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编号:10396111
石斛合剂改善糖尿病大鼠胰岛素抵抗的作用
http://www.100md.com 《中华现代中西医杂志》 2003年第5期
     【摘要】 目的 观察石斛合剂对糖尿病大鼠胰岛素抵抗的治疗作用。方法 Wistar大鼠,按体重随机分为正常组和造模组,造模组大鼠饲以高脂高糖饮食42天,腹腔注射低剂量链脲佐菌素(STZ,30mg/kg),筛选禁食血糖≥11mmol/L大鼠为成模大鼠;后者经石斛合剂、降糖灵、玉泉丸分别治疗14天后,取血检测血糖、胰岛素、C肽、胰高血糖素、游离脂肪酸、肿瘤坏死因子-α等指标。结果 (1)采用高脂高糖+STZ这种方法所制备出的大鼠为高胰岛素血症的糖尿病模型大鼠。(2)石斛合剂可显著降低糖尿病模型大鼠血糖,胰高血糖素,增加胰岛素、C肽的分泌,抑制胰岛素降解,提高胰岛素敏感指数,抑制游离脂肪酸的分泌并能显著降低肥胖的糖尿病模型大鼠的肿瘤坏死因子-α(P均<0.01)。结论 采用高脂高糖+低剂量STZ注射的方法可制备出较为可靠的伴胰岛素抵抗的糖尿病模型大鼠,石斛合剂可通过多途径多环节减轻这种糖尿病模型大鼠的胰岛素抵抗;FFA可作为评价IR的指标,TNF-α则与肥胖关系更密切。

    关键词 石斛合剂 糖尿病大鼠 胰岛素抵抗
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    【文献标识码】 A 【文章编号】 1726-6424(2003)05-0385-03

    The effect of dendrobium compound on relieving

    the insulin resistance in DM rats

    Shi Hong,Lin Ya,Yu Wenzhen,et al.

    Department of Modern Medicine,Fujian Traditional Chinese Medicine College,FuJian350003.

    【Abstract】 Objective To observe the influence of dendrobium compound(DC)on insulin resistance(IR)in DM rats.Methods Wistar rats were divided into normal and model groups at random by weight;model groups were fed with enrich-diet for42days firstly,abdominal inject lower dose STZ(30mg/kg)secondly,screened the rats whose blood-glucose were higher than11mmol/L as model rats and treated with DC,Phenformin and Yu Quan wan respecˉtively for14dyas.After treatment,therats were executed to examine the fasting plasma glucose(FPG),insulin(FINS),CP,glucagons,free fatty acids(FFA),and tumor necrosis factor-α(TNF-α)etc.Results (1)The DM model rats induced by enrich-diet+STZ(3mg/kg)were ideal DM models with hyperinsulinnemia.(2)The DC group could sigˉnificantly decrease the level of FPG(P<0.01)and glucagons(P<0.01),promote the secretion of insulin and CP,inˉhibit the decomposition of insulin,increase insulin sensitivity(P<0.01),inhibit the secretion of FFA and decrease the level of TNF-αwith obesity(P<0.01)in model rats.Conclusion The DM model rats induced by enrich-diet-STZ(30mg/kg)were ideal DM models with hyperinsulinemia.The DC group could antagnoize IR by when islet was under decompensation,FFA was more reliable than TNF-αas index.
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    Key words dendrobium compound(DC) diabetes mellitus rats insulin resistance(IR)

    胰岛素抵抗是2型糖尿病的显著特征,本实验通过观察石斛合剂对实验性糖尿病大鼠血糖、胰岛素、胰高血糖素、胰岛素敏感指数(IAI)、游离脂肪酸(FFA)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的影响,以探讨石斛合剂对胰岛素抵抗的作用。

    1 材料和方法

    1.1 动物 清洁级Wistar大鼠,雌性,120~140g,中国科学院上海实验动物中心提供。

    1.2 药品与试剂 石斛合剂:福建中医学院研究院药厂生产(批号:011206),含生药量为2g/ml,使用前将其浓缩成4g/ml;降糖灵:江苏林海药业有限公司制造分公司生产(批号:0201302);玉泉丸:福建闽清制药厂(批号:010403);链脲佐菌素(streptozotocin,STZ):美国Sigma公司(批号:020103);血糖试剂盒:北京北化康泰临床试剂有限公司;胰岛素、胰高血糖素、TNF-α放免试剂盒:中国原子能科学研究院同位素研究所;FFA试剂盒:南京建成生物工程研究所。所有指标的检测均严格按照试剂盒说明书进行操作。
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    1.3 主要仪器 乐康全微量血糖检测仪及血糖试纸;AB204-N型电光分析天平(上海梅特勒-托利多公司);Beckman可见紫外分光光度计(美国)。

