吉林人参低聚肽对糖尿病大鼠的降血糖作用研究

孙 彬，李 迪，毛瑞雪，李 慧，王军波，李 勇

(北京大学公共卫生学院营养与食品卫生学系，北京 100191)



吉林人参低聚肽对糖尿病大鼠的降血糖作用研究

孙 彬，李 迪，毛瑞雪，李 慧，王军波，李 勇

(北京大学公共卫生学院营养与食品卫生学系，北京 100191)

目的：研究吉林人参低聚肽(GOP)对正常大鼠和糖尿病大鼠的血糖调节作用及其机制。方法：正常大鼠降血糖实验：选取雄性SD大鼠30只，根据空腹血糖值随机分为空白对照组和GOP组，GOP组以灌胃的方式给予0.25g/kg bw的人参肽溶液、空白对照组给予等剂量的蒸馏水，连续灌胃30d，测定空腹血糖水平。糖尿病模型大鼠降血糖实验：采用高热能饲料联合小剂量四氧嘧啶建立实验性糖尿病大鼠模型，雄性SD大鼠135只，根据空腹血糖水平随机分为9组：空白对照组、糖尿病模型组(HGC)、乳清蛋白组(WPC)，0.0625、0.125、0.25、0.5、1.0、2.0 g/kg bw GOP组。GOP组以灌胃方式给予不同剂量的GOP溶液、WPC组给予0.25g/kg bw的乳清蛋白溶液、HGC和空白对照组给予等体积的蒸馏水。实验期间HGC组、WPC组和GOP各组饲喂高热能饲料，空白对照组使用基础鼠料。连续灌胃28d，HGC组、WPC组和GOP各组给予四氧嘧啶103～105mg/kg bw腹腔注射，空白对照组注射等体积生理盐水。5d后进行口服葡萄糖耐量试验(OGTT)，测定胰岛素水平、糖化血清蛋白、胆固醇等指标。结果：正常大鼠降血糖实验：空白对照组和GOP组空腹血糖水平没有显著差异。糖尿病大鼠降血糖实验：与HGC组比较，GOP 0.0625、0.125、0.25g/kg bw组和WPC组大鼠空腹胰岛素、糖化血清蛋白、总胆固醇、甘油三酯、OGTT实验0.5h血糖和血糖曲线下面积明显降低。结论：GOP对正常大鼠空腹血糖没有影响，而对高热能饲料联合小剂量四氧嘧啶诱导的糖尿病大鼠的糖脂代谢紊乱具有明显的改善作用。

吉林人参低聚肽；糖尿病；口服葡萄糖耐量试验

糖尿病(Diabetes)是一组以高血糖为特征，由体内胰岛素分泌绝对或相对不足而引起以糖、脂肪、蛋白质代谢紊乱为主的内分泌疾病。人参是五加科人参属植物人参(Panaxginseng)的根，据《神农本草经》记载，人参“主补五脏、安精神、安魂魄、止惊悸、除邪气、明目开心益智，久服轻身延年”。中医认为，人参能够治疗“消渴症”，国内曾有人用人参复方治疗糖尿病，取得了较好的疗效。低聚肽是指由10个或10个以下氨基酸组成的小分子肽，在人体内不需消化可直接吸收，比单个氨基酸的吸收更有效率，能够直接参与蛋白质的合成，提高机体对蛋白质的利用率[1]。目前针对人参低聚肽的研究相对较少，本课题组之前的研究证明人参低聚肽具有抗疲劳[2]、改善免疫调节[3]、增强性功能[4]等作用，但其适宜剂量及作用机制尚未完全明确。本实验通过对在高热能饲料喂饲的基础上以小剂量四氧嘧啶诱导的糖尿病大鼠采用不同剂量的吉林人参低聚肽水溶液进行干预，观察吉林人参低聚肽的降血糖效果，探寻其发挥作用的最佳剂量。

1 材料与方法

1.1 样品

吉林人参低聚肽，由吉林肽谷生物工程有限责任公司提供，淡黄色固体粉末，利用生物酶解技术从吉林人参中得到的小分子生物活性肽的混合物。经过高效液相色谱纯化后，利用质谱仪分析，混合物中小分子低聚肽的质量分数占95.42%。进一步利用高效液相色谱法分析，可知游离氨基酸总量占3.94%，其中精氨酸、脯氨酸、天门冬氨酸、丙氨酸、谷氨酸居多(表1)。

表1 吉林人参低聚肽氨基酸成分表

1.2 实验动物

1.2.1 正常动物降血糖实验 健康SPF级SD雄性大鼠，6w龄，体重160～200g，由北京维通利华实验技术有限公司提供。分笼饲养，每笼5只。饲养环境符合国标清洁级，温度范围25±1℃，相对湿度50%～60% RH。

