高膳食纤维营养复合米对2型糖尿病小鼠血糖和血脂的影响

刘子珺，周梦舟

(1.武汉轻工大学食品学院，湖北 武汉 430023； 2.湖北工业大学生物工程与食品学院，湖北 武汉 430068)

高膳食纤维营养复合米对2型糖尿病小鼠血糖和血脂的影响

刘子珺1，周梦舟2

(1.武汉轻工大学食品学院，湖北 武汉 430023； 2.湖北工业大学生物工程与食品学院，湖北 武汉 430068)

采用注射链脲佐菌素(STZ)的方法建立2型糖尿病小鼠模型，分别喂食含高、中、低剂量高膳食纤维营养复合米的饲料，通过测定小鼠空腹血糖、糖化血清蛋白(GSP)、糖耐量、血清总胆固醇(TC)、甘油三脂(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)等指标，研究高膳食纤维营养复合米对2型糖尿病小鼠血糖和血脂的影响。结果表明：与糖尿病模型对照组相比，喂食高膳食纤维营养复合米能够降低糖尿病小鼠的空腹血糖、糖化血清蛋白、糖耐量、血清总胆固醇和甘油三脂，且中剂量组小鼠的空腹血糖显著降低(P<0.05)，低剂量组小鼠的总胆固醇和甘油三脂显著降低(P<0.05)。

高膳食纤维营养复合米；2型糖尿病小鼠；血糖；血脂

随着社会高度发达，人们生活水平大幅提高，膳食结构发生变化，导致糖尿病越来越普遍[1]。中华医学会糖尿病学会估计，我国现有糖尿病患者达到9 240万例，世界糖尿病患者的总人数预计到2030年将达到4.39亿[2]。饮食治疗是糖尿病的基础治疗，对轻型患者糖尿病饮食疗法可以控制病情，对重症患者通过药物和饮食治疗相结合的方式，亦能使病情得到控制[3]。中国有60%多的人口以大米为主食[4]，制作高膳食纤维营养复合米，从日常饮食上预防糖尿病，符合大众的饮食习惯，具有重要现实意义。

本实验采用注射链脲佐菌素的方法建立2型糖尿病小鼠模型，将高膳食纤维营养复合米作为小鼠饲料，研究其对2型糖尿病小鼠血糖和血脂指标的影响，以期通过动物实验的方法验证高膳食纤维营养复合米具有降血糖、降血脂的功效。

1 材料与方法

1.1 动物

昆明种雄性小鼠70只，体质量(20±2) g，湖北省疾病预防控制中心提供，动物合格许可证编号：SCXK(鄂)2015-0018。

1.2 材料与试剂

链脲佐菌素,美国sigma公司；盐酸二甲双胍,购于市内药店；高密度脂蛋白胆固醇试剂盒、低密度脂蛋白胆固醇试剂盒、总胆固醇试剂盒、甘油三酯试剂盒,南京建成生物工程研究所。

小鼠饲料:普通基础饲料和高脂饲料均由湖北省疾病预防控制中心提供，含高膳食纤维营养复合米的饲料为本实验室自制。饲料配方见表1。

表1 饲料配方及成分

1.3 仪器与设备

ELX800型酶标仪：美国Bio-Tek公司；血糖试纸、罗康全活力型血糖仪：德国罗氏诊断公司。

1.4 方法

1.4.1 糖尿病小鼠模型的制备[5]

小鼠适应性喂养1周后，采用高脂饲料持续喂养4周。禁食12 h后腹腔注射70 mg/kg链脲佐菌素溶液(溶解于pH4.5的0.1 mol/L柠檬酸缓冲液中)，每日注射1次，连续注射3 d。最后一次注射1周后测定小鼠空腹血糖，若小鼠空腹血糖值高于11.1 mmol/L,并出现多饮多尿等症状视为模型成立。

1.4.2 分组及剂量设计

将糖尿病小鼠随机分为5组，每组10只，另取健康小鼠20只，随机平均分为2组(见表2)。

表2 实验小鼠分组

正常高膳食纤维营养复合米组(NC-DF)以及高、中、低剂量高膳食纤维营养复合米组(DF-high、DF-medium、DF-low)每日先按表2喂食，待吃完后再对应补充基础饲料或高脂饲料。另外,阳性对照组每日按0.004 g/kg的剂量灌喂盐酸二甲双胍2次[6]。实验过程中小鼠自由饮水，鼠房温度18～22℃、湿度45%～60%、每天光照12 h，每周记录小鼠体重并测量空腹血糖，持续喂养5周。

