荞麦糠皮提取物对Ⅱ型糖尿病大鼠血糖和血脂的影响

勾向博，白 静，姜 妍，王建行，韩 婷，余 红，韩淑英,*

(1.河北联合大学基础医学院药理教研室，河北 唐山 063000；2.河北联合大学冀唐学院，河北 唐山 063000)

荞麦糠皮提取物对Ⅱ型糖尿病大鼠血糖和血脂的影响

勾向博1，白 静1，姜 妍2，王建行2，韩 婷1，余 红1，韩淑英1,*

(1.河北联合大学基础医学院药理教研室，河北 唐山 063000；2.河北联合大学冀唐学院，河北 唐山 063000)

目的：研究荞麦糠皮提取物(BCE)对Ⅱ型糖尿病大鼠血糖和血脂的影响及其机制的探讨。方法：采用链脲佐菌素(STZ)和高脂饲料建立Ⅱ型糖尿病模型。成模大鼠随机分为模型对照组(M组)和荞麦糠皮提取物组(BCE组)。测定空腹血糖(FBG)及用正糖钳实验判断模型是否建立成功。测定各组大鼠血清中甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)及游离脂肪酸(FFA)、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)的含量。结果：使用STZ和高脂饲料建立的Ⅱ型糖尿病模型成功。BCE能够不同程度地抑制Ⅱ型糖尿病大鼠血清中FBG、FFA、TC、TG、ALT、AST水平的升高，还可明显升高血清中HDL-C水平。结论：BCE可明显影响Ⅱ型糖尿病大鼠血糖和血脂的水平，从而改善胰岛素抵抗。

荞麦；糠皮提取物；Ⅱ型糖尿病；血糖和血脂；胰岛素抵抗

Ⅱ型糖尿病，又名非胰岛素依赖型糖尿病(NIDDM)。特点是人体自身能够产生胰岛素，但细胞无法对其作出反应，使胰岛素的效果大打折扣。我国糖尿病(DM)患病人数近4000万，是DM第二大国，其中NIDDM占95%。近年来，McGarry[1]提出脂代谢障碍为DM及其并发症的原发病理生理改变，NIDDM中糖代谢紊乱的原因之一为脂代谢异常。有研究表明，游离脂肪酸(free fatty acid，FFA)升高是糖耐量减退，NIDDM发展的重要因素[2]。荞麦属于蓼科植物，有研究表明，食用荞麦人群的血糖和血脂水平低于非食用荞麦人群[3]。其成分生物类黄酮、手性肌醇、高活性蛋白、高活性膳食纤维可以有效减轻糖尿病症状[4]。大量文献报道，荞麦可以显著改善糖尿病。尚保华等[5]报道荞麦花叶总黄酮能够剂量依赖性的增加Ⅱ型糖尿病大鼠胰岛素敏感性，改善胰岛素抵抗，对糖尿病大鼠各器官损伤具有保护作用。辛念等[6]报道荞麦花叶总黄酮具有良好的降血糖、调血脂、增加胰岛素与受体结合力和敏感性等作用。余红等[7]报道荞麦种子提取物降低血糖作用机制之一是通过抑制小肠α-葡萄糖苷酶活性实现的。白静等[8]报道荞麦糠皮提取物(buckwheat chaff extract，BCE)对四氧嘧啶糖尿病大鼠肾损伤有明显的抑制作用，其机制可能是通过降低血糖，抑制糖基化终产物(AGEs)形成。

荞麦糠皮是荞麦籽粒加工成米时的废料，有关其研究报道甚少，在废料中提取有效成分研究对其对糖尿病改善的作用，目前未见报道。本实验研究荞麦糠皮提取物对糖尿病大鼠血糖及血脂代谢的影响，以期为荞麦的综合利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验动物

清洁级雄性SD大鼠60只，质量(200f20)g，购自中国人民解放军军事医学科学院实验动物中心，合格证号：SCXK(军)-2007-004。在华北煤炭医学院实验动物中心屏障环境动物实验室喂养。饲料：普通大鼠饲料和高脂饲料，均由北京科奥协力饲料有限公司提供，合格证号：SCXK(京)-2007-00013。

1.2 试剂与仪器

链脲佐菌素(STZ，批号：B56981) 美国Sigma公司；柠檬酸三钠和柠檬酸 北京市博爱科贸有限责任公司；游离脂肪酸(FFA)酶联免疫检测试剂盒 美国R&D公司；谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、尿素氮(BUN)、肌酐(CR)测定试剂盒 中生北控生物科技股份有限公司。

