地黄梓醇降糖作用的实验研究
1地黄梓醇降糖作用的实验研究作者：赵素容 卢兖伟 陈金龙 段海峰 吴祖泽【摘要】 目的研究地黄梓醇对四氧嘧啶致糖尿病小鼠血糖的影响。方法雄性KM 小鼠尾静脉注射四氧嘧啶 60 mg/kg 建立糖尿病动物模型。梓醇以200，100，50 mg/kg 剂量灌胃给药 2 周，观察其对糖尿病小鼠血糖、血脂和糖耐量的影响。结果梓醇能明显降低四氧嘧啶致糖尿病小鼠的血糖水平、改善糖耐量和血脂水平，并且呈剂量依赖关系。结论地黄梓醇对四氧嘧啶致糖尿病小鼠有显著的降血糖作用。 【关键词】 梓醇； 降血糖作用； 糖尿病Abstract：ObjectiveTo investigate the effects of catalpol from Rehmannia glutinosa Libosch. on blood glucose of alloxan-induced diabetic mice. MethodsCatalpol was ig administered for 2 weeks at the dose of 200, 100, 50 mg/kg to observe its effects on blood glucose, blood lipid and glucose tolerance in alloxan-induced diabetic mice. ResultsCatalpol significantly decreased the blood glucose, improved the oral glucose tolerance and blood lipid level in alloxan-induced diabetic mice in a dose-dependent manner. Conclusion Catalpol has obvious hypoglycemic activity in alloxan-induced diabetic mice.Key words： Catalpol; Hypoglycemic activity; Diabetes mellitus中药地黄为玄参科植物地黄 Rehmannia glutinosa Libosch.的新鲜或干燥块根，具有滋阴清热、补血止血等功效，临床应用极为广泛。地黄的主要化学成分为苷类，其中以环烯醚萜苷类为主，梓醇（化学结构式如图 1）是其主要活性成分之一，具有利尿、缓和泻下、降血糖、神经保护等生物活性14。但由于天然产物成分复杂多样，地黄中梓醇等环烯醚萜类化合物结构近似，极性较大，而且化学稳定性较差，增大了梓醇分离纯化的难度。因样品来源困难，限制了对梓醇生物活性的研究。2本实验在解决了梓醇分离纯化工艺的基础上，首次在实验性糖尿病动物模型上观察了其降糖作用。图 1 梓醇的化学结构式（略）1 材料与方法1.1 样品 梓醇样品由本实验室制备，其结构经 ESI-MS，1H-NMR，13C-NMR鉴定，HPLC 法测得样品的梓醇含量为 96%。1.2 动物 KM 小鼠，(20±2) g，清洁级，由军事医学科学院实验动物中心提供。合格证号：SCXK-(军)2002-001。1.3 试剂 盐酸二甲双胍购自天津中新药业股份有限公司新新制药厂；四氧嘧啶，Sigma 产品；胆固醇试剂盒、高密度脂蛋白胆固醇试剂盒、甘油三酯试剂盒，南京建成生物工程研究所。1.4 仪器 GLUCOCARD II 血糖仪，附加血糖试纸（ARKRAY，日本）；SABS-18 型自动生化分析仪（意大利）。1.5 方法1.5.1 四氧嘧啶致糖尿病小鼠模型的制备 取 70 只健康 KM 小鼠，随机分出 8只为正常组动物。其余小鼠在禁食 16 h 后（不禁水），尾静脉快速注射新鲜配制的2%四氧嘧啶生理盐水溶液，剂量为 60 mg/kg。正常对照组小鼠在禁食 16 h 后于尾静脉注射相应体积的生理盐水。上述小鼠经过 72 h 的自由饮食后，于尾静脉取血用血糖仪测定血糖值，挑选血糖值大于 16.7 mmol/L 的小鼠作为糖尿病小鼠。1.5.2 动物分组与给药 取 40 只造模成功的糖尿病小鼠按血糖值分层随机分3为 5 组，每组 8 只：模型组，阳性药对照组（盐酸二甲双胍 500 mg/kg），梓醇高、中、低 3 个剂量组（200，100，50 mg/kg）。从造模第 4 天开始给药，治疗组小鼠分别灌胃给予梓醇及盐酸二甲双胍，正常组和模型组小鼠灌胃给予相应体积的蒸馏水，1 次/d，连续 2 周。1.5.3 实验观测指标 分别于给药前（0 d）、给药第 7 天、给药第 14 天于尾静脉取血用血糖仪测小鼠的血糖值。末次给药后小鼠禁食 12 h，口服葡萄糖 2.5 g/kg，尾静脉取血分别测定口服前（0 h）、口服后 0.5，1，2 h 的血糖值，并用梯形面积法计算糖耐量曲线下面积（AUC）。口服葡萄糖耐量实验后小鼠摘眼球取血，离心分离血清。用自动生化分析仪测定血清中甘油三酯（TG）、总胆固醇（TC）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）的含量。1.6 统计学处理定量指标以±s 的形式表示，对两组定量资料的结果分析，采用 Student's t 检验进行两组间均数的差异显著性检验。对单因素 k（k2）水平设计实验结果，采用 SPSS10.0 统计软件对数据进行单因素方差分析，如果各组均数之间的差别有统计学意义，则用双侧 Dunnett t 检验将各处理组均数与对照组均数进行多重比较。