李恒，蔣慧，張瀾，李妍，徐建春，李悅明

（1.山東省食品藥品檢驗(yàn)研究院，山東濟(jì)南250000；2.日照市食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)中心，山東日照276800；3.青島市黃島區(qū)食品藥品監(jiān)督管理局，山東青島266400；4.青島瑯琊臺(tái)集團(tuán)股份有限公司，山東青島266400）

海洋小球藻粉膳食干預(yù)對(duì)糖尿病小鼠降血糖及抗氧化作用

李恒1，蔣慧1，張瀾2，李妍3，徐建春4，李悅明4

（1.山東省食品藥品檢驗(yàn)研究院，山東濟(jì)南250000；2.日照市食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)中心，山東日照276800；3.青島市黃島區(qū)食品藥品監(jiān)督管理局，山東青島266400；4.青島瑯琊臺(tái)集團(tuán)股份有限公司，山東青島266400）

探討海洋小球藻粉膳食干預(yù)對(duì)糖尿病小鼠降血糖及抗氧化作用。分別采用摻有不同含量海洋小球藻粉的復(fù)合飼料飼喂糖尿病模型小鼠28 d，連續(xù)測(cè)定小鼠血糖水平。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，測(cè)定小鼠糖耐量、血清丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）與谷胱甘肽-過氧化物酶（GSH-Px）含量。與正常對(duì)照組比較，各糖尿病模型組小鼠體重升高程度、葡萄糖耐受量、SOD 與GSH-Px含量均顯著降低（p＜0.05），血糖值與MDA水平顯著升高（p＜0.05）。與模型對(duì)照組比較，中、高劑量海洋小球藻粉膳食干預(yù)組小鼠體重升高程度、葡萄糖耐受量、SOD與GSH-Px含量均顯著增加（p＜0.05），血糖值與MDA水平顯著降低（p＜0.05）。結(jié)果表明海洋小球藻粉膳食干預(yù)對(duì)糖尿病小鼠具有良好的降血糖及抗氧化作用，中、高劑量效果最好。

小球藻；膳食干預(yù)；糖尿?。豢寡趸?；小鼠

小球藻（Chlorella）屬于單細(xì)胞真核微藻，是綠藻門（Chlorophyta）綠球藻目（Chlorococcales）小球藻科（Chlorellaceae）中一個(gè)重要的屬，包括普通小球藻、蛋白核小球藻和橢圓小球藻等10個(gè)屬［1］。小球藻富含維生素、膳食纖維、色素、蛋白質(zhì)、多糖、多不飽和脂肪酸及礦物元素等生物活性物質(zhì)［2-5］，上述活性物質(zhì)具有協(xié)同抗氧化、調(diào)血脂及減肥等功能［6-8］。自上個(gè)世紀(jì)60年代小球藻在日本商業(yè)化生產(chǎn)以來(lái)，日本、挪威及美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛地將小球藻作為飼料添加劑應(yīng)用于畜禽飼料及水產(chǎn)飼料，代替飼養(yǎng)動(dòng)物所用的抗生素與抗菌素等藥品［9-10］，我國(guó)主要將小球藻作為高端水產(chǎn)飼料添加劑使用［11］。目前，小球藻已成為全世界最重要的商業(yè)微藻之一［12］。

糖尿病是繼惡性腫瘤和心腦血管疾病后的第三大非傳染性疾病，通常認(rèn)為是由遺傳因素、免疫功能紊亂、微生物感染及其毒素、自由基毒素及精神因素等導(dǎo)致胰島功能減退、胰島素抵抗而引起［13］。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)及分子生物學(xué)的發(fā)展，越來(lái)越多的糖尿病及其綜合性并發(fā)癥發(fā)病機(jī)制被證實(shí)與機(jī)體自由基過多而引起的機(jī)體氧化損傷有關(guān)，如白內(nèi)障［14］、心腦血管疾?。?5］、惡性腫瘤［16］及肝腎疾?。?7］等。本文探討了海洋小球藻粉膳食干預(yù)對(duì)糖尿病小鼠抗氧化能力的影響，并對(duì)其作用機(jī)制進(jìn)行初步探究，旨在為海洋小球藻粉在降血糖及抗氧化功能食品與新型健康寵物飼料產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持及理論參考。

