苦瓜提取物对链脲佐菌素诱导糖尿病小鼠的降糖作用研究
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摘要：目的：研究苦瓜提取物(Momordica cbarantia extract，MCE)对实验性糖尿病小鼠血糖、糖耐量和血清胰岛素水平的影响，旨在建立一个分析和评价苦瓜提取物降血糖活性的动物模型。方法：采用腹腔注射链脲佐菌素(STZ)的方法建立小鼠糖尿病模型，通过灌胃给药比较不同样品作用效果。结果和讨论：苦瓜提取物有明显的降血糖效果，其降血糖效果与其放免分析数值的高低相一致。实验所使用的苦瓜提取物对实验小鼠血清胰岛素水平的影响均不显著。苦瓜提取物的降血糖作用可能是通过调节糖代谢、促进肝糖原合成引起的而非通过刺激胰岛素分泌引起的。
关键词：苦瓜提取物；小鼠；血糖糖耐量；胰岛素
中图分类号：R285.5
文献标识码：A 文章编号：1673-7717(2007)12-2613-03
苦瓜(Momoordica charantia)为葫芦科苦瓜属植物，性味苦寒，具有清热解凉、滋养强壮、降血糖等功效。苦瓜提取物(momordica charantia extract，MCE)具有明显的降血糖、抗菌和抗病毒的生理活性，是近年来国内外研究的热点之一。糖尿病(Diabetes Mellitus，DM)是一种慢性的代谢紊乱性疾病，其治疗仍然是一个世界性的难题，患者需要长期注射外源性胰岛素或口服降血糖药物。此治疗方式不仅药物副作用大，而且生活质量差，经济负担重。本研究从祖国传统医学“药食同源”的观点出发，探讨苦瓜提取物对糖尿病小鼠的降糖作用及其机理，将体外活性和体内实际作用效果对应起来，建立一个分析和评价苦瓜提取物降血糖活性的动物模型。
1.材料
1.1药品与试剂
苦瓜提取物I、Ⅱ：均为市售苦瓜提取物产品；链脲佐菌素(Streptozotoein，STZ)，Alexis公司出品，批号：380-010-C001；格列吡嗪(Glipizide)，威海迪沙药业有限公司(迪沙)，国药准字：H37022995；血糖试剂盒，由北京怡成生物电子技术有限公司提供，执行批准号：YZB/京0273-2005；胰岛素放射免疫分析测定盒(Insulin RadioimmunoassayKit)，大津九鼎医学生物工程有限公司出品，国药准字：S10950186；其余试剂均为市售分析纯。
1.2仪器设备
JPS-Ⅲ型快速血糖测试仪，北京怡成生物电子技术有限公司出品；J-251型高速离心机，美国Beckman公司；Fills恒温水浴锅，厦门医疗仪器厂。
1.3动物
2月龄昆明种雄性小鼠(20±2)g及实验所用饲料均由福建医科大学动物所提供。
2.方法
2.1分组及方法
2.1.1糖尿病动物模型的建立 健康昆明种小鼠60只，雄性，2月龄，18～22g，取10只作为造模对照组，其余小鼠进行糖尿病模型的诱导。禁食24h，腹腔注射链脲佐菌素(STZ)80mg/kg体重，每只0.2mL，SIZ用0.1mol/L柠檬酸钠缓冲液(pH4.4)溶解，现配现用且应避光低温保存；空白对照组腹腔注射0.2mL生理盐水。72h后，再次禁食24h，腹腔注射STＺ 80mg/kg体重，每只0.2mL，空白对照组腹腔注射0.2mL生理盐水。末次注射7天后，测空腹血糖值(Fasting blood glucose，FBG)，选取FBG≥9.0mmol/L的小鼠为成功模型。
2.1.2降血糖试验 将造模成功的实验性高血糖小鼠32只随机分成4组，每组8只。A组为空白对照组，用生理盐水灌胃；B组和c组分别用剂量为1.5g/kg的苦瓜提取物I(400mlU/L)和苦瓜提取物Ⅱ(800mlU/L)溶液灌胃；D组用格列吡嗪1.2g/kg灌胃。实验小鼠经适应性喂养3天后，从第4天起，每天上午定时灌胃，试验期为4周，每周测量空腹血糖。实验第28天，测完糖耐量120min血糖浓度后，小鼠摘眼球取血，血液离心测血清胰岛素小平。
2.1.3糖耐量试验 和血糖测定法第28天测量空腹血糖后，再腹腔注射11mol/L葡萄糖溶液10mI/kg，断尾取血测定30、60、90、120min血清葡萄糖浓度。将血糖仪调试好后，用剪刀断尾取血，血滴滴血糖试纸测试点，20s后读数、记录。糖耐量曲线下面积(Area Under Curve，AUC)=0.5×空腹血糖+30rain血糖+1.5×60min血糖+120min血糖。
