紫苏叶提取物对1型糖尿病小鼠降血糖作用

齐 欣 路欣彤 - 林长青 - 崔承弼, -,

(1. 延边大学药学院，吉林 延吉 133000；2. 延边大学农学院，吉林 延吉 133000；3. 延边大学医学院中医系，吉林 延吉 133000)

糖尿病已成为危害人类健康的隐形杀手，其病因主要是由于体内胰岛细胞受损不能正常分泌胰岛素或体内产生了胰岛素抵抗，糖尿病的发生多会伴随许多并发症的产生，对身体各个器官均有不同程度损害。据报道[1]，在未来的10～20年中，全球糖尿病患者数量将达到现在的1.5～2.0倍，呈加速增长的趋势。糖尿病分为4种类型，其中1型糖尿病和2型糖尿病患病人群居多，1型糖尿病是由于体内胰岛β细胞受损，不能正常分泌胰岛素，导致胰岛素和胰高血糖素比例失衡，使机体维持在较高的血糖水平的一种自身免疫性疾病[2]。

紫苏[Perillafrutescens(L.) Britt.]为唇形目、唇形科、紫苏属一年生草本植物，其茎、叶、种子皆可入药及食用。紫苏叶的有效化学成分包括酚酸类[3]、类黄酮类[4]、挥发油等[5]，具有抗菌[6]、抗肿瘤[7]、抗炎症[8]、抗氧化[9]、调节机体免疫[10]、降血糖等多种功能[11]，可应用于食用、药用以及其他行业。

目前对于降血糖以及紫苏的有效成分的研究颇多，但紫苏降血糖方面的研究目前仅在细胞层面有过报道[12]，而紫苏叶提取物的动物降血糖方面研究还属空白。试验拟以紫苏叶为试验材料，研究其提取物对于1型糖尿病小鼠(T1DM)的降血糖作用，及对相关指标的影响情况，旨在为紫苏叶的进一步开发和利用研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验动物

试验动物：体重为20～30 g的清洁级雄性昆明种小鼠，延边大学动物实验中心。于适宜条件饲养，饲养温度25 ℃，湿度50%～70%，适应性喂养7 d后进行后续试验。动物试验得到了延边大学试验动物伦理委员会批准。

1.2 试验材料与仪器

1.2.1 试验材料

紫苏叶：市售；

盐酸二甲双胍片：北京万辉双鹤药业有限责任公司；

链脲佐菌素(STZ)：美国Sigma公司；

总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、糖化血红蛋白(GHb)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)试剂盒：江苏南京建城生物工程研究所。

1.2.2 试验仪器

血糖仪：AG-605型，天津九安医疗电子股份有限公司；

电子天平：Scout SE-SE202F型，奥豪斯仪器常州有限公司；

酶标仪：BK-EL10C型，山东博科生物产业有限公司；

离心机：TG16A-WS型，上海卢湘仪器有限公司；

电热恒温水浴锅：HWS-24型，上海一恒科学仪器有限公司；

台式离心机：TDZ5-WS型，湖南湘仪试验室仪器开发有限公司。

1.3 紫苏叶提取物的制备

将新鲜紫苏叶烘干至恒重，粉碎过60目筛，称取紫苏叶粉末，按料液比1∶30 (g/mL)加入70%乙醇，60 ℃水浴1 h，3 000 r/min 离心10 min，提取3次，合并3次提取液，将提取液进行抽滤，减压蒸馏浓缩，冻干成粉，即为紫苏叶提取物，4 ℃保存备用[13]。

1.4 T1DM小鼠模型的建立

适应性喂养结束后，随机选取10只作为空白对照组，测定所有小鼠试验初始血糖值，另外40只以50 mg/kg·BW剂量进行腹腔注射STZ，建立T1DM小鼠模型，STZ注射72 h后，隔夜禁食，进行FBG的测定，造模成功的标准为FBG高于11.1 mmol/L。将造模成功小鼠随机分为4组，每组10只。剂量参照预试验中摸索的剂量进行设定。造模2周后对小鼠进行为期4周的灌胃，每周记录所有小鼠的体重和FBG。组别和灌胃物如表1所示。

