研究背景糖尿病(Diabetes mellitus, DM)是由胰岛素分泌的绝对或相对不足以及细胞对胰岛素敏感性下降,引起以糖代谢紊乱为主的临床综合症。糖尿病的发病率不断升高,尤其在发展中国家发病率增长较快,我国糖尿病患者人数仅次于印度,居世界第二位。糖尿病的并发症多且较为严重,其并发症随着病程的延长主要表现为大血管病变(如动脉粥样硬化、冠心病、脑血管和外周血管病变)、微血管病变(如神经病变、肾病和视网膜病变)和糖尿病骨质疏松等。目前糖尿病及其并发症的治疗效果仍不理想,因此,开发降低血糖的药物和保健食品是预防和改善糖尿病以及延缓并发症发生的重要措施之一。多糖(polysaccharides)是一种复杂的碳水化合物,其来源种类很多,有细菌多糖、植物多糖、真菌多糖和动物多糖等。近10多年来,对多糖的研究也越来越多,大量的研究证实多糖的药理作用十分广泛,如提高免疫、抗肿瘤、清除自由基抗衰老、抗感染、降血脂、降血糖等作用。目前关于多糖的药理研究中,尤以降血糖和降低血脂的研究较多。多糖类物质降血糖的作用机理主要包括以下几方面：①改善胰岛细胞形态功能,促进胰岛素分泌;②促进肝脏、肌肉等外周组织和靶器官对糖的利用；③改变糖代谢酶系的活性；④提高免疫能力,清除自由基的危害。桃胶(peach resin)是桃树(蔷薇科植物)的树干受机械损伤(如虫咬、切伤等)或致病后分泌出来的胶质半透明物质。我国古代文献,如《草药验方交流集》、《名医别录》、《古今录验方》、《本草纲目》和《千金方》等对桃胶的药理作用均有记载。桃胶味苦、性平,益气、和血、止渴,具有治疗消渴的作用。研究证实,桃胶主要成分为多糖,其多糖含量高达90%以上,在所有植物中多糖含量最高,是一种不可多得的纯度较高的中药资源。根据人类2型糖尿病的发病特点,本文利用高脂高糖饲料联合小剂量四氧嘧啶的方法,模拟出近似于人类2型糖尿病的大鼠模型,并观察天然桃胶对糖尿病大鼠糖脂代谢以及相关重要脏器的影响,为今后桃胶的开发提供理论依据。研究方法1.糖尿病大鼠模型的制备及分组SPF级SD大鼠80只,体质量150-160g,雌雄各半,按体重将大鼠随机分成正常组(10只)和造模组(70只),实验期间正常组用基础饲料喂养,造模组予以高脂高糖的高能量饲料喂养。适应1周后,禁食(不禁水)12 h,临时用生理盐水将四氧嘧啶新鲜配制成2%四氧嘧啶溶液(冰上避光操作),按120、80、60mg/kg分三次(隔日)对造模组大鼠进行腹腔注射,72h后测禁食12h空腹血糖,挑选血糖值在11.1-25mmol/L之间者为糖尿病大鼠。将成模后大鼠随机分成桃胶低、中、高剂量组和模型组,每组10只。2.桃胶对DM模型大鼠空腹体重的影响3.桃胶对DM模型大鼠空腹血糖的影响4.桃胶对DM模型大鼠胸腺指数和脾脏指数的影响5.桃胶对DM模型大鼠糖化血红蛋白、胰岛素、C肽、胰岛素敏感指数的影响6.桃胶对DM模型大鼠血脂含量的影响7.桃胶对DM模型大鼠肝肾胰组织病理形态学的影响8.统计学方法采用SPSS13.0统计软件进行分析,计量资料以均数±标准差(x±s)表示,主要采用独立样本t检验和方差分析。当方差齐时组间比较采用单因素方差分析(ONE-WAY ANOVA),当方差不齐时用近似F检验的Welch法,并以最小显著差异法(LSD法)或Dunnett’T3法进行各组间的两两比较。以α=0.05为检验水准。结果1.造模后大鼠的情况1.1造模后大鼠的一般情况正常大鼠精神状况良好,饮食、饮水及大小便正常,活动正常,反应灵敏,背毛平伏、浓密而有光泽,体重增长明显。造模组大鼠在实验期间均出现明显得多饮、多食、多尿症状,且尿中出现白色絮状样油脂,精神较为萎靡,活动稍少,体毛偏黄,少光泽。整个实验期造模鼠仅出现一例死亡。