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人参果总皂苷对高脂饲养大鼠胰岛素敏感指数的影响
人参果总皂苷对高脂饲养大鼠胰岛素敏感指数的影响
罗兰1 , 殷惠军2 , 张颖2 , 蒋跃绒2 , 刘颖2 , 史大卓2
(1 . 佳木斯大学临床医学院循环内科, 黑龙江佳木斯154007 ; 2 . 中国中医研究院西苑医院心内科, 北京 100091 )
[摘要] 目的: 探讨人参果总皂苷对高脂饲养大鼠胰岛素敏感指数的影响。方法: 高脂饲养Wista r 大鼠, 腹腔注射链脲佐菌素30 mg/ kg , 制成胰岛素抵抗动物模型, 观察人参果总皂苷对胰岛素敏感指数的影响。胰岛素敏感性采用高血浆胰岛素-正常血糖钳夹技术, 检测稳态时的葡萄糖输注率( glucose infusion r ate,GIR)。结果: 高脂喂养大鼠与空白对照组大鼠比较, 其空腹血糖及空腹胰岛素水平有显著增高( P < 0 .05 ,P < 0 .01 ) , 而葡萄糖输注率明显下降( P < 0 .01 )。人参果总皂苷组的各项指标均较模型组有显著改善( P < 0 .05 , P < 0 .01) , 并呈剂量依赖关系。结论: 人参果总皂苷可明显改善实验大鼠的胰岛素抵抗。
[关键词] 人参果总皂苷; 胰岛素抵抗; 胰岛素敏感指数
[中图分类号] R733 .72  [文献标识码] A  [文章编号] 1672-1977( 2005 )06-0463-03
 
Effect of ginseng fruit saponins on insulin sensitivity index in high fat-fed rats
LUO Lan1 , YIN Hui-Jun2 , ZHANG Ying2 , JIANG Yue-Rong2 , LIU Ying2 , SHI Da-Zhuo2 (1 . Department of Cardiovascular Diseases, Medical College, Jiamusi University , Jiamusi , Heilongjiang Province 154007 , China; 2 . Department of Cardiovascular Diseases , Xiyuan Hospital , China Academy of Tradi tional Chinese Medcine, Beijing 100091 , China)
ABSTRACT Objective: To observe the effect of ginseng fruit saponins (GFS) on insulin sensit ivity index in high fat-fed rats . Methods: An animal model of insulin resistance was established by injecting low dose of streptozotocin (STZ ) in high fat-fed rats . Effect of GFS on insulin sensitivity was detected with glucose infusion rate (GIR) by euglycemic hyperinsulinemic clamp technique . Results: The level of fasting blood glucose and insulin in untreated group increased more significantly than that in normal control group ( P < 0 .05 , P < 0 .01) , while the index of GIR decreased significantly ( P < 0 .01 ) . As compared with the untreated group, the parameters of GFS-treated groups were improved significantly in a dosage-dependent manner ( P < 0 .05 , P < 0 .01 ) . Conclusion: GFS can improve experimental insulin resistance in rats .
KEY WORDS ginseng fruit saponins; insulin resistance; insulin sensitivity index
J Chin Integr Med, 2005 , 3 (6 ) : 463-465
 
     胰岛素抵抗是2型糖尿病的主要病理生理基础,寻找改善胰岛素抵抗的药物是目前的研究热点1。人参果总皂苷是从人参果的成熟果实中分离出的人参皂苷类物质。前期临床观察显示:人参果总皂苷能够改善2型糖尿病患者的血糖,疗效确切2。本实验以药物罗格列酮(rosiglitazone)为对照,采用高脂饮食结合腹腔注射链脲佐菌素(streptozotocin, STZ)方法复制胰岛素抵抗大鼠模型,采用高血浆胰岛素-正常血糖钳夹技术观察人参果总皂苷对胰岛素抵抗大鼠血糖、血清胰岛素水平及胰岛素敏感指数的影响。
 