表1 试验分组及灌胃物

1.5 糖尿病小鼠的各项指标测定

1.5.1 体重和空腹血糖值(FBG) 体重采用称重法，FBG的测定，对小鼠禁食8 d，禁食不禁水，取尾静脉血进行测定。

1.5.2 糖耐量水平(OGTT) 在最后一次给药后，隔夜禁食，灌胃浓度为100 mg/mL葡萄糖，每10 g体重灌胃0.1 mL葡萄糖，分别在灌胃后0，30，60，90 min时测定小鼠血糖水平并记录。

1.6 糖尿病小鼠血清基础指标测定

1.6.1 TG和TC 取血清，依次按试剂盒说明书加入蒸馏水、校准品、样本、工作液，混匀后，37 ℃孵育10 min，于510 nm处测定各孔吸光值并记录。

1.6.2 GHb、SOD、CAT和MDA 按试剂盒说明书进行操作。

1.7 统计分析

使用SPSS 22.0对试验数据进行统计学分析，并用平均值±标准偏差表示。试验数据采用单因素方差分析法进行组间比较。P<0.05表示具有显著性差异，P>0.05表示无统计学意义。

2 结果与分析

2.1 对T1DM小鼠体重和FBG的影响

由图1可知，试验组中T1DM小鼠的体重均显著低于正常组(P<0.05)，经紫苏叶提取物治疗后的T1DM小鼠可以有效缓解体重下降，并接近阳性组。灌胃4周后，经紫苏叶提取物治疗后的T1DM小鼠的FBG较模型组比较显著降低(P<0.05)。已有研究[12]指出，紫苏叶提取物在细胞层面显示出降血糖活性。试验中，经紫苏叶提取物不同剂量组治疗后能够缓解体重的下降，降低T1DM小鼠的FBG，且与阳性药物二甲双胍组有相似的治疗效果，说明紫苏叶提取物可以有效治疗T1DM小鼠。

#与正常组相比差异显著(P<0.05)，##与正常组相比差异极显著(P<0.01)；*与模型组相比差异显著(P<0.05)，**与模型组相比差异极显著(P<0.01)

2.2 对T1DM小鼠OGTT水平的影响

由图2可知，试验组灌胃葡萄糖后0，30，60，90 min时小鼠的血糖水平均显著高于正常组(P<0.05)，经紫苏叶提取物处理的小鼠血糖水平在30 min后低于模型组，且高剂量组最为显著，与阳性组显示出有相似的治疗效果。灌胃葡萄糖30 min后，血糖升高到一定值，经紫苏叶提取物治疗后的T1DM小鼠对血糖的调节能力有所升高，因此在60，90，120 min时血糖值下降得较为显著。由此可知，紫苏叶提取物能够调节T1DM小鼠的OGTT水平。

2.3 对T1DM小鼠摄食量、饮水量、食物效价的影响

由图3可知，模型组小鼠摄食量和饮水量均显著高于正常组(P<0.05)，经紫苏叶提取物治疗后的T1DM小鼠摄食量和饮水量均显著低于模型组(P<0.05)，模型组T1DM小鼠食物效价极显著低于正常组(P<0.01)，经紫苏叶提取物治疗后的T1DM小鼠食物效价显著高于模型组(P<0.05)。这可能是由于经紫苏叶提取物治疗后，小鼠糖尿病“三多一少”的症状得以改善，对食物的消化吸收程度有所提高。说明紫苏叶提取物能够有效地改善小鼠食物效价。在其他研究[14]中显示经紫苏叶多糖治疗后，与正常组比较，模型组小鼠行动迟缓，饲料消耗量和饮水量增多，体质量显著增加，与试验结果一致。

#与正常组相比差异显著(P<0.05)，##与正常组相比差异极显著(P<0.01)；*与模型组相比差异显著(P<0.05)，**与模型组相比差异极显著(P<0.01)

2.4 对T1DM小鼠脏器系数的影响

由表2可知，所有组别之间小鼠脾脏脏器系数不存在显著性差异，而模型组心、肝、肾的脏器系数均显著高于正常组(P<0.05)，试验组经紫苏叶提取物治疗后的心、肝、肾的脏器系数显著下降(P<0.05)，且高剂量组效果更好。糖尿病会引发肝肾肿大，而经治疗后会有效改善肝肾肿大的情况。孙广平等[15]表明紫苏叶多糖能够改善2型糖尿病大鼠肝损伤的情况，对肝脏有保护作用。由此可见，紫苏叶提取物能够改善T1DM小鼠脏器系数，减少糖尿病对脏器的损伤。这与程琳杰等[16]的研究结果一致，该研究证实了茉莉紫苏复合浓缩液对高血糖引起的脏器损伤具有一定的保护作用。

