荞麦蛋白复合物对糖尿病小鼠降血糖作用的研究

荞麦蛋白复合物对糖尿病小鼠 降血糖作用的研究 磁 刘仁杰 ，王月娇 ，郭宏伟 ，贾 　帅 ，胡耀辉磁磁 （吉林农业大学食品科学与工程学院 ，长春 １３０１１８ ） 摘 　要 ：采用不同剂量四氧嘧啶制备糖尿病小鼠模型 ，造模后测定小鼠血糖值 ，确定小鼠最佳四氧嘧啶腹腔 注射给药量为 １００ mg／（kg·d） 。以不同剂量的荞麦蛋白复合物灌胃糖尿病模型小鼠并检测小鼠空腹血糖及血 浆胰岛素 ，确定荞麦蛋白复合物最佳灌胃剂量为 ０畅５３４ g／（kg·d） ，此剂量对糖尿病小鼠的降血糖作用最为明 显 。 关键词 ：荞麦 ；糖尿病 ；血糖 ；小鼠 中图分类号 ：R２８５畅５ 　 　 　文献标识码 ：A 　 　 　文章编号 ：１０００-５６８４（２００９）０１-０１０２-０３ Study on the Effect of Buckwheat Protein in Lowering Blood Glucose of Diabetic Mice LIU Ren-jie ，WANG Yue-jiao ，GUO Hong-wei ，JIA Shuai ，HU Yao-hui （College of Food Science and Engineering ， Jilin Agricultural University ，Changchun １３０１１８ ，China） Abstract ：Using different doses of alloxan ，models of diabetic mice were prepared畅 After modeling ， blood glucose value of mice was measured and intraperitoneal injection dosage was determined to be １００ mg／（kg·d）畅 Different doses of BWP were administrated intragastrically to the diabetic mice ，and blood glucose and plasma insulin were detected畅 The optimal dosage was determined to be ０畅５３４ g／（kg· d） ，with which blood glucose of diabetic mice was lowered most evidently畅 Key words ：buckwheat ；diabetes mellitus ；blood glucose ；mouse 　 　随着临床上 Ⅱ型糖尿病发病率逐年增加 ，研 究治疗 Ⅱ型糖尿病的药物和研究 Ⅱ型糖尿病动物 模型也随之增多 。 Ⅱ型糖尿病动物模型包括化学 药物致 Ⅱ型糖尿病模型 、催肥致 Ⅱ 型糖尿病动物 模型和中西医结合方法致 Ⅱ 型糖尿病动物模型 ， 其中四氧嘧啶给药致小鼠 Ⅱ型糖尿病模型研究较 多［１-２］ 。四氧嘧啶致小鼠 Ⅱ型糖尿病模型的成模 率 、死亡率与四氧嘧啶的剂量有很大关系 ，因此制 备糖尿病模型小鼠的给药剂量十分重要 。 荞麦属短季蓼科草本双子叶植物 ，其栽培品 种主要有甜荞麦 、苦荞麦 。荞麦营养成分全面 ，富 含蛋白质 、淀粉 、脂肪 、粗纤维 、维生素 、矿物元素 等［３］ 。