咖啡酸对2型糖尿病大鼠血糖浓度的影响

裴瑜 董旭 唐心一

[摘要]目的 探討咖啡酸对2型糖尿病大鼠血糖浓度的影响。方法 选取60只6～8周龄雄性SD大鼠，适应性饲养3 d后，随机取20只大鼠作为正常观察组，分为空白组和实验组1～3，每组5只。实验组1～3分别以0.4、0.6、0.8 g/kg咖啡酸灌胃，空白组以1 ml/100 g等量蒸馏水灌胃。其余40只大鼠高糖高脂饲料连续喂养6周，连续3 d腹腔内注射30 mg/kg的链脲佐菌素（STZ），用于2型糖尿病大鼠模型的建立，FPG>7 mmol/L及大鼠尿糖实验检测阳性为造模成功。将造模成功的30只大鼠随机分为模型组、阿卡波糖组、联合组及咖啡酸组1～3，每组5只。阿卡波糖组予以10 mg/kg的阿卡波糖灌胃，联合组采用10 mg/kg的阿卡波糖以及1 g/kg的咖啡酸联合灌胃，咖啡酸组1～3分别采用0.8、1.0、1.2 g/kg咖啡酸灌胃，模型组以1 ml/100 g等量蒸馏水灌胃。观察不同时间咖啡酸对正常观察组大鼠空腹血糖浓度（FPG）及胰岛素（INS）的影响；观察各药物组对2型糖尿病大鼠FPG浓度的影响。结果 灌胃前，灌胃第1、6天，各组（正常观察组中）大鼠的FPG浓度比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。灌胃前，各组（模型组和各药物组）的FPG浓度比较，差异均无统计学意义（P>0.05）；灌胃后，与模型组比较，各药物组大鼠的FPG浓度均显著降低，差异有统计学意义（P<0.05，P<0.01），联合组的FPG浓度降低最明显，差异有统计学意义（P<0.01）；各药物组中，以联合组的降糖效果最明显（P<0.05）。结论 咖啡酸对2型糖尿病大鼠具有降FPG作用，但不如阿卡波糖的降糖效果显著。阿卡波糖联合咖啡酸的降糖效果最明显。

[关键词]咖啡酸；阿卡波糖；2型糖尿病；降血糖

[中图分类号] R587.1 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2018）9（a）-0016-04

[Abstract] Objective To explore the influence of Caffeic Acid on blood glucose concentration in rats with type 2 diabetes mellitus. Methods Sixty male SD rats aged 6-8 weeks were selected and fed for 3 days. Twenty rats were selected as the normal observation group and they were divided into the blank group and experimental group1-3， and there were 5 rats in each group. The experimental group 1～3 was fed with 0.4， 0.6 and 0.8 g/kg of Caffeic Acid respectively， the blank group was gavaged with 1 ml/100 g of equivalent distilled water. The other 40 rats were fed with high-sugar and high-fat diet for 6 weeks and intraperitoneally injected with 30 mg/kg Streptozotocin （STZ） for 3 days， the model of type 2 diabetic rats was established， FPG>7 mmol/L and rat urine sugar test positive were considered to be successful in modeling. Thirty rats successfully modeled were randomly divided into model group， Acarbose group， combined group and Caffeic Acid group 1-3， and there were 5 rats in each group. Acarbose group was given 10 mg/kg Acarbose， combined group was given 10 mg/kg of Acarbose and 1 g/kg of Caffeic Acid， Caffeic Acid group 1-3 was given 0.8， 1.0， 1.2 g/kg respectively， model group was given 1 ml/100 g of distilled water. The influence of Caffeic Acid on fasting blood glucose （FPG） and insulin （INS） in rats of normal observation group was observed at different times； the influence of each drug group on the concentration of FPG in type 2 diabetic rats was observed. Results There was no significant difference in FPG concentration and INS expression level among the groups （in normal observation group） before gavage， gavage for the first， sixth day （P>0.05）. There was no significant difference in FPG concentration among the groups （in model group and various drug group） before gavage （P>0.05）. After gavage， compared with model group， the FPG concentration in various drug group were decreased significantly， and the differences were statistically significant （P<0.05， P<0.01）. The FPG concentration in combined group was significantly lower， and the difference was statistically significant （P<0.01）. Among the drug groups， the combined group had the most significant hypoglycemic effect （P<0.05）. Conclusion Caffeic Acid has a reducing FPG effect on type 2 diabetic rats， but it is not as effective as Acarbose in reducing blood sugar. The effect of Acarbose combined with Caffeic Acid was the most obvious.

