筆筒草有效組分抗2型糖尿病作用機(jī)制研究

1、    筆筒草有效組分抗2型糖尿病作用機(jī)制研究    梁寧+張雅琪摘要目的研究筆筒草有效組分對2型糖尿病大鼠抗氧化作用、胰島素抵抗的影響。方法通過腹腔注射鏈佐霉素聯(lián)合高脂飼料喂養(yǎng)制備2型糖尿病大鼠模型，觀察其對大鼠空腹血糖（fpg）、空腹胰島素（fins）、胰島素抵抗指數(shù)（homa-ir）、血清超氧化物歧化酶（sod）活性、丙二醛（mda）、及葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4（glut4）的影響。結(jié)果與模型組比較，筆筒草乙醇組分及乙酸乙酯組分均可顯著降低糖尿病大鼠fpg、fins及homa-ir，明顯升高骨骼肌glut4表達(dá)水平，與模型組相比，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（p<

2、;0.05）；與乙酸乙酯組分不同之處在于，乙醇組分還能升高sod及降低mda含量，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（p<0.05）。結(jié)論筆筒草乙醇及乙酸乙酯組分降血糖機(jī)制可能與改善機(jī)體對胰島素的敏感性，調(diào)控骨骼肌glut4表達(dá)水平，維持胰島細(xì)胞的正常結(jié)構(gòu)和功能密切相關(guān)，其中筆筒草乙醇組分還具有清除自由基和提高機(jī)體抗氧化能力等作用。關(guān)鍵詞筆筒草；有效組分；抗2型糖尿??；大鼠2型糖尿病是最常見的慢性病之一。近年來，隨著社會的發(fā)展和人民生活水平的提高，人類的疾病譜發(fā)生顯著變化，正由傳染性疾病逐步過渡到慢性非傳染性疾病，根據(jù)who公布的數(shù)據(jù)顯示，糖尿病的患病人數(shù)在逐漸增加，其已經(jīng)成為繼腫瘤、心腦血管疾病后威脅人

3、類健康和生命安全的第三位重大疾病。2型糖尿病患病率近50年來增加迅速，估計我國患病人數(shù)已接近2千萬。筆筒草，別名節(jié)節(jié)草、接骨草、鎖眉草。為木賊科木賊屬植物筆筒草的全草，生于潮濕路旁、砂地、荒原、溪邊，在廣西資源豐富。筆筒草性微寒，味甘、苦，具有祛風(fēng)清熱除濕等功效。筆筒草具有降血糖作用，課題組前期基礎(chǔ)研究發(fā)現(xiàn)，筆筒草乙醇提取組分和乙酸乙酯組分均能降低2型糖尿大鼠血糖水平。本研究在前期基礎(chǔ)之上，采用smz腹腔注射及高脂肪飼料造成大鼠2型糖尿模型，觀察筆筒草對胰島素抵抗作用及抗氧化作用的影響，為廣西研發(fā)抗糖尿病新藥提供科學(xué)實(shí)驗依據(jù)，為臨床使用筆筒草治療2型糖尿病作用機(jī)制研究提供參考。1材料與方法1.

4、1動物sd大鼠70只，雌雄各半，spf級，體質(zhì)量（200±20）g，由湖南斯萊克景達(dá)實(shí)驗動物有限公司提供，生產(chǎn)許可證號：scxk（湘）2011-0003。1.2藥物及試劑筆筒草醇提取物，筆筒草乙酸乙酯提取物制備方法：筆筒草提取物的制備：（1）取適量筆筒草粗粉，加入10倍量純凈水浸漬1h，加熱沸騰1h，重復(fù)提取2次，合并濃縮，得水提浸膏。（2）取適量筆筒草粗粉，分別加入10倍量50%乙醇，反復(fù)回流提取、濃縮、過濾直至濾液澄清，合并濾液濃縮，得50%乙醇浸膏。（3）取適量筆筒草粗粉，加入10倍量70%乙醇，反復(fù)回流提取，合并濾液濃縮，得浸膏，硅膠拌樣，乙酸乙酯提取，得乙酸乙酯提取物。濃縮

5、至2.5g/ml，置于4恒溫冰箱備用。二甲雙胍片（常州制藥廠有限公司，批號：20150823）；鏈脲佐菌素（streptozotocin，stz，美國sigma公司）；超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，sod）試劑盒、丙二醛（malonaldehvde，mda）試劑盒（南京建成生物工程研究所）；胰島素試劑盒（瑞典mercodia公司）；轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4（glut4）elisa試劑盒，（上海高創(chuàng)化學(xué)科技有限公司）。1.3造模方法分組及給藥取sd大鼠70只，適應(yīng)性喂養(yǎng)5d，選取8只作為空白組喂養(yǎng)一般飼料，其余喂養(yǎng)高糖高脂飼料，分別腹腔注射stz35mg/kg，2周后選取模型復(fù)制成

6、功大鼠（空腹血糖值高于血糖16.7mmol/l）共56只并隨機(jī)分為7組：空白組，模型組，二甲雙胍組（0.2g/kg），筆筒草乙醇低（eral，5 g/kg）、高劑量組（erah，10g/kg），筆筒草乙酸乙酯低（erel，5g，kg）、高劑量組（ereh，10g/kg），每組8只。連續(xù)給藥4周。大鼠空腹血糖（fpg）、大鼠空腹胰島素（fins）和胰島素抵抗指數(shù)（homa-ir）測定：末次給藥后，腹主動脈取血，3000r/min，10min分離血清，-20保存。按試劑盒說明，檢測各組大鼠fpg、fins含量，計算胰島素抵抗指數(shù)：homa-ir=空腹血糖x空腹胰島素/22.5。骨骼肌組織glut-

