仙人掌果多糖的降血糖作用及其機制研究

糖尿病是危害人類健康的四種致命疾病之一，目前無法治愈。化學降糖類藥物盡管見效較快,但對肝、腎等臟器損害較大,故探索治療和控制糖尿病的理想藥物和方法,已成為當今世界醫學界亟待解決和攻克的重點課題之一。仙人掌果為仙人掌[Opuntiadillenii(Ker.-Gawl.)Haw.]植物的果實,果肉含有豐富的微量元素、蛋白質、氨基酸、維生素、多糖類、黃酮類和果膠等。仙人掌在我國海南、廣東、廣西、云南、四川以及東南亞和南亞等熱帶、亞熱帶地區均有分布,四季可以結出數量可觀的仙人掌果。研究報道仙人掌提取物有顯著降血糖作用,但仙人掌果是否具有降血糖作用尚未見報道。鑒于仙人掌果資源豐富,為開發利用此資源,本文對仙人掌果多糖的降血糖作用進行了研究,并初步探討其作用機制,為開發新的降血糖藥物提供實驗依據。1材料和機器1.1實驗動物及分組健康SD大鼠,雌雄各半,體質量130～170g,由廣西醫科大學實驗動物中心提供,許可證號:SCXK桂2003-0003。各組動物均在同樣環境下飲水、攝食、保持自然光照。1.2仙人掌果多糖提取物仙人掌果采于廣西,經廣西中醫藥研究院賴茂祥研究員鑒定為仙人掌[Opuntiadillenii(Ker.-Gawl.)Haw.]植物的果實,仙人掌果原汁為上述仙人掌果直接打成果汁,仙人掌果多糖提取物(CPFP)由上述仙人掌果經本課題組提取、純化制得(多糖含量大于70%)。鏈脲佐菌素(Sigma公司,北京分裝,規格100mg);胰島素(江蘇萬邦生化醫藥股份有限公司,批號070613,10mL,400U);血糖試紙(美國強生有限責任公司);總膽固醇(TC)試劑盒和甘油三酯(TG)試劑盒(浙江伊利康生物有限公司);InsulinAb-5和GlucagonAb-1(ThermoScientific公司)。1.3主要設備血糖測定儀(美國強生有限責任公司);全自動生化分析儀(日本東芝TBA-120FR)。2大鼠胰腺生化指標的測定2.1模型制備及指標測定選取健康大鼠適應性飼養1w。造模前禁食12h,取血測定血糖值,選取血糖值在4.1～6.1mmol/L內大鼠,取10只作正常對照組,其余均以60mg/kg鏈脲佐菌素(STZ)腹腔注射造模,72h后,禁食12h,測定血糖值,凡血糖≥15mmol/L的大鼠視為糖尿病動物模型。選擇血糖值相近的大鼠50只,隨機分為5組,每組10只,分別為模型組、胰島素陽性對照組(10U/kg,肌肉注射給藥)、果原汁組(劑量為2.37g/kg,灌胃給藥)、CPFP高、低劑量組(劑量由預試驗確定,分別為2.37、1.58g/kg,灌胃給藥)。各組大鼠給藥1次/d,連續8w。于給藥第4、8周分別禁食12h,稱量體質量并取血測定血糖水平。第8周腹主動脈取血,用生化自動分析儀測TC和TG。動物處死后取每只大鼠胰腺置10%中性甲醛溶液中保存,作HE染色觀察胰腺組織形態,S-P法免疫組化檢測胰島α細胞和β細胞的水平。2.2統計學處理采用SPSS11.0統計軟件進行統計分析,數據均以xˉ±sxˉ±s表示,組間比較采用t檢驗。3結果3.1鼠體質量變化給藥8w后,與正常對照組比較,模型組大鼠體質量顯著下降(P<0.01);與模型組比較,CPFP高、低劑量組及胰島素組大鼠體質量均顯著增加(P<0.05),見表1。3.2cpfp對大鼠血糖的影響給藥4w后,與正常對照組比較,模型組大鼠血糖顯著升高(P<0.01);與模型組比較,CPFP高、低劑量組大鼠血糖均顯著降低(P<0.01),降糖效果呈現一定的劑量和時間依賴性;CPFP高、低劑量及果原汁組的降糖率分別為54.08%、44.73%和50.01%,見表2。3.3組顯著升升率p>0.0.1的測定與正常對照組比較,模型組大鼠血清TG和TC均顯著升高(P<0.01);給藥4w后,與模型組比較,CPFP高、低劑量組和果原汁組大鼠血清TG和TC均顯著降低(P<0.05),見表3。3.4s-p法染色大鼠胰島細胞表達組織切片HE染色,正常對照組大鼠胰腺中胰島數量較多,胰島內分泌細胞排列整齊,形態正常,結構完整。而模型組大鼠胰島數量減少,體積變小,內分泌細胞數量減少,結構紊亂,部分胰島細胞壞死,部分細胞濁腫變性,腺泡間質有散在淋巴細胞浸潤。CPFP高、低劑量組與模型組比較胰腺病變減輕,胰島輪廓完整,胰島內細胞數量增多,分布規則,細胞邊界較清晰。S-P法染色后,胰島α細胞分泌的胰高血糖素與胰高血糖素特異性抗體結合,呈棕黃色顆粒。按染色陽性細胞占百分數分級計算,正常對照組、模型組、胰島素組、果原汁組及CPFP高、低劑量組陽性率分別為10%、20%、10%、20%、10%和20%,見表4。S-P法染色后,胰島β細胞分泌的胰島素與胰島素特異性抗體結合,呈棕黃色顆粒,存在于免疫反應陽性β細胞胞質內。正常大鼠胰島表達胰島素的免疫反應陽性β細胞位于胰島中央大部,陽性反應較強;模型組大鼠胰島細胞完全呈陰性反應或僅有少數呈弱陽性;給予CPFP治療后,胰腺免疫組化染色陽性β細胞數量比模型對照組多,陽性反應比模型對照組強,但比正常對照組弱。按染色陽性細胞占百分數分級計算,正常對照組、模型組、胰島素組、果原汁組及CPFP高、低劑量組胰島β細胞中胰島素表達陽性率分別為80%、10%、70%、70%、70%和60%,見表5。4cpfp對stz大鼠血糖含量、血脂代謝的影響本研究結果表明,CPFP能顯著降低STZ誘發的糖尿病大鼠的血糖值,同時可使糖尿病大鼠體質量顯著增加。S-P免疫組化染色結果顯示,糖尿病大鼠胰島β細胞基本上不表達胰島素,提示腹腔注射10U/kgSTZ對大鼠胰島β細胞具有嚴重的損傷作用,使胰島素的合成和分泌減少,導致血糖值持續升高,至給STZ后8w仍維持高血糖狀態。給予CPFP治療后,胰島β細胞數量增多,陽性反應較模型組強。以上結果說明CPFP對STZ誘發的糖尿病大鼠具有降血糖作用,對STZ引起的β細胞的損傷具有修復作用。臨床上高甘油三酯血癥及HDL-C降低是糖尿病常見的脂代謝紊亂類型,也是發生血管并發癥的主要危險因素。CPFP可降低STZ糖尿病大鼠的血清TC和TG含量,表明CPFP具有調節血脂代謝的作用。據此