    1.4 造模方法及实验分组 Wistar大鼠,适应性喂养1周后,按体重随机分为正常组(12只)和造模组,造模组采用高脂高糖(15%蔗糖,4%胆固醇,0.3%胆酸盐,10%猪油,10%蛋黄粉,61%基础饲料) [1] 饲养42天后,腹腔注射低剂量的STZ(30mg/kg,冰浴条件下,用pH4.2柠檬酸钠缓冲液配成0.25%,现配现用),3天后用微量血糖仪筛选出血糖≥11mmol/L大鼠为成模大鼠 [2] ;从中随机抽取11只处死(为单纯造模组)外,其余大鼠按体重、血糖随机分层法分为:未治疗组(10只,蒸馏水)、石斛合剂治疗组(11只,15g/kg,称石斛合剂组)、降糖灵治疗组(10只,50mg/kg,称降糖灵组)、玉泉丸治疗组(10只,按5倍治疗剂量给予,2.7g/kg,称玉泉丸组),各组灌胃量均为2ml/只,1次/d,共治疗14天。
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    1.5 观测指标 大鼠断尾取血筛选造模成功大鼠:实验结束后断头取血,检测禁食血糖、胰岛素、C肽、胰岛血糖素、TNF-α、FFA等指标;IAI数值按李光伟的方法 [3] 计算:IAI=1/(FPG×FINS)。

    1.6 统计方法 组间先行F检验,再行t或t′检验,采用均数±标准差(X±s)表示;使用SPSS10.0软件包进行数据处理。

    2 结果

    2.1 一般情况的观察 与正常组相比,造模组经高脂高糖饲料喂养后大鼠体重平均增加(7.8±4.6)g,P<0.05;注射STZ后第4天,造模大鼠出现多尿、多饮、活动减少,体毛松散,精神萎靡,体重下降(P<0.01),甚至死亡,成模率为81.8%。14天后,未治疗组大鼠“三多”症状未得缓解,体重明显低于正常大鼠;各治疗组大鼠“三多”症状均有一定程度改善,体重较未治疗造模组有一定程度增加(P<0.05),玉泉丸组体重增加处于临界水平,但各组仍未能恢复至正常水平(P<0.01),各治疗组之间均无明显区别(P>0.05)。具体体重变化见表1。
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    表1 各组对高脂高糖+STZ造模大鼠体重的影响 (略)

    2.2 对糖尿病大鼠禁食后血糖、胰岛素、胰高血糖素等的影响 造模后,单纯造模组(造模后立即处死)大鼠禁食后血糖、胰岛素、C肽、胰高血糖素均明显升高,与正常组比较,差异均具有显著性(P<0.05~0.01);14天后,未治疗组大鼠血糖、胰高血糖素仍明显高于正常水平(P<0.01),血胰岛素、C肽下降(P<0.01);各治疗组血糖、胰高血糖素下降,胰岛素、C肽均升高,较未治疗组比较P<0.05~0.01,另外,石斛合剂组胰岛素(P<0.01)、C肽(P<0.05)水平甚至高于正常;且石斛合剂升高胰岛素/C肽比值、降低胰高 血糖素的作用强于降糖灵(P<0.05)、玉泉丸(P<0.01),结果见表2。

    2.3 对糖尿病大鼠FFA、TNF-α、IAI的影响 造模后,单纯造模组FFA、TNF-α明显升高,IAI明显下降,与正常组比较P均<0.01。治疗后,对FFA:各组除未治疗组、玉泉丸组FFA尚未降至正常外,石斛合剂及降糖灵组FFA均降至正常;对TNF-α:各组TNF-α均较单纯造模组显著下降(P<0.01);对IAI:各组除未治疗组外均较单纯造模组显著升高(P<0.01),结果见表3。
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    表2 各组对高脂高糖+STZ造模大鼠禁食后血糖、胰岛素、胰高血糖素的影响 (略)

    表3 各组对高脂高糖+STZ造模大鼠禁食后FFA、TNF-α、IAI的影响 (略)