1.4.3 糖耐量的测定方法[7]

小鼠禁食12 h后，测定给葡萄糖前(即0 h)血糖值，之后立即经口给予葡萄糖2.0 g/kg BW，测定给葡萄糖后各组小鼠30、60、90、120 min的血糖值，并计算葡萄糖耐量曲线下积分面积(AUC)。

1.4.4 生化指标的测定

小鼠禁食24 h后，眼眶取血，3 000 r/min离心15 min，取上清液，按南京建成生物工程研究所试剂盒要求，测量并计算血清总胆固醇、甘油三脂、低密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、糖化血清蛋白。

1.5 数据处理

应用SPSS17.0统计软件进行数据处理。数据以(x±s)表示，各组间差异比较采用单因素方差分析。

2 结果与分析

2.1 高膳食纤维营养复合米对小鼠体重的影响

由表3可知，正常小鼠和糖尿病小鼠的体重有显著性差异，这是由于糖尿病导致小鼠体重增长缓慢所致。在整个实验过程中，正常对照组(NC)和正常高膳食纤维营养复合米组(NC-DF)小鼠的体重无显著性差异，这说明食用高膳食纤维营养复合米不会影响正常小鼠的体重。第3周后，高、中、低剂量组(DF-high、DF-medium、DF-low)小鼠的体重与糖尿病模型对照组(DC)相比都有所增加，并且体重增加的幅度高于阳性对照组(PC)。

2.2 高膳食纤维营养复合米对小鼠血糖指标的影响

由表4可知，在整个实验过程中，正常对照组(NC)和正常高膳食纤维营养复合米组(NC-DF)小鼠的空腹血糖无显著性差异，这说明食用高膳食纤维营养复合米不会影响正常小鼠的血糖水平。实验第1周，阳性对照组(PC)和高、中、低剂量组(DF-high、DF-medium、DF-low)小鼠的空腹血糖都有明显下降，其中中剂量组(DF-medium)的下降幅度最大，并且与糖尿病模型对照组(DC)的空腹血糖有显著性差异。实验第2周，阳性对照组(PC)和高、中、低剂量组(DF-high、DF-medium、DF-low)小鼠的空腹血糖都略有回升，其中阳性对照组(PC)的回升最快，这可能与小鼠对盐酸二甲双胍产生耐药性有关。但第2周中剂量组(DF-medium)的空腹血糖仍然保持较低水平，与糖尿病模型对照组(DC)有显著性差异。从第3周到第5周，各组小鼠的空腹血糖都呈逐渐上升的趋势，这可能是由于长期食用高脂饲料所致，但高、中剂量组(DF-high、DF-medium、DF-low)空腹血糖上升程度仍低于糖尿病模型对照组(DC)。

表3 小鼠体重

注：同一列数值后如有不同字母的上标即表示具有显著性差异(P<0.05)，相同字母的上标表示差异不显著(P>0.05)。下同。

表4 小鼠空腹血糖

糖化血清蛋白(GSP)半衰期较短，能有效反映小鼠过去1～2周内平均血糖水平，并不受临时血糖浓度波动的影响，故为糖尿病的研究和较长时间血糖控制水平的研究提供了一个很好的指标。

由图1可以看出，与糖尿病模型对照组(DC)相比，高、中、低剂量组(DF-high、DF-medium、DF-low)小鼠的GSP都有明显降低，并且降低幅度大于阳性对照组(PC)。

图1 小鼠糖化血清蛋白(GSP)

计算得各组血糖曲线下面积为：NC组14.36、NC-DF组14.17、PC组45.49、DF-high组47.36、DF-medium组44.01、DF-low组43.19、DC组50.98,见图2。

图2 小鼠糖耐量

经过5周实验之后，阳性对照组(PC)和高、中、低剂量组(DF-high、DF-medium、DF-low)小鼠的糖耐量都有明显降低，中、低剂量组(DF-high、DF-medium、DF-low)对糖耐量的改善效果优于阳性对照组(PC)。结合小鼠空腹血糖和GSP的情况，可以说明高膳食纤维营养复合米对糖尿病小鼠血糖控制起到一定作用。

2.3 高膳食纤维营养复合米对小鼠血脂指标的影响

由表5可知，与正常对照组(NC)相比，各糖尿病组小鼠的总胆固醇(TC)都有明显升高，并具有显著性差异。与糖尿病模型对照组(DC)相比，阳性对照组(PC)和高、中、低剂量组(DF-high、DF-medium、DF-low)小鼠的总胆固醇(TC)都有所降低，其中低剂量组(DF-low)具有显著性差异。这说明高膳食纤维营养复合米对糖尿病所引起的总胆固醇(TC)升高有一定程度的降低作用。