1.2.2 糖尿病模型动物降血糖实验 健康SPF级SD雄性大鼠135只，5w龄，体重130～170g，由北京维通利华实验技术有限公司提供。分笼饲养，每笼5只。饲养环境符合国标清洁级，温度范围25±1℃，相对湿度50%～60% RH。

1.3 主要试剂和仪器

1.3.1 饲料 猪油10%、蔗糖15%、蛋黄粉15%、酪蛋白5%、胆固醇1.2%、胆酸钠0.2%、碳酸氢钙0.6%、石粉0.4%、鼠维持料52.6%添加剂0.5%、热量3 600kcal/kg，营养成分满足大鼠基本要求，由北京科澳协力饲料有限公司提供。

1.3.2 试剂 胰岛素(INS)放免试剂盒(北京北方生物技术研究所)、糖化血清蛋白(GSP)检测试剂盒(浙江新昌康特生物科技有限公司)、血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)试剂盒(英科新创科技有限公司)、C06三诺安稳血糖试纸(三诺生物传感股份有限公司)、四氧嘧啶(美国Sigma公司)。

1.3.3 仪器 奥林巴斯株式会社全自动生化仪AU400(日本)、西安核仪器厂γ放射免疫计数器XH-6080(西安)、三诺安稳血糖仪(三诺生物传感股份有限公司)。

1.4 实验方法

1.4.1 正常动物降血糖实验 健康SPF级SD雄性大鼠30只，维持饲料喂养3d，禁食3～5h，尾静脉采血，使用血糖仪测量空腹血糖水平，以血糖水平随机分为2组：空白对照组和人参肽干预组。空白对照组给蒸馏水灌胃，人参肽干预组以0.25g/kg BW人参肽溶液灌胃。各组小鼠均给予普通饲料，自由饮食、饮水。每天灌胃1次，连续灌胃30d。饲养实验室符合国标清洁级，温度范围25±1℃，相对湿度50%～60%，室内照明控制在12 h/12 h光暗周期节律。

1.4.2 糖尿病模型动物降血糖实验 5w龄健康SPF级SD雄性大鼠135只，体重130～170g，维持料适应饲养3d，禁食3～4h，尾静脉采血，使用血糖仪测定给葡萄糖前(即0h)血糖值，经口给予2.5g/kg BW葡萄糖溶液，测量记录给葡萄糖后0.5、2h血糖值，作为该批次动物基础值。以0、0.5h血糖水平随机分为9个组：空白对照组、模型对照组、乳清蛋白组(0.25 g/kg)和0.0625、0.125、0.25、0.5、1.0、2.0g/kg GOP组，每组15只。空白对照组和模型对照组以蒸馏水灌胃，其余各组灌胃相应浓度的乳清蛋白及GOP水溶液。每天灌胃1次，连续灌胃33d。空白对照组给予普通维持饲料，其余各组给予高热能饲料，自由饮食、饮水。GOP干预28d后，模型对照组、6个GOP组和乳清蛋白组禁食24h，给予四氧嘧啶103～105mg/kg BW腹腔注射，注射量1mL/100g体重。注射后继续给予高热能饲料喂饲5d。饲养实验室符合国标清洁级，温度范围(25±1)℃，相对湿度50%～60%，室内照明控制在12 h/12 h光暗周期节律。

1.5 检测指标及方法

1.5.1 正常动物降血糖实验 分组连续灌胃30d后，禁食3～5h，尾静脉采血，使用血糖仪测空腹血糖值。

1.5.2 糖尿病模型动物降血糖实验 口服葡萄糖耐量实验(OGTT)：于GOP干预33d后，各组动物禁食3～4h，尾静脉采血测定空腹血糖，即给葡萄糖前(0h)血糖值，剂量组给予不同浓度GOP，模型对照组给予同体积蒸馏水，空白对照组不做处理，15～20min后各组经口给予葡萄糖2.5g/kg BW，测定给葡萄糖后0.5、2h的血糖值。观察各组各组给葡萄糖后各时间点血糖曲线下面积(AUC)的变化，血糖曲线下面积计算如(1)式：

AUC=0.25×(0h血糖+4×0.5h血糖+3×2h血糖)

(1)

糖化血清蛋白、胰岛素、血脂检测：于GOP干预33d后，空腹采血，分离血清，用全自动生化仪分别检测血清糖化血清蛋白、TC、TG，采用放射免疫法检测血清胰岛素(INS)含量。

