台湾牛蒡根降血糖作用研究

张 瑞，张瑜倪，苗 航，廖华军，郭素华，林珠灿

（福建中医药大学药学院，福建 福州350122）

台湾牛蒡根为我国引进日本的牛蒡新品种，具有疏散风热、清热解毒消肿、宣肺祛痰、利咽透疹之功［1］，日本及东南亚国家将其作为一种可食用蔬菜，具有丰富的营养价值［2］。据现代研究表明：台湾牛蒡根中含有多种活性物质，如酚类［3-4］、挥发油［5］、糖类［6-7］及氨基酸［8］等化学成分，这些成分可用于治疗各种疾病，如利尿、抗菌［9］、抗癌［10］、降血糖、降血脂、治疗肥胖症［11-12］等。现代多个研究表明：牛蒡子苷可缓解糖尿病大鼠的视网膜结构，对视网膜损伤有一定的治疗效果［13］；而牛蒡子总木脂素可减轻糖尿病大鼠的肾脏病变，改善大鼠的肾脏功能［14］。因此，本研究采用高脂饲料＋链脲传菌素（STZ）建立大鼠糖尿病模型来研究台湾牛蒡根提取物的降血糖作用，以期为台湾牛蒡根的深入研发提供依据。

1 实验材料

1.1 实验动物 SPF级雄性SD大鼠，体质量（200±20）g，购自上海斯莱克实验动物有限责任公司［许可证号：SCXK（沪）2017-0005］，饲养于福建中医药大学动物房（合格证编号：20170005011999），适应性喂养1周后开始试验。

1.2 实验药材 台湾牛蒡根购自福建康力得力食品有限公司（产地：台湾省台南县永康市，批号：20190718），经福建中医药大学药学院中药资源与开发教研室车苏容老师鉴定为菊科牛蒡属直根系二年生大型草本植物台湾牛蒡根。

1.3 实验试剂 STZ（美国Sigma公司，批号：s0130）；柠檬酸钠（上海兴达化工试剂厂）；柠檬酸（天津百世化工有限公司）；盐酸二甲双胍片（中美上海施贵宝上海制药有限公司，批号：AAW1402）；总胆固醇（TC）试剂盒、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）试剂盒、甘油三酯（TG）试剂盒（南京建成生物工程研究所）；鱼跃血糖仪（上海鱼跃医疗设备有限公司，型号：Ⅰ型720）；高脂饲料（北京峁思倍科生物科技有限公司，批号：HD001）。

1.4 实验仪器 数显恒温水浴锅（常州国华电器有限公司，型号：HH-4）；精密pH计（瑞士Mettler Toledo公司，型号：PHS-3C）；高速离心机（德国EPPendorf公司，型号：5810R）；精密电子天平（北京赛多利斯科学仪器有限公司，型号：BT25S）；多功能酶标仪（奥地利Tecan公司）。

2 实验方法

2.1 实验试剂配制 柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液的配制（pH＝4.5）：精密称定4.2 g柠檬酸溶于200 mL超纯水中即为a液，精密称定5.88 g柠檬酸钠溶于200 mL超纯水中即为b液，分别取a液22.8 mL和b液17.2 mL混合均匀，既得pH＝4.5的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液；STZ溶液的配制：精密称定300 mg STZ粉末溶于40 mL的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液中既得（此溶液需现配、避光、冰上保存）。

2.2 实验药物制备 将适量台湾牛蒡根粉碎，以1∶8料液比加入95%乙醇，提取2次，每次90 min，合并提取液后减压浓缩使其无醇味，-20℃保存备用，即得醇提物；将醇提后的药渣风干后加入8倍量水提取2次，每次90 min，过滤合并提取液后减压浓缩，加入95%乙醇5倍量体积并不断搅拌，4℃静置过夜，4 000 r／min离心10 min，收集沉淀部分冻干保存备用，即得水提物。

2.3 模型建立 56只SD大鼠适应性喂养1周，随机抽取8只作为正常组，采用基础饲料喂养；其余均为造模组，采用高脂饲料喂养，记录体质量。4周后，所有大鼠禁食12 h，造模组大鼠按照60 mg／kg的剂量一次性腹腔注射STZ（冰浴操作，需在短时间内注射完毕），正常组按照同等剂量腹腔注射柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液。

2.4 模型评价 注射STZ溶液72 h后，所有大鼠禁食12 h，剪尾测定大鼠血糖含量。以大鼠空腹血糖≥11.1 mmol／L为造模成功［15］。

2.5 分组及给药 血糖稳定1周后，随机将造模组大鼠分为模型组，阳性组，醇提物高、低剂量组，水提物高、低剂量组，每组8只。每天上午9点灌胃，连续5周。正常组和模型组大鼠分别灌胃生理盐水10 mL／（kg·d），阳性组灌胃二甲双胍150 mg／（kg·d），醇提物和水提物高、低剂量组分别灌胃醇提物、水提物600、200 mg／（kg·d）。大鼠在患糖尿病期间由于多饮多尿，需每日清洗鼠笼，更换干燥垫料，保持鼠笼干燥卫生，并要随时保持大鼠饮水充足。

