表示，采用SPSS 17.0统计分析软件进行t检验统计处理，P＜0.05为差异显著，P＜0.01为差异极显著。
赵 博 1，2，王一峰 1，*，侯宏红 1
（1.西北师范大学生命科学学院，甘肃 兰州 730070；2.中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所，农业部兽用药物创制重点实验室，甘肃省新兽药工程重点实验室，甘肃 兰州 730050）
摘 要：目的：研究中国楤木粗多糖（Aralia chinensis polysaccharide，ACP）对糖尿病大鼠的降血糖作用。方法：采用四氧嘧啶（alloxan，ALX）诱导建立糖尿病大鼠模型，并随机将Sprague-Dawley（SD）大鼠分为正常对照组，糖尿病模型组，ACP高、中、低剂量组，二甲双胍组。连续灌胃给药28 d，测定ACP对糖尿病大鼠空腹血糖（fasting blood glucose，FBG）、糖化血红蛋白（glycosylated hemoglobin A1c，HbA1c）、总胆固醇（total cholesterol，TC）、甘油三酯（triglyceride，TG）、高密度脂蛋白（high density lipoprotein，HDL）、低密度脂蛋白（low density lipoprotein，LDL）水平的影响。结果：ACP能够有效降低糖尿病大鼠的FBG、HbA1c、TC、TG水平，提高HDL水平。结论：ACP能够显著降低糖尿病大鼠血糖水平，有效调节糖尿病大鼠血脂代谢紊乱。
关键词：中国楤木；粗多糖；糖尿病大鼠；降血糖；血脂
糖尿病（diabetes mellitus，DM）是由多种致病因素引起的一种以高血糖为特征的代谢紊乱综合征，是一种伴有胰岛素分泌不足或障碍的终身性疾病，近年来，糖尿病已经成为日益明显的流行病，逐渐发展为全世界严重的公共卫生问题 ［1］。预计在2010—2030年间，发展中国家的糖尿病成年人患病者会增加69%，发达国家会增加20% ［2］。目前，市场上治疗糖尿病的药物主要是化学合成药，虽然短期疗效显著，但常伴有不同 程度的副作用，如心血管疾病、过敏反应等 ［3］，促使人们寻找安全、高效的降血糖天然活性成分。
多糖（polysaccharides）是由多个单糖聚合而成的大分子化合物，是广泛存在于动植物和微生物体内的生物高分子物质，具有多种生物活性 ［4］。研究发现，许多植物多糖具有降血糖作用，Kiho等 ［5］从银耳中分离出了一种酸性杂多糖，由甘露糖、木糖、葡萄糖醛酸和葡萄糖组成，能显著增加正常小鼠和ddY糖尿病小鼠葡萄糖激酶、己糖激酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的活性，降低葡萄糖-6-磷酸酶和血浆胆固醇水平。Takahashi等 ［6］从知母中提取4 种多糖，30、100 mg/kg剂量组对正常小鼠均有降血糖作用。Hikino等 ［7］从灵芝中分离出一种多糖，可显著降低小鼠血糖水平，增加肝脏葡萄糖激酶活性。具有降血糖效果的多糖类成分还有：白背三七多糖 ［8］、黄芪多糖 ［9］、百合多糖 ［10］、桑叶多糖 ［11］、南瓜多糖 ［12］、黑果枸杞果实多糖 ［13］等。天然多糖具有显著的降血糖作用，具有依赖性低、毒副作用小的特点，使得天然多糖的研究成为目前生命科学中最活跃的研究领域之一 ［14］。
楤木属（Aralia Linn.）系五加科（Araliaceae）植物，全世界共有40余种，大多数分布于亚洲和北美洲，我国广泛分布有32 种，主要分布于陕西、四川、甘肃中南部、青海孟达等地区，资源丰富 ［15］。在我国民间有用楤木治疗糖尿病的记载 ［16］，日本、韩国民间均常采用辽东楤木治疗糖尿病 ［17］。从中国楤木中提取粗多糖成分进行降血糖研究，对于中国楤木的进一步开发利用具有十分重要的意义。本实验在前期研究的基础上，采用四氧嘧啶（alloxan，ALX）诱导糖尿病大鼠模型，通过中国楤木粗多糖（Aralia chinensis polysaccharide，ACP）作用于化学性糖尿病大鼠模型，观测ACP对糖尿病大鼠的降血糖作用。
1.1 材料、动物与试剂
中国楤木（Aralia chinensis）采自甘肃徽县，原植物经由西北师范大学生命科学学院植物分类教研室鉴定为中国楤木。
