紫荆花红色素对模型动物血糖和血脂的影响研究

王金亭，吴广庆，杨敏一

(聊城大学东昌学院，山东聊城252000)

紫荆(Cercis chinensisBge.)是豆科紫荆属落叶小乔木或灌木，在全国各地均有栽培，花量资源丰富，花期长，花色艳丽，色素含量较高。紫荆花红色素是花色苷类色素，主要成分为芍药色素-3，5-双葡萄糖苷［1］，经大孔树脂纯化后固体粉末紫红色，易溶于水和乙醇，性质稳定［2］，无毒无害，具有抗氧化和抑菌活性［3-4］，应用价值较高。文献表明:蓝莓花色苷［5-6］具有抑制肿瘤作用，紫甘薯花色苷［7］、黑豆红花色苷［8］具有降血糖作用，笃斯越桔花色苷和锦葵花色苷具有降血脂的作用［9-10］，但文献检索未见紫荆花红色素对血糖、血脂调节作用的报道。在前期研究的基础上，进行了紫荆花红色素对模型动物血糖和血脂水平的影响实验，旨在充分了解其生理活性，为该红色素的进一步开发研究提供相应的理论数据。

表1 色素对小鼠血糖的影响(¯x±s，n=10)Table 1Effect of pigment on serum glucose in rats(¯x±s，n=10)

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

紫荆花 聊城市区;昆明种小白鼠(20～25g)、SD大鼠(80～92g) 济南山东医科大学实验动物中心，实验用清洁级;普伐他丁(10mg×7片/盒) 上海施贵宝制药有限公司;胆固醇(25g/瓶)、去氧胆酸钠(10g/瓶，进口分装) 上海缘聚生物科技有限公司;丙硫氧嘧啶片(50mg×100片/盒) 深圳市中联制药有限公司;猪油 市售;吐温-80 蚌埠化学试剂厂;TC、TG、HDL-C、LDL-C试剂盒 南京建成生物工程研究所;四氧嘧啶(ALX) 美国Sigma公司，使用时用0.9%生理盐水(PSS)溶解，按ALX 150mg和PSS 18mL的比例充分溶解，过滤消毒。

TU-1810APC型紫外可见分光光度计 北京普析;AR1140电子天平 美国-奥豪斯;RE-52A旋转蒸发仪 上海亚荣;PHS-3C酸度计 上海雷磁;血糖测定仪 美国强生。

1.2 实验方法

1.2.1 色素的制备 紫荆干花→粉碎→85%乙醇超声提取→抽滤、旋蒸→紫红色提取液→AB-8大孔树脂纯化→真空浓缩→冷冻干燥至恒重→紫红色色素。

1.2.2 紫荆花红色素对正常小鼠血糖的影响

1.2.2.1 糖尿病小鼠模型的制备参考文献［11］建立四氧嘧啶致糖尿病模型。小鼠适应性饲养1周，末次进食12h后，称量空腹体重并断尾取血测定血糖浓度。选取血糖浓度为3.5～5.5mmol/L的小白鼠55只，随机取10只为对照组，其余分两次腹腔注射四氧嘧啶，第一次120mg/kg·BW，第二次80mg/kg·BW，两次间隔24h，给药后5h，每只腹腔注射质量分数50%的葡萄糖0.5mL。7d后禁食不禁水12h，称体重并断尾取血测定血糖浓度。血糖浓度超过11.1mmol/L的可判定为造模成功。

1.2.2.2 实验动物的分组和检测指标 10只正常鼠为对照组，40只造模成功的小鼠随机等分成4组，即模型组、高剂量组(High dose group，HDG)、中剂量组(Middle dose group，MDG)和低剂量组(Low dose group，LDG)，根据每日体重连续灌胃强饲15d。低、中、高剂量组分别按体重灌胃色素样品100、200、300mg/kg，对照组、模型组灌胃0.9%生理盐水。末次给药后禁食不禁水12h，断尾取血测定血糖浓度。

1.2.3 紫荆花红色素对SD大鼠血脂的影响

1.2.3.1 高脂乳剂的制备参考文献［12-13］稍加改变，制备高脂乳剂。丙硫氧嘧啶于乳钵中研细，猪油于40℃水浴加热融化，备用。取乳钵，依次加入40g猪油、20g胆固醇、1g丙硫氧嘧啶，充分搅拌、溶解，再徐徐加人10%去氧胆酸钠水溶液20mL、搅拌，然后加入5mL吐温-80，均匀乳化，最后加蒸馏水至100mL。装入密闭容器中，冷藏备用，使用时先于37℃水浴融化。

1.2.3.2 高脂血症大鼠模型的制备参考文献［14-15］改进方法制备模型。SD大鼠适应性饲养7d，随机分为对照组(10只)和模型组(52只)，基础饲料自由饮食。模型组大鼠每天定时腹腔注射高脂乳剂10mL/kg，正常组给予等体积去离子水。7d后，禁食不禁水12h，各组大鼠断尾取血，测定其血清TC和TG水平，TC、TG值明显高于正常组视为模型制备成功。