荞麦不仅营养丰富 ，而且有较高的药用价 值 ，其中含有多种具有保健功能的营养成分 ，尤其 是糖尿病特效因子如生物类黄酮 、手性肌醇 、高活 性蛋白 、高活性膳食纤维的含量高于其它粮食作 物 ，食用荞麦可以有效减轻糖尿病症状［４］ 。本试 验以荞麦为原料研究荞麦蛋白复合物对糖尿病模 型小鼠的治疗作用 ，探讨其降血糖作用 ，为进一步 利用荞麦资源开发功能性食品提供理论依据 。 磁 磁磁 通讯作者 � 基金项目 ：农业部项目（２００６-Z１１） 作者简介 ：刘仁杰 ，女 ，硕士 ，讲师 ，研究方向 ：食品生化工程与功能性食品 。 收稿日期 ：２００７-０６-２１ 　 　 修回日期 ：２００８-０１-０８ 吉林农业大学学报 　 ２００９ ，３１（１） ：１０２ ～ １０４ http ：／／xuebao畅jlau畅edu畅cn Journal of Jilin Agricultural University E-mail ：jlndxb＠ vip畅sina畅com 1 　材料与方法 1畅1 　材料与试剂 荞麦 ：“吉乌 １号”荞麦粉 ，四氧嘧啶（药品级 购于 Sigma公司） ，血糖试剂（北京医科大学） ，胰 岛素（NIS ，北京北方生物技术研究所） ，其他试剂 为纯 。 1畅2 　试验动物及饲育条件 由吉林大学试验动物中心提供健康成年小 鼠 ，体重 １８ ～ ２２ g ，雌雄各半 ，共 １２０只 ，清洁级 。 购进后适应环境 ７ d ，自由进食 、饮水 ，饲养温度 保持在 ２２ ～ ２５ ℃ ，相对湿度 ６５％ ～ ８０％ ，经常通 风换气 ，自然采光 。每周更换垫料 ２次 。 全部试验动物进食饲料名称为试验动物全价 颗粒饲料 ，生产许可证 ：SCXK － （吉）２００３ － ０００８ ； 生产登记证 ：１０９５ ；由长春市绿园区益生实验动物 饲料厂生产 ，吉林大学基础医学院动物实验中心 监制 。 1畅3 　荞麦蛋白复合物的制备 以水为提取液 ，料液比 １∶１５ ，调溶液 pH ＝ ８ ， 提取温度 ５０ ℃ ，提取时间 ３０ min ， ０畅１５ mm （１００目）筛过滤 ，滤液经 ３ ０００ r／min 离心 ５ min 得到荞麦粗蛋白母液 。 向母液中添加一定量 １０％ 盐酸溶液 ，调节母液的 pH值至 ７ 左右 ，此溶 液为荞麦蛋白复合物（BWP）［５］ 。 1畅4 　糖尿病模型小鼠的制备 准备 ６组小鼠 ，每组 １０只 ，小鼠均禁食 １２ h ， 除正常对照组外 ，试验组小鼠各腹腔注射 ６０ ，８０ ， １００ ，１２０ ，１４０ mg／（kg·d）体重四氧嘧啶 ，对照组腹 腔注射等量生理盐水 。 ２４ h后注射四氧嘧啶 。于 开始喂药后的第 ３ d ，对饥饿 １２ h小鼠断尾取血 ， 分离血清 ，测定空腹血糖 （FPG ） ， 以血糖 １３ mmol／L 以上者作为糖尿病模型小鼠 ，按雌雄 比 １∶１共选 ８０只 。 1畅5 　荞麦蛋白复合物对糖尿病小鼠的影响 将 ８０ 只小鼠按体重随机分为 BWP Ⅰ 、 BWP Ⅱ 、BWP Ⅲ 组和糖尿病模型对照组 ，每组 ２０ 只 ，雌雄各半 ，灌胃剂量分别为 ２畅６７０ × １０３ mg／（kg·d） ，０畅５３４ × １０３ mg／（kg·d）和 ０畅１０７ × １０３ mg／（kg·d） ，连续 １０ d 。 糖尿病模型对照组 （ck１ ）和正常对照组（ck２ ）为每日灌胃等量生理盐 水 。末次灌胃后禁食 １２ h ，称重并眼部采血 ，测血 糖（FPG）值和血浆胰岛素（INS）含量 ，并计算胰岛 素敏感指数（ISI） 。 