董波++徐珣++劉勝兵++周新妹

[摘要] 目的 了解黑米矢車菊色素對自發(fā)性糖尿?。℅K）大鼠代謝及腎損傷的影響。 方法 將25周齡雄性GK大鼠隨機分為兩組，每組12只，矢車菊組用10%葡萄糖的矢車菊色素-3-葡萄糖苷溶液（600 mg/L）飼喂8周，對照組只飼喂10%葡萄糖溶液。每天測攝食量，每周測體重、血糖、血脂、血膽固醇等指標。8周后處死全部大鼠，取血測糖化血紅蛋白、腎臟器指數(shù)，觀察腎病理損傷程度。 結(jié)果 矢車菊組GK大鼠的攝食量、體重、血糖、糖化血紅蛋白、血脂、腎臟器指數(shù)較對照組均降低，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。矢車菊組腎臟病理損傷較對照組明顯減輕。 結(jié)論 矢車菊色素可通過降低GK大鼠的攝食量、體重、血糖、血脂、糖化血紅蛋白等來減輕糖尿病的進展，有預防糖尿病腎病的作用。

[關鍵詞] 矢車菊色素；GK大鼠；2型糖尿?。惶悄虿∧I病

[中圖分類號] R587.1 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721（2016）01（b）-0004-04

Influence of cyanidin from black rice on metabolism and kidney lesion in GK rats

DONG Bo XU Xun LIU Sheng-bing ZHOU Xin-mei

Jiaxing University，Jiaxing 314000，China

[Abstract] Objective To investigate the influence of cyanidin on metabolismand and kidney lesion in GK rats. Methods 24 healthy male GK rats were divided randomly into two groups.Each group got 12 GK rats.Cyanidin group was fed in 10% glucose with cyanidin-3-glucoside（600 mg/L）.The blank control group was fed in 10% glucose only.The food-intake was detected each day and the weight，fasting plasma glucose，triglyceride and cholesterol were detected each week.All GK rats were killed after 8 weeks.The GHbA1c，kidney weight index and the degree of renal pathological injury was observed respectively. Results The food-intake，weight，plasma glucose，GHbA1c，triglyceride，cholesterol and kidney weight index in cyanidin group was lower than that of the blank control group respectively（P<0.05）.The kidney pathological lesion in cyanidin group was significantly decreased too. Conclusion Cyanidin has benefitto diabetes mellitus through reduced the food-intake，weight，plasma glucose，GHbA1c，triglyceride and cholesterol.Senile diabetic nephropathy can also be prevented through cyanidin-3-glucoside.

[Key words] Cyanidin；GK rats；Type-2 diabetes mellitus；Diabetic nephropathy

我國糖尿病患者數(shù)量龐大，已成為當前我國非傳染性慢性疾病中的主要疾病[1]，其中90%以上是2型糖尿病[2]。人類2型糖尿病是由遺傳與環(huán)境因素共同作用而形成的多基因遺傳性復雜疾病，目前無較好的防治方法。糖尿病腎病是糖尿病患者最重要的合并癥之一。其復雜的代謝紊亂，一旦發(fā)展到終末期腎臟病，常較其他腎臟疾病的治療更為困難，因此及時防治和延緩糖尿病腎病的意義重大。GK大鼠是一種自發(fā)性2型糖尿病模型，1973年在日本仙臺由Goto等人通過選擇糖耐量處于上限的Wistar大鼠近交繁殖重復數(shù)代而來[3]，具有血糖輕度升高、葡萄糖刺激的胰島素分泌能力受損、胰腺β細胞團塊量減少等特點[4]，是研究糖尿病發(fā)生、發(fā)展及合并癥出現(xiàn)的良好動物模型[5]。矢車菊色素-3-葡萄糖苷（cyanidin-3-glucoside）是從黑米中提取出來的主要色素成分，是黑米花色苷（anthocyanin）營養(yǎng)保健作用的主體成分，具有水溶性、無毒、無過敏性等特性。研究表明，其有很強的抗氧化和清除自由基[6]作用，能抑制LDL氧化，保護心血管健康[7]，抑制培養(yǎng)細胞中流感病毒的復制，并有較強的免疫保護作用，具有一定的抗腫瘤、抗過敏、防治糖尿病合并癥[8-9]等功能。矢車菊色素具有防治糖尿病的作用，但其機制尚未明確，且缺乏防治糖尿病量效關系的相關數(shù)據(jù)。

