糖耐量實驗結(jié)果顯示葛洪唐泰雙瓜復合肽2 g/kg組實驗動物的糖耐量能力不受樣品影響。因此葛洪唐泰雙瓜復合肽高劑量不影響正常動物的血糖及糖代謝能力。
2.2.2 葛洪唐泰雙瓜復合肽對正常動物血脂的影響
從表3可以看出，正常動物組給予高劑量(2g/kg)葛洪唐泰雙瓜復合肽4周，TC與空白對照組相比，無顯著差異;TG與空白對照組相比較，顯著降低且結(jié)果具有統(tǒng)計學意義(p<0.05)，因此葛洪唐泰雙瓜復合肽高劑量不升高正常動物的血脂指標。
2.3 各劑量組葛洪唐泰雙瓜復合肽對糖尿病大鼠血糖、血脂的影響
2.3.1空腹血糖
表2中0H血糖即為空腹血糖。從實驗結(jié)果可以看出，空白組與模型對照組相比較，空腹血糖值有差異，但不具有統(tǒng)計學意義的顯著差異。葛洪唐泰雙瓜復合肽各劑量給予4周后，與模型對照組相比較，各個劑量組的空腹血糖均有所下降，但各個組的空腹血糖與模型對照組都沒有形成統(tǒng)計學意義(p>0.05)，空腹血糖指標陰性。
2.3.2糖耐量、血糖曲線下面積
表2中0.5H、2H血糖值即為糖耐量值。從表2可以看出，模型對照組0.5H糖耐量為14.43±2.45mmol/L，與空白對照組10.36±1.04mmol/L相比較，結(jié)果具有顯著性差異(p<0.01)。根據(jù)模型糖代謝異常的標準，本實驗糖代謝紊亂模型成立。
從表2可以看出，實驗動物灌胃給予2.5g/kg葡萄糖后，各組的血糖值均在0.5H達到峰值。此時與模型對照組相比較，葛洪唐泰雙瓜復合肽高劑量組2g/kg的糖耐量顯著降低(p<0.01)，1g/kg、0.5g/kg的糖耐量與模型對照組相比較，沒有顯著差異。在灌服葡萄糖溶液0.5h內(nèi)，2 g/kg劑量組的血糖值降幅最大，糖耐量能力最強。至2H時空白組的血糖值略低于模型對照組，其他各劑量組的血糖值與模型組相似、樣品各劑量組實驗動物糖耐量能力均有所下降，其中高劑量組與模型對照組相比較具有顯著差異(p<0.01)。各劑量組血糖曲線下面積與模型對照組均無顯著性變化(p>0.05)。
葛洪唐泰雙瓜復合肽給予4周后，灌服葡萄糖0.5H后，與模型對照組比較，2 g/kg劑量組的糖耐量顯著下降(p<0.01)，因此樣品糖耐量指標結(jié)果陽性。灌服葡萄糖2H后，各個劑量組的糖耐量與模型對照組相當，但樣品2g/kg劑量組血糖值得下降略微緩慢。
4. 3 給予葛洪唐泰雙瓜復合肽對各組大鼠血清胰島素、TC、TG的影響
從表3可以看出，給予高熱能飼料4周后，各組大鼠的血清胰島素沒有統(tǒng)計學差異(p>0.05)。給予高熱能飼料4周后，空白對照組與模型對照組的TG、TC指標形成顯著性差異(p<0.01)，本實驗脂代謝紊亂模型成立;當實驗動物同步給予葛洪唐泰雙瓜復合肽時，實驗結(jié)果顯示樣品各個劑量組均能顯著降低糖尿病大鼠的甘油三酯TG水平(p<0.05，p<0.01);同時2、0.5 g/kg劑量組還可以降低高血糖大鼠的血清總膽固醇TC水平(p<0.05，p<0.01)。
葛洪唐泰雙瓜復合肽不僅沒有顯著升高糖尿病大鼠的TG、TC含量，而且部分劑量組能夠顯著降低TG、TC含量。因此在糖代謝紊亂的情況下對脂代謝沒有產(chǎn)生影響，即葛洪唐泰雙瓜復合肽不影響糖脂代謝異常的實驗動物的脂代謝能力。
