菩人丹对T2DM大鼠胰岛β细胞分泌功能及胰岛素敏感性的影响＊

金 英，鲁碧楠，刘祖涵，王朝晖，白永飞，庞宗然△

(1.承德医学院附属医院药剂科，河北 承德 067000;2.中央民族大学中国少数民族传统医学国家民委-教育部重点实验室，北京 100081;3.北京中研医院管理中心东城中医医院药剂科，北京 100013)

胰岛素抵抗(IR)和胰岛β细胞功能障碍作为2型糖尿病(T2DM)的主要发病机制，贯穿于 T2DM发生、发展的全过程。改善胰岛β细胞功能，提高胰岛素敏感性，对防治T2DM具有重要意义。中医药在改善胰岛素抵抗、调节糖脂代谢紊乱、修复血管内皮损伤、防治T2DM并发症方面具有一定的优势。研究表明［1～3］，益气、养阴、清热、活血中药可以有效改善胰岛素抵抗，保护胰岛β细胞分泌功能。本研究对T2DM大鼠胰岛素敏感性和胰岛β细胞功能进行了评价，并探讨了中药降糖方菩人丹修复β细胞功能和改善胰岛素抵抗的作用效果。

1 材料

1.1 动物

SPF级雄性 Wistar大鼠，体重 160g±20g，由北京大学医学部实验动物科学部提供(许可证号SCXK京2006-0008)。

1.2 药物与试剂

菩人丹超微粉(PRD，药物组成:苦瓜、人参、丹参、葛根、何首乌、水蛭)，北京中医药大学制药厂提供;马来酸罗格列酮，葛兰素史克(天津)有限公司;降糖通脉片，江苏万高药业有限公司;链脲佐菌素(streptozotocin，STZ)，Sigma公司产品;葡萄糖试剂盒，中生北控生物科技股份有限公司;胰岛素放射免疫试剂盒，天津鼎国生物技术有限公司。

1.3 仪器

HITACHI7020全自动生化仪，日本;SN-695B r放免计量仪，中国上海;强生稳豪型血糖仪，美国。

2 方法

2.1 脂肪乳的制备

猪油20 g，甲基硫氧嘧啶1 g，胆固醇 8 g，谷氨酸钠 1 g，蔗糖 5 g，果糖 5 g，吐温 －80℃ 20 ml，丙二醇30 ml，加水定容至100 mL配成脂肪乳。

2.2 T2DM大鼠模型复制

雄性Wistar大鼠，体重160g±20g，每日灌胃自制的脂肪乳10 mL/kg，连续灌胃4周。4周后，眼球后静脉丛取血，离心血清(2500 rpm，10 min)，放免法检测血清胰岛素，全自动生化仪检测血糖判定胰岛素敏感指数。挑选胰岛素敏感指数下降的肥胖大鼠，空腹6 h后尾静脉快速注射STZ 30 mg/kg。1周后尾静脉取血，强生血糖仪检测随机血糖，血糖 ＞16.7 mmol/L的大鼠作为T2DM模型大鼠。

2.3 分组及给药

将成模大鼠按血糖结合体重分层，随机分为4组:模型组、菩人丹(1.8 g/kg)治疗组、降糖通脉片(0.42 g/kg)阳性对照组和马来酸罗格列酮(0.36×10－3g/kg)阳性对照组，每组15只。另设同批次雄性Wistar大鼠15只为空白对照组。各组分别给予相应药物治疗，每天灌胃1次，正常组及T2DM模型组灌胃等剂量蒸馏水，连续给药4周。实验期间除正常组给予普通饲料外，其余各组均给予高脂高热量饲料。

2.4 口服葡萄糖耐量试验(OGTT)

各组大鼠连续给药4周进行口服葡萄糖耐量试验(OGTT)。末次给药后禁食6 h，眼球后静脉丛取血制备血清，用于检测空腹血糖(FPG)及血清胰岛素(FIns)。大鼠灌服50%葡萄糖(2.5 g/kg)，于糖负荷后30 min、60 min、120 min分别眼球后静脉丛取血，分离血清后检测血清葡萄糖和血清胰岛素含量。

2.5 观察指标

2.5.1 胰岛素敏感性 (1)胰岛素抵抗评价指标:稳态模型胰岛素抵抗指数HOMA-IR=FPG×FIns/22.5;(2)胰岛素敏感性评价指标:胰岛素敏感指数 ISI=ln［1/(FPG ×FIns)］。