雄性Sprague-Dawley（SD）大鼠，体质量180～220 g，SD大鼠及饲料均由甘肃中医学院提供，合格证号：SCXK（甘）2011-0001。大鼠分笼饲养。
四氧嘧啶 美国Sigma公司；盐酸二甲双胍片（规格0.25 g/片，48 片/盒） 上海医药（集团）有限公司信谊制药总厂；血糖试纸 爱奥乐医疗器械（深圳）有限公司。
1.2 仪器与设备
AU5800全自动生化分析仪 美国贝克曼库尔特公司；全自动血糖检测仪 爱奥乐医疗器械（深圳）有限公司；WGL-230B型电热鼓风干燥箱 天津市泰斯特仪器有限公司；JAR-6数显磁力搅拌水浴锅、JJ-1增力电动搅拌器 金坛市杰瑞尔电器有限公司；Allegra 64R台式高速冷冻离心机 普瑞麦迪（北京）实验室技术有限公司；RE-52AA旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂；SHB-Ⅲ循环水式真空泵 上海比朗仪器有限公司；LGJ-18S冷冻干燥机 北京松源华兴科技发展有限公司。
1.3 方法
1.3.1 中国楤木粗多糖的制备
取中国楤木根皮，于烘箱中40 ℃烘干，粉碎后加入蒸馏水，60 ℃水浴提取3 次，每次8 h。合并滤液，4 000 r/min离心15 min得上清液。将所得上清液减压浓缩并用95%乙醇沉淀，将离心后的沉淀进行冷冻干燥，即得中国楤木粗多糖。以葡萄糖为对照，苯酚-硫酸比色法 ［18］测得中国楤木粗多糖的多糖含量为63%。使用时将中国楤木粗多糖用蒸馏水配制成所需剂量。
1.3.2 糖尿病大鼠模型的建立
将60 只SD雄性大鼠适应性喂养5 d，禁食不禁水12 h后，称量大鼠体质量，测定空腹血糖（fasting blood glucose，FBG）含量。随机取10 只大鼠作为正常对照组，其余50 只大鼠腹腔一次性注射245 mg/kg（以体质量计）新鲜配制的质量分数3%的ALX溶液。72 h后将大鼠断尾取血，用血糖仪测定FBG含量（测定前禁食不禁水12 h），将FBG含量≥11.1 mmol/L视为造模成功。
1.3.3 动物分组及给药
根据《保健食品检验与评价技术规范（2003年版）》 ［19］中保健食品功能评价对受试样品剂量及时间的基本要求，设定中国楤木粗多糖高、中、低3 个剂量组，并将造模成功的SD大鼠随机分成5 组（每组10 只），组间初始指标无明显差异。ACP高、中、低剂量组按照0.5、0.3、0.1 g/（kg·d）的剂量（以体质量计，下同）灌胃给药，二甲双胍组作为阳性对照，按0.025 g/（kg·d）的剂量灌胃给药。糖尿病模型组和正常对照组每天灌胃等量的生理盐水。
实验期间，大鼠自由饮食和饮水，连续观察28 d，每隔7 d测定大鼠的FBG含量和体质量（测定FBG含量前禁食不禁水12 h）。
1.3.4 检测指标
末次给药后，各组大鼠禁食不禁水12 h，采用血糖仪和血糖试纸，剪尾取血测定各组大鼠FBG含量；然后迅速处死大鼠并采血，离心收集血清，采用全自动生化分析仪测定各组大鼠总胆固醇（total cholesterol，TC）、甘油三酯（triglyceride，TG）、高密度脂蛋白（high density lipoprotein，HDL）、低密度脂蛋白（low density lipoprotein，LDL）水平。
1.4 数据统计分析
实验数据均以
表示，采用SPSS 17.0统计分析软件进行t检验统计处理，P＜0.05为差异显著，P＜0.01为差异极显著。
2.1 ACP对糖尿病大鼠血糖水平的影响
由表1可知，造模成功后，与正常对照组相比，各组大鼠FBG含量均明显升高，表现为极显著差异（P＜0.01），且表现出明显的“三多一少”症状。连续灌胃给药后，与糖尿病模型组相比，二甲双胍组大鼠FBG含量在不同时期均明显降低，具有极显著差异（P＜0.01）。ACP中剂量组大鼠给药14 d后的FBG含量与糖尿病模型组相比显著降低（P＜0.05），而ACP高剂量组与糖尿病模型组比较，给药14 d后的FBG含量明显降低，具有极显著差异（P＜0.01）。以上结果表明ACP对糖尿病大鼠具有降低血糖的作用，而且这种降血糖作用以0.5 g/（kg·d）的剂量效果最佳，与二甲双胍组的降糖效果无显著差异（P＞0.05）。
表1 中国楤木粗多糖对糖尿病大鼠空腹血糖含量的影响（x±s，n=10）