1　材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

健康昆明種小鼠（批準(zhǔn)號(hào)：醫(yī)動(dòng)字第15-1711），雄性，體質(zhì)量（20±2）g，所用飼料為基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)飼料（玉米粉27%、麩皮19%、大米16%、豆餅16%、魚粉13%、鈣粉3%、骨粉3%、酵母粉2.3%、食鹽0.5%、復(fù)合維生素0.1%、微量元素0.1%），均由青島今墨堂百福泰生物技術(shù)有限公司提供。

1.2材料與試劑

海洋小球藻粉（蛋白核小球藻），青島瑯琊臺(tái)集團(tuán)股份有限公司提供；丙二醛（MDA）測(cè)試盒、超氧化物歧化酶（SOD）測(cè)試盒、谷胱甘肽-過氧化物酶（GSH-Px）測(cè)試盒，均購(gòu)自南京建成生物工程研究所；四氧嘧啶，購(gòu)自北京太洋藥業(yè)有限公司；其余試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.3儀器與設(shè)備

YB-P50001型電子天平，北京長(zhǎng)拓銳新科技發(fā)展有限公司；血糖測(cè)試儀及測(cè)定試紙，北京怡成生物電子技術(shù)有限公司；BS224S型電子天平，鶴壁市鑫泰高科儀器制造有限公司；HS-120A型造粒機(jī)，曲阜市宏機(jī)械廠；HHA-1型恒溫水浴鍋，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司。

1.4實(shí)驗(yàn)方法

1.4.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組與飼養(yǎng)

參照保健食品檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范（2003年版）中動(dòng)物實(shí)驗(yàn)分組與飼養(yǎng)方法要求，取健康小鼠60只，適應(yīng)性飼養(yǎng)一周，稱重，隨機(jī)抽取10只為正常對(duì)照組（NOR組），其余按文獻(xiàn)方法［18］。采用一次性腹腔注射四氧嘧啶（ALX）溶液的方法構(gòu)建糖尿病小鼠模型，將血糖值≥11.1mmol/L的小鼠隨機(jī)分為：模型對(duì)照組（MoD組）、高劑量海洋小球藻粉膳食干預(yù)組（HD組）、中劑量海洋小球藻粉膳食干預(yù)組（MD組）、低劑量海洋小球藻粉膳食干預(yù)組（LD組），每組小鼠10只。

小鼠飼養(yǎng)在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)專用的塑料鼠籠中，以無(wú)菌碎木屑為墊料，每隔兩天換一次墊料，頂部配有鋼絲網(wǎng)蓋以及自動(dòng)飲水器，室溫（22±2）℃，相對(duì)濕度（53±2）%，每日光照12 h，自由飲水。

1.4.2給藥劑量與方法

將小球藻粉與磨碎的基礎(chǔ)飼料按不同比例（1∶4，1∶9，1∶14）混合，添加適當(dāng)?shù)娜ルx子水后重新造粒，制備含小球粉的復(fù)合飼料。各組小鼠每天同一時(shí)間飼喂一次，連續(xù)28 d，其中NOR組與MoD組小鼠每天自由攝食標(biāo)準(zhǔn)飼料，HD組小鼠攝食1∶4復(fù)合飼料，MD組小鼠攝食1∶9復(fù)合飼料，LD組小鼠攝食1∶14復(fù)合飼料。

1.4.3動(dòng)物指標(biāo)測(cè)定

實(shí)驗(yàn)期間，每天觀察并記錄小鼠形態(tài)特征、死亡率及體重變化，小鼠定期尾靜脈采血，測(cè)定空腹血糖值。小鼠飼養(yǎng)28 d后，按小鼠體重灌胃給予葡萄糖2.5 g/kg，測(cè)定給糖后0、30、60、90、120 min血糖值，考察小鼠葡萄糖耐受量［19］。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，摘除小鼠眼球取血，測(cè)定小鼠血清MDA、SOD 與GSH-Px含量。