本研究通過動物試驗評估矢車菊色素對高糖飼喂GK大鼠的體重、空腹血糖（fasting plasma glucose，F(xiàn)PG）、血脂、糖化血紅蛋白（GHbA1c）及腎損傷的影響，探討黑米花色苷在防治2型糖尿病及延緩糖尿病腎病發(fā)生發(fā)展中的作用、防治的效果和量效關系。

1 材料與方法

1.1 動物來源及主要試劑

選擇SPF級24只雄性GK大鼠作為研究對象，購自上海斯萊克實驗動物有限責任公司，動物實驗許可證：SCXK（滬）2012-0002。大鼠分籠喂養(yǎng)，每籠3只，自由進食，飼料由浙江省實驗動物中心提供，房間溫度22～26℃，濕度50%～70%。黑米矢車菊色素粗提物由本實驗室從寧波全黑梗米麩皮中提取，HPLC分析矢車菊色素-3-葡萄糖苷占總含量的95%（按峰面積計算）以上，此外還含少量的矢車菊色素二葡萄糖苷、芍藥色素-3-葡萄糖苷及游離矢車菊色素、錦葵素、天竺葵-3，5-二葡萄糖苷、矢車菊素-3-葡萄糖苷和矢車菊素-3，5-二葡萄糖苷。大鼠GHbA1c酶聯(lián)免疫分析（ELISA）試劑盒購自上海嵐派生物科技有限公司。

1.2 實驗方法

24只GK大鼠（周齡24周），適應性飼養(yǎng)一周，禁食12 h測體重、鼠尾取血測FPG[10]。依照血糖和體重接近原則分為12對，每對中隨機抽取一只組成實驗組，未被抽取的組成對照組。實驗組自由飲用含10%葡萄糖的矢車菊色素-3-葡萄糖苷溶液（600 mg/L），對照組根據(jù)實驗組平均飲水量控制日進水量（飲用10%葡萄糖溶液）。持續(xù)觀察8周，每周測體重、FPG、血總膽固醇（total cholesterol，TC）、血三酰甘油（triglyceride，TG）（荷蘭威圖半自動生化分析儀，Microlab300）。8周末（大鼠33周齡）斷頭處死大鼠，取血測GHbA1c，分離左右腎臟，剔除臟器表面脂肪、筋膜后用電子天平稱重。以左腎計算臟器指數(shù)，右腎HE染色病理分析。

1.3 統(tǒng)計學分析

采用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行分析，檢驗資料的正態(tài)性，計量資料以均數(shù)±標準差（x±s）表示，采用t檢驗，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組大鼠一般狀況及攝食量、飲水、體重的比較

干預開始前，兩組大鼠狀態(tài)良好，活潑好動、皮膚干燥溫暖有光澤、食量飲水較好。實驗開始，矢車菊組飲水量即驟減，從實驗初始日平均120 ml降低至85 ml，1周后恢復至110 ml左右，對照組依照矢車菊組的進水量調(diào)整飲水量。從第3、4周開始，兩組大鼠均出現(xiàn)不同程度蜷臥懶動，并伴有食量增加。對照組食量、體重較矢車菊組明顯增多（圖1、圖2）。干預至第8周時，兩組大鼠均存活，一般狀況尚可，無異常死亡情況發(fā)生，實驗中大鼠平均飲用（180±16）mg/kg矢車菊色素。

圖1 兩組大鼠每天攝食量變化情況

圖2 兩組大鼠體重變化

2.2 兩組大鼠FPG、TG、TC的比較

高糖飼喂前，兩組大鼠FPG、TG、TC比較差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。兩組大鼠高糖飼喂后FPG均上升，前3周FPG上升較明顯，4周后FPG基本穩(wěn)定。29周齡后，矢車菊組空腹FPG低于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。兩組大鼠高糖飼喂之后TG、TC均持續(xù)增高，對照組升高的更為顯著，30周齡后矢車菊組TG低于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）（表1）。

表1 兩組大鼠FPG、TG、TC的比較（mmol/L，x±s）

與對照組比較，*P<0.05

2.3 兩組大鼠左腎重量、左腎臟器系數(shù)、GHbA1c的比較

矢車菊組左腎重量、左腎臟器指數(shù)均低于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05），說明矢車菊色素有一定程度預防腎臟變性腫大的作用。矢車菊組GHbA1c水平低于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05），說明矢車菊色素有延緩糖尿病發(fā)生發(fā)展的作用（表2）。

