桑叶有效成分降糖作用研究

玄光善，潘士佳，南 姬

(1.青岛科技大学化工学院，山东 青岛 266042；2.青岛科技大学国际学院，山东 青岛 266061)

桑叶有效成分降糖作用研究

玄光善1，潘士佳1，南 姬2

(1.青岛科技大学化工学院，山东 青岛 266042；2.青岛科技大学国际学院，山东 青岛 266061)

目的：研究桑叶中有效成分的降糖作用。方法：通过动物实验研究桑叶多糖、黄酮及生物碱对链脲佐菌素致糖尿病模型小鼠的血糖、血脂及糖耐量的影响。结果：桑叶多糖、黄酮、生物碱成分均可显著降低糖尿病模型小鼠的血糖值，增加其糖耐量，对抗糖尿病所伴随的血脂异常，其血糖下降率分别为14.42%、27.33%及37.55%。结论：桑叶多糖、黄酮、生物碱对糖尿病有一定的预防及治疗作用。其中生物碱的降糖作用最为显著，效果优于阳性对照品。

多糖；黄酮；生物碱；降血糖；糖尿病小鼠

糖尿病已成为现代威胁人类的主要疾病之一。据世界卫生组织的数据统计，全球糖尿病患者有2.46亿，预计到2030年患病人数将比2000年翻一番[1]，已成为威胁人类生命的第三大杀手。糖尿病的治疗，除注射胰岛素外，大部分口服合成药，一方面不能停药，同时会对人的肝脏带来损害和不利。从中药，特别是植物资源中寻找治疗糖尿病的药物是十分有意义的。

现代科学表明，桑叶是上好的功能食品，它能降压、降脂、抗衰老、抑制有害的氧化物生成等。桑叶提取物可有效促进糖尿病患者健康的恢复。另外，其抗血糖作用也已被广泛报道[2]。Naowaboot等[3]证明，连续给予糖尿病鼠桑叶醇提物，可显著降低其血糖水平。Park等[4]发现桑叶水提物可明显降低患病鼠的餐后血糖峰值，其作用机制为抑制小肠中的α-葡糖苷酶的活性。

本研究综合考察桑叶多糖、黄酮及生物碱的降糖作用并将其作用进行对比，对血糖进行测定的同时综合考虑血脂、肝糖、血糖、糖耐量的影响，为以后对有效作用成分筛选与研究各种成分的协同作用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

昆明种小白鼠，普通级，雌性，3月龄，体质量(24±3)g，由青岛市药品检验所提供。

桑叶(产地：河北，批号：091101) 安国市补澳中药饮片有限公司；链脲佐菌素(streptozocin，STZ) 美国Sigma-Aldrich公司；AB-8型大孔吸附树脂 安徽三星树脂科技有限公司；盐酸二甲双胍 北京京丰制药有限公司；肝/肌糖元试剂盒 南京建成生物工程研究所；葡萄糖试剂盒(氧化酶法) 北京北化康泰临床试剂有限公司；其他试剂均为分析纯。

FW100型高速万能粉碎机 天津市泰斯特仪器有限公司；KH-250DB型数控超声波清洗器 昆山禾创超声仪器有限公司；RE-5型旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂；FD-1系列冷冻干燥机 北京德天佑科技发展有限公司；UV762型紫外-可见分光光度计 上海精密科学仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 桑叶主要成分的提取及纯化

桑叶多糖组分的提取：称取干燥的桑叶粗粉适量，采用水提法提取，三氯乙酸法去除蛋白，多次醇沉得粗多糖[5]。再上大孔树脂柱，以蒸馏水洗脱，活性炭脱色，浓缩醇沉后干燥得桑叶总多糖，利用苯酚-硫酸法测得其含量为68.06%，得率为2.62%(2.62g/100g药材)，备用。

桑叶黄酮组分的提取：取桑叶粗粉适量，80%乙醇超声提取[6]。提取液经AB-8型大孔树脂吸附[7]，70%乙醇洗脱，收集洗脱液，浓缩干燥后得桑叶黄酮提取物，利用分光光度法测得其含量为50.12%，得率为2.41%(2.41g/100g药材)，备用。