2.5.2 胰岛β细胞分泌功能 (1)基础胰岛素分泌评价指标:稳态模型胰岛 β细胞功能指数HOMA-β=20×FIns/(FPG －3.5);(2)早时相胰岛素分泌评价指标:糖负荷后30 min胰岛素和血糖净增值的比值(ΔI30/ΔG30);(3)晚时相胰岛素分泌评价指标:胰岛素曲线下面积 AUCI=1/2(FIns+120 min值)+30 min值 +60 min值;(4)葡萄糖处置指数 DI=ΔI30×(ΔG30)－1×(HOMA-IR)－1。

2.6 统计学方法

实验数据使用SPSS 18.0软件进行分析。正态分布资料以均数±标准差(±s)表示，2组间比较采用两样本均数t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

3 结果

3.1 菩人丹对T2DM大鼠胰岛素敏感性影响

表1显示，与空白对照组相比，模型组大鼠的胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)显著升高(21.07±1.93 vs 3.58±0.86，P ＜0.001)，胰岛素敏感指数(ISI)明显降低(－6.16±0.09 vs －4.37±0.26，P=0.004)。菩人丹治疗组与模型组比较，HOMA-IR明显降低(12.37±0.55 vs 21.07±1.93，P=0.002)，其降低T2DM大鼠胰岛素抵抗的作用效果与阳性对照药降糖通脉片(13.03±0.37 vs 21.07±1.93，P=0.003)和罗格列酮(13.21±1.39 vs 21.07±1.93，P=0.002)相当。ISI显著升高(－5.63±0.04 vs－6.16±0.09，P ＜0.001)。

表1 各组大鼠胰岛素敏感性比较

3.2 菩人丹对T2DM大鼠胰岛β细胞分泌功能的影响

表2显示，T2DM大鼠的胰岛β细胞功能指数(HOMA-β)显著降低，不及正常大鼠的20%(25.74±2.36 vs 163.77±39.41，P=0.026)。菩人丹、降糖通脉片和罗格列酮分别对T2DM大鼠进行治疗后，各组HOMA-β较模型组大鼠明显升高(菩人丹33.34±1.48 vs 25.74±2.36，P=0.001;降糖通脉片 30.05±0.86 vs 25.74±2.36，P=0.014;罗格列酮 41.81±4.39 vs 25.74±2.36，P=0.001)。T2DM大鼠糖负荷后30 min胰岛素和血糖净增值的比值(ΔI30/ΔG30)较正常大鼠明显降低(0.10±0.02 vs 1.64±0.39，P ＜0.001)，不足正常大鼠ΔI30/ΔG30的10%;菩人丹、降糖通脉片和罗格列酮治疗后，ΔI30/ΔG30比值均升高，且具有统计学意义(菩人丹 0.61±0.17 vs 0.10±0.02，P=0.002;降糖通脉片 0.41±0.09 vs 0.10±0.02，P=0.001;罗格列酮 0.18±0.04 vs 0.10±0.02，P=0.014)。T2DM模型组胰岛素曲线下面积(AUCI)与空白对照组比较有所升高，但是差异不具有统计学意义(63.89±4.13 vs 54.85±6.63，P=0.075)，各治疗组AUCI与模型组相比，均无显著性差异。

3.3 菩人丹对T2DM大鼠空腹血糖和血糖处置指数的影响

表2 各组大鼠胰岛β细胞分泌功能比较

表3显示，T2DM大鼠的空腹血糖(FPG)较正常大鼠显著升高(21.02±1.32 vs 5.34±0.11，P＜0.001)。菩人丹可以明显降低 T2DM大鼠的 FPG(14.79±1.48 vs 21.02±1.32，P=0.001)，其降低大鼠空腹血糖的效果与阳性对照药降糖通脉片(15.83±1.85 vs 21.02±1.32，P=0.002)和罗格列酮(13.80±1.26 vs 21.02±1.32，P=0.001)相当。T2DM大鼠的葡萄糖处置指数(DI)显著低于正常大鼠(0.005±0.001 vs 0.48±0.16，P=0.034)，给药治疗后，各组 DI均有升高，且具有统计学意义(菩人丹 0.05±0.01 vs 0.005±0.001，P=0.002;降糖通脉片0.03±0.01 vs 0.005±0.001，P＜0.001;罗格列酮 0.01±0.004 vs 0.005±0.001，P=0.007)。