1.4.4統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2　結(jié)果與分析

2.1海洋小球藻粉膳食干預(yù)對(duì)糖尿病小鼠代謝情況的影響

各組小鼠體重變化見圖1。實(shí)驗(yàn)期間，與正常組小鼠比較，模型對(duì)照組小鼠體重升高程度顯著降低（p＜0.05），攝食量與排尿量增加，呈顯著的糖尿病癥狀，但是飲水量并未明顯增加，各組小鼠無(wú)死亡。而糖尿病小鼠經(jīng)海洋小球藻粉膳食干預(yù)后，糖尿病癥狀均有不同程度緩解。與模型對(duì)照組小鼠比較，中、高劑量組小鼠體重升高程度顯著增加（p＜0.05），糖尿病癥狀緩解程度最好。結(jié)果表明：中、高劑量海洋小球藻粉膳食干預(yù)能夠顯著調(diào)節(jié)糖尿病小鼠日常代謝情況，緩解小鼠糖尿病癥狀。

2.2海洋小球藻粉膳食干預(yù)對(duì)糖尿病小鼠血糖的影響

圖2為各組小鼠血糖值的變化，從圖中可以看出：小鼠在0～28 d飼養(yǎng)期間，正常對(duì)照組小鼠血糖值穩(wěn)定，各糖尿病模型組小鼠血糖值呈逐漸下降趨勢(shì)；實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，MD組與HD組小鼠血糖值均穩(wěn)定降至9.5左右，兩者之間無(wú)顯著差異性（p＞0.05），均低于糖尿病血糖值評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（11.1 mmol/L）；MoD組與LD組小鼠血糖值雖然有所下降，但仍顯著高于其他三組（p＜0.05），且兩者之間無(wú)顯著差異性（p＞0.05）。結(jié)果表明海洋小球藻粉膳食干預(yù)對(duì)糖尿病小鼠的血糖水平具有一定的降低作用，并呈現(xiàn)一定的量效關(guān)系，以中、高劑量降糖效果最強(qiáng)。

2.3海洋小球藻粉膳食干預(yù)對(duì)糖尿病小鼠葡萄糖耐受量的影響

機(jī)體對(duì)血糖濃度的自身調(diào)節(jié)能力通常采用葡萄糖耐受量進(jìn)行表征。從圖3可以看出：小鼠經(jīng)灌胃給予葡萄糖溶液后，各組小鼠在30 min內(nèi)血糖水平顯著升高（p＜0.05），其中NOR組、MD組與HD組小鼠血糖升高水平顯著低于MoD組與LD組（p＜0.05）；30～120min內(nèi)，各組小鼠血糖水平均呈下降趨勢(shì)，120min時(shí)，各組小鼠血糖水平下降至最低，其中各糖尿病模型組小鼠血糖水平顯著高于NOR組（p＜0.05），MD組與HD組血糖值顯著低于MoD組（p＜0.05）。由此表明海洋小球藻粉膳食干預(yù)能增加糖尿病小鼠的葡萄糖耐受量，效果顯著，以中、高劑量干預(yù)效果最好。

2.4海洋小球藻粉膳食干預(yù)對(duì)糖尿病小鼠抗氧化能力的影響

從表1看以看出：與NOR小鼠比較，各糖尿病模型組小鼠血清MDA水平顯著升高（p＜0.05），SOD與GSH-Px水平顯著降低（p＜0.05）；與MoD組小鼠比較，各海洋小球藻粉膳食干預(yù)組小鼠血清MDA水平顯著降低（p＜0.05），SOD與GSH-Px水平顯著上升（p＜0.05）。結(jié)果表明：ALX能夠顯著增加小鼠機(jī)體脂質(zhì)過氧化水平，增加MDA等脂質(zhì)過氧化物含量，并進(jìn)一步破壞機(jī)體自身抗氧化酶系，降低機(jī)體抗氧化能力。經(jīng)海洋小球藻粉膳食干預(yù)后，小鼠上述三指標(biāo)均有不同程度改善，并呈一定量效關(guān)系，中、高劑量組小鼠改善程度最好。

表1　各組小鼠血清MDA、SOD及GSH-Px水平

3　結(jié)論

四氧嘧啶是一種特異性的β-細(xì)胞毒劑，其在體內(nèi)可被胰島β-細(xì)胞有效吸收，在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生過量自由基，改變?chǔ)?細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致胰島β-細(xì)胞的損傷和壞死，從而使機(jī)體胰島素水平降低而出現(xiàn)高血糖等糖尿病癥狀［20］。另一方面，機(jī)體因胰島功能失調(diào)會(huì)引發(fā)糖、蛋白質(zhì)及脂肪等代謝紊亂，機(jī)體氮與糖負(fù)荷升高將進(jìn)一步引起β-細(xì)胞損傷持續(xù)惡化，該病理機(jī)制與目前臨床常見Ⅱ型糖尿病相似［21］。