Table1 Effect of ACP fromA. chinennssiiss on blood glucose in diabetic raattss （
， n = 1100）mmol/L
注：*. 与糖尿病模型组比较，差异显著（P＜0.05）；**. 与糖尿病模型组比较，差异极显著（P＜0.01）；##. 与正常对照组比较，差异极显著（P＜0.01）。下同。
组别0 d7 d14 d21 d28 d正常对照组4.37±0.314.45±0.255.85±0.376.06±0.136.40±0.25糖尿病模型组19.06±0.2519.87±1.34 ##22.26±1.24 ##25.33±1.43 ##28.25±2.34 ##二甲双胍组19.14±0.4121.56±0.37** ##20.26±1.30** ##18.85±0.64** ##17.52±3.09** ##ACP高剂量组19.96±0.5022.27±0.65** ##20.34±0.67** ##19.02±0.47** ##17.42±3.09** ##ACP中剂量组19.56±0.8223.37±1.35* ##21.84±1.54* ##21.56±1.36* ##19.30±2.82* ##ACP低剂量组19.26±1.2325.16±1.37* ##27.14±1.52* ##26.56±1.37* ##24.21±2.83 ##
2.2 ACP对糖尿病大鼠糖化血红蛋白含量的影响
表2 中国2 楤木粗多糖对糖尿病大鼠糖化血红蛋白含量的影响（
，n=10）=10
Table2 Effect of ACP fromA. chinensis nsis on HbA1c in diabetic rats（
， n = 10） 10
组别灌胃剂量/（g/（kg·d））HbA1c含量/%正常对照组05.87±0.41糖尿病模型组014.85±0.39 ##二甲双胍组0.02510.63±0.33** ##ACP高剂量组0.510.78±0.40** ##ACP中剂量组0.311.69±0.37* ##ACP低剂量组0.113.13±0.35 ##
由表2可知，ACP高、中剂量组大鼠的HbA1c含量显著下降，与糖尿病模型组比较具有显著或极显著差异（P＜0.05或P＜0.01）。以上结果表明，ACP能够降低糖尿病大鼠HbA1c水平，而这种作用以0.5 g/（kg·d）的剂量效果最佳（P＜0.01），与二甲双胍组的效果相当（P＞0.05）。
2.3 ACP对糖尿病大鼠血脂代谢水平的影响
表3 中国3 楤木粗多糖对糖尿病模型大鼠血脂代谢水平的影响
n=10）=10
Table3 Effect of ACP fromA. chinensis nsis on serum lipid in diabetic rats（
， n = 10） 10 mmol/L
注：#. 与正常对照组比较，差异显著（P＜0.05）。
组别TCTGHDLLDL正常对照组1.33±0.180.76±0.200.48±0.050.51±0.20糖尿病模型组1.62±0.22 #1.28±0.86 #0.64±0.13 #0.39±0.18二甲双胍组1.43±0.37*1.05±0.26*0.54±0.25*0.42±0.10 ACP高剂量组1.34±0.45**0.87±0.36**0.45±0.17**0.49±0.21 ACP中剂量组1.32±0.45**0.96±0.71**0.51±0.19*0.37±0.11 ACP低剂量组1.57±0.381.04±0.430.54±0.180.50±0.15
由表3可知，与正常对照组相比，糖尿病模型组大鼠的TC、TG水平均显著升高（P＜0.05），而HDL水平则显著降低（P＜0.05），LDL水平无显著性差异（P＞0.05）。给药28 d后，与糖尿病模型组比较，二甲双胍组大鼠的TC、TG和HDL水平均有明显恢复（P＜0.05），LDL水平仍无明显变化。ACP中、高剂量组大鼠的TC、TG和HDL水平与糖尿病模型组比较，有显著或极显著差异（P＜0.05或P＜0.01），ACP高剂量组对糖尿病大鼠血脂水平的调节作用与二甲双胍组相当，两组大鼠的TC、TG、HDL及LDL含量相当。以上结果表明ACP可以调节糖尿病大鼠的血脂水平。
2.4 ACP对糖尿病大鼠体质量的影响
表4 中国楤木粗多糖对糖尿病大鼠体质量的影响（x±s，n=10）