表3 各组大鼠FPG和DI比较

4 讨论

糖尿病中医称其为“消渴病”，从其发病过程上看，其病机演变规律为:发病初期阴虚燥热，病进则气阴两虚，日久伤阳，阴阳两虚，气滞血瘀［4，5］。本实验结合2型糖尿病的病机关键“热、虚、瘀”，确定治疗2型糖尿病的中心法则——“清热生津、益气养阴、滋补肝肾、活血化瘀”，确立以苦瓜为君，人参、丹参为臣，何首乌、水蛭为佐，葛根为使的降糖中药复方菩人丹。方中苦瓜，又称“菩达”，其性味苦寒，入心、脾、肾三经，能泻六经实火，清暑益气、止渴，从苦瓜中提取分离得到的苦瓜总皂苷［6］、苦瓜多糖［7］、苦瓜多肽［8］等多种成分，经实验证实具有良好的降糖作用;人参味甘微苦，性温，归经脾肺，能大补元气，固脱生津，临床和实验研究表明人参及其活性成分，如人参皂甙、人参多糖等具有调节糖脂代谢、抗糖尿病和肥胖的作用［9］;丹参味苦微寒，入心、肝经，重在活血化瘀，常用于配合治疗T2DM，能够改善血黏度，增强治疗效果［10］，并且实验研究发现其活性成分丹酚酸B能够减少糖尿病动脉粥样硬化斑块面积［11］;葛根味甘平、主消渴、热、呕吐、清痹，其主要成分葛根素可以降低血糖，扩张外周血管，从而具有治疗糖尿病并改善其微血管病变所致的周围神经损伤和视网膜病变及肾功能病变的效果［12］;何首乌味苦、甘、涩，性微温，归肝肾经，补益精血、补肝肾，其主要水溶性有效成分二苯乙烯苷具有抗氧化、改善脂质代谢等功效［13］;水蛭微寒咸腥，破血瘀、通经脉、利水道，具有降低全血及血浆比黏度、改善血液流变学、降低血胆固醇和甘油三脂等作用［14］。前期实验研究已证实［15-19］，菩人丹具有调节糖脂代谢紊乱、减轻大血管损伤、改善胰腺微循环等功效，充分发挥中药复方治疗T2DM的优势和特色。

本实验在前期研究成果的基础上，进一步对T2DM及菩人丹治疗后大鼠胰岛素敏感性和胰岛β细胞分泌功能进行了评价。研究结果显示，T2DM大鼠胰岛素敏感性明显降低，胰岛素抵抗水平显著增强，表现为ISI的降低和HOMA-IR升高;T2DM大鼠胰岛β细胞分泌功能也明显受到抑制，表现为HOMA-β 和 ΔI30/ΔG30的降低，尤以反映胰岛素早时相分泌的 ΔI30/ΔG30变化更为明显，模型组ΔI30/ΔG30仅为正常对照组的6%，而反映胰岛素晚时相分泌的AUCI较空白组有所升高，但无统计学意义;T2DM模型组大鼠空腹血糖升高的同时，其葡萄糖处置指数(DI)显著降低，仅为正常对照组的1%。在菩人丹治疗干预后，HOMA-IR显著下降，ISI明显升高，说明菩人丹可以有效减轻T2DM大鼠胰岛素抵抗，增加胰岛素敏感性;大鼠 HOMA-β、ΔI30/ΔG30、DI在菩人丹干预后均升高，虽不能完全达到正常大鼠水平，但与模型组相比均具有显著性差异，说明菩人丹在一定程度上提高了T2DM大鼠胰岛β细胞的分泌功能，改善了胰岛素质量及其早时相分泌。但是各组AGCI与模型组相比，均无显著性差异，说明菩人丹对胰岛素晚时相分泌无明显作用，且该作用特点与阳性对照药降糖通脉片和罗格列酮类似。

同时通过本实验也可以看到，菩人丹虽然可在一定程度上缓解胰岛素抵抗和β细胞分泌功能缺陷，抑制T2DM病程进一步发展，但其终究无法使机体恢复到正常水平。提示我们“不治已病治未病”的重要性，要将“未病先防、既病防变”的中医理念运用于T2DM的防治中，充分发挥中医药在T2DM治疗中的潜在优势，有效地控制T2DM的发生发展。

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