桑叶总生物碱组分的提取：取干燥的桑叶粗粉适量，25%乙醇回流提取，过滤，滤液上树脂柱纯化，蒸馏水洗脱，洗脱液浓缩干燥后得桑叶生物碱提取物[8]，经雷氏盐比色法[9]检测总生物碱，其含量为47%，得率为1.06%(1.06g/100g药材)，备用。

1.2.2 降糖作用考察

1.2.2.1 桑叶不同组分对正常小鼠的影响

正常小鼠40只，分5组。适应性喂养3d后，禁食(不禁水)12h。尾静脉取血，测空腹血糖值。各组小鼠给予高脂饲料喂养，并且其饮用水中添加5%的蔗糖。B、C、D、E组分别灌胃给予剂量为100mg/kg (以体质量计)的桑叶多糖、黄酮、生物碱及阳性对照品(盐酸二甲双胍)；A组为正常对照组，灌胃给予同样剂量的生理盐水。连续7d，末次给药前动物禁食(不禁水) 12h。眼底静脉丛采血，测空腹血糖值及血脂值。

1.2.2.2 糖尿病小鼠的造模

健康昆明种小鼠60只，取8只作为空白对照组，其余小鼠进行糖尿病模型的诱导。适应性喂养3d后，禁食、自由采水12h，一次性腹腔注射链脲佐菌素200mg/kg。每天观察小鼠的一般状况，于造模后第4天小鼠禁食、自由采水12h，尾静脉取血，测其空腹血糖值，空腹血糖高于11.1mmol/L者选为实验所用的糖尿病模型[10]。

1.2.2.3 桑叶不同组分对STZ致糖尿病模型小鼠的影响

将造模成功的实验性高血糖小鼠40只随机分成5组。A组为模型对照组，与正常对照组灌胃给予同样剂量的生理盐水；B、C、D、E组分别灌胃给予剂量为100mg/kg的桑叶多糖、黄酮、生物碱及阳性对照品(盐酸二甲双胍)。每天连续给药，分别于第6、12天测量其空腹血糖值。实验第12天，完成糖耐量测定后，小鼠眼眶取血测血脂。脱颈处死，摘取肝脏，生理盐水洗净后，滤纸吸干，称质量，按照Kemp,s氏法[11]检测其肝糖元含量。

血糖下降百分率的计算方法如下[11]：

式中：a为给药前血糖值；b为给药后血糖值。

1.2.2.4 桑叶不同组分对糖尿病小鼠糖耐量的影响

各组小鼠在末次给药前禁食12h后尾静脉取血，为0h血糖。给药3h后腹腔注射葡萄糖2.5g/kg，于0.5、1.0、2.0h尾静脉采血测血糖值。

药时曲线下面积的计算方法如下[12]：

式中：A、B、C、D分别为给药后0、0.5、1.0、2.0h的血糖值。

1.2.3 统计方法

实验数据以x±s表示，采用SPSS 16.0软件包进行统计分析，不同实验组间差异用方差检验进行分析。

表1 桑叶不同组分对正常小鼠血糖和血脂的影响Table 1 Effects of mulberry leaf bioactive components on blood glucose and blood lipid in normal mice

2 结果与分析

2.1 桑叶不同组分对正常小鼠血糖和血脂的的影响

由表1可知，给药一周后，各组小鼠的空腹血糖值均有所上升。对每只小鼠的血糖升高百分率进行计算[11]，然后各组分别取平均值得正常对照组、多糖组、黄酮组、生物碱组、阳性对照组的血糖升高百分率分别为65.06%、22.57%、25.54%、10.56%及45.49%。桑叶黄酮、生物碱组小鼠的血糖升高幅度均较小，表明桑叶黄酮、生物碱对正常小鼠的血糖升高有一定的抑制作用，这可能与其对α-葡萄糖苷酶的抑制作用有关[13]。