[Key words] Caffeic Acid； Acarbose； Type 2 diabetes mellitus； Reducing the blood glucose

2型糖尿病是胰岛素分泌量相对不足或敏感性降低引发的一类代谢紊乱综合征，患者长期血糖、血脂等代谢异常，可累及多器官及系统，危害极大，应尽早治疗，并严格控制患者血糖水平[1-2]。目前主要采用药物治疗，但在治疗过程中都存在诸多副作用。阿卡波糖治疗初发2型糖尿病的临床效果良好，但易引起胃痛、胀气等胃肠道反应[3]；二甲双胍作为一线降糖药物[4]，不良反应有恶心、腹胀、腹泻等[5]；磺脲类促泌药有低血糖反应、对心肌缺血预适应的影响及体重增加等副作用[6]；胰岛素类长期肌内注射会使注射部位皮肤萎缩、增生甚至产生硬结，易出现低血糖反应[7]。研究表明，咖啡酸体外对α-葡萄糖苷酶的抑制强度与阿卡波糖相当[8]。在咖啡中开发出一种毒副作用小、生物相容性好、易于接受和坚持的天然降糖物质，为临床治疗2型糖尿病提供参考。

1材料与方法

1.1材料与仪器

咖啡酸（规格：5 g/瓶；生产公司：阿拉丁；批号：201606）；阿卡波糖片（50 mg×30片/盒，北京拜耳医药保健有限公司；国药准字H19990205）；STZ溶液（100 mg；美国sigma公司；批号：201605）；F-5血糖试纸（50片/盒；日本京都爱科来）；大鼠胰岛素ELISA检测试剂盒（规格：96T/盒；上海西唐生物科技有限公司；灵敏度：0.5 mIU/L；批号：201703）；京都血糖仪GT-1640（仪器的测量范围在0～900 mg/dl；日本京都爱科来）。

1.2实验方法

1.2.1动物分组及大鼠2型糖尿病模型的建立 选用重庆医科大学动物实验中心提供的60只6～8周龄雄性SD大鼠[许可证号：SCXK（渝）2017-0001]，体重（250±10）g。从60只大鼠中随机选取出20只大鼠喂养正常饲料，做正常大鼠观察实验；其余 40只用以诱导2型糖尿病大鼠模型，具体分组：①正常观察组大鼠：将20只大鼠随机分为空白组和实验组1～3，共4组，每组5只。②2型糖尿病大鼠：从40只大鼠中筛选出造模成功的30只大鼠，随机分为模型组、阿卡波糖组、联合组及咖啡酸组1～3，共6组，每组5只。

适应性饲养3 d后，采用陈欣等[9]介绍的制备2型糖尿病大鼠模型方法，将40只用于造模的大鼠，以高糖高脂饲料连续饲养6周，第6周末禁食不禁水12 h 后称量大鼠空腹体重，并用30 mg/kg剂量的STZ于腹腔注射3次，每天注射1次，并继续给予高糖高脂饲料2周，诱导2型糖尿病模型的建立。注射STZ 2周后取大鼠尾静脉全血，检测FPG浓度，FPG>7 mmol/L，并结合大鼠尿糖实验检测阳性，为建模成功。40只大鼠中，30只大鼠造模成功，成模率为75%。

1.2.2用药方法 ①正常观察组大鼠：实验组1～3分别以0.4、0.6、0.8 g/kg咖啡酸灌胃，空白组以1 ml/100 g等量蒸馏水灌胃，分别检测灌胃2 h后大鼠FPG浓度及INS表达水平。②2型糖尿病大鼠：实验前隔夜空腹8～10 h，检测大鼠灌胃前FPG浓度。咖啡酸组1～3分别以0.8、1.0、1.2 g/kg咖啡酸灌胃，阿卡波糖组为10 mg/kg，联合组以10 mg/kg的阿卡波糖和1.0 g/kg的咖啡酸混匀后灌胃，模型组以1 ml/100 g等量蒸馏水灌胃。测灌胃2 h后大鼠FPG浓度。

