复合营养粉对STZ大鼠的辅助降血糖效果

生庆海 刘 成 潘丽娜 汪家琦 贾艳菊

(1. 河北经贸大学生物科学与工程学院，河北 石家庄 050061；2. 澳优乳业〔中国〕有限公司，湖南 长沙 410200)

中国糖尿病患者占全球首位，是一个不容忽视的问题[1]。糖尿病发病率增长迅速，并呈年轻化的趋势，未来20年将会有7亿人患病[2]，其种类不一[3-4]，其中2型糖尿病(T2DM)的人数最多，占90%以上[5]。T2DM的发生是由于体内β细胞衰竭使得胰岛素减少或缺失，从而造成患者对血糖的控制减弱而引起的一种代谢疾病[6-8]。其潜伏期较长，通常会引起脂代谢、蛋白代谢异常，最终可能导致糖尿病性肾病[9]、视网膜病[10-11]、心血管疾病[12-14]等一系列并发症。

对于糖尿病患者而言，稳定血糖在正常水平是治疗的关键和目的。目前大多数患者通过临床治疗来控制血糖，但口服降糖药或注射胰岛素可能会对人体产生或多或少的副作用和耐药性[15-16]，因此寻求非药物治疗的方法来降低血糖是非常有必要且有意义的，比如食用一些有效的天然植物，例如印度阿育吠陀药、非洲传统医学、日本贡布医学和中草药[17]，从而减少药物治疗对人体可能造成的危害。T2DM患者可通过改变自身的摄食种类和数量来改善血糖状况，这对治疗T2DM是一项十分重要的措施[18-19]。研究[20]表明，T2DM患者经3～6个月的干预治疗后，HbA1c在非药物治疗下的下降效果可以与现有的临床药物治疗的相媲美，且持续性的干预治疗有助于改善血糖状况，避免药物产生的副作用。

赤藓糖醇是一种天然甜味剂，通常用于食品和制药行业，由于其卡路里含量几乎为零，因此是糖尿病患者或超重人群的理想蔗糖替代品[21]。杏仁含有丰富的苦杏仁甙、维生素、纤维素、蛋白质、糖类和微量元素等，对降血糖和HbA1c具有积极意义[22]。菊粉是一种膳食纤维，有助于控制血糖[23-24]，且可以降低T2DM患者的血糖和HbA1c[25]。罗汉果甜苷是一种天然降糖成分，其甜度为蔗糖的300倍、热量为零，对肥胖、糖尿病等具有防治作用，可在各类食品中按生产需要适量使用[26]。

课题组自主研发的复合营养粉是在全脂乳粉中添加杏仁粉、赤藓糖醇、菊粉、罗汉果甜苷等制成，其水分含量为1.97%，葡萄糖生成量为11.07%，GI值为27.74。前期研究[27]发现，该复合营养粉对胰岛素抵抗糖/脂代谢紊乱大鼠模型的糖耐量指标为阳性。试验拟进一步探讨该复合营养粉对胰岛损伤高血糖大鼠模型的辅助降血糖功能，从而为该营养粉的推广应用提供临床依据。

1 材料与方法

1.1 主要材料与仪器

复合营养粉：主要配料为全脂乳粉、赤藓糖醇、杏仁粉、菊粉、罗汉果甜苷等，丰宁水星乳品有限责任公司；

试验SD大鼠：SPF级，湖南斯莱克景达实验动物有限公司；

二甲双胍：0.25 g/片，中美上海施贵宝制药有限公司；

链脲佐菌素：上海阿拉丁试剂有限公司；

异氟烷：山东安特木叶科技有限公司；

葡萄糖：国药集团化学试剂有限公司；

纯水仪：BIOPURE300型，广州市深华生物技术有限公司；

血糖测试系统：金稳型，三诺生物传感股份有限公司。

1.2 方法

1.2.1 建模及分组 SD大鼠经喂养适应环境后，按1∶9随机分成阴性对照组和模型动物组。模型动物组大鼠禁食不禁水24 h后，在大鼠尾部静脉注射STZ，建立胰岛损伤2型糖尿病模型。5 d后模型动物组大鼠禁食不禁水5 h，进行眼眶采血，血糖值>10 mmol/L的大鼠为所需模型动物。按1∶1∶1∶1∶1将模型动物进行分组，分别为模型对照组、阳性对照组、营养粉低剂量组、营养粉中剂量组、营养粉高剂量组。

1.2.2 喂养试验 各组动物按15 mL/kg灌胃投喂，其中阴性对照组和模型对照组投喂纯水；阳性对照组投喂0.11 g/kg 的二甲双胍[正常人医嘱用量为1.25 g/(d·人)，通过体表面积法换算成SD大鼠的等效剂量约为0.11 g/kg]；营养粉低、中、高剂量组投喂1.68，3.35，6.70 g/kg 的复合营养粉[一般建议食用量为40 g/(d·人)，成年人体重以60 kg计，换算成SD大鼠的等效剂量为0.67 g/kg，SD大鼠的投喂剂量按人体建议食用量的2.5，5.0，10.0倍设置不同剂量]。连续投喂30 d，每天一次。期间每周称量大鼠体重并进行相应投喂量调整。