    3 讨论

    胰岛素抵抗(Insulin resistance,IR)是指一定量的胰岛素产生的生物学效应低于预计正常水平,它是糖尿病、肥胖、高血压、冠心病等疾病的共同发病基础。本实验结合文献报道,通过高脂高糖饲料喂养42天后,注射低剂量STZ,其禁食血糖、胰岛素、FFA、TNF-α升高,IAI明显下降,说明已诱导出具有胰岛素抵抗的糖尿病模型大鼠。实验中,单纯造模组(注射STZ后立即处死)大鼠血糖、胰岛素、C肽、胰高血糖素水平均升高,提示:经过高脂血糖+STZ后可引起β细胞分泌胰岛素、α细胞分泌胰高血糖素均增加,导致高胰岛素的高胰高血糖素血症;未治疗组大鼠14天后,血糖、胰高血糖素仍然较高,胰岛素、C肽却下降,提示:大鼠胰岛素β细胞在高血糖、高FFA状态下遭到进一步破坏,出现失代偿,且胰岛素降解加速,呈现血胰岛素及C肽下降,胰岛素/C肽比值下降,引起低胰岛素的高胰高血糖素血症。
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    FFA、TNF-α与胰岛素抵抗(IR)关系密切 [4,5] ,不少报道认为二者可增强IR,且随FFA、TNF-α的升高,IR加重。本实验中,从二者与血糖、胰岛素及IAI关系分析:单纯造模组大鼠血糖、胰岛素、FFA明显增加,IAI显著下降,说明当胰岛β细胞处于代偿期时,由于过高的血糖、FFA对胰岛素的分泌有强烈的刺激作用 [6] ,促进胰岛素分泌,进而加重IR;而当胰岛β细胞失代偿时,过高的血糖、FFA不仅不能有效刺激胰岛β细胞分泌胰岛素,反而存在着血糖、FFA介导的胰岛素分泌减少,而导致失代偿的外周胰岛素抵抗 [7,8] ,出现胰岛素水平与IR分离,即胰岛素水平下降,而IR则更为严重,表现为:未治疗组经14天后,大鼠胰岛素水平下降,甚至低于正常,而血糖仍维持高水平,FFA也仍保持在一个较高水平,即无论代偿与失代偿,血糖与FFA均呈正相关(相关系数分别为0.923,0.866),故FFA水平可作为评价IR的指标;而对TNF-α,我们在实验中发现,当胰岛β细胞尚具有代偿功能时,表现为高血糖、高胰岛素,TNF-α也高,血糖与TNF-α呈正相关(相关系数为0.806),而当胰岛β细胞处于失代偿时,未治疗组则表现为血糖仍极高,胰岛素水平却下降,TNF-α也极度下降,血糖反而与TNF-α呈负相关(相关系数-0.621),在去除体重影响因素后,TNF-α不能反映IR,而事实上此时IR极为严重。因此根据我们的实验结果认为,当胰岛β细胞尚能代偿时,两者均可作为评价IR的指标;而当胰岛处于失偿时,FFA作为评价IR的指标较TNF-α更为可靠,而TNF-α则与肥胖关系更密切 [9] ,我们的病理检查结果也支持这一观点。
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    经石斛合剂治疗后,大鼠血糖明显下降,虽未能降至正 常(可能与胰岛β细胞破坏过于严重和治疗时间不足等因素有关),但石斛合剂组血胰岛素、C肽升高,而且胰岛素/C肽比值为各治疗组中最高,说明其抑制胰岛素降解作用最强;且石斛合剂组可以降低FFA、TNF-α,使IAI明显改善;同时,检测中还发现,石斛合剂可使胰高血糖素降至正常水平,作用强于降糖灵和玉泉丸。说明石斛合剂改善IR的可能机制:其一是通过对胰岛β细胞的修复,代偿性增加胰岛素分泌并减少胰岛素的降解,使胰岛素充分发挥较强的抗脂解作用,以降低FFA,减轻IR;其二,通过增加外周组织对胰岛素的敏感性,以减轻IR;其三,使胰岛α细胞周围的β细胞在数量上增加(病理检查结果显示),从而抑制α细胞分泌胰高血糖素,以降低血糖、FFA,减少增加IR的细胞因子(如TNF-α)的作用,即通过调节岛内不同细胞之间的功能,以达到调节机体的平衡。

    以上的实验表明降糖中药复方石斛合剂有良好增强糖尿病大鼠胰岛素敏感性,拮抗胰岛素抵抗的作用,其作用是多途径、多环节的,我们将不断对其机制进行更深入的探讨。
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    参考文献

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    基金项目:福建省科技厅项目(编号:2001J134)

    作者单位:350003福建中医学院现代医学部

    (收稿日期:2003-08-08)

    (编辑 夫凡), 百拇医药(施红)