给药一周后，各组小鼠的血清总胆固醇(TCHO)值均有所上升，其中桑叶总生物碱组小鼠TCHO的上升辐度较小，表明桑叶生物碱对正常小鼠的TCHO的升高有轻微的抑制作用。同时，桑叶多糖、黄酮对正常小鼠的甘油三酯(TG)有一定的降低作用。而桑叶生物碱及盐酸二甲双胍却可略升高正常小鼠的TG含量，但升高幅度较小。另外，桑叶多糖可显著升高正常小鼠的高密度胆固醇水平(P＜0.001)。其作用效果优于阳性对照品盐酸二甲双胍。而桑叶黄酮及总生物碱则对正常小鼠的高密度胆固醇(HDL)无显著作用。但桑叶总生物碱可显著降低正常小鼠的低密度胆固醇(LDL)水平，其效果优于阳性对照品盐酸二甲双胍。

2.2 桑叶不同组分对糖尿病小鼠的作用

2.2.1 桑叶不同组分对糖尿病小鼠血糖的影响

表2 桑叶不同组分对糖尿病小鼠血糖的影响(n=8)Table 2 Effects of mulberry leaf bioactive components on blood glucose in diabetic mice (n=8)

由表2可知，造模后，小鼠血糖值明显升高，说明糖尿病造模成功。治疗给药期间，模型组小鼠空腹血糖值一直维持较高的水平，各给药治疗组小鼠的血糖值均呈下降趋势，其降糖作用随给药时间的延长而日趋显著。给药6d后，多糖组、黄酮组、生物碱组及阳性对照组小鼠血糖均有所降低，血糖下降率分别为6.32%、12.10%、20.06%及13.17%。血糖下降百分率同正常对照组相比，差异较显著(P＜0.05)，但与模型组相比无显著性差异。给药12d后，各给药组血糖均有显著降低，血糖下降率分别为14.42%、27.33%、37.55%、35.67%。与正常对照组比，各给药组小鼠血糖的差异均显著。与模型组相比，多糖组、黄酮组及生物碱组分别降至模型组血糖78.07%、72.86%、64.95%。其中总生物碱组的差异最为显著(P＜0.001)。并且黄酮组、生物碱组的效果与盐酸二甲双胍的降糖效果也无明显差异，表明桑叶多糖、黄酮、生物碱的降糖效果显著。

2.2.2 桑叶不同组分对糖尿病小鼠血脂的影响

表3 桑叶不同组分对糖尿病小鼠血脂的影响(n=8)Table 3 Effects of mulberry leaf bioactive components on blood lipid in diabetic mice (n=8)

由表3可知，造模后，发现模型组小鼠的TCHO、TG、LDL水平均升高，而HDL水平则有所降低。给药12d后，桑叶生物碱组小鼠TCHO值显著降低。表明桑叶生物碱组分可降低STZ糖尿病鼠的TCHO水平，其作用效果优于阳性对照组，与模型组差异显著(P＜0.001)。桑叶生物碱对STZ糖尿病小鼠的TG水平有一定的降低作用。桑叶多糖、黄酮及总生物碱均可降低STZ糖尿病鼠的LDL水平，与模型组相比差异显著(P＜0.01)。其中生物碱组分对小鼠LDL的作用效果优于阳性对照品盐酸二甲双胍。桑叶生物碱可显著降低糖尿病小鼠的HDL水平，与模型组有显著差异(P＜0.001)，这可能与喂养高脂饲料有关[14]，具体原因有待于进一步研究。

表4 桑叶不同组分对小鼠葡萄糖耐受量的影响(n=8)Table 4 Effects of mulberry leaf bioactive components on blood tolerance in mice (n=8)

2.2.3 桑叶不同组分对小鼠葡萄糖耐受量的影响

由表4可知，桑叶多糖、黄酮及总生物碱都能不同程度地降低葡萄糖负荷后糖尿病小鼠的血糖值，其中生物碱组效果最佳。葡萄糖负荷0h时，桑叶多糖、黄酮、生物碱组小鼠血糖值分别为模型组的78.07%、72.86%、64.95%；葡萄糖负荷0.5h时，各组小鼠血糖值均有所上升；负荷1h时，各组小鼠血糖均略有下降，但生物碱组小鼠血糖同0.5h相比略上升，且低于模型对照组血糖。2h后，血糖值大辐度下降，总生物碱组的血糖值为最低，血糖曲线下面积亦以总生物碱组为最小，与模型组相比有显著差异(P＜0.001)，与阳性对照组差异最小。表明桑叶多糖、黄酮及总生物碱均可明显提高STZ糖尿病小鼠的糖耐量的水平，其中桑叶总生物碱的效果最为显著，与模型对照组相比均有显著性差异(P＜0.001)。