2 　结果与分析 2畅1 　 T四氧嘧啶剂量对形成糖尿病模型小鼠血糖 的影响 　 　由图 １可见 ，模型对照组空腹血糖明显高于 正常对照组 ，说明四氧嘧啶已造成小鼠糖尿病 。 ７２ h后随着剂量的增加血糖值也随之增加 ，二者 呈一定量效关系 。腹腔注射四氧嘧啶组小鼠给予 １００ mg／（kg·d） ，７２ h后成模率高 ，死亡率低 ；而腹 腔注射雌性小鼠与雄性比较成模率 、死亡率均较 低 。雄性小鼠成模率较高 ，但是剂量加大死亡率 较高 ，剂量为 ６０ ～ １４０ mg／（kg·d） ，血糖升高有显 著性差异 ，剂量低于 ８０ mg／（kg·d） ，血糖浓度不稳 定 ，但是剂量高于 １２０ mg／（kg·d）后 ，由于血糖浓 度过高 ，死亡率也相对较高 。因此 ，本研究采用四 氧嘧啶剂量 １００ mg／（kg·d） 制备糖尿病模型小 鼠 。 图 1 儋　不同剂量四氧嘧啶对小鼠血糖的影响 Fig 畅1 `畅 揪Effect of different doses of alloxan on FPG of diabetic mice 2畅2 　 T荞麦蛋白复合物对糖尿病小鼠血糖及血浆 胰岛素的影响 荞麦蛋白复合物对糖尿病小鼠空腹血糖及血 浆胰岛素含量变化的影响结果见 １ 。 模型对照组空腹血糖明显高于正常对照组 （P ＜ ０畅０５） ，说明四氧嘧啶已造成小鼠糖尿病 。 ３ 个剂量的荞麦蛋白复合物 BWP均能使糖尿病小 鼠血糖水平降低 ，其中以 ０畅５３４ × １０３ mg／（kg·d）剂 量组效果最好 。结果还显示 ，不同剂量的荞麦蛋 白复合物对试验性糖尿病小鼠血浆胰岛素无明显 影响 ，各试验组的血浆胰岛素含量无明显差异 ，但 BWP的高 、中剂量组的胰岛素敏感指数明显高于 301刘仁杰等 ：荞麦蛋白复合物对糖尿病小鼠降血糖作用的研究 吉林农业大学学报 Journal of Jilin Agricultural University 试验对照组 。这是由于荞麦蛋白复合物（BWP）降 血糖作用并不是通过刺激胰岛素分泌增加 ，可能 是通过增加靶组织对胰岛素敏感性而起作用 。 表 1 　 BWP对糖尿病小鼠空腹血糖（FPG） 、胰岛素（INS））含量的影响 Table 1 ．Effect of different doses of BWP on FPG and INS of diabetic mice 组别Group 剂量／（mg·kg － １ 8·d － １）Dose 空腹血糖／（mmol·L － １ w）FPG 胰岛素／（μmol·L － １ 挝）INS 敏感指数ISI ck１ 铑０ ＃５ �畅０８ ± ０ e畅６７ １６ 铑畅１５ ± ３ 栽畅２４ 　 － ４ 创畅４１ ± ０ 殮畅７８ ck２ 铑０ ＃１９ u畅４１ ± ０ [畅５１ 倡 １３ 铑畅７８ ± １ 栽畅４９ 　 － ５ 创畅５９ ± ０ 殮畅７６ BWP Ⅰ ２ �畅６７０ × １０３ １０ u畅０８ ± ２ [畅３９ 倡 １０ �畅５６ ± ２ 後畅３１ 倡 － ４ 创畅６７ ± １ 殮畅７１ BWP Ⅱ ０ �畅５３４ × １０３ ５ �畅８２ ± １ e畅５１ １０ �畅８７ ± ２ 後畅７４ 倡 － ４ 创畅１５ ± １ 殮畅４２ BWP Ⅲ ０ �畅１０７ × １０３ １４ u畅５６ ± １ [畅６４ 倡 １５ 畅０３ ± ３ �畅１２ － ５ 创畅３９ ± １ 殮畅６３ 3 　讨 　论 四氧嘧啶对胰岛 β细胞有特异性的毒性作 用 ，可选择性地损伤多种动物的胰岛细胞而引起 糖尿病 ，它通过产生超氧自由基破坏 β细胞 ，使细 胞内 DNA损伤 ，并激活多聚 ADP 核糖体合成酶 的活性 ，从而使辅酶 Ⅰ含量下降 ，导致 mRNA功能 受损 ，β细胞合成前胰岛素减少 ，最终导致胰岛素 缺乏 。 