与正常对照组(NC)相比，阳性对照组(PC)和高、中剂量组(DF-high、DF-medium)小鼠的甘油三脂(TG)都有明显升高，并具有显著性差异。与糖尿病模型对照组(DC)相比，高、中、低剂量组(DF-high、DF-medium、DF-low)小鼠的甘油三脂(TG)都有所降低，其中低剂量组(DF-low)降低幅度最大，具有显著性差异。这说明高膳食纤维营养复合米对糖尿病所引起的甘油三脂(TG)升高有一定程度的降低作用。

与正常对照组(NC)相比，各糖尿病组小鼠的高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)都有明显升高，并具有显著性差异。但与糖尿病模型对照组(DC)相比，高、中、低剂量组(DF-high、DF-medium、DF-low)小鼠的高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)降低并不明显，且没有显著性差异。

表5 小鼠血脂指标

3 结论

高膳食纤维营养复合米不会对正常小鼠的体重、血糖和血脂产生影响。喂食高膳食纤维营养复合米可以显著降低糖尿病小鼠的空腹血糖。经过5周实验之后，糖尿病小鼠的糖化血清蛋白(GSP)和糖耐量都有所下降，这说明高膳食纤维营养复合米对糖尿病小鼠血糖控制起到一定作用。高膳食纤维营养复合米对总胆固醇(TC)和甘油三脂(TG)有改善作用，但对高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)无作用。这些结果表明高膳食纤维营养复合米对小鼠的糖尿病症状有一定的控制和改善作用。

[1] 曾华斌. 膳食纤维的研究现状与展望[J]. 南方农业, 2012, 6(5): 81-83.

[2] 丁莉莉, 彭 丽, 孔庆军. 膳食纤维与糖尿病的研究进展[J]. 医学综述, 2014, 20(7): 1 265-1 267.

[3] 刘小玲. 饮食治疗在糖尿病治疗中的作用[J]. 中国中医药资讯, 2012, 4(2): 120-126.

[4] 王国扣, 王 海. 我国大米加工业的产业状况分析[J]. 农产品加工, 2005, 10(1): 8-9.

[5] REN Bei,QIN Wei-wei,WU Fei-hua, et al. Apigenin and naringenin regulate glucose and lipid metabolism, and ameliorate vascular dysfunction in type 2 diabetic rats[J]. European Journal of Pharmacology, 2016, 773: 13-23.

[6] 李耀冬. 海藻膳食纤维复方辅助降血糖作用研究[D]. 泉州: 华侨大学, 2014.

[7] Settu Saravanan, Leelevinothan Pari. Role of thymol on hyperglycemia and hyperlipidemia in high fat diet-induced type 2 diabetic C57BL/6J mice[J]. European Journal of Pharmacology,2015,761: 279-287.

(责任编辑：赵琳琳)

Effect of high dietary fiber rice on plasma glucose and lipid parameters in type 2 diabetic mice

LIU Zi-jun1, ZHOU Meng-zhou2

(1.College of Food Science and Technology, Wuhan Polytechnic University, Wuhan 430023,China; 2. College of Bioengineering and Food Science, Hubei University of Technology, Wuhan 430068,China)

The model of type 2 diabetic mice was established by STZ injection. The high dietary fiber rice intake doses was designed to high, medium and low degrees. Fasting blood glucose, GSP, oral glucose tolerance, TC, TG, LDL-C and HDL-C were measured to investigate the effect of high dietary fiber rice on plasma glucose and lipid parameters in type 2 diabetic mice. The results showed that fasting blood glucose, GSP, oral glucose tolerance, TC and TG of the mice fed with high dietary fiber rice were decreased. Compared to DC group, fasting blood glucose was significantly lowered in the DF-medium group(P<0.05), TC and TG was significantly lowered in the DF-low group(P<0.05).

high dietary fiber rice; type 2 diabetic mice; plasma glucose; lipid

2017-03-07；

2017-04-21

湖北省技术创新专项重大项目(2016ABA085)；国家重点研发计划(2016YFD0400701-05)。

刘子珺(1990-)，女，硕士研究生，研究方向为粮食工程。

周梦舟(1986-)，男，讲师，博士，研究方向为食品科学与工程。

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.05.007

TS 218+.2;TS213.3

A

1003-6202(2017)05-0024-04