纹党多糖对四氧嘧啶诱导糖尿病大鼠血糖血脂的影响

叶文斌，樊　亮（陇南师范高等专科学校农林技术学院，甘肃陇南742500）

纹党多糖对四氧嘧啶诱导糖尿病大鼠血糖血脂的影响

叶文斌，樊亮
（陇南师范高等专科学校农林技术学院，甘肃陇南742500）

研究纹党多糖（Codonopisis pilosula polysaccharide，CPP）对四氧嘧啶诱导糖尿病大鼠血糖和血脂的影响。以腹腔注射四氧嘧啶（ALX）构建大鼠糖尿病模型，将建模成功的大鼠随机分为糖尿病模型组、CPP高、中、低剂量处理组、阳性对照组（二甲双胍处理组、格列苯脲处理组和肾上腺素处理组），以生理盐水为空白对照组。连续灌胃给药28 d，研究CPP对糖尿病大鼠空腹血糖（FBG）、糖化血红蛋白（HbAlc）、总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、高密度脂蛋白（HDL）、低密度脂蛋白（LDL）等指标的影响。结果显示，CPP能明显降低正常大鼠血糖，能极显著（p＜0.01）降低肾上腺素引起的高血糖，能够有效降低糖尿病大鼠的FBG、HbAlc、TC、TG，升高HDL含量。纹党多糖能够显著降低糖尿病大鼠血糖并显著改善糖尿病大鼠血脂代谢紊乱。

纹党，多糖，糖尿病大鼠，降血糖，降血脂

近年来，糖尿病（Diabetes mellitus，DM）及其并发症的发生率越来越高，已成为继心脑血管疾病、肿瘤之后严重危害人类健康的常见病和多发病。世界卫生组织（WHO）估计全世界DM患者2025年将达到3亿［1］。有研究报道糖尿病并发症的发生和发展与患者的血糖波动有密切关系［2］。高糖环境会引起糖脂代谢的紊乱，造成体内脏器抗氧化酶表达和活性的降低及脂质过氧化水平的升高，导致并发症的发生［3］。人体血液中糖化血红蛋白（HbAlc）与血糖浓度成正比，所以HbAlc水平能更好地反映机体糖代谢的情况［4］。Khan等［5］研究证实HbAlc与空腹血糖（FBG）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白（LDL）呈正相关。因此，有效调节血脂代谢紊乱对治疗糖尿病及其并发症有重要意义。党参是桔梗科植物党参［Codonopisis pilosula（Franch.）Nannf.］的根，主产于甘肃、山西、陕西、四川等省，是我国传统名贵中药材，具有补中益气，健脾益肺之功效，主治脾肺虚弱，气短心悸、内热消渴等症［6］。陇南市文县出产的纹党质量最好［7］，是中国国家地理标志产品。纹党多糖（Codonopisis pilosula polysaccharide，CPP）系其主要有效成分，具有广泛的药理作用［1］。有研究报道党参多糖对小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬功能有激活作用［8］，还对正常脾淋巴细胞增殖、抗体生成均有促进作用［9-11］，能显著提高免疫受抑小鼠免疫水平［12］，有清除自由基的作用，还可以增加SOD活性，减少MDA的生成［13-14］；对小鼠神经干细胞损伤有明显保护作用［15］，对小鼠延缓衰老、提高小鼠记忆力都有明显的效果［16-20］，对氢化可的松琥珀酸钠诱导的小鼠胰岛素抵抗有显著的改善作用［21］。

为此，本文采用四氧嘧啶（ALX）诱导糖尿病大鼠模型研究纹党多糖作用对糖尿病大鼠的降血糖作用效果，以期为开发无毒无副作用的降糖替代药物等纹党多糖综合开发利用提供科学依据。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

纹党由甘肃省陇南市文县中寨种植基地提供；SD大鼠雄性，合格证号SCXK（甘）2009-0004，体重185～220 g，购自兰州大学医学院；饲料购自兰州大学医学院；四氧嘧啶Sigma公司；盐酸二甲双胍片上海医药（集团）有限公司信谊制药总厂生产；格列苯脲片上海信谊药厂有限公司生产；血糖试纸爱奥乐医疗器械（深圳）有限公司；普鲁卡因肾上腺素注射液远大医药（中国）有限公司生产；复合酶（β-葡聚糖酶≥300万U/mL，纤维素酶≥40万U/mL，木聚糖酶≥260万U/mL，果胶酶≥2万U/mL） 和氏璧生物科技有限公司。