綜上，在實驗所設計的時間和劑量范圍內(nèi), 2 g/kg葛洪唐泰雙瓜復合肽給予四周可以顯著提高糖尿病大鼠0.5H糖耐量(p<0.01)，0.5H糖耐量陽性;各個劑量組均能顯著降低糖尿病大鼠的甘油三酯TG水平(p<0.05，p<0.01);2、0.5 g/kg劑量組能顯著降低糖尿病大鼠的血清總膽固醇TC水平(p<0.05，p<0.01)，TC、TG無明顯升高且降低;高劑量樣品對正常大鼠的血糖沒有影響，可以判定葛洪唐泰雙瓜復合肽具有輔助降血糖功能，可以作為功能性食品輔助糖尿病患者更好控制血糖，提高生活質(zhì)量。
3、結(jié)果與討論
正常情況下，胰島素抑制脂肪的分解 ,促進脂肪的合成。當胰島素敏感性下降時, 胰島素抑制脂肪分解、促進脂肪合成的生物活性降低。動物體內(nèi)脂肪分解增加 ,游離脂肪酸濃度升高,使膽固醇、甘油三酯合成增加 ,高密度脂蛋白減少，誘導高血糖和血脂紊亂，進一步促進胰島素抵抗并破壞胰島β細胞[13]。II型糖尿病( T2DM) 的發(fā)病機制主要為胰島素抵抗和胰島素分泌相對不足，由于糖的生成增加而分解減慢導致高血糖及糖尿,同時乙酰CoA通過三羧酸循環(huán)分解減少合并脂代謝紊亂,在NADH和NADPH還原下轉(zhuǎn)化成酮體,使糖尿病人并發(fā)酮血癥及酮尿癥[14]。四氧嘧啶能高度選擇性破壞胰島β細胞而對其它組織器官無明顯毒副作用，被廣泛用于糖尿病動物模型建立。有研究顯示雄性大鼠的成模率明顯高于雌性大鼠[15]。故本實驗以雄性 SD 大鼠為研究對象，首先以高糖高脂飼料喂養(yǎng)3周以上，誘導外周組織的胰島素抵抗，然后用小劑量四氧嘧啶特異性破壞部分胰島 β 細胞，誘導胰島素分泌減少，兩者結(jié)合能夠誘導出生理、病理改變都接近于人類 2 型糖尿病的動物模型，進而模擬人類 T2DM 發(fā)病過程[16]。
在實驗所設計的時間和劑量范圍內(nèi)，葛洪唐泰雙瓜復合肽給予4周可以降低II型糖尿病大鼠的血糖(p>0.05);2 g/kg劑量組可以顯著提高糖尿病大鼠0.5H糖耐量(p<0.01);同時不影響血脂代謝，TC、TG無升高;并且葛洪唐泰雙瓜復合肽高劑量對正常大鼠的空腹血糖沒有影響，可以判定葛洪唐泰雙瓜復合肽具有較好的輔助降血糖功能。
葛洪唐泰雙瓜復合肽的降糖作用可能與其從苦瓜等天然植物中提取的多肽復合物有關。多肽是α-氨基酸以肽鍵連接在一起而形成的化合物，也是蛋白質(zhì)水解的中間產(chǎn)物，參與調(diào)控人體激素、神經(jīng)、細胞生長、免疫調(diào)節(jié)和新陳代謝等多個領域。已有研究證明苦瓜多肽 -P可提高胰島素敏感指數(shù), 提高肝臟、肌肉對胰島素的敏感程度，增強肝糖原和肌糖原的含量，推測其降血糖機理可能為改善胰島素抵抗[11]。盛清凱等[17]證實苦瓜多肽-P 可改善 2型糖尿病大鼠的胰島素抵抗，打斷糖尿病大鼠高血糖、高胰島素、胰島素分泌不全間的惡性循環(huán)，使血糖和胰島素恢復至正常水平?？喙隙嚯?P 改善胰島素抵抗的機理有待進一步研究發(fā)掘，可能與不同信號通路的激活與抑制有關。
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