酶标仪(CA 94089)全自动生化分析仪(7170-A) 美国Bio-Rad公司。

1.3 糠皮提取物的制备

荞麦糠皮为甜荞麦子粒加工成米时产生的废料(来自内蒙古库伦旗)，其提取物制备方法为：糠皮加15倍量50%乙醇于60℃回流提取2h，过滤。再用10倍量50%乙醇于60℃回流提取1h，过滤。合并滤液，用旋转蒸发器回收乙醇，于60℃浓缩、干燥即得荞麦糠皮提取物(BCE)。

1.4 糖尿病模型的建立与分组

1.4.1 糖尿病模型的建立

60只SD大鼠以普通饲料适应性喂养1周，随机取出8只作为正常对照组继续普通饲料喂养。其余给予高脂饲料喂养12周，腹腔注射STZ 20mg/kg建立大鼠Ⅱ型糖尿病模型，STZ临用前用0.1mmol/L的柠檬酸-柠檬酸钠溶液(pH4.3)稀释为1%的稀释液，避光放在冰板上，快速腹腔注射。同时正常对照组腹腔注射柠檬酸-柠檬酸钠溶液。72h后测空腹血糖值(FBG)在10mmol/L以上，同时糖耐量(大鼠灌胃葡萄糖2g/kg)120min血糖值高于FBG的20%作为造模成功指标。

1.4.2 分组与给药

将成模大鼠随机分3组：正常对照组(N组)，灌胃纯净水10mL/(kggd)；模型对照组(M组)，灌胃纯净水10mL/(kggd)；荞麦糠皮提取物(BCE组)，灌胃BCE 200mg/(kggd)；上述各组大鼠每天给药1次，连续8周。

1.5 空腹血糖和正糖钳实验法测定胰岛素抗性

末次给药后禁食12h，用血糖仪测定FBG。腹腔注射水合氯醛300mg/kg，分离双侧颈静脉，结扎远心端，向近心端插入0.08cm硅化胶管，结扎固定。从两侧颈静脉同时输注10%葡萄糖和1mU/(mL/min)胰岛素溶液(恒速)，每隔10min尾静脉取血测血糖值，用恒流泵不断调整葡萄糖输注速率使血糖值达稳态(steady state)。记录稳态下连续60min的葡萄糖输注速率(GIR)。取稳态下6次血糖值的平均值作为稳态血糖(BG)，取稳态下6次GIR的平均值作为稳态下的GIR。

1.6 指标检测

甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)的测定采用全自动生化仪测定。使用试剂盒检测血清中FFA、ALT、AST。

1.7 数据处理

2 结果与分析

2.1 空腹血糖及正糖钳实验结果

2.1.1 BCE对糖尿病大鼠FBG的影响

表 1 BCE对Ⅱ型糖尿病大鼠FBG的影响Table 1 Effect of BCE on FBG in type 2 diabetic rats

由表1可见，与正常对照组相比，模型对照组FBG极显著性升高(P＜0.01)；与模型对照组比较，给药组FBG极显著降低(P＜0.01)。

2.1.2 正糖钳实验结果由表2可见，在相同胰岛素输注速率的情况下，不同组维持稳态血糖浓度所需的葡萄糖有明显差别。模型对照组大鼠其维持稳态血糖浓度所需葡萄糖输注速率明显低于正常对照组(P＜0.05)，BCE治疗组大鼠GIR显著高于模型对照组(P＜0.05)。

表 2 达血糖稳态需要的葡萄糖输注速率Table 2 Glucose infusion rate for steady blood glucose in rats

2.2 BCE对Ⅱ型糖尿病大鼠血脂代谢的影响

表 3 BCE对Ⅱ型糖尿病大鼠TG、TC、LDL-C 和 HDL-C水平的影响Table 3 Effect of BCE on TG, TC, LDL-C, HDL-C in type 2 diabetic rats

由表3可见，与正常对照组比较，模型对照组大鼠TG、TC水平显著升高(P＜0.01)，HDL-C水平极显著降低(P＜0.01)；与模型对照组比较，BCE组TG、TC水平极显著降低(P＜0.01)，HDL-C水平极显著升高(P＜0.01)，提示代平颗粒高剂量组能调节血脂代谢。

2.3 BCE对Ⅱ型糖尿病大鼠FFA含量的影响

表 4 BCE对Ⅱ型糖尿病大鼠FFA含量的影响Table 4 Effect of BCE on FFA in type 2 diabetic rats

由表4可见，与正常对照组相比，模型对照组大鼠FFA含量显著升高(P＜0.05)；但是，与模型对照组相比，BCE组大鼠FFA含量极显著降低(P＜0.01)。

2.4 BCE对Ⅱ型糖尿病大鼠肝功能的影响

表 5 BCE对Ⅱ型糖尿病大鼠ALT、AST活力的影响Table 5 Effect of BCE on ALT and AST in type 2 diabetic rats