电子天平上海奥豪斯仪器有限公司；SK5200H超声波清洗仪上海科导超声仪器有限公司；RE52AA旋转蒸发仪上海亚荣生化仪器厂；HH-6数显恒温水浴锅上海千载科技有限公司；TGL-16G高速台式离心机、TDL-5000B型低速冷冻大容量离心机上海安亭科学仪器厂；UV759紫外-可见分光光度计上海精密科学仪器有限公司；LGJ-18型冷冻干燥机北京四环科学仪器厂；AU5800全自动生化分析仪贝克曼库尔特有限公司；全自动血糖检测仪爱奥乐医疗器械（深圳）有限公司等。

1.2实验方法

1.2.1纹党多糖的提取流程将纹党块茎在50℃烘干后粉碎，过40目筛，用无水乙醇回流脱脂，50℃烘干，取50 g后加入500 mL水，在48℃温度下添加0.50 g的复合酶进行酶解提取12 h，提取液经过减压浓缩得浓缩液，取上清液与Sevag试剂（氯仿∶正丁醇体积比4∶1）按体积比5∶1混合，振荡，5000 r/min离心弃去上层变性蛋白，重复4次。合并水层，用95%的乙醇沉淀（体积比3∶1），5000 r/min离心10 min，沉淀物溶于48℃热水中，搅拌状态下慢慢加入斐林试剂，析出铜络合物，静置1 h，倾出上清液，用水洗涤3次，5000 r/min离心分离得络合物，向络合物中加4℃蒸馏水，再滴加0.5 mol/L HCl使之全部溶解，用95%的乙醇沉淀（体积比3∶1），5000 r/min离心，所得絮状物分别用乙醇、丙酮、乙醚洗涤，冷冻干燥得纹党多糖粉末，后经过DEAE-纤维素柱层析，再过Sephadex G柱纯化后真空冷冻干燥得到纯化的纹党多糖［22］。

纹党多糖含量的测定：采用苯酚-硫酸法测定总的纹党多糖含量。HPLC-GPC色谱检测多糖纯度，用面积归一化法进行计算。液相色谱条件：色谱柱：Shodex SUGAR SP-G 0810糖分析柱；流动相：纯H2O；流速：1.0 mL/min；检测器：Shodex RI-10A示差折光检测器；柱温：80℃；进样量：20μL。

1.2.2纹党多糖对正常大鼠血糖水平的影响取SD大鼠50只，随机分为5组。设格列本脲为药物对照组，按25 mg/kg bw剂量每天灌胃一次；建立纹党多糖低、中、高剂量组，按照100、250、500 mg/kg bw标准每天灌胃一次纹党多糖；连续灌胃7 d。大鼠自由饮食和饮水，以喂食相同体积的生理盐水为空白组，末次给药后1 h眼眶静脉丛采血，用血糖仪测定FBG。

1.2.3纹党多糖对正常大鼠糖耐量的影响取SD大鼠60只，随机分为6组，设二甲双胍对照组，纹党多糖低、中、高剂量组，以喂食相同体积的生理盐水为空白组，各组灌胃给药方法依照1.2.2，连续灌胃7 d，末次给药前禁食12 h，给药后30 min除空白对照外其他各组灌胃10%葡萄糖20 mL/10kg bw一次，同时设葡萄糖处理组（正常小鼠灌胃相同剂量的葡萄糖一次），灌胃葡萄糖后0、0.5、1、2 h眼眶静脉丛采血，用血糖仪测定各组大鼠的FBG。

1.2.4纹党多糖对肾上腺素引起高血糖大鼠血糖水平的影响取60只SD大鼠，随机分成6组，分组及给药方法同1.2.2，设二甲双胍对照组，除空白对照外其他各组每天按0.2 mg/kg bw的标准腹腔注射一次肾上腺素，连续注射7 d，同时设肾上腺素处理组。末次给药前禁食12 h，给药30 min后眼眶采血，用血糖仪测定FBG。