1.2.3检测指标 检测各组大鼠的空腹血糖（FPG）浓度及胰岛素（INS）表达水平。用京都血糖仪GT-1640测定大鼠FPG浓度；取大鼠尾静脉血送重庆医科大学生物医学工程学院重点实验室进行检测，用ELISAcalc软件计算出胰岛素值。

1.3统计学方法

采用统计学软件SPSS 22.0分析数据，计量资料以均数±标准差（x±s）表示，采用t检验和方差分析，以P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1各组不同时间FPG浓度的比较

灌胃前，灌胃第1、6天，各组大鼠的FPG浓度比较，差异均无统计学意义（P>0.05）（表1）。

2.2各组不同时间INS表达水平的比较

灌胃前，第1、6天，各组大鼠的INS表达水平比较，差异均无统计学意义（P>0.05）（表2）。

2.3各组灌胃前后FPG浓度的比较

灌胃前，各组的FPG浓度比较，差异均无统计学意义（P>0.05）；灌胃后，与模型组比较，各药物组大鼠的FPG浓度均显著降低，差异有统计学意义（P<0.05、P<0.01），联合组的FPG浓度降低最明显，差异有统计学意义（P<0.01）；各药物组中，以联合组降糖效果最明显（P<0.05）（表3）。

3 讨论

咖啡酸一种天然的酚类化合物，具有抗氧化、抗辐射、抗癌、降血压、预防心脑血管疾病等多种功能活性[10]。咖啡酸良好的抗氧化作用能纠正糖尿病患者体内的脂质过氧化和自由基负荷。已有文献报道，咖啡酸在糖尿病大鼠中通过刺激肾髓质分泌β内啡肽样物质而起降糖作用[11]，由于在正常小鼠中没有观察到这种降糖作用[12]，认为这一作用具有是非胰岛素依赖性。本研究结果提示咖啡酸对正常SD大鼠作用后对FPG浓度和血清INS水平均无明显影响，未显示出咖啡酸对正常大鼠的降糖作用。

据统计，2型糖尿病患者的人数占糖尿病患者总数的90%以上[13]。本文表明咖啡酸对2型糖尿病大鼠具有降血糖的作用，但咖啡酸本身存在口服吸收不好，生物利用度较低，不能充分发挥药效[14]的问题，吴磊等[15]发现大鼠灌胃给予咖啡酸后，吸收迅速，消除半衰期较短，其绝对生物利用度只有14.7%。戴国梁等[16]发现阿司匹林可减慢咖啡酸在大鼠体内代谢的过程。实验中咖啡酸的使用剂量和溶解性都影响了其对大鼠的降糖效果，采取最适剂量并提高其生物利用度和生物活性会提高其对2型糖尿病大鼠的降糖功效。阿卡波糖可使人体对糖的吸收减缓并抑制食物的多糖分解，能有效地改善胰岛素敏感性与细胞功能[17]，降低餐后高血糖，是一种新型的口服降糖药[18]。本实验提示阿卡波糖能有效降低2型糖尿病大鼠的FPG浓度，且比咖啡酸的作用效果更好。2型糖尿病早期，使用阿卡波糖药物治疗，通过该药单独使用或者联合其他降血糖药物使用，均可以有效降低餐后血糖[19]。但在咖啡酸与阿卡波糖联合用药服用于2型糖尿病大鼠實验中，大鼠的FPG降低程度与阿卡波糖单独作用相当，不过关于咖啡酸单独和与咖啡酸联合用药对大鼠餐后血糖的影响还不确切，提示在2型糖尿病大鼠中，使用阿卡波糖治疗，能有效改善大鼠的高血糖水平，选取合适剂量的咖啡酸，对2型糖尿病的预防和治疗会有一定的帮助。

咖啡酸在植物界中普遍存在，大量存在于山里红 （蔷薇科）的果实、一支黄花（菊科）的全草、菜蓟（菊科）的叶和金银花（忍冬科）等多种中草药植物中[20]，咖啡酸化学结构比较简单，来源丰富，合成容易，成本较低，在医药方面应用价值大，不过关于咖啡酸在2型糖尿病方面的报道少见，其具体降糖机制还有待进一步研究。

综上所述，咖啡酸能降低2型糖尿病大鼠的FPG浓度，不如联合组和阿卡波糖的效果明显。但这一新的途径为2型糖尿病的预防及临床治疗提供了新思路。

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（收稿日期：2018-03-27 本文编辑：许俊琴）