1.6 数据处理及统计方法

数据均以平均值±标准差表示。采用SPSS 19.0软件进行单因素方差分析，差异显著者进行方差齐性检验。以P<0.05为差异显著性标准。

2 结果与分析

2.1 GOP对正常大鼠空腹血糖的影响

由表2可知，空白对照组和GOP组大鼠初始空腹血糖、终末空腹血糖和血糖变化率均无显著差异(P>0.05)。

表2 GOP对正常大鼠空腹血糖的影响

2.2 GOP对糖尿病模型大鼠的影响

2.2.1 GOP对糖尿病模型大鼠糖耐量的影响 OGTT结果显示，GOP 0.0625、0.125和0.25g/kg bw组大鼠给予葡萄糖后0.5h血糖明显低于HGC组，血糖曲线下面积明显低于HGC组(P<0.05)(表3)。

表3 GOP对糖尿病大鼠血糖和血糖曲线下面积的影响单位：mmol/L

2.2.2 GOP对糖尿病模型大鼠胰岛素、糖化血清蛋白和血脂水平的影响 高热能饲料饲养33d后，HGC组和GOP 2.0g/kg bw大鼠INS、GSP、TC和TG水平显著高于NC组(P<0.05)；GOP 0.125g/kg bw组INS、GSP、TC水平显著低于HGC组(P<0.05)；GOP 0.25g/kg bw组INS、GSP、TC和TG水平均显著低于HGC组(P<0.05)(表4)。

表4 GOP对糖尿病大鼠胰岛素、糖化血清蛋白、甘油三酯、胆固醇的影响

3 讨论

根据IDF于2015发布的第七版糖尿病地图，全球约有4.15亿人患有糖尿病，其中约有46.5%未被确诊。而按照近年的趋势，IDF推测2040年全球糖尿病患病人数将达到6.42亿[5]，是严重危害社会和人类健康的慢性疾病之一。

研究结果表明，人参具有良好的降血糖作用。在尚文斌[6]等的研究中，人参可能通过促进脂肪细胞分化，增加胰岛素敏感性和抑制基础脂分解达到降糖作用。张南[7]等的研究也发现，人参与刺加五配伍提取物可能通过促进胰岛素分泌、改善机体对胰岛素的敏感性、提高机体的抗氧化能力等途径改善STZ诱导的糖尿病小鼠的血糖状况。1995年，芬兰Sotaniemi[8]等随机选择36名新确诊的2型糖尿病患者，分别给予100～200mg/d和安慰剂，结果显示，服用人参的糖尿病患者心情愉悦，精神饱满，空腹血糖明显降低。人参中人参多肽具有一定的降血糖作用，可对肾上腺、四氧嘧啶和葡萄糖所引起的高血糖有一定的抑制作用，并能增强肾上腺素对肝糖原的分解[9]。

生物活性肽又称功能肽，是指对机体的生命活动有益或具有生理作用的一类肽化合物。研究发现，小分子的低聚肽是蛋白质吸收的主要形式之一，可不经消化直接在胃内吸收，提高了机体利用蛋白质的能力。一些已有的研究表明，生物活性肽具对糖尿病具有一定的改善作用[10]。在王军波[11]等的研究中，海洋胶原肽(marine collagen peptides，MCPs)能够缓解高胰岛素血症大鼠的胰岛细胞的结构损伤，使分泌颗粒增加，脂滴减少，提高胰岛素的生物学活性；显著降低的空腹胰岛素水平，对空腹血糖和口服葡萄糖耐量也有一定的改善作用。黄凤杰[12，13]等研究提示，鲨鱼肝活性肽S-8300有助于清除脂质过氧化物和自由基，提高机体的抗氧化能力，减轻自由基对胰岛β细胞的损伤，改善血糖，调节糖脂代谢，减轻脂毒性，延缓胰岛β细胞的衰竭，具有一定的治疗糖尿病的作用。

有研究显示，高脂饮食导致大鼠骨骼肌葡萄糖摄入减少，减弱胰岛素抑制肝糖原输出能力。本实验通过在基础饲料中添加猪油、蛋黄粉，以此饲料喂养33d后，HGC组与NC组相比，血糖曲线下面积(AUC)有所升高，且差异具有显著性，根据2012年印发的《辅助降血糖功能评价方法》，可判定建立的糖尿病大鼠模型成立，说明HGC出现INS升高并伴有糖/脂代谢紊乱，出现明显的糖耐量损伤。通过人参肽干预，GOP 0.0625、0.125、0.25g/kg bw组和WPC组大鼠空腹血糖值与HGC组相比无明显差异，给葡萄糖后0.5h血糖值和AUC明显降低，GSP、INS、TC、TG明显降低，并随干预剂量上升，各项指标下降效果越明显。这一结果可能与人参肽中富含精氨酸相关，研究显示，精氨酸能有效改善胰岛素抵抗及血脂代谢紊乱。在GOP 0.5、1.0和2.0g/kg bw组中无法得到降血糖、血脂的效果或效果不显著。

综上所述，吉林人参低聚肽可能通过保护胰岛β细胞，提高胰岛素敏感性，调节糖脂代谢，抑制餐后血糖的上升，降低血糖曲线下面积，达到降血糖的作用。对于大鼠而言，人参肽发挥降血糖作用较适宜为0.125～0.25g/kg bw。◇

[1]李勇.肽临床营养学[M].北京大学出版社，2012：1-3.