1.2.3 指标检测 30 d喂养结束后，各组动物禁食不禁水4 h，按1.2.1的方法检测空腹血糖；对各组大鼠进行葡萄糖灌胃(剂量为2.5 g/kg)，并测定0.5，2.0 h血糖值，按式(1)计算血糖曲线下面积。

S=(P空腹+P0.5 h)×0.5×0.5+(P2.0 h+P0.5 h)×1.5×0.5，

(1)

式中：

S——血糖曲线下面积，mmol/(L·h)；

P空腹——空腹血糖值，mmol/L；

P0.5 h——0.5 h血糖值，mmol/L；

P2.0 h——2.0 h血糖值，mmol/L。

1.2.4 结果判定 与阴性对照组相比，模型对照组的空腹血糖值和/或0.5 h血糖值/2.0 h血糖值/血糖曲线下面积明显升高，说明STZ诱导的2型糖尿病大鼠模型建模成功。以模型对照组为参考，复合营养粉各剂量组的空腹血糖下降显著，则复合营养粉对STZ大鼠的空腹血糖结果阳性；在葡萄糖灌胃后0.5，2.0 h任一时间血糖下降显著和/或血糖曲线下面积降低显著，则糖耐量结果为阳性[27]。若复合营养粉对STZ大鼠的空腹血糖、糖耐量指标任一为阳性，同时对阴性对照组大鼠空腹血糖基本无影响，则判定该复合营养粉对STZ大鼠的辅助降血糖功能为阳性。

1.2.5 数据分析 使用SPSS软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 胰岛损伤2型糖尿病大鼠建模结果

由表1可知，阴性对照组大鼠的空腹血糖、糖耐量指标均在正常范围内；与阴性对照组相比，模型对照组大鼠的空腹血糖、0.5 h血糖、2.0 h血糖及血糖曲线下面积均显著增加(P<0.01)，表明试验STZ诱导的胰岛损伤2型糖尿病模型构建成功。

表1 STZ诱导的2型糖尿病大鼠建模结果†

2.2 复合营养粉对STZ大鼠体重的影响

由表2可知，阴性对照组大鼠随时间变化体重相应增加，而模型对照组大鼠的体重均明显低于相同周龄阴性对照组大鼠的，且差异极显著(P<0.01)，说明试验条件下构建的STZ大鼠体重明显低于正常SD大鼠，与Williamson[28]的结果一致。模型对照组的体重与阳性对照组和营养粉各剂量组的无显著差异，证明二甲双胍和复合营养粉对STZ大鼠体重无影响。

表2 各组SD大鼠体重变化†

2.3 复合营养粉对STZ大鼠血糖的影响

由表3可知，与模型对照组相比，阳性对照组除2.0 h时血糖降低不显著外，其他各时间点血糖值及血糖曲线下面积均降低且差异显著(P<0.05)；复合营养粉低剂量组和中剂量组各时间点血糖值与模型对照组相比差异不显著；复合营养粉高剂量组各时间点血糖值均降低且差异显著(P<0.05)，血糖曲线下面积与模型对照组相比差异显著(P<0.05)。综上，该复合营养粉对STZ大鼠的空腹血糖指标和糖耐量指标均为阳性，且高剂量的营养粉降糖效果比医嘱用量的二甲双胍降血糖的更佳。

表3 复合营养粉对STZ大鼠血糖的影响†

综上，复合营养粉表现出积极的降血糖作用，可能是由于其各种成分的协同作用：杏仁具有较低的升糖指数，并且含有大量的单不饱和脂肪酸，食用后有利于患者体重和血糖控制[29-32]；含有杏仁的单不饱和脂肪酸膳食有利于肥胖或2型糖尿病患者改善血糖控制[33]，且添加了这种物质的饮食有干预效果[34]。复合营养粉中还含有膳食纤维，可延缓人体对葡萄糖吸收，从而避免血糖迅速升高和体重增加[25,35]。赤藓糖醇不仅可以减少人体对葡萄糖的摄取、改善葡萄糖代谢酶活性，还可以调节蛋白表达来发挥抗高血糖作用[36-38]。此外，菊粉可以提高血清胰高血糖素样肽-1水平以及促进肝脏进行糖异生，使血糖水平下降[39-40]。

3 结论

建立了链脲佐菌素诱导的2型糖尿病大鼠模型。结果表明，复合营养粉对该模型大鼠的体重无明显影响、空腹血糖指标和糖耐量指标为阳性，说明复合营养粉对链脲佐菌素诱导的2型糖尿病大鼠的辅助降血糖功能为阳性。虽然复合营养粉对链脲佐菌素诱导的2型糖尿病大鼠表现出积极的降血糖作用，但是毕竟人体与大鼠体内环境不尽相同，后续可增加人体临床试验，从而为复合营养粉的推广应用提供依据。