本實(shí)驗(yàn)以海洋小球藻粉對(duì)ALX致糖尿病小鼠進(jìn)行膳食干預(yù)，實(shí)驗(yàn)表明，ALX能夠有效引發(fā)小鼠Ⅱ型糖尿病癥狀，顯著提高小鼠日常血糖水平，降低小鼠葡萄糖耐受量，增加機(jī)體脂質(zhì)過氧化水平，誘導(dǎo)MDA的生成，同時(shí)破壞機(jī)體SOD與GSH-Px等抗氧化酶系正常水平。糖尿病小鼠經(jīng)海洋小球藻粉膳食干預(yù)28 d后，糖尿病病狀出現(xiàn)不同程度的改善，自身血糖調(diào)控能力與抗氧化能力極大改善，血糖與MDA水平顯著下降，葡萄糖耐受量、SOD與GSH-Px含量顯著升高，中、高劑量海洋小球藻粉修復(fù)效果最好。這主要是由于海洋小球藻粉相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)鼠糧具有低脂、低鈉、高鉀及富含維生素、多不飽和脂肪酸、超氧化物歧化酶（SOD）、β-胡蘿卜素等抗氧化成分的特點(diǎn)，在降低脂肪攝入對(duì)糖尿病小鼠的二次代謝壓力的同時(shí)，修復(fù)糖尿病小鼠的胰島上皮細(xì)胞過氧化損傷，促進(jìn)機(jī)體糖、蛋白質(zhì)及脂肪代謝平衡［22-23］。結(jié)果表明，海洋小球藻粉能夠顯著拮抗ALX引起的糖尿病小鼠氧化應(yīng)激，減少自由基對(duì)胰島β細(xì)胞膜脂質(zhì)或胰島組織中脂肪酸的破壞，促進(jìn)胰島β細(xì)胞修復(fù)和再生，從而降低糖尿病小鼠血糖水平，提高糖尿病小鼠葡萄糖耐量，同時(shí)減少自由基對(duì)機(jī)體抗氧化酶系的破壞，進(jìn)一步提高機(jī)體抗氧化水平，修復(fù)和減少自由基對(duì)胰島β細(xì)胞的損傷。

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（責(zé)任編輯：朱小惠）

Effects ofmarine chlorella powder diet intervention on declining lood glucoselevel and im proving antioxidant activity in diabeticm ice

LIHeng1，JIANG Hui1，ZHANG Lan2，LIYan3，XU Jianchun4，LIYueming4
（1.Shandong Provincial Food and Drug Inspection and Research Institute，Jinan 250000，China；2.Rizhao Center for Food and Drug Control，Rizhao 276800，China；3.Huangdao Drug Supervision and Administration Bureau，Qingdao 266400，China；4.Qingdao LangyataiCo.，Ltd.，Qingdao 266400，China）

In order to investigate the effects ofmarine chlorella powder on antioxidant capacity in diabetic mice，the diabetes model mice were fed with fodders containing different amount of marine chlorella powder for 28 d，and the blood glucose level in mice weremonitored continuously in the whole feeding period.The levels of glucose tolerance，MDA，SOD and GSH-Px of blood serum were measured at the end of the experiment.Compared with normal control group，the weight gain levels，glucose tolerance，SOD and GSH-Px contents in all of diabetesmodel groups significantly decreased（p＜0.05），and the blood glucose concentration and MDA increased significantly（p＜0.05）.Compared with model control group，the weight gain levels，glucose tolerance，SOD and GSH-Px contents increased significantly（p＜0.05）in the marine chlorella powder diet intervention groups，and the blood glucose and MDA decreased significantly（p＜0.05）. The results showed that marine chlorella powder diet intervention had good hypoglycemic and antioxidant effects in diabeticmice，especiallymedium and high dose diet intervention.

chlorella；diet intervention；diabetes；antioxidant；mice

TS218

A

1674-2214（2016）03-0152-05

2016-04-21

李恒（1982—），男，山東濟(jì)南人，工程師，主要從事食品質(zhì)量安全及產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)控制方面的研究，E-mail：393908248@qq.com.