葛根素对2型糖尿病大鼠的治疗作用*

杨 飞， 董昕昕, 郭 赟△

(1. 中国人民武装警察部队特色医学中心内分泌科， 天津 300162； 2. 中国人民武装警察部队特色医学中心肿瘤外科， 天津 300162)

糖尿病(diabetes mellitus, DM)是一种内分泌紊乱型疾病，以高血糖为特征，以并发症损害为主要临床表现，在我国以2型糖尿病( type 2 diabetes mellitus， T2DM)为主，2型糖尿病是一种以胰岛素抵抗伴胰岛 β 细胞功能缺陷导致的胰岛素分泌不足而引起的以血糖水平升高，可伴有血脂异常等特征的代谢性疾病，在我国糖尿病患病人群中占90%以上[1]。随着经济发展及人们生活方式的改变，糖尿病慢性并发症的发生率逐年增加，单一降糖西药在控制血糖方面有较好的疗效，但在防治糖尿病的慢性并发症方面效果欠佳。糖尿病逐渐成为威胁人类健康的主要慢性疾病，给人们带来沉重的健康和经济负担。中国人的生活方式正在改变，糖尿病将引发严重的公共健康问题。2010年调查显示，我国糖尿病患病率超过美国(11.3%)，患者人数达1.14亿，超过印度，成为名副其实的糖尿病第一大国。因中药在T2DM及其并发症的治疗方面具有多靶点的治疗优势，本研究采用高糖高脂饲料喂养联合链脲佐菌素腹腔注射的方法建立糖尿病大鼠模型，然后选用不同剂量的葛根素干预，观察其降糖、降脂作用以及对肝功能、肾功能的影响，为葛根素的临床治疗提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物

SPF级雄性SD大鼠，180～200 g，60只。大鼠分笼饲养，空调控制温度(22±1)℃，相对湿度50%左右，每天光照12 h，自由饮水，摄食。

1.2 主要试剂和仪器

葛根素购于北京同仁堂药房；盐酸二甲双胍片(批号 H20023370)购于中美上海施贵宝制药有限公司；链脲佐菌素(STZ，批号 415G034)购于美国Sigma公司。全自动生化分析仪(BS-240VET)购于深圳迈锐生物医疗股份有限公司；瑞特血糖仪(GM-300)购于台湾华广生物技术有限公司；冷冻高速离心机(5804R)购于德国 Eppendorf 公司。

1.3 动物造模、分组 、给药

60只大鼠随机分为正常对照组和造模组，正常对照组10只大鼠给予普通饲料喂养；造模组大鼠50 只给予高糖高脂饲料(基础料66.5%，蔗糖20%，猪油10%，胆固醇2.5%，胆酸钠1%)喂养，喂养4周后，禁食12 h，一次性腹腔注射STZ 60 mg/kg，检测血糖水平。糖尿病大鼠模型成功标准：腹腔给予STZ 72 h 后，连续3次尾静脉随机血糖≥16.7 mmol/L。根据血糖水平将造模成功大鼠分为：模型对照组、二甲双胍组、葛根素低剂量组、中剂量组、高剂量组，每组10只；24 h后，二甲双胍组按40 mg/kg灌胃，葛根素低剂量组按40 mg/kg灌胃，中剂量组按 80 mg/kg灌胃，高剂量组按160 mg/kg灌胃，每天1次，正常对照组和模型对照组大鼠灌胃同等体积的溶剂蒸馏水；灌胃4周后，样本采集，检测指标。

1.4 样本采集

造模检测以及每周检测大鼠血糖采用尾静脉采血。灌胃给药4周时，禁食不禁水12 h，用2%的戊巴比妥钠(60 mg/kg) 腹腔麻醉，固定在大鼠固定台上，用剪刀剪开腹腔，钝性分离腹主动脉，采血6～8 ml 装入1%肝素抗凝管中，混匀，3 000 r/min，离心10 min，分离血浆，-80℃冻存，用于各项指标检测。

1.5 观察指标

造模时以及每周采尾静脉血用葡萄糖氧化酶法检测大鼠空腹血糖(FBG)。造模成功后每天给药前测量大鼠体重，按体重灌胃给药10 ml/kg，记录第1次给药前以及每隔1周大鼠体重。血总胆固醇(total cholesterol, TC)、甘油三酯(triglyceride, TG)、低密度脂蛋白-胆固醇(low-density lipoprotein-cholesterol, LDLC)、高密度脂蛋白-胆固醇(high-density lipoprotein-cholestrol, HDL-C)、血尿素氮(blood urea nitrogen, BUN)、血肌酐(serum creatinine, SCr)、血尿酸(blood uric acid, UA)、天门冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase, AST)、丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase, ALT)采用全自动生化分析仪检测。

1.6 统计学处理

2 结果

2.1 葛根素对2型糖尿病大鼠体重的影响

各组大鼠给药前体重，与正常组大鼠给药前体重比较，均明显增加(P<0.01)；其余各组大鼠之间，体重均无显著性差异(P>0.01)。在治疗 3 周和4周时，与正常组比较，模型组大鼠体重明显减轻(P< 0.05，P<0.01)；与模型组比较，二甲双胍组和葛根素各剂量组大鼠体重明显增加(P<0.05，P<0.01，表 1)。