由表5可见，与正常对照组相比，模型对照组大鼠ALT水平显著升高(P＜0.05)，模型对照组大鼠AST水平极显著降低(P＜0.01)；服食BCE后，ALT和AST水平显著降低(P＜0.05)。

3 讨 论

胰岛素抵抗(IR)是糖尿病、肥胖、动脉硬化和高血压等多种慢性代谢相关性疾病的共同病理生理基础，也是Ⅱ型糖尿病的显著特征[9]。因此，对于改善IR及其代谢异常是治疗糖尿病的主要方法。STZ对组织毒性小，是目前国内外使用较多的一种制备糖尿病模型的药物。静脉或腹腔一次性大剂量注射STZ所制得的速发型糖尿病模型系β细胞直接受损所致，目前被广泛采用[10]。本实验选用SD大鼠腹腔注射STZ和喂食高脂饲料建立Ⅱ型糖尿病大鼠模型，表现为血糖、FFA升高，胰岛素敏感性下降等典型的Ⅱ型糖尿病特征。同时应用BCE作为实验的干预因素，观察BCE对Ⅱ型糖尿病大鼠情况的改善及其机制。荞麦糠皮为甜荞麦籽粒加工成米时产生的废料，其提取物为经过50%乙醇溶液提取而成。据报道[11]，荞麦粉含有丰富的维生素、微量元素和芦丁可降低人体血脂和胆固醇，是治疗高血压、心血管病的重要辅助物质。特别是荞麦糠皮中含有的芦丁等黄酮类物质和磷、铁、镁、铬等微量元素对心、血管、肾等器官具有保护作用[12-14]。

评价IR的经典方法是正糖钳实验[15-16]，本实验正糖钳实验结果表明IR模型建立成功。本实验通过测定各组大鼠血糖、FFA、TG、TC、LDL-C、HDL-C水平以及ALT、AST水平评价了BCE改善糖尿病的作用，结果显示BCE可抑制Ⅱ型糖尿病大鼠血清中FBG、FFA、TC、TG、ALT、AST的升高，还可明显升高血清中HDL-C水平，表明BCE具有很好地改善胰岛素抵抗的作用。BCE具有降糖、降脂、改善胰岛素抵抗的作用, 可能是通过降FFA、抗炎，减少了组织和血中FFA残基和自由基的形成，从而减少了对组织损伤的攻击而产生的。糖尿病胰岛素抵抗形成的原因十分复杂，目前有研究表明蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)与Ⅱ型糖尿病的发生、发展密切相关，是胰岛素抵抗的关键因素[17]。PTP1B是胰岛素信号转导中的负调控因子，PTP1B活性和/或表达的增高可使胰岛素信号转导下调，从而抑制葡萄糖的摄取和糖原合成[18]，导致胰岛素抵抗和糖尿病状态。本实验室研究表明糖尿病组大鼠肝脏组织PTP1B蛋白表达明显高于正常组，而荞麦花叶黄酮可明显抑制糖尿病组大鼠肝脏PTP1B蛋白的表达[19]，可能与改善胰岛素抵抗的机制有关。而BCE对PTP1B蛋白表达的影响尚待研究，BCE改善IR的机制需进一步研究。

[1] McGARRY J D. Dysregulation of fatty acid metabolism in the etiology of type 2 diabetes[J]. Diabetes, 2002, 51(1): 7-18.

[2] KABADI M U, KABADI U M. Effects of glimepiride on insulin secretion and sensitivity in patients with recently diagnosed type 2 diabetes mellitus[J]. Clin Ther, 2004, 26(1): 63-69.

[3] 卢明俊, 张宏伟, 张永红, 等. 食用荞麦与血糖和糖尿病关系流行病学研究[J]. 现代预防医学, 2002, 29(3): 326-327.

[4] 刘淑梅, 韩淑英, 张宝忠. 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]. 中成药, 2003, 25(8): 662-663.

[5] 尚保华, 韩淑英, 郑丽坤. 荞麦花叶总黄酮对大鼠Ⅱ型糖尿病胰岛素抵抗的影响[J]. 时珍国医国药, 2009, 20(10): 2468-2470.

[6] 辛念, 齐亚娟, 韩淑英, 等. 荞麦花总黄酮对Ⅱ型糖尿病大鼠高脂血症的作用[J]. 中国临床康复, 2004(27): 5984-5985.

[7] 余红, 王志路, 韩淑英, 等. 荞麦种子提取物对α-糖苷酶及餐后血糖影响的实验研究[J]. 四川中医, 2010, 28(5): 60-61.

[8] 白静, 吕华, 韩淑英, 等. 荞麦糠皮提取物对糖尿病大鼠肾损伤的抑制作用研究[J]. 食品科学, 2010, 31(7): 276-279.