1.2.5糖尿病动物模型建立将正常SD大鼠适应性喂养7 d，在禁食不禁水12 h后，称重后，测量FBG。随机取10只大鼠作为正常对照组，将其余60只大鼠腹腔一次性注射240 mg/kg bw新鲜配制的3%ALX溶液，72 h后眼眶静脉丛采血，用血糖仪测定FBG，将FBG≥11.5 mmol/L者视为糖尿病大鼠造模成功，造模成功后50只的糖尿病模型大鼠，随机分为5组，每组10只，分别设置ALX模型组、二甲双胍药物对照组、纹党多糖低、中、高剂量组。纹党多糖低、中、高剂量组每天灌胃一次纹党多糖，灌胃剂量依次为100、250和500 mg/kg bw；二甲双胍药物对照组每天灌胃一次250 mg/kg bw剂量的二甲双胍。在实验期间，各组大鼠自由饮食和饮水，连续灌胃28 d，每隔7 d称量体重、眼眶静脉丛取血，用血糖仪测各组大鼠FBG。末次给药后，各组大鼠禁食不禁水12 h，剪尾采血，4000 r/min离心收集血清，采用全自动生化分析仪测TC、TG、HDL、LDL水平，并测定糖化血红蛋白。

糖化血红蛋白测定：各处理组剪尾采血样品，收集于试管后，加入EDTA抗凝，分别取400 μL加入试剂盒混合均匀，放置10 min制成糖化血红蛋白。再分别吸取3 mL阳离子树脂加入到试管中，再加入已制好的糖化血红蛋白，将层析柱插入试管中，充分摇荡试管混合10 min，取上清液在415 nm处测定吸光值，以蒸馏水调零。糖化血红蛋白计算公式如下。

糖化血红蛋白（%）=糖化血红蛋白吸光度×100 1.2.6大鼠口服（灌胃）急性毒性实验［23］选取50只SD大鼠，随机分成5组，一组大鼠为空白对照组。实验组大鼠进行纹党多糖灌服，灌服剂量分别为10000、20000、40000和60000 mg/kg bw，给药后笼边观察。给药后先观察30 min，给药后4 h再观察1次，以后每天早晚各观察1次，连续观察7 d。观察的主要内容有皮毛组织光滑度、眼角膜是否有血丝、红肿现象、大鼠活动是否有异常行为，以及对大鼠进行剖检，观察大鼠各组织器官的变化。

1.3统计分析

2　结果与分析

2.1纹党多糖表征

纹党经过复合酶酶解后进行分离提取、脱色和真空冷冻干燥后得到洁白的纹党多糖粉，经过测定多糖得率为28.83%，将所得纹党多糖配成0.01%的多糖溶液紫外光谱在260 nm和280 nm波长处未见蛋白质和核酸的特征吸收，在HPLC-GPC色谱检测中只出现一个峰且没有裂峰的出现，表明得到的纹党多糖是由一种多糖组成的，面积归一化计算纯度为99.95%。

2.2纹党多糖对正常大鼠血糖水平的影响

格列本脲能刺激胰腺胰岛B细胞分泌胰岛素，还通过增加门静脉胰岛素水平或对肝脏直接作用，抑制肝糖原分解和糖原异生作用，也可能增加胰外组织对胰岛素的敏感性和糖的利用。如表1所示，纹党多糖低、中、高剂量组均能降低正常大鼠血糖，与空白组比较均有极显著性（p＜0.01）降血糖作用，而纹党多糖低、中、高剂量组降血糖作用明显低于格列苯脲组（p＜0.01），降糖效果显得较为温和。

表1　纹党多糖对正常大鼠血糖水平的影响Table 1　Effect of CPP on blood glucose in Sprague-Dawley rats

2.3纹党多糖对正常大鼠葡萄糖耐量的影响

对各组大鼠灌胃葡萄糖后血糖都开始升高，结果见表2。党参多糖高剂量组与葡萄糖组相比，在0.5～2 h时FBG均极显著降低（p＜0.01），而与二甲双胍组无显著差异（p＞0.05）。低、中剂量组在0.5～2 h内FBG极显著（p＜0.01）低于葡萄糖组，且极显著（p＜0.01）高于二甲双胍组。所以，纹党多糖低、中、高剂量对正常小鼠口服葡萄糖耐量都有明显的改善作用，且高剂量组与二甲双胍组效果相当，但纹党多糖低、中剂量组不及二甲双胍组。

表2　纹党多糖对正常大鼠FBG的影响（mmol/L）Table 2　Effect of CPP on glucose tolerance in Sprague-Dawley rats（mmol/L）