Table4 Effect of ACP fromA. chinennssiiss on body weight in diabetic raattss （x ±s， n = 1100）g
组别0 d7 d14 d21 d28 d正常对照组185.14±0.36195.25±1.91205.38±0.73222.75±0.53248.88±0.76糖尿病模型组174.53±4.66169.25±3.74162.25±3.54158.00±2.51155.25±4.58二甲双胍组176.70±3.34168.98±4.16165.04±3.71171.83±3.68174.66±5.33 ACP高剂量组178.23±4.87170.50±3.49168.50±3.25173.67±2.36179.56±2.85 ACP中剂量组173.90±2.92 165.50±2.67160.50±3.03164.67±3.59170.56±2.75 ACP低剂量组169.50±2.62160.57±5.61157.17±2.92159.50±3.15163.50±3.52
由表4可知，正常对照组大鼠体质量随着实验时间的推移而迅速增加。与正常对照组相比，造模成功后的各组大鼠则明显消瘦，体质量逐渐减轻。与糖尿病模型组相比，在给药21、28 d后，ACP高、中、低剂量组大鼠体质量逐渐增加，精神状况较好。该结果表明ACP具有促进糖尿病大鼠体质量恢复的作用。
高血糖是糖尿病的一个主要病理特征，本实验通过对SD大鼠进行腹腔注射ALX，对胰岛β细胞进行特殊的破坏，从而减少胰岛素的来源，使大鼠FBG水平升高，大鼠进食量、饮水量、尿量增加，体形明显消瘦，行动迟缓，说明糖尿病模型建立成功。以中国楤木粗多糖为材料，经过28 d的灌胃治疗，结果表明糖尿病模型组大鼠的FBG水平明显高于正常对照组，ACP各剂量组不同程度地降低了大鼠的FBG水平，其中以高剂量组（0.5 g/（kg·d））的降糖效果最佳。
HbA1c是人体血液中红细胞内的血红蛋白与葡萄糖通过非酶促反应缓慢结合所形成的一种血红蛋白组分，HbA1c含量与血糖浓度成正比，又因红细胞的平均寿命是120 d，因此测定血液中HbA1c的水平可以观测120 d以来的平均血糖水平，能更好地反映机体糖代谢的情况 ［20］。Khan等 ［21］的研究表明HbA1c含量与FBG、TG、LDL水平成正相关，HbA1c是诊断机体血糖水平的重要指标，同时也是血脂紊乱的报警器。本实验结果表明，与糖尿病模型组相比，ACP各剂量组不同程度地降低了大鼠的HbA1c含量，并与二甲双胍组效果相当。
糖尿病的众多典型并发症之一是血脂紊乱。高血糖可引起血脂代谢紊乱，因此，在控制血糖水平的同时，有效调节血脂代谢紊乱对治疗糖尿病及其并发症有重要作用。机体内脂肪代谢与糖代谢有密切关系，当机体需要能量供给时，肝糖原分解和异生作用产生的葡萄糖与脂肪组织降解产生的游离脂肪酸共同成为能量的来源。糖尿病患者由于胰岛素分泌不足或细胞对胰岛素作用不敏感，使葡萄糖进入肌肉细胞受阻，从而造成葡萄糖的利用率降低，血糖升高。脂肪分解产生大量游离脂肪酸，血液中存在的大量游离脂肪酸使得肌肉细胞对葡萄糖的消耗利用度更差，形成糖尿病的恶性循环 ［22］。由此可见，改善血脂代谢紊乱对糖尿病的治疗具有重要作用。在本实验中，与正常组相比，糖尿病模型组大鼠TC、TG水平明显升高，HDL含量有所下降。与糖尿病模型组相比，ACP各剂量组均能使糖尿病大鼠血清中TG、TC含量降低，同时提高HDL含量，说明ACP能够改善糖尿病大鼠血脂代谢紊乱的情况。
糖尿病症状之一是体质量减轻。当胰岛素绝对或相对缺乏或发生胰岛素抵抗时，机体不能充分利用葡萄糖产生能量，葡萄糖部分从尿中排出，同时由于糖代谢紊乱而提供的生理需要能量不足，致使脂肪和蛋白质加速分解，过多消耗，呈负氮平衡，体质量逐渐下降 ［23］。本实验结果表明，与正常对照组相比，糖尿病模型组大鼠体质量急剧下降，经ACP灌胃治疗后，大鼠体质量有不同程度地恢复。
本实验对ACP降血糖作用进行了初步研究，但有关ACP如何参与机体的血糖代谢，及其分子层面的降血糖机理还有待深入研究。
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Hypoglycemic Effect of Crude Polysaccharide Extract from Aralia chinensis on Diabetic Rats