1.2.3.3 实验动物的分组和检测指标 50只成功造模的 SD大鼠，随机等分成5组，即阳性对照组(Positive control group，PCG)、高脂模型组(Highlipid model group，HMG)、色素 HDG、MDG 和 LDG组;10只正常SD大鼠为阴性对照组(Negative control group，NCG)。每天上午 PCG、LDG、MDG、HDG、HMG定时按体重灌胃10mL/kg高脂乳剂，NCG灌胃生理盐水;下午定时分别灌胃普伐他丁4mg/kg、紫荆花红色素10、20、30mg/kg、生理盐水。各鼠均饲以基础饲料，每天两次喂食，自由饮水。28d后，禁食不禁水12h，断尾取血，分离血清，按试剂盒要求方法步骤测定TC、TG、LDL-C及HDL-C水平，按公式计算动脉硬化指数(AI)。

1.2.4 统计学分析 采用SPSS 17.0统计软件进行数据处理，结果用¯x±s表示，组间比较采用t检验，p＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 色素对糖尿病小鼠血糖的影响

四氧嘧啶是一种自由基激活剂，可以选择性的损伤胰岛β细胞，导致胰岛素原合成障碍，引起内分泌功能紊乱、代谢失调，从而使动物血糖升高，机体消瘦而体重下降［11］。表1显示:与对照组比较，各组小鼠体重明显下降，血糖值明显升高(p＜0.01)，说明四氧嘧啶造模成功。与模型组比较，紫荆花红色素中、高剂量组小鼠体重显著增大，血糖极显著降低(p＜0.01)。低剂量组对小鼠体重也有影响(p＜0.05)，对小鼠血糖的影响不显著。可见，紫荆花红色素对四氧嘧啶致糖尿病小鼠的血糖有调节作用。色素调节血糖的机制，一是可能减缓四氧嘧啶对胰岛β细胞的毒害损伤，部分恢复胰岛素的分泌功能;二是清除自由基、降低MDA浓度、增强SOD活性［4］，从而提高肝脏的抗氧化能力，降低血糖浓度。

表2 色素对SD大鼠血脂的影响(n=10，¯x±s，mmol·L-1)Table 2Effect of pigment on serum lipids in SD rats(n=10，¯x±s，mmol·L-1)

2.2 色素对高脂血症大鼠的影响

表2显示:与正常对照组比较，高脂模型组大鼠血清TC、TG、LDL-C水平显著升高，HDL-C水平显著降低(p＜0.01)，说明高脂血症大鼠模型制备成功。与模型组比较，阳性对照组能有效降低血清TC、TG和LDL-C水平，升高HDL-C水平(p＜0.01);不同剂量的色素均能显著降低TC和LDL-C水平，MDG和HDG显著降低TG水平(p＜0.05)，HDG对HDL-C水平具有明显的调节作用(p＜0.01)。

图1显示:与高脂模型组比较，PCG和中、高剂量组的AI和LDL-C/HDL-C显著降低(p＜0.01)，低剂量组AI降低(p＜0.05)，LDL-C/HDL-C变化不明显。

图1 色素对SD大鼠动脉硬化指数的硬性Fig.1 Effect of pigment on atherogenic index of serum in SD rats

脂质代谢异常是导致高血脂的直接原因，高血脂是引发动脉粥样硬化(atherosclerosis，AS)的主要诱因。高水平TC、TG和LDL-C使AS形成的几率增高，HDL-C与AS呈负相关;AI和 LDL-C/HDL-C比值较HDL-C、LDL-C更能准确地反映血脂水平与AS、冠心病之间的关系，较低的AI和LDL-C/HDL-C比值对冠心病具有保护作用［16］，AI和LDL-C/HDL-C越小，HDL-C越高，抗AS的作用越强［17］。紫荆花红色素能够明显降低血清 TC、TG、LDL-C、AI、LDL-C/HDL-C，明显升高HDL-C，因此对调节脂类代谢、预防AS和冠心病具有积极意义。

3 结论

本研究制作了糖尿病和高脂血症动物造模，测定了不同剂量紫荆花红色素对模型动物血糖和血脂水平的影响。结果表明，紫荆花红色素 MDG(200mg/kg)、HDG(300mg/kg)对四氧嘧啶致糖尿病小鼠体重显著增大，血糖明显降低(p＜0.01);LDG(10mg/kg)只对小鼠体重有影响(p＜0.05)，对血糖的影响不明显。不同剂量的色素均能显著降低高脂乳剂致高脂血症SD大鼠TC和LDL-C水平，MDG(20mg/kg)、HDG(30mg/kg)能显著降低 TG水平(p＜0.05)，HDG对 HDL-C水平具有明显的调节作用(p＜0.01);计算 AI和LDL-C/HDL-C，中、高剂量组的AI和LDL-C/HDL-C显著降低(p＜0.01)，低剂量组AI降低(p＜0.05)，LDL-C/HDL-C变化不明显。综上说明:紫荆花红色素对四氧嘧啶致糖尿病小鼠血糖水平、高脂血症大鼠的血脂水平有显著调节作用，能够促进糖代谢和脂代谢的良性循环，其作用机制尚需进一步深入研究。

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