本研究结果表明 ：四氧嘧啶剂量低于 ８０ mg／（kg·d） ，血糖浓度不稳定 ，但是高于 １００ mg／（kg·d）后 ，由于血糖浓度过高 ，死亡率也 相对较高 。大剂量的四氧嘧啶可使 β细胞全部破 坏 ，从而引起严重糖尿病 ，并可致酮症酸中毒而死 亡 。所以 ８０ ～ １００ mg／（kg·d）是制作四氧嘧啶高 血糖小鼠模型的可选择区间 。小鼠腹腔给予四氧 嘧啶 １００ mg／（kg·d） ，７２ h后成模 ，连续观察 ３周 ， 血糖一直维持在高水平 ，未见反弹 。腹腔注射四 氧嘧啶法制备的糖尿病模型小鼠的血糖值与给药 剂量呈一定量效关系 ；制备的糖尿病模型小鼠最 佳给药剂量为 １００ mg／（kg·d） 。通过对小鼠造模 后饮水 、饮食的观察也同样得到临床糖尿病患者 出现的症状 ，因此小鼠腹腔给予四氧嘧啶 １００ mg／（kg·d）剂量制备糖尿病模型小鼠方法简 便 、实用可靠 。 荞麦化学成分复杂 ，含有丰富的黄酮类化合 物［６］ 。近年来国内外一些学者研究发现荞麦有降 糖 、降脂 、抗肿瘤等多种作用［７］ 。研究发现 ，荞麦 蛋白复合物对试验性糖尿病小鼠具有降血糖作 用 ，特别是 ０畅５３４ g／（kg·d）剂量组效果最好 ，但不 同剂量的荞麦蛋白复合物对试验性糖尿病小鼠血 浆胰岛素无明显影响 。这表明荞麦蛋白复合物 （BWP）的降血糖作用并不是通过刺激胰岛素分泌 增加 ，可能是通过增加靶组织对胰岛素敏感性或 具有类胰岛素作用 ，也可能存在其他途径 ，其确切 机制有待进一步研究 。 参考文献 ： ［１］ 　 周敏 ，柴可夫 畅实验性 Ⅱ 型糖尿病动物模型研究及其进展 ［J］畅浙江中医学院学报 ，２００２ ，２５（５） ：７９畅 ［２］ 　 古筱茹 畅不同剂量四氧嘧啶皮下注射对大鼠糖尿病模型稳 定性的影响［J］畅现代医药卫生 ，２００７ ，２３（７） ：９５３ ． ［３］ 　 Przybylski R ，Lee Y C ，Eskin N A M ．Antioxidant and radical scav- enging activities of buckwheat seed components ［J］畅Journal of the American Oil Chemists′ Society ，１９９８ ，７５（１１） ：１５９５-１６０１畅 ［４］ 　 刘淑梅 ，韩淑英 ，张宝忠 ，等 畅 荞麦种子总黄酮对糖尿病高 脂血症大鼠血脂 、血糖及脂质过氧化的影响 ［J］畅 中成药 ， ２００３ ，８（２５） ：６６２-６６３ ． ［５］ 　 陶健 ，毛立新 ，杨小姣 ，等 畅 碱萃取酸等电沉淀制备荞麦蛋 白［J］畅中国食品学报 ，２００６ ，６（３） ：４９-５３ ． ［６］ 　 刘仁杰 ，贾帅 ，赵铁玉 ，等 畅 荞麦芽苗无糖饮料加工工艺研 究［J］畅吉林农业大学学报 ，２００７ ，２９（５） ：５８１-５８４ ． ［７］ 　 卢明俊 ，张宏伟 ，张永红 ，等 畅 食用荞麦与血糖和糖尿病关 系流行病学研究［J］畅现代预防医学 ，２００２ ，２９（３） ：３２６-３２７ ． 401　 　 　吉林农业大学学报 　 ２００９年 ２月 Journal of Jilin Agricultural University 2009 ， February