2.1.4苦瓜提取物体外放免分析和小鼠血清胰岛素的测定 苦瓜提取物体外放免分析和小鼠血清胰岛素测定均使用放射免疫法，同时用造模对照组的10只小鼠作为无糖尿病空白对照组，数据拟合数学模型采用Logit-Los线性回归法。
2.2统计分析
用SPSS软件进行统计分析，对试验前后和组间进行t检验，显著性界定为0.05。所有数据以均数±标准差表示。
3.结果
3.1苦瓜提取物体外放免分析
利用胰岛素放射免疫分析试剂盒对苦瓜提取物I、II进行体外放免活性分析，发现苦瓜提取物Ⅱ的体外放免活性比苦瓜提取物I高出约50％，见表1。
3.2苦瓜提取物对实验性高血糖小鼠血糖的作用
实验结果表明，在实验开始的2周内，所有实验小鼠空腹血糖值均保持在一个较高的水平。药物灌胃2周后，各个实验组小鼠空腹血糖值均有下降。第4周时，苦瓜提取物I、Ⅱ组和格列吡嗪对照组小鼠空腹血糖值下降趋势都较空白对照组明显，尤其是苦瓜提取物Ⅱ组小鼠的空腹血糖值下降趋势尤为显著，详细数据见表2。
3.3苦瓜提取物对实验性高血糖小鼠糖耐量及其曲线下面积的影响
从实验结果可以看出，苦瓜提取物I对糖尿病小鼠糖耐量及其曲线下面积无明显改善；而苦瓜提取物Ⅱ则有一定的改善效果，见表图2。
3.4苦瓜提取物对实验性高血糖小鼠血清胰岛素水平的影响
同无糖尿病小鼠血清胰岛素水平相比，苦瓜提取物实验组、格列吡嗪实验组和空白对照组实验小鼠血清胰岛素水平均比较低。由于格列吡嗪对该高血糖小鼠血清胰岛素水平基本无改善，可以看出该实验性高血糖小鼠的胰岛细胞基本被破坏。胰岛细胞已经无法接受刺激增加胰岛素的分泌量。由此可以猜测苦瓜提取物对糖尿病小鼠血糖水平的改善并不只依赖于刺激胰岛细胞而增加胰岛素分泌的作用机制。试验各组小鼠血清胰岛素水平数据见表4。
4.讨论
苦瓜即葫芦科苦瓜(momordic charantia L.)的果实，是一种药食两用的食疗佳品，中国南北均普遍栽培。我国很早起就有记载苦瓜的药用价值。据《随息居饮食谱》，记载：苦瓜“青则苦寒涤热，明目清心，熟则养血滋肝，润脾补肾”。《养生编》记载：“苦瓜能除邪热，解劳乏，清心明目，益气解热”。据近代药理试验，发现苦瓜提取物有降低血糖的作用，认为这是由于苦瓜中含有一种类似胰岛素物质的缘故，有学者研究了口服给予苦瓜提取物对正常及糖尿病人鼠肝脏药物代谢酶活性和表达的作用。表明苦瓜提取物和胰岛素一样可以反转糖尿病对肝、肾药物代谢酶活性的影响。
关于苦瓜中具有降血糖作用的类似胰岛素物质国内外均有大量的相关报道，印度学者Khanna首次从苦瓜果实中分离提取了具有降血糖作用的胰岛素样物质；权建新等离纯化得到了植物胰岛素，这种胰岛素类似物与胰岛素抗体的结合率约为lOOpμIU/mg。依据上述研究，国内有学者应用胰岛素放免试剂对苦瓜提取物中胰岛素类似物进行定量分析。在部分苦瓜提取物产品生产厂家，这种体外放免活力分析已经成为一种产品质量控制的手段。
本研究利用糖尿病小鼠动物模型将苦瓜提取物体外的放射免疫活性与其对小鼠血清胰岛素的影响建立起相关性，从而将体外活性和体内实际作用效果对应起来。这种动物模型不仅可以对苦瓜提取物的体内活性作出有效的分析和评价，而且首次确认了苦瓜提取物的体内降血糖活性和其体外放免分析数据成对应关系。
链脲佐菌素对胰岛β细胞有选择性破坏作用，进而使小鼠产生糖尿病。因其对组织毒性小，动物存活率高，因而成为目前国内外使用较多的制备糖尿病动物模型的方法之一。该动物模型能良好的反映各类降血糖药物和调节血脂药物的作用效果。
本研究结果表明，苦瓜提取物对实验性高血糖小鼠有明显降低血糖、改善糖耐量的作用效果，并且其体内作用效果体外放免活性高低密切相关。其中，苦瓜提取物Ⅱ的降血糖效果甚至优于传统的降糖药物――格列吡嗪。在试验期内苦瓜提取物对血清胰岛素水平的影响并不明显，无法改善糖尿病小鼠的血清胰岛素水平，这一方面说明造模小鼠的胰岛β细胞遭到链脲佐菌素的破坏；另一方面说明苦瓜提取物降低血糖、改善糖耐量的作用是通过调节机体糖代谢、促进肝糖原合成、减少肝糖原分解引起的，而非通过刺激胰岛β细胞分泌胰岛素来作用的。