1        材料与方法
1.1 
材料 健康雄性Wistar大鼠50只,体质量(180~200)g,由中国科学院动物研究所提供,合格证号:京动许字2000-0006;振源胶囊,每粒含人参果总皂苷25 mg,吉林集安制药有限公司生产,批号040316,用时以生理盐水配制成所需浓度;罗格列酮(商品名:文迪雅),每片含罗格列酮4 mg,葛兰素史克公司生产,批号040511;STZ,美国Sigma公司生产;胰岛素,40 U/ml,丹麦诺和诺得公司生产,批号0406222,用生理盐水加1%牛血清白蛋白稀释,使用前新鲜配制;高脂饲料(3%胆固醇 + 0.5%丙基硫氧嘧啶+0.5%胆酸钠+基础饲料)3,北京科奥协力饲料有限公司生产,许可证号:京动(2000)第015号;胰岛素放射免疫分析盒,购自中国科学院动物研究所;微量血糖测定仪,上海科欣生物技术研究所生产;微电脑数字式电子微量输液泵,美国3M公司生产。
1.2  实验方法
1.2.1 
分组与造模 Wistar大鼠50只随机分为5组,每组10只:空白对照组、模型组、人参果总皂苷大剂量组和小剂量组、罗格列酮对照组。除空白对照组用普通饲料喂养外,其余4组均用高脂饲料喂养,自由饮水。高脂饲料喂养6周后,按大鼠体质量30 mg/kg以STZ腹腔注射给药(STZ临时溶解于0.1 mol/L、pH 4.22的灭菌枸橼酸盐缓冲液中,浓度为2%),1次/d,连续3 d。第3天注射结束后,空白对照组和高脂饲养大鼠各随机抽取10只,空腹12 h后,乙醚麻醉,内眦静脉取血1.5 ml,离心提取上清,测定血糖值及血清胰岛素值,按李光伟4方法计算胰岛素敏感指数(insulin sensitivity index, ISI),ISI为空腹血糖值与空腹血胰岛素值乘积的倒数,呈非正态分布,分析时取其自然对数值。
1.2.2  给药方法 造模成功后,人参果总皂苷大剂量治疗组按大鼠体质量27 mg·kg1·d1剂量给药,小剂量治疗组按13.5 mg·kg1·d1给药;罗格列酮组按大鼠体质量3 mg·kg1·d1剂量给药。所有药物均溶于等量生理盐水中予以灌胃,模型组和空白对照组亦每天以等量生理盐水灌胃,共2周。
1.3  检测方法
1.3.1  
钳夹试验测定各组大鼠胰岛素敏感性 灌胃2周后,大鼠空腹12 h后于次日上午9:00时开始钳夹实验。腹腔注射20%乌拉坦 5 ml /kg施行麻醉,麻醉成功后,剪开右侧颈部皮肤及双侧腹股沟皮肤,分离右颈动脉和双侧股静脉,然后进行右颈动脉和双侧股静脉插管。两侧股静脉导管各自连接1支装有生理盐水的注射器,颈动脉导管则连接1支装有肝素生理盐水(浓度50 U/ml)的注射器,每10 min推动1次注射器以冲洗导管,保证导管通畅。插管完毕后,将大鼠静置30 min。然后将连接大鼠颈动脉导管的注射器取下,从注射器中取血约1.0 ml。先取血1滴,用微量血糖测定仪测定基础血糖值,余下血标本用于测定基础血清胰岛素值。其次,将连接两侧股静脉导管的注射器取下,右侧股静脉导管换接1只装有胰岛素溶液的50 ml输液瓶,左侧股静脉导管换接1只装有10%葡萄糖溶液的50 ml输液瓶。将两只输液瓶分别置于微电脑数字式电子微量输液泵上,开始持续静脉输注。先予胰岛素持续输注,剂量速度按照大鼠体质量以1.67 U·kg1·min1给药,5 min后,自颈动脉取血50 μl,用血糖仪测定血糖值,如果所测血糖值低于(基础值±0.5)mmol/L,即开始行葡萄糖液输注。葡萄糖液输注率(glucose infusion rate, GIR)自4~6 mg·kg1·min1开始,每隔5 min测定1次血糖值,根据血糖值在最短时间内调节GIR,使血糖值恢复至(基础值±0.5)mmol/L,持续上述过程,直至120 min(自开始胰岛素输注起计时)56。全部实验过程共采血测定血糖值24次。
1.3.2  指标检测及计算方法 血糖值用微量血糖测定仪进行检测。空腹血胰岛素值采用放射免疫法检测。60~120 min GIR值的计算:求取实验中60~120 min共13个GIR值的平均值。
1.4  统计学方法 采用SPSS 11.5软件进行统计学分析。计量资料以`s 表示,采用方差分析的组间比较法。
2   
2.1 
高脂喂养大鼠与空白对照组大鼠血糖值、血清胰岛素值、胰岛素敏感性指数的比较 高脂喂养大鼠空腹血糖值、胰岛素值均明显高于空白对照组(P<0.05, P<0.01),而胰岛素敏感指数则明显低于空白对照组(P<0.05),表明造模成功。见表1。