2.4纹党多糖对肾上腺素引起高血糖大鼠血糖的影响

由表3可知，二甲双胍和纹党中、高剂量组大鼠血糖水平与肾上腺素处理组血糖水平均存在极显著差异（p＜0.01），低剂量组与肾上腺素引起大鼠血糖水平有显著差异（p＜0.05）。纹党多糖对肾上腺素引起的大鼠血糖升高具有明显的抑制作用。与二甲双胍处理组相比，低剂量组的血糖水平极显著（p＜0.01）高于二甲双胍处理组，而纹党多糖中、高剂量显著（p＜0.05）高于二甲双胍组。所以，纹党多糖中、高剂量对肾上腺素致高血糖大鼠血糖水平都有明显的改善作用，但均不及二甲双胍组，效果较为缓和。

表3　纹党多糖对肾上腺素致高血糖大鼠血糖水平的影响Table 3　Effect of CPP on blood glucose in adrenaline-induced diabetic rats

表4　纹党多糖对糖尿病大鼠空腹血糖的影响（mmol/L）Table 4　Effect of CPP on blood glucose in alloxan-induced diabetic rats（mmol/L）

2.5纹党多糖对糖尿病大鼠血糖的影响

纹党多糖对造模成功后糖尿病大鼠血糖的作用见表4。各组大鼠血糖均明显升高且与空白组大鼠之间存在极显著差异（p＜0.01）。连续灌胃给药28 d后，二甲双胍组和纹党多糖高、中、低剂量组大鼠血糖明显降低，与ALX模型组均存在极显著差异（p＜0.01）；而在连续灌胃给药28 d后，纹党多糖低、中剂量处理组大鼠的血糖值极显著（p＜0.01）高于二甲双胍组，降糖效果比二甲双胍差，而高剂量组与二甲双胍组比较血糖无显著差异。综上，纹党多糖对糖尿病模型大鼠具有明显的降血糖作用，且高剂量组降血糖效果最好，与二甲双胍组无显著差异（p＞0.05）。

2.6纹党多糖对糖尿病大鼠糖化血红蛋白的影响

如表5所示，连续灌胃给药28d后纹党多糖高剂量组大鼠糖化血红蛋白含量与模型组比较极显著下降（p＜0.01），中剂量组与模型组比较显著下降（p＜0.05），低剂量组大鼠糖化血红蛋白含量与模型组比较无显著性差异（p＞0.05）；而模型组、二甲双胍组和纹党多糖高、中、低剂量组与空白对照相比均极显著（p＜0.01）升高，这说明纹党多糖能够降低糖尿病大鼠糖化血红蛋白水平。

表5　纹党多糖对糖尿病大鼠糖化血红蛋白含量的影响Table 5　Effect of CPP on HbAlc level in alloxan-induced diabetic rats

2.7纹党多糖对糖尿病模型大鼠血脂代谢的影响

纹党多糖对糖尿病大鼠血脂代谢的结果见表6。给药28 d后，糖尿病模型大鼠TC、TG和HDL与空白组相比均极显著升高（p＜0.01），而LDL极显著降低（p＜0.01）；与模型组比较二甲双胍组，TC、TG和HDL均显著降低（p＜0.05），LDL显著升高（p＜0.05）。纹党多糖低剂量组与糖尿病模型组比较大鼠的TC、TG、HDL和LDL均无显著差异（p＞0.05）；纹党多糖中剂量组与糖尿病模型组比较大鼠的TC和TG极显著降低（p＜0.01），HDL显著降低（p＜0.05），LDL无显著差异（p＞0.05）；纹党多糖高剂量组与糖尿病模型组比较大鼠的TC、TG和HDL极显著降低（p＜0.01），LDL极显著升高（p＜0.05）。结果表明纹党多糖可以调节糖尿病大鼠血脂。

表6　纹党多糖对糖尿病大鼠血脂代谢的影响Table 6　Effect of CPP on serum lipid in alloxan-induced diabetic rats

2.8纹党多糖对糖尿病模型大鼠体重的影响

纹党多糖对糖尿病大鼠体重的影响见表7。在ALX诱导糖尿病模型组大鼠成功后3～4 d内出现饮水、进食及尿量明显增加，体质量略有下降，活动减少等表现，空白组大鼠体重随时推移而迅速增加，与模型组相比，在给药第28 d后，纹党多糖高、中、低治疗组大鼠体重逐渐恢复增加，活动与精神状况逐渐好转，这可能是ALX诱导后糖尿病大鼠受到胰岛素缺乏的原因，大鼠不能充分利用葡萄糖产生的能量，破坏了糖代谢的正常过程，而不能提供生理需要的能量，引起致脂肪和蛋白质分解加速，消耗过量，体重逐渐下降。而通过纹党多糖的治疗，大鼠体重逐渐恢复。