[2]鲍雷，等.吉林人参低聚肽抗疲劳作用[J].科技导报，2015，13：56-60.

[3]何丽霞，刘睿，任金威，等.吉林人参低聚肽的免疫调节作用[J].科技导报，2015，18：62-67.

[4]鲍雷，王军波，张远，等.吉林人参低聚肽对雄性小鼠性功能影响的实验研究[J].中国预防医学杂志，2015，10：757-760.

[5]IDF Diabetes Atlas 7ed[R].IDF，2015：1-3.

[6]尚文斌，等.人参皂甙Rb_1促进3T3-L1脂肪细胞分化并抑制脂解[J].中华内分泌代谢杂志，2007，3：258-263.

[7]张南，李娜，李佳琳，等.人参、刺五加提取物对链脲佐菌素诱导糖尿病小鼠的降糖作用研究[J].天然产物研究与开发，2014，10：1690-1695.

[8]Sotaniemi，E A Haapakoski，E Rautio，A.Ginseng therapy in non-insulin-dependent diabetic patients[J].Diabetes Care，1995，10(18)：1373-1375.

[9]王本祥，杨明，金玉莲，等.人参多肽降血糖机制的研究[J].药学学报，1990，10：727-731.

[10]李勇，蔡木易.肽营养学[M].北京：北京大学医学出版社，2012：1-3.

[11]王军波，等.海洋胶原肽对高胰岛素血症模型大鼠糖脂代谢的影响[J].卫生研究，2010，2：143-146.

[12]黄凤杰，吴梧桐.鲨鱼肝活性肽S-8300抗糖尿病与细胞保护作用[J].中国临床药理学与治疗学，2007，11：1283-1287.

[13]黄凤杰，钱璟，吴梧桐.鲨鱼肝活性肽S-8300对糖尿病小鼠受损胰岛β细胞和肾小球细胞凋亡的影响[J].中国临床药理学与治疗学，2007，9：993-997.

[14]刘庆，等.L-精氨酸对果糖喂养大鼠血压及胰岛素抵抗影响的实验研究[J].武警医学，2006，4：260-263.

(责任编辑 李婷婷)

Anti-diabetic Effects of Panax ginseng Oligopeptides in Jilin Province on Diabetes Mice

SUN Bin，LI Di，MAO Rui-xue，LI Hui，WANG Jun-bo，LI Yong(Department of Nutrition and Food Hygiene，School of Public Health，Peking University，Beijing 100191，China)

【Objective】To investigate the anti-diabetic effects ofPanaxginsengoligopeptides(GOP)and its mechanism in rats.【Method】Normal rats experiment：a total of 30 specific pathogen free(SPF)male SD rats were randomized divided into 2 groups by fasting blood-glucose which were normal control group andPanaxginsengoligopeptides group(GOP).Normal control group rats were given distilled water andPanaxginsengoligopeptides group were given GOP by intragastric way to get fasting blood-glucose.Diabetic rats experiment：rats were induced by high-calorie feed and small doses of alloxan.A total of 135 specific pathogen free(SPF)male SD rats were randomized divided into 9 groups by fasting blood-glucose which were normal control group(NC)，high blood glucose group(HGC)，whey protein control group(WPC)and 6Panaxginsengoligopeptides groups(GOP).NC used sustaining feed and the others used high calorie feed.Rats inPanaxginsengoligopeptides groups were treated by intragastric way with GOP at the dose of 0.062 5，0.125，0.25，0.25，0.5，1.0 and 2.0g/kg bw，rats in WPC were given whey protein at the dose of 0.25g/kg bw and others were given distilled water respectively for 28 days.We injected alloxan to get diabetic rats and did oral glucose tolerance test(OGTT)5 days later to get the INS，GSP，TG and else.【Result】Normal rats experiment：there was no obvious differences between normal control group andPanaxginsengoligopeptides group(GOP).Diabetic rats experiment：compared with HGC group，AUC，INS，GSP，TC and TG of the 0.062 5，0.125 and 0.25g/kg bw GOP groups and WPC group decreased obviously.【Conclusion】 GOP had no obvious effect on fasting blood-glucose of normal rats,but was effective in improving glucose and lipid metabolism in diabetic rats induced by high-calorie feed.

Panaxginsengoligopeptide in Jilin province；diabetes；oral glucose tolerance test(OGTT)

“十一五”国家科技支撑计划(项目编号：2006BAD27B08)。

孙彬(1989— )，男，硕士，研究方向：营养与疾病。

王军波(1973— )，男，博士，副教授，研究方向：营养与疾病。