Tab. 1 Effects of puerarin on body weight of type 2 diabetes mellitus(g， n =10)

*P<0.05，**P<0.01vsnormal group；#P<0.05，##P<0.01vsmodel group

2.2 葛根素对2型糖尿病大鼠空腹血糖的影响

各组大鼠给药前空腹血糖，与正常组大鼠给药前空腹血糖比较，均明显升高(P<0.01)；其余各组大鼠之间，空腹血糖均无显著性差异(P>0.01)。在治疗2周时，与正常组比较，模型组大鼠空腹血糖明显升高(P<0.01)；与模型组比较，二甲双胍组和葛根素中、高剂量组大鼠空腹血糖明显降低(P< 0.01)。在治疗 3 周和4周时，与正常组比较，模型组大鼠空腹血糖明显升高(P<0.01)；与模型组比较，二甲双胍组和葛根素各剂量组大鼠空腹血糖明显降低(P<0.01，表 2)。

Tab. 2 Effects of puerarin on FBG of type 2 diabetes mellitus(mmol/L， n=10)

*P<0.05，**P<0.01vsnormal group；#P<0.05，##P<0.01vsmodel group；△P<0.05，△△P<0.01vsmetformin group；

▲P<0.05，▲▲P<0.01vsLow-dose group

2.3 葛根素对2型糖尿病大鼠血脂水平的影响

与正常组比较，模型组大鼠TC、TG、LDL-C明显升高(P<0.01)，HDL-C明显降低(P<0.01)；与模型组比较，二甲双胍组和葛根素各剂量组大鼠TC、TG、LDL-C明显降低(P<0.01)，HDL-C明显升高(P<0.01，表 3)。

Tab. 3 Effects of puerarin on blood lipid of type 2 diabetes mellitus(mmol/L， n=10)

*P<0.05，**P<0.01vsnormal group；#P<0.05，##P<0.01vsmodel group；△P<0.05，△△P<0.01vsmetformin group；

▲P<0.05，▲▲P<0.01vsLow-dose group；○○P<0.01vsMedium-dose group

2.4 葛根素对2型糖尿病大鼠血浆ALT、AST、BUN、SCr、UA水平的影响

糖尿病模型组大鼠血浆ALT、AST、BUN、SCr、UA水平较正常组明显升高(P<0.01)；与模型组比较，二甲双胍组和葛根素各剂量组大鼠ALT、AST、BUN、SCr、UA明显降低(P<0.01，表4)。

GroupALT(U/L)AST(U/L)BUN(mol/L)SCr(μmol/L)UA(μmol/L)Normal42.9±8.3135.9±13.56.5±0.450.0±4.180.7±4.7Model96.8±9.7∗∗178.0±17.6∗∗20.3±3.2∗∗60.1±5.1∗∗124.0±6.4∗∗Metformin73.1±11.6∗∗##142.9±14.0##15.9±1.9∗∗##55.0±3.0∗∗##92.2±12.4∗##Low-dose80.4±12.8∗∗##150.6±15.0∗##16.7±2.0∗∗##52.5±2.9##101.2±12.9∗∗##Medium-dose65.0±12.6∗∗##▲153.2±16.2∗##16.5±1.4∗∗##50.4±2.9##△△97.7±12.4∗∗##High-dose 71.4±13.3∗∗##138.6±14.2##○15.8±2.0∗∗##45.2±2.9∗∗##△△▲▲○○94.1±12.6∗∗##

*P<0.05，**P<0.01vsnormal group；#P<0.05，##P<0.01vsmodel group；△P<0.05，△△P<0.01vsmetformin group；

▲P<0.05，▲▲P<0.01vsLow-dose group；○P<0.05，○○P<0.01vsMedium-dose group

3 讨论

膳食诱导联合STZ 选择性的损伤大鼠的胰岛β细胞从而造成胰岛素抵抗的方法能够建立大鼠糖尿病模型[2-4]。本研究通过对文献造模方法进行分析，并对造模条件进行优化，选择了高糖高脂饮食诱导和 STZ 60 mg/kg腹腔注射的方法，建立了大鼠糖尿病模型，该模型最接近人类 2 型糖尿病的病理特征。

葛根的主要有效成分葛根素是葛根的主要有效成分，是一种异黄酮类化合物，具有降血糖、降血脂、改善胰岛素抵抗、清除氧自由基、降低心肌氧耗、促进血液循环等多种药理作用[5-7]。研究发现，葛根素通过增加骨骼肌 InsR 和过氧化物酶活性受体 α(PPARα) 的内源性 mRNA 水平，促进胰岛素的分泌和改善代谢功能；可以抑制蛋白质酪氨酸磷酸酶1B和α-葡糖苷酶，发挥降糖作用；可以上调骨骼肌胰岛素受体mRNA水平，增加胰岛素的生成与分泌[8-9]。

本研究中，糖尿病模型组大鼠表现为血糖和血脂升高并伴随肝、肾功能异常；药物治疗4周时，各剂量组大鼠体重与模型组均增加，FBG、 TC、TG、LDL-C均明显降低，HDL-C均明显升高，肝功能指标ALT、AST和肾功能指标BUN、SCr、UA均明显降低。说明葛根素可降低糖尿病模型大鼠的血糖和血脂水平，同时改善肝、肾功能，可用于糖尿病的治疗。