2.3 肝糖原含量的测定

图1 肝糖元含量示意图Fig.1 Liver glycogen contents in normal and diabetic mice

与正常对照组相比，模型对照组小鼠的肝糖原含量与正常组相比明显下降(P＜0.001)，说明造模成功。由图1可知，桑叶多糖可增加正常小鼠及糖尿病模型鼠的肝糖元含量。黄酮组分则可使正常小鼠的肝糖元水平降低，却可以增加患病鼠的肝糖元含量。而生物碱组分则可使正常小鼠及患病鼠的肝糖元含量均升高。说明桑叶多糖、黄酮、生物碱均可增加患糖尿病动物糖的储存能力，对糖尿病小鼠的糖代谢有一定的调节作用。

3 结 论

用链脲佐菌素造模后，小鼠出现明显的多饮、多食、多尿、体质量减轻等糖尿病典型症状[15]。经灌胃给药治疗后，症状有所减轻，且随着给药时间的延长，降糖作用愈加明显。

桑叶多糖、黄酮及总生物碱组分都可降低糖尿病小鼠的血糖。其中生物碱效果最为显著，可能与其抑制动物肠道内α-糖苷酶的活性，阻碍其与二糖的结合作用有关[16]。另外，桑叶多糖、生物碱对正常小鼠的血糖升高有一定的抑制作用，而桑叶黄酮则对正常小鼠的血糖值影响较小。

桑叶多糖组分可显著升高患病小鼠的HDL水平并降低其LDL水平；黄酮组分对正常小鼠的TG有一定降低作用，还显著升高糖尿病小鼠的HDL水平、降低其LDL水平；桑叶生物碱可降低STZ糖尿病小鼠的TCHO水平。此外，桑叶总生物碱还可显著降低正常小鼠的LDL水平。对STZ糖尿病小鼠的TG水平有一定的降低作用。

本实验结果表明：桑叶多糖、黄酮及生物碱都可不同程度地降低糖尿病小鼠的血糖，促进其肝糖元的合成，增加肝糖原含量，增加糖尿病动物糖的贮藏能力，同时对其并发的血脂异常有一定的改善作用。本研究综合考察了桑叶多糖、黄酮及生物碱的降糖作用并将其进行了对比，为以后对其有效作用成分筛选与研究各种成分的协同作用提供参考。

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Hypoglycemic Effect of Bioactive Components in Mulberry Leaves

XUAN Guang-shan1，PAN Shi-jia1，NAN Ji2
(1. College of Chemical Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266042, China；2. International College, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266061, China)

Objective: To explore the hypoglycemic effect of polysaccharides, flavonoids and alkaloids from mulberry leaves. Methods: A mouse model of diabetes was established to explore the effects of mulberry leaf polysaccharides, flavonoids and alkaloids on blood glucose, blood lipid and glucose tolerance. Results: The polysaccharides, flavonoids and alkaloids could obviously decrease blood glucose, improve glucose tolerance, and resist abnormal blood lipid in diabetic mice. The reduction rates of blood glucose in mice administered with mulberry leaf polysaccharides, flavonoids and alkaloids were 14.42%, 27.33% and 37.55%, respectively. Conclusion: Mulberry leaf polysaccharides, flavonoids and alkaloids can prevent and treat diabetes. Mulberry leaf alkaloids have obvious hypoglycemic effect and exhibit better hypoglycemic function than the positive reference substance metformin.

polysaccharides；flavonoids；alkaloids；hypoglycemic；diabetic mice

R931.71

A

1002-6630(2011)07-0323-04

2010-09-06

山东省自然科学基金项目(ZR2009CM082)

玄光善(1964—)，男，教授，博士，主要从事药物分析新方法和技术研究。E-mail：myqust@yahoo.com.cn