ZHAO Bo
1，2， WANG Yifeng
1，*， HOU Honghong
1
（1. College of Life Sciences， Northwest Normal University， Lanzhou 730070， China； 2. Key Laboratory of New Animal Drug Project of Gansu Province， Key Laboratory of Veterinary Pharmaceutics Discovery， Ministry of Agriculture， Lanzhou Institute of Husbandry and Pharmaceutical Sciences， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou 7 30050， China）
Abstract：Purpose： To observe the hypogly cemic effect of crude polysaccharides from Aralia chinensis roots （APC） on experimental diabetic rats. Methods： A rat model of diabetes was induced through the injection of alloxan. Sprague-Dawley（SD） rats were randomly divided into six groups： low， medium and high ACP dose groups， positive control group， blank control gro up and diabetic model group. The mice in the treatment groups were administrated with APC for 4 consecutive weeks， and then the changes in fasting blood glucose （FBG）， glycosylated hemoglobin （HbA1c）， total cholesterol （TC），triglyceride （TG）， high density lipoprotein （HDL） and low density liporotein （LDL） were determined. Results： ACP could reduce the levels of FBG and HbA1c in diabetic rats， decrease the contents of serum TC and TG， significantly increase HDL levels， and result in little change in LDL levels. Conclusion： ACP can effectively ameliorate the metabolism of blood glucose and lipids in diabetic rats.
Key words：Aralia chinensis； crude polysacch arides； diabetes rats； hypoglycemia； serum lipid
中图分类号：Q946.3
文献标志码：A
文章编号：1002-6630（2015）13-0211-04
doi：10.7506/spkx1002-6630-201513039
收稿日期：2014-08-20
基金项目：国家自然科学基金面上项目（C030401）；甘肃省自然科学基金项目（1208RJZA-126）；兰州市科技局技术支撑项目（2013-4-89）
作者简介：赵博（1985—），女，硕士，研究方向为植物学和植物化学。E-mail：365823682@qq.com
*通信作者：王一峰（1964—），男，教授，博士，研究方向为植物学和植物化学。E-mail：wangyifeng6481@aliyun.com