【文献】茶多糖对2型糖尿病小鼠降糖作用研究

中日友好医院学报2005年第19卷第2期实验研究茶多糖对2型糖尿病小鼠降糖作用研究芮莉莉萧建中程义勇（军事医学科学院四所营养研究室，天津300043；中日友好医院内分泌科，北京100029）摘要目的：探讨茶多糖对2型糖尿病小鼠的降血糖作用及其机制。方法：将KK-Ay2型糖尿病小鼠随机分为高、中、低3个剂量组和对照组，分别以等体积的,50、100、150mg/kg/d的茶多糖和生理盐水连续灌胃8周。4周末时检测各组小鼠的糖耐量，8周末时测其空腹血糖、胰岛素、果糖胺、血脂以及肝糖原等指标。结果：4周末时高剂量组小鼠的葡萄糖耐量得到显著改善（p＜0.01），至第8周时，中、高剂量组血糖、血清胰岛素、血清甘油三酯和果糖胺水平均较对照组显著降低（p＜0.05，p＜0.01），肝糖原显著升高（p＜0.01）。结论：茶多糖可有效降低KK-Ay2型糖尿病小鼠的血糖水平，并对糖代谢、脂质代谢有改善作用，提示其作用机理可能与增加胰岛素的敏感性有关。关键词：茶多糖，KK-Ay2型糖尿病小鼠，血糖国内外已有关于茶多糖（TPS）降血糖作用的报道。本研究采用新的提取方法获得TPS，并观察其对糖尿病小鼠血糖的影响。1材料和方法1.1材料采用单独提取法从粗老绿茶（产地：安徽）中提取TPS，其工艺可归纳为：原料→水浸提→取滤液浓缩→乙醇沉淀→过滤，回收乙醇→粗多糖→Sevage法脱蛋白→精制、干燥得TPS。多糖定量采用苯酚-硫酸法，蛋白定量采用考马斯亮蓝G-250法。KK-Ay糖尿病小鼠48只，雌雄各半，体重20~25g，购自中国医学科学院实验动物中心。均饲以基础饲料（由动物中心提供），用不锈钢鼠笼喂养，自由饮水，动物房温度控制在20℃~25℃、湿度55%~65%、光照10~12h/d，鼠笼隔天清洗消毒1次。1.2实验方法将动物随机分为高、中、低3个剂量实验组和对照组，每组12只。实验组分别以50、100、150mg/kg/d的TPS、对照组以生理盐水连续灌胃8周。经预实验确定有效剂量，灌胃液体容积量（ml）为0.01倍小鼠体重（g）。每周测定小鼠空腹血糖1次，测定前禁食12h，剪尾取血。第4周时各组小鼠做糖耐量实验（OGTT）。第8周实验结束时处死动物，测体重，心脏取血测定血清胰岛素、血脂、果糖胺，取新鲜肝组织测定肝糖原。OGTT前1天小鼠空腹12h，可自由饮水。OGTT当天，将葡萄糖按2g/kg体重分别溶于下述灌胃小鼠的TPS和生理盐水中，给予3个实验组小鼠TPS灌胃，给予对照组小鼠生理盐水灌胃，灌胃液体容积量（ml）为0.01倍小鼠体重（g）。观察灌胃时及灌胃后30min、1h、2h的血糖变化。血糖用葡萄糖氧化酶法测定，血清胰岛素用放射免疫法测定（原子能研究所）。甘油三酯、果糖胺用日立7170A全自动生化分析仪测定；肝糖原测定参照参考文献。1.3统计学方法统计学处理采用SAS6.0软件。2结果2.1TPS灌胃前后的空腹血糖水平表1示，在实验开始时，各组动物空腹血糖无显著差异(灌胃6周后，高剂量组的空腹血糖较开始时和同期对照组显著降低（均p＜0.01）；灌胃8周后，中、高剂量组的空腹血糖值均较开始时和同期对照组显著降低（均p＜0.01）。2.2对糖尿病小鼠OGTT及体重的影响TPS灌胃4周后的OGTT结果见表2，开始（0min）时高剂量组已有低于对照组的趋势；在30min、60min、120min时高剂量组血糖显著低于对照组（p＜0.05，p＜0.01）；低剂量和中剂量组虽有改善糖耐量的趋势，只有60min时有统计学差异。表2示，4周时高剂量组体重较对照组有减轻的趋势，但没有统计学差异。8周时，高剂量组体重较对照组显著降低（P＜0.05）。