2.5 对T1DM小鼠血清中TC、TG水平的影响

由图4可知，正常组小鼠的TC、TG水平在4.80，0.65 mmol/L，模型组小鼠TC、TG水平显著升高(P<0.05)，紫苏叶提取物高剂量组TC、TG值降低到5.70，0.92 mmol/L，与阳性组有相似的治疗效果。T1DM小鼠出现异常脂代谢情况会使血清中TC、TG浓度增加，其原因可能是T1DM小鼠机体内胰岛β细胞被破坏，不能正常分泌胰岛素，导致体内对葡萄糖的吸收转化失调，使脂肪分解成大量的游离脂肪酸(FFA)，组织吸收脂肪酸的能力降低，无法通过主动运输运送到组织当中，FFA大量释放到血液和肝脏中，导致血清中TC、TG含量增多。试验中，经紫苏叶提取物治疗后T1DM小鼠体内TC、TG的水平得到了明显改善，说明紫苏叶提取物具有改善T1DM小鼠体内TC、TG的作用。

2.6 对T1DM小鼠血清中GHb、SOD、CAT和MDA水平的影响

糖化血红蛋白是人体血液中红细胞内的血红蛋白与血糖结合的产物，血糖测试结果反映的是即刻的血糖水平，而糖化血红蛋白测试通常可以反映患者近8～12周的血糖控制情况。SOD是氧自由基的自然天敌，是机体内氧自由基的头号杀手，CAT的主要作用就是催化H2O2分解为H2O与O2，使得H2O2不致于与O2在铁螯合物作用下反应生成—OH，自由基作用于脂质发生过氧化反应，氧化终产物为丙二醛，会引起蛋白质、核酸等生命大分子的交联聚合，且具有细胞毒性。因此，机体内SOD、CAT以及MDA的水平能够反映出机体内氧化损伤程度。由图5可知，正常对照组的小鼠每10 g血红蛋白吸光度为20.2，模型组中糖化血红蛋白含量显著增加，经紫苏叶提取物治疗后能够显著降低其水平(P<0.05)，与正常对照组相比，模型组小鼠血清中的SOD、CAT水平显著降低(P<0.05)，经紫苏叶提取物治疗后能够提高SOD和CAT水平，而模型组小鼠的MDA水平达到15.8 nmol/mL，显著高于正常组(P<0.05)，经紫苏叶提取物治疗后可降低其水平。紫苏叶提取物作用于体内后，能够提高体内清除代谢过程中产生的有害物质的能力，减轻脂质过氧化反应的发生。说明紫苏叶提取物能够改善T1DM小鼠体内GHb、SOD、CAT和MDA的水平。在闫爽等[17]的研究中也证实了经治疗后的糖尿病大鼠体内各种氧化酶的水平会有所改善，与试验结果一致。

#与正常组相比差异显著(P<0.05)，##与正常组相比差异极显著(P<0.01)；*与模型组相比差异显著(P<0.05)，**与模型组相比差异极显著(P<0.01)

表2 紫苏叶提取物对T1DM小鼠脏器系数的影响†

#与正常组相比差异显著(P<0.05)，##与正常组相比差异极显著(P<0.01)；*与模型组相比差异显著(P<0.05)，**与模型组相比差异极显著(P<0.01)

#与正常组相比差异显著(P<0.05)，##与正常组相比差异极显著(P<0.01)；*与模型组相比差异显著(P<0.05)，**与模型组相比差异极显著(P<0.01)

3 结论

紫苏叶提取物能够改善T1DM小鼠体内糖尿病相关指标的水平，在动物水平具有显著的降血糖作用。但该试验仅对紫苏叶粗提物以及T1DM小鼠的基础指标进行了研究，后续将分离紫苏叶单体，明确起降血糖作用的主要活性成分，并对其在酶活性以及细胞水平对其降血糖作用机制进行进一步深入探讨。