当 P0.05 时，差异有统计学意义。 2 结果2.1 梓醇对四氧嘧啶致糖尿病小鼠血糖的影响与正常组相比，模型组小鼠的血糖值显著升高，说明造模成功。与模型组相比，二甲双胍和梓醇 100，200 mg/kg 口服给药 2 周均可明显降低四氧嘧啶致糖尿病小鼠的血糖值，其中梓醇 200 mg/kg 与阳性药二甲双胍 500 mg/kg 的降糖作用相当（结果见表 1）。2.2 糖尿病小鼠糖耐量的变化与正常组相比，模型组小鼠在口服葡萄糖负荷后 0.5，1，2 h 血糖值与糖耐量曲线下面积均显著升高。与模型组相比，二甲双胍4和梓醇在 100，200 mg/kg 剂量时能显著降低糖尿病小鼠口服葡萄糖负荷后0.5，1，2 h 血糖值与糖耐量曲线下面积，说明在一定给药剂量范围内梓醇与二甲双胍均可改善糖尿病小鼠的糖耐量（结果见表 2）。表 1 梓醇对四氧嘧啶致糖尿病小鼠血糖的影响（略）与正常组比较，P0.01；与模型组比较，*P0.05,*P0.01；n=8表 2 梓醇对四氧嘧啶致糖尿病小鼠糖耐量的影响（略）与正常组比较，P0.01；与模型组比较，*P0.05,*P0.01；n=82.3 糖尿病小鼠血脂的变化梓醇 100，200 mg/kg 治疗组与模型组比较，TC，TG 水平明显下降，HDL-C 水平明显升高。其中梓醇在 200 mg/kg 剂量时对各项指标的影响优于二甲双胍的作用（见表 3）。表 3 梓醇对四氧嘧啶致糖尿病小鼠 TC，TG，HDL-C 的影响（略）与正常组比较，P0.01；与模型组比较，*P0.05, *P0.013 讨论糖尿病是由于胰岛素分泌缺陷、胰岛素作用缺陷或二者共同导致的以慢性高血糖为特征的一组代谢性疾病，表现为糖、脂、蛋白代谢紊乱5。研究表明，糖脂代谢紊乱是导致糖尿病并发症的一个重要因素6，7。目前西药仍是治疗糖尿病的主要药物，有磺酰脲类、噻唑烷酮类、二甲双胍、-葡萄糖苷酶抑制剂等。由于化学药物的毒副作用和高昂的医疗费用，从天然产物中筛选和发现降血糖活性成5分已引起了国内外医药工作者的广泛关注。已发现的天然产物中降血糖活性成分有糖类、黄酮类、皂苷、萜类、糖蛋白、多肽、二苯乙烯类、生物碱、不饱和脂肪酸、含硫化合物、四氢吡喃类、吡咯化合物、有机酸等8。地黄是我国最常用的中药材之一，始载于神农本草经，列为上品，梓醇是其主要活性成分之一。仅有一篇文献9提到地黄的甲醇提取物中含有梓醇的部位具有降血糖作用（未发表数据）。本文系统观察了梓醇对四氧嘧啶致糖尿病小鼠血糖、血脂和糖耐量的影响。结果表明梓醇能明显降低四氧嘧啶致糖尿病小鼠的高血糖水平、改善糖耐量、提高血清 HDL-C 含量、降低血清 TC 和 TG 水平，提示梓醇能全面调节糖尿病小鼠的糖脂代谢，对糖尿病及其并发症具有一定的治疗和预防作用。因此梓醇可能是一类新结构类型的降血糖天然成分。我们将进一步深入研究其降糖作用的机制并分析可能引起的毒性反应，为将其开发成降糖药物奠定基础。【参考文献】1 大盐春治, 成濑义知, 井上博之. 地黄配糖体定量分析J.生药学杂志(日), 1981, 35(4): 291.2 Li DQ,Li Y,Liu YX,et al.Catalpol prevents the loss of CA1 hippocampal neurons and reduces working errors in gerbils after ischemia-reperfusion injuryJ. Toxicon,2005,46(8):845.3 Li DQ, Duan YL, Bao YM, et al. Neuroprotection of catalpol in transient global ischemia in gerbilsJ. Neurosci Res, 2004, 50(2): 169.4 山原条二，野口卫，林辉明，等. 地黄含有制剂J.汉方研究(日), 1978, 11：20.5 Alarcon-Aguilar FJ, Jimenez-Estrada M, Reyes-Chilpa R, et al. Hypoglycemic effect of extracts and fractions from Psacalium decompositum in healthy and alloxan-diabetic miceJ.J Ethnopharmacol, 2000, 72(12)：21.66 Fara JM, Lu HL, Cianflone K. Diabetes, lipids, and adipocyte secretagoguesJ.Biochem Cell Biol, 2004, 82 (1)：170.7 Lawrence JM, Reid J, Taylor GJ, et al. The effect of high dose atorvastatin therapy on lipids and lipoprotein subfractions in overweight patients with type 2 diabetesJ.Atherosclerosis, 2004, 174 (1): 141.8 赵素容, 卢兖伟, 吴祖泽. 天然产物中降血糖活性成分研究进展J.军事医学科学院院刊, 2005, 29(3)：280.9 北川勋, 西村正, 古林安见子, 等. 怀庆地黄根茎成分J.药学杂志(日), 1971, 91(5)：593.