1  高脂喂养组与空白对照组血糖值、血清胰岛素值和胰岛素敏感指数的比较
Tab 1  Comparison of the values of blood glucose, serum insulin and insulin sensitivity index between normal control and high fat-fed groups
                                                                                                                           (`x±s )

Group
n
Blood glucose (mmol/L)
Serum insulin (mU/L)
Insulin sensitivity index
Normal control
10
4.24±0.88
35.56±4.27
-2.55±0.42
High fat-fed
10
5.34±1.27*
55.21±16.32**
-3.59±0.38*

*P<0.05, **P<0.01, vs normal control group

2.2 
高脂饮食和药物干预对各组大鼠血糖值、血清胰岛素值及胰岛素敏感性的影响 高脂饲料喂养8周后,模型组大鼠血糖和血清胰岛素值与空白对照组比较均有明显升高(P<0.01)。人参果总皂苷各组与模型组比较,血糖和血清胰岛素显著下降(P<0.01),并存在剂量依赖关系,但其效果低于罗格列酮组。各组大鼠的稳态输入胰岛素水平相同,维持相同的稳态血糖所需GIR,模型组与空白对照组比较有明显下降(P<0.01)。与模型组比较,人参果总皂苷大剂量组、小剂量组GIR均有明显增加(P<0.01, P<0.05),大剂量组GIR的增加更为显著。罗格列酮组GIR与模型组比较,增加更为显著(P<0.01),其值亦高于空白对照组。见表2。

2  高脂饮食和药物对各组大鼠实验数据的影响
Tab 2  Effects of high fat feeding and different drugs on experimental data in each group
                                                                                                                        (`x±s )

Group
n
Fasting blood-glucose (mmol/L)
Serum insulin (mU/L)
GIR (mg·kg1·min1)
Normal control
10
4.56±0.32
42.01±0.47
12.41±1.86
Untreated
10
5.53±0.85**
136.20±0.48**
5.78±1.96**
High-dose GFS-treated
10
4.95±0.68△△
73.50±0.75△△
9.13±2.58△△
Low-dose GFS-treated
10
5.29±0.38△△
93.80±0.57△△
7.53±1.79
Rosiglitazone-treated
10
4.48±0.74△△
48.90±0.60△△
12.56±3.18△△

**P<0.01, vs normal control group; P<0.05, △△P<0.01, vs untreated group
 
 
      2型糖尿病是一种常见的内分泌代谢疾病,严重危害人民健康,其主要的病理表现为胰岛素抵抗(insulin resistance, IR)和胰岛功能的不足,其中IR在2型糖尿病的发生、发展中起着重要作用。胰岛素作用受遗传和环境因素的影响。高脂饮食的摄入可能是影响胰岛素敏感性的一个重要因素。研究发现:高脂饮食能引起大鼠肝脏、骨骼肌和脂肪组织IR,具体表现在胰岛素刺激的肌肉、脂肪组织摄取葡萄糖的能力下降,在肝脏则表现为胰岛素抑制肝糖异生能力的下降。高脂饮食诱导的IR大鼠模型已广泛用于阐明IR发生机制以及药物和非药物预防、逆转IR机制的研究7,8。本实验采用高脂饮食结合腹腔注射STZ的方法,成功复制了IR大鼠模型,并观察了人参果总皂苷对IR大鼠胰岛素敏感性的影响。采用高血浆胰岛素-正常血糖钳夹技术,排除了体内干扰因素对IR的影响,能准确、可靠地评价体内胰岛素的敏感性,是目前判断IR动物模型的金标准。
      人参果总皂苷是从人参果的成熟果实中提取的人参皂苷类物质,研究发现其在降血糖、降血压、防治冠心病和心绞痛及治疗脑血管疾病等方面有显著的疗效,但是否能增强胰岛素敏感性以及改善胰岛素抵抗还鲜有报道。本实验结果表明:人参果总皂苷能够在一定程度上降低血糖和血清胰岛素水平,阻止胰岛素抵抗的发生、发展,提高机体的胰岛素敏感性,说明该药作为胰岛素增敏剂具有较广的临床应用前景,其如何增强胰岛素敏感性的作用机制尚待进一步研究。
 
References
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8.  Lee Y, Wang MY, Kakuma T, et al. Liporegulation in diet-induced obesity. The antisteatotic role of hyperleptinemia[J]. J Biol Chem, 2001, 276(8) : 5629-5635.
 
 
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