2.6 指标测定

2.6.1 生存状态监测 每隔3 d测定各组大鼠体质量，并观察各组大鼠饮食、毛发、行动及其粪便形状。

2.6.2 血糖测定 开始给药后每隔3 d剪尾测定血糖，每只大鼠测定3次取平均值即为血糖值，取每组大鼠血糖平均值作为每周测定的本组大鼠血糖值。需注意在测定血糖前需禁食不禁水12 h。

2.6.3 糖耐量（OGTT）和曲线下面积（AUC）测 定给药结束前1 d，各组大鼠禁食不禁水12 h，测定空腹血糖（FBG），并以40%葡萄糖液2 g／kg对大鼠灌胃，于0、30、60、90、120 min检测血糖值（Glu），计算曲线下面积（AUC）值［16］。

2.6.4 血液指标测定 末次给药结束后，禁食不禁水12 h，在测定大鼠体质量及空腹血糖值后，用20%乌拉坦麻醉大鼠，行腹主动脉取血，采用低温离心机3 000 r／min离心10 min，吸取上清液于-80℃冰箱保存备用。采用相应试剂盒测定大鼠血清TG、TC、HDL-C，按相应试剂盒说明书逐步操作。

2.7 统计学方法 运用SPSS 24.0软件进行统计分析。计量资料属正态分布的以（±s）表示，采用单因素方差分析。

3 结 果

3.1 各组大鼠生存状态比较 实验结果显示：正常组大鼠精神状态良好，反应灵活，饮食正常，皮毛光泽顺亮，体质量正常增长，粪便呈椭圆状；造模组大鼠精神萎靡，反应迟钝，饮食增加，毛发稀疏且干燥发黄，与正常组比较体质量下降，粪便不成型，出现多饮多尿症状；给药后，与模型组比较，醇提物高、低剂量组大鼠体质量、饮食无变化，多饮多尿症状明显，阳性组和水提物高剂量组饮食正常，体质量下降缓慢，多饮多尿症状减轻，水提物低剂量组各种症状相较于模型组有所改善，但效果相比于水提物高剂量组较差。见表1、图1。

图1 各组大鼠进食量变化图

表1 各组大鼠体质量比较（±s）g

表1 各组大鼠体质量比较（±s）g

注：与正常组比较，1）P＜0.01；与模型组比较，2）P＜0.01。

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3.2 各组大鼠空腹血糖比较 醇提物组大鼠空腹血糖始终保持在较高水平，阳性组、水提物高剂量组糖尿病大鼠空腹血糖下降，说明水提物可降低糖尿病大鼠空腹血糖。见表2。

表2 各组大鼠空腹血糖比较（±s）mmol／L

表2 各组大鼠空腹血糖比较（±s）mmol／L

注：与正常组比较，1）P＜0.01；与模型组比较，2）P＜0.01。

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3.3 各组大鼠OGTT和AUC比较 醇提物未能使灌胃葡萄糖的大鼠血糖下降，且血糖保持在较高水平，而阳性药和水提物可使灌胃葡萄糖的大鼠血糖下降，但仍未能达到正常水平。醇提物组AUC与模型组比较无明显变化，阳性组与水提物高剂量组AUC下降，说明水提物可改善糖尿病大鼠糖耐受水平。见表3。

表3 各组大鼠OGTT和AUC比较（±s）

表3 各组大鼠OGTT和AUC比较（±s）

注：与正常组比较，1）P＜0.01；与模型组比较，2）P＜0.01。

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3.4 各组大鼠TG、TC、HDL-C比较 水提物高、低剂量组血清TG、TC、HDL-C均降低（P＜0.01），说明水提物可降低糖尿病大鼠血清指标。见表4。

表4 各组大鼠TG、TC、HDL-C比较（±s）mmol／L

表4 各组大鼠TG、TC、HDL-C比较（±s）mmol／L

注：与正常组比较，1）P＜0.01；与模型组比较，2）P＜0.01。

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4 讨 论

本实验采用STZ＋高脂饲料建立SD大鼠糖尿病模型，通过比较不同溶剂台湾牛蒡根提取物对糖尿病大鼠的生存状态、空腹血糖、OGTT及血清TG、TC、HDL-C的影响，结果表明台湾牛蒡根水提物可使糖尿病大鼠的体质量及对葡萄糖的耐受性增加。研究发现糖尿病与血脂代谢异常有关，而且血液中脂质水平的升高在某些情况下还可导致心血管疾病［17］，而台湾牛蒡根水提物可降低空腹血糖、TG、TC、HDL-C，表明台湾牛蒡根水提物有较好的降血糖和降血脂作用。台湾牛蒡根降血糖的主要活性成分可能是其水提物中的多糖，文献研究表明：多糖可减少自由基的产生，保护并修复胰岛β细胞，增加胰岛β细胞的数量［18-20］，改善胰岛β细胞的形态并修复其功能［21-22］，促进胰岛素的释放，进而达到降血糖的目的。但由于多糖结构复杂，后续实验还需进一步分离纯化多糖，筛选其降血糖作用的均一活性多糖成分，并深入研究其降血糖的作用机制，以期为后续台湾牛蒡根药品及保健品的研发提供实验依据。