2.3TPS对糖尿病小鼠血糖、胰岛素、血脂、果糖胺及肝糖原的影响表3示，8周实验结束时，中、高剂量组较对照组血糖、血清胰岛素水平、果糖胺有显著的降低作用（P＜0.01），而且呈现剂量效应关系，低剂量组与对照组间没有差异。中、高剂量组血清甘油三酯水平较对照组也有显著降低，但没有剂量效应关系（P＞0.05），说明TPS在调节糖代谢的同时也有改善脂质代谢的作用。在肝糖原方面，中、高剂量组较对照组升高显著，说明TPS有抑制肝糖原分解、促进其积累的作用。3讨论2型糖尿病的主要特征为胰岛素抵抗和胰岛素分泌绝对或相对不足，以及由此导致糖、蛋白质和脂肪代谢紊乱。从天然植物中寻找有效的降血糖成分可能为治疗糖尿病提供新的方法。茶叶中除含有茶多酚、生物碱、挥发油等成分外，近年来还发现有另一种组分为TPS，它们常与蛋白质结合在一起。茶叶中具有降血糖效果的成分是TPS，国内外对TPS的组分及降糖作用也有报道，但不同的提取工艺和提取条件下所得到的TPS组分不同，其对血糖的影响也不同，本研究采用单独提取法，得到一系列的TPS提取物，实验中所采用的多糖是其中的一种。KK-Ay小鼠是一种毛色基因（ay）突变型糖尿病小鼠，ay基因不仅影响小鼠的毛色而且可引起代谢紊乱，出现肥胖、高血糖、脂质代谢紊乱和高胰岛素血症等代谢异常综合征，其发病是在遗传易感的基础上加环境因素而诱发，与人类2型糖尿病表现极为相似，是一种理想的人类型糖尿病动物模型，为胰岛素抵抗的典型模型。KK-Ay糖尿病小鼠在饲喂TPS的过程中，每次灌胃液体容积量（ml）均为0.01倍小鼠体重（g），8周后小鼠未出现消化功能降低现象，因本实验中高剂量组小鼠体重与对照组比较显著降，而中、低剂量组没有未出现此结果，我们推测是TPS引起了小鼠体重下降。如表2所示，TPS治疗4周后空腹血糖有下降趋势，高剂量组糖耐量已显著改善，负荷后血糖漂移明显减小。这提示仅仅测空腹血糖不够敏感，还说明TPS发挥明显作用需要一定长的疗程。TPS在降低血糖、体重的同时，小鼠的空腹胰岛素水平也明显降低，提示TPS对胰岛素抵抗有改善作用。果糖胺是血中葡萄糖与血清蛋白发生非酶促糖基化反应形成的具有酮胺键的糖化血红蛋白，其生成量与血糖的浓度呈正相关，反映的是最近2周机体血糖的平均水平，变异很小，不受饮食、运动、机体状态等因素的影响，是评估降糖方案中中期血糖水平的客观依据。本研究中各剂量组间果糖胺的差异且呈现剂量效应关系，进一步证明了TPS的降糖作用。本实验结果表明,TPS有降低KK-Ay糖尿病小鼠空腹血糖作用，其作用强度随剂量而加强，有剂量效应关系，本研究中TPS降低血糖的同时糖原增加，改善糖尿病小鼠肝脏糖代谢，通过增加肝糖原的累积，从而使输出到血中的葡萄糖减少，使血糖水平降低。在空腹血糖降低的同时，空腹胰岛素水平也明显降低，提示胰岛素抵抗的改善。这种作用可能使葡萄糖合成肝糖原增加，肝糖输出减少，从而降低空腹血糖。2型糖尿病患者体内除有糖代谢紊乱外，通常还有脂质代谢的异常，这是引发糖尿病重要并发症——动脉粥样硬化的主要原因之一。本研究证明TPS在降低血糖的同时，能够降低血清甘油三酯，改善脂质代谢，这与其他的研究结果不一致，其原因可能与提取到的TPS不同有关。高水平的甘油三酯通过糖/脂肪酸循环，胰岛素信号转导等多个不同途径抑制、降低了胰岛素的敏感性，导致胰岛素抵抗的发生，而TPS能降低血中甘油三酯，可能与胰岛素抵抗的改善有关。用人胰岛素试剂盒测定实验鼠胰岛素水平在国内已有报道，由于本研究胰岛素的测定用的是测定人的胰岛素的试剂盒，胰岛素浓度可能与实际情况有一定的差别。总之，本研究证明，TPS能够降低糖尿病小鼠的血糖、血脂，同时伴体重和胰岛素水平的下降，提示其作用机理可能与增加胰岛素的敏感性有关。有关TPS降低血糖的作用机理、应用前景以及纯化和结构分析正在进一步研究中。(本研究得到了军事医学科学院基础医学研究所吕品、孙红等老师的帮助，在此致谢)