7、4的含量測定：給藥4周，末次給藥后處死，快速提取大鼠左后肢的大腿骨骼肌組織，進(jìn)行組織勻漿，5000r/min離心5min后，取上清液，按照葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4（glut4）elisa試劑盒進(jìn)行檢測。1.4統(tǒng)計學(xué)處理所有數(shù)據(jù)用spss19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)處理，計量資料以（x±s）表示，采用t檢驗，多組間比較采用單因素方差分析及q檢驗，p<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。2結(jié)果2.1筆筒草對2型糖尿病模型大鼠fpg、fnis及homa-ir的影響實(shí)驗結(jié)果表明，筆筒草各給藥組均能降低fpg、fnis及homa-ir，與模型組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（p<0.05），見表1。2.2筆筒草對

8、2型糖尿病大鼠血清中sod及mda水平的影響實(shí)驗結(jié)果表明，筆筒草乙醇提取組分和二甲雙胍組均能降低sod及mda水平，與模型組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（p<0.05），筆筒草乙酸乙酯提取組分未能影響sod及mda水平，與模型組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（p>0.05）。見表2。2.3筆筒草對2型糖尿病大鼠骨骼肌glut4含量的影響實(shí)驗結(jié)果表明，筆筒草各給藥組均能降低大鼠骨骼肌glut4水平，與模型組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（p<0.05），見表3。3討論糖尿病屬中醫(yī)“消渴”或“消癉”范疇，傳統(tǒng)理論認(rèn)為陰津虧損，燥熱偏盛是消渴病的基本病機(jī)。2型糖尿病是一組由多原因引起的以慢性高血糖為特點(diǎn)的代謝

9、性、系統(tǒng)性疾病，其病理機(jī)制是胰島素分泌不足或胰島素抵抗。臨床西醫(yī)治療2型糖尿病的主要藥物有磺酰脲類、雙胍類降血糖藥、a葡萄糖苷酶抑制劑和胰島素增敏劑。西醫(yī)在防治2型糖尿病過程中由于其毒副作用、耐藥性的原因影響長期使用。中草藥在防治糖尿病及其并發(fā)癥領(lǐng)域有獨(dú)特優(yōu)勢。近些年來研究顯示，許多中藥制劑可以改善胰島素抵抗?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為，胰島素抵抗是糖尿病發(fā)病的中心環(huán)節(jié)，不僅貫穿于2型糖尿病的發(fā)生、發(fā)展的始末，同時也是導(dǎo)致2型糖尿病各種合并癥的根源。glut膜上的跨膜糖蛋白，可在組織中協(xié)助葡萄糖的攝取，骨骼肌是機(jī)體利用葡萄糖的主要外周組織，而glut4介導(dǎo)的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)是骨骼肌組織攝取葡萄糖的關(guān)鍵限速步驟，在

10、機(jī)體整體糖代謝中發(fā)揮中心作用。胰島素通過結(jié)合胰島素受體并激活相應(yīng)的底物來起始對血糖的調(diào)節(jié)，在正常個體中，胰島素與分布于細(xì)胞膜上的相應(yīng)胰島素受體結(jié)合后，刺激glut4通路將葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)到肌肉組織和脂肪細(xì)胞中，并抑制肝臟生成葡萄糖，由此維持血糖處于正常水平。胰島素抵抗導(dǎo)致高血糖，高血糖使機(jī)體清除氧自由基的酶被糖化產(chǎn)生大量自由基聚集而產(chǎn)生氧化應(yīng)激反應(yīng)，其中sod活性可反映機(jī)體清除氧自由基的能力；mda含量可反映機(jī)體脂質(zhì)過氧化的程度，二者水平可反映體內(nèi)氧化與抗氧化平衡。本實(shí)驗采用小劑量stz腹腔注射聯(lián)合高脂飲食法可導(dǎo)致模型組fpg、fnis及homa-ir，sod及mda升高，glut4水平降低，與空白

11、組比較明顯升高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（p<0.05），說明2型糖尿病大病理模型復(fù)制成功。各給藥組能降低fpg、fnis及homa-ir的含量，與模型組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（p<0.05）；各給藥組能升高glut4的水平，與模型組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（p<0.05）。說明筆筒草各提取物對2型糖尿病胰島素抵抗模型大鼠胰島功能有明顯保護(hù)作用，其機(jī)制可能與調(diào)控骨骼肌glut4表達(dá)水平，維持胰島細(xì)胞的正常結(jié)構(gòu)和功能密切相關(guān)。實(shí)驗研究中糖尿病大鼠sod明顯低于正常組，mda水平明顯高于正常組，印證了氧化應(yīng)激與炎性反應(yīng)參與了糖尿病的發(fā)生。筆筒草乙醇提取組分組均能升高降低sod及降低mda的含量，與模型組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（p<0.05）；表明筆筒草乙醇組分具有一定的減輕氧化應(yīng)激、抑制炎性反應(yīng)的作用。綜上分析，本研究結(jié)果表明筆筒草乙醇及乙酸乙酯組分均具有降血糖作用，可能與調(diào)控骨骼肌glut4表達(dá)水平，改善2型糖尿病大鼠胰島素抵抗，為筆筒草臨床治療2型糖尿病胰島素抵抗提供指導(dǎo)和參考。另外，筆筒草乙醇組分能夠升高2型糖尿病大鼠sod及降低md