表7　纹党多糖对糖尿病大鼠体重（g）的影响Table 7　Effect of CPP on body weight（g）in alloxan-induced diabetic rats

2.9纹党多糖对大鼠急性毒理实验

大鼠口服（灌胃）急性毒性实验中，一次性灌服纹党多糖剂量分别为10000、20000、40000、60000 mg/ kg bw，给药后笼边观察7 d，大鼠给药后各组外观毛色光亮，无兴奋、不安、窜动、跳跃、竖毛、流泪、流涎、凸眼、扭体反应现象，给药后摄食、进水、大小便等均无明显异常。观察期间未出现死亡和异常反应，大鼠活动自如。并对大鼠进行颈椎脱臼处死，进行重要脏器病理检查，均未出现出血、充血、水肿、渗出、溃疡、穿孔、胸腔、腹腔、心包膜无积液等明显病理变化。根据毒理学评价标准，LD50＞10000 mg/kg bw属于无毒性物质［23］，本研究中一次性灌服纹党多糖最大剂量为60000 mg/kg bw，远远大于毒理学评价标准，结果说明纹党多糖对大鼠安全。

3　结论

糖尿病模型组大鼠的FBG明显高于正常对照组；经过28 d的灌胃治疗，纹党多糖治疗组不同程度降低了大鼠的FBG，高剂量治疗组的降糖效果显著；纹党多糖处理降低了大鼠糖化血红蛋白含量，并且作用效果与二甲双胍组接近；与空白组相比，糖尿病模型组大鼠TC和TG浓度显著升高，HDL的含量有所下降，与糖尿病模型组相比，纹党多糖各剂量组均能使糖尿病大鼠血清中TG、TC含量降低，同时提高HDL含量，说明能够改善糖尿病大鼠血脂代谢紊乱的情况。本研究中一次性灌服纹党多糖最大剂量为60000 mg/kg bw，远远大于毒理学评价标准，说明纹党多糖对大鼠安全无毒。空白组大鼠体质量随时间推移增加迅速，与空白组相比较，造模成功后的各组大鼠体形则明显消瘦，体重逐渐变轻，表明纹党多糖具有很好的促进糖尿病大鼠体重恢复的作用。虽然纹党多糖的降血糖作用不如口服降血糖药二甲双胍强烈，但其作用比较温和，不会出现二甲双胍那样强烈的低血糖反应。

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Effect of polysaccharides extract from Codonopisis pilosula on glycemia and lipidemia in alloxan-induced diabetic rats

YE Wen-bin，FAN Liang
（School of Agriculture and Forestry Technology，Longnan Teachers College，Longnan 742500，China）

The effects of polysaccharides from Codonopisis pilosula on glycemia and lipidemia in alloxan-induced diabetic rats were investigated in this study.The Sprague-Dawley rats were randomly divided into six groups：blank control group，positive control group（metformin group，glibenclamide group，epinephrine group），diabetic model group，and CPP-treated groups（low-，medium-，and high-dosage）.The CPP was continuous intragastric administration of polysaccharide 28 d，to investigated the effects of polysaccharides on blood glucose（FBG），glycosylated hemoglobin（HbAlc），total cholesterol（TC）triglyceride（TG），high density lipoprotein（HDL）and low density liporotein（LDL）in alloxan-induced diabetic rats.The results showed that the CPP could significantly（p＜0.01）reduced blood glucose in normal rats，could significantly reduced adrenaline induced hyperglycemia，could reduced the levels of FBG，HbAlc，TC and TG in serum in alloxan-induced diabetic rats，and increased the concentrations of HDL significantly.In summary，CPP had effects on decreasing the blood glucose and adjusting the disorder of lipid metabolism in alloxan-induced diabetic rats.

Codonopisis pilosula；polysaccharides；diabetes rats；hypoglycemia；blood lipid

TS201.4

A

1002-0306（2015）20-0359-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.20.065

2015－03－19

叶文斌（1982-），男，硕士，讲师，研究方向：天然产物化学、果蔬保鲜及植物生理生态，E-mail：lnszywb@163.com。

国家“863”计划项目（2006EA780088）；广东省科技厅科技计划项目（2007B080701046）；陇南师范高等专科学校重点科研项目（2014LSZK01001）。