表2 兩組大鼠左腎重量、左腎臟器系數(shù)、GHbA1c的比較（x±s）

與對照組比較，*P<0.05

2.4 兩組大鼠腎臟病理切片觀察

兩組33周齡GK大鼠腎小球均出現(xiàn)局灶性玻璃樣變。對照組（a、b）低倍視野可見大片腎小球呈均勻半透明的無細胞結(jié)構(gòu)，許多腎小球呈局限性或整體硬化萎縮，部分視野內(nèi)腎小球消失，高倍視野可見腎小球毛細血管壁增厚，局部硬化，玻璃樣變，腎小球系膜基質(zhì)及膠原成分增多，腎小球變形明顯，腎小球球囊纖維化等。矢車菊組腎小球硬化與萎縮程度較對照組輕微，腎小球殘存率超對照組30%左右（c），高倍視野見腎小球硬化程度不高，結(jié)構(gòu)更為完整，變形不明顯（d）（圖3）。

圖3 兩組大鼠腎臟病理切片

a：對照組（×100）；b：對照組（×400）；c：矢車菊組（×100）；d：矢車菊組（×400）

3 討論

現(xiàn)代人們職業(yè)性的體力活動減少，熱量攝入過多，致使肥胖、糖尿病的患病率迅速升高[11-12]。目前尚無根治糖尿病的方法，但通過多種治療手段可以較好地控制糖尿病，主要包括教育、監(jiān)測血糖、飲食治療、運動治療、藥物治療等方法。其中，飲食治療是最重要的，患者不科學的飲食主要表現(xiàn)在高熱量、高糖分食物的過量攝入，致使機體無法消耗多余能力而導致糖尿病。糖尿病患者膳食原則是少食多餐，適當節(jié)食，多吃粗糧和高纖維的蔬菜。適當節(jié)食可以憑借身體自身消耗多余的糖分和脂肪，減輕胰島素的負擔，進而達到降低血糖的效果[13]。

因環(huán)境、生活習慣等諸多因素的影響，對某些患者而言，糖尿病的飲食控制方案有很大阻力[14]。尋找并開發(fā)高效、低成本的糖尿病食品[15]和營養(yǎng)品無疑具有非常重要的意義，本研究通過動物實驗證實，在不控制飲食量的前提下持續(xù)飲用一定劑量的矢車菊色素（>600 mg/L）能顯著降低GK大鼠的體重、FPG、TG、TC和GHbA1c，切實延緩腎臟腫大、變性，減輕腎小球的硬化和玻璃樣變，提高腎小球殘存率。其為糖尿病及糖尿病腎病的防治提供了新思路，尤其是對飲食療法無法堅持或控制不好的患者。矢車菊等花色苷是黑米、葡萄、血橙、紫葉甘藍、茄子、櫻桃、桑葚等對糖尿病及糖尿病合并癥有良好防治作用食物的成分[16]，提純方便且安全無毒[17]。

據(jù)報道，矢車菊色素可促進胰島素分泌，與減輕胰島素抵抗有關，其能抑制脂質(zhì)過氧化反應，與阿卡波糖具有協(xié)同作用，通過抑制糖的吸收等來達到防治糖尿病的效果[18]，糖尿病合并癥的發(fā)生、發(fā)展與小動脈的動脈粥樣硬化密切相關，有學者指出，矢車菊色素可通過促進小鼠內(nèi)皮細胞修復來抑制動脈粥樣硬化的形成與發(fā)展[19]。盡管矢車菊色素防治糖尿病的療效在動物實現(xiàn)中被普遍證實，但在人體上還缺乏更有價值的報道，在人體中的藥理作用仍需進一步研究。此外，本研究的矢車菊色素劑量略高，更低劑量是否有療效或是否存在量效關系仍需進一步探討。本研究發(fā)現(xiàn)，飲用矢車菊色素后大鼠的飲水量明顯減少，可能與大鼠主觀拒食矢車菊色素有關[20]，也不排除是該成分的藥理作用之一[21]，此尚需進一步探討。

本研究證實，未控制攝食量的情況下食用矢車菊色素（GK大鼠日食用量約180 mg/kg）對GK大鼠糖尿病及糖尿病腎病具有非常好的防治作用，提示糖尿病患者和有糖尿病家族史的高危人群應在膳食譜中增加富含花色苷類的食物攝入，同時應積極開發(fā)矢車菊色素類的保健食品以防治糖尿病及其合并癥。

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（收稿日期：2015-10-09 本文編輯：王紅雙）