[9] 谭庆华. 正常糖耐量与合并Ⅱ型糖尿病的冠心病患者胰岛功能及胰岛素抵抗指数观察[J]. 华夏医学, 2005, 18(1): 12-14.

[10] REN J, DAVIDOFF A J. Diabetes rap idly induces contractive dysfunctions in isolated ventricular myocytes[J]. Am J Physiol, 1997, 272(1): 148-158.

[11] LIM S S, JUNG S H, JI J, et al. Synthesis of fl avonoids and their effects on aldose reductase and sorbitol accumulation in streptozotocininduced diabetic rat tissues[J]. Pharm Pharmcol, 2001, 53(5): 653-668.

[12] 姜妍, 韩淑英. 荞麦花叶总黄酮对实验性大鼠心肌肥厚的保护作用[J]. 中国现代医学杂志, 2007, 17(11): 1287-1294.

[13] 储金秀, 李光民, 韩淑英, 等. 荞麦花叶芦丁对糖尿病大鼠早期肝损伤的保护作用[J]. 江苏医药, 2010, 36(8): 935-937.

[14] 韩淑英, 余红, 朱丽莎, 等. 荞麦花叶总黄酮对大鼠肠系膜微循环的影响[J]. 中国微循环, 2009, 13(3): 175-178.

[15] 艾静, 王宁, 杜杰. Wistar大鼠Ⅱ型糖尿病动物模型的建立[J]. 中国药理学通报, 2004, 20(11): 1309-1321.

[16] LEE M K, MILES P D G, KHOURSHEED M. Metabolic effects of troglitazone on fructose-induced insulin resistance in the rat[J]. Diabetes, 1994, 43: 1435-1439.

[17] KASIBHATLA B, WOS J, PETERA K G. Targeting protein tyrosine phosphatase to enhance insulin action for the potential treatment of diabetes[J]. Curr Op in Investig Drugs, 2007, 8(10): 805-813.

[18] EGAWA K, MAEGAWA H, SHIMIZU S, et al. Protein-tyrosine phosphatase-1B negatively regulates insulin signaling in L6 myocytes and Fao hepatoma cells[J]. Biol Chem, 2002, 276: 10207-10211.

[19] GOU Xiangbo, HAN Shuying, XU Jingman, et al. Effect of total flavones of buckwheat flowers and leaves on protein tyrosine phosphatase 1B expression in type 2 diabetic rats[J]. Latin American Journal of Pharmacy, 2011, 30(7): 1377-1382.

Effect of Buckwheat Chaff Extract on Serum Glucose and Lipid Prof i les in Type 2 Diabetic Rats

GOU Xiang-bo1，BAI Jing1，JIANG Yan2，WANG Jian-xing2，HAN Ting1，YU Hong1， HAN Shu-ying1,*
(1. Department of Pharmacolog, School of Basic Medical Sciences, Hebei United University, Tangshan 063000, China；2. Jitang College, Hebei United University, Tangshan 063000, China)

Objective: To study the effect of buckwheat chaff extract (BCE) on serum glucose and lipid profiles in type 2 diabetic rats and the underlying mechanism. Methods: Type 2 diabetic rat models were established by intraperitoneal injection of streptozotocin (STZ) and feeding high-fat diet and divided into model control group and BCE treatment group. Fasting blood glucose (FBG) and euglycemic clamp technique were used to examine whether type 2 diabetes was successfully induced. All rats were fasted for 12 h after the last administration and blood was taken and assayed for free fatty acids (FFA), triglyceride (TG), total cholesterol (TC), low density lipoprotein cholesterol (LDL-C), high density lipoprotein cholesterol (HDL-C), alanine aminotransferase (ALT) and aspartate aminotransferase (AST). Results: STZ and high-fat diet induced type 2 diabetes in rats. BCE inhibited the increase of FBG, FFA, TC, TG, ALT and AST in the type 2 diabetic rats to different extents but resulted in a signif i cant increase in serum HDL-C level. Conclusion: BCE improves insulin resistance (IR) through affecting serum glucose and serum lipid prof i les in type 2 diabetic rats.

buckwheat；buckwheat chaff extract (BCE)；type 2 diabetes；serum glucose and serum lipid profiles；insulin resistance

TS210.9

A

1002-6630(2013)01-0303-04

2011-09-22

河北省自然科学基金项目(C2010001795)；河北联合大学科学研究基金项目(Z2001128)

勾向博(1984ü)，女，助教，硕士，研究方向为心血管药理学。E-mail：gouxiangbo@163.com

*通信作者：韩淑英(1959ü)，女，教授，硕士，研究方向为中药防治糖尿病和心血管疾病。E-mail：shuyinghan59@126.com