1.2造模后大鼠的体重变化情况造模后各组大鼠的体重,经Levene检验方差齐性(F=0.820,P=0.370),采用独立样本t检验(Independent Samples T Test)有显著性差异(t=-4.536,P=0.000),说明经高能量饲料联合四氧嘧啶造模后,大鼠体重较前显著增加。1.3造模后大鼠的空腹血糖情况造模后大鼠的空腹血糖,经Levene检验方差不齐(F=47.048,P=0.000),采用Satterthwaite近似t检验有显著性差异(t=-15.525,P=0.000),说明大鼠造模后空腹血糖较前显著升高。1.4造模后大鼠的血脂水平造模后各组HDL-C无显著性差异(t=0.714,P=0.479),LDL-C有显著性差异(t=-10.717,P=0.000),TG有显著性差异(t=-8.005,P=0.000),TC有显著性差异(t=-5.519,P=0.000),表明造模后的糖尿病大鼠伴有血脂水平的升高。2.桃胶的药理学作用2.1桃胶治疗后大鼠的一般情况桃胶治疗后,低剂量组变化不明显；中、高剂量组糖尿病大鼠多饮、多食、多尿症状改善,体重虽较前仍有增长,但与模型组比较,体重增长相对较缓；体毛色泽较前改善,精神较前好转,活动较多,反应较为灵敏。2.2桃胶对DM模型大鼠体重的影响治疗后各组间大鼠体重比较均有显著差异(F=7.403,P=0.000),需进一步进行两两比较。予以桃胶治疗后,各剂量组大鼠的体重与正常组比较,虽仍有不同程度的增加(P<0.05),但与模型组比较有显著性差异(P<0.05),表明桃胶有控制体重增长的作用。2.3桃胶对DM模型大鼠空腹血糖的影响治疗后各组间空腹血糖比较有显著性差异(F=35.938,P=0.000),需进一步进行组间的两两比较。给药后中、高剂量组空腹血糖与正常组比较,无显著性差异(P>0.05),而模型组和低剂量组空腹血糖显著高于正常组(P<0.01)中、高剂量组空腹血糖显著低于模型组(P<0.01),低剂量组血糖与模型组无显著差别(P>0.05),高剂量组空腹血糖显著低于低剂量组(P<0.05)。2.4桃胶对DM模型大鼠胸腺指数和脾脏指数的影响各组大鼠胸腺指数(thymus index)和脾脏指数(spleen index),经方差分析后表明有显著性差异(F=4.314,P=0.005；F=8.354,P=0.000)),需进一步进行两两比较(采用LSD法)。在胸腺指数和脾脏指数方面,模型组与正常组比较均有显著差异(P<0.05),与低剂量组比较均无显著差异(P>0.05),与中、高剂量组比较均有显著差异(P<0.05)；低、高剂量组之间比较均有显著差异(P<0.05)。表明桃胶能增加免疫器官重量,调节免疫功能。2.5桃胶对糖化血红蛋白、胰岛素、C肽、胰岛素敏感指数的影响各组胰岛素(F=31.861,P=0.000)、C肽(F=17.831,P=0.000)、胰岛素敏感指数(F=97.432,P=0.000),糖化血红蛋白(F=27.221,P=0.000)均有显著性差异,需进一步进行两两比较。模型组胰岛素、C肽和糖化血红蛋白(GHbAlc)水平显著高于正常组(P<0.01),胰岛素敏感指数显著低于正常组(P<0.01)。治疗后,高剂量组胰岛素、C肽和血红蛋白与模型组相比显著改善(P<0.05),低、中剂量组间与中、高剂量组之间上述几个指标无显著差别(P>0.05),而高剂量组上述几个指标较低剂量组有显著性差异(P<0.05)。2.6桃胶对DM模型大鼠血脂的影响各组间HDL-C无显著性差异(P>0.05)。模型组LDL-C、TG和TC显著高于正常组(P<0.01),中、高剂量组LDL-C、TG和TC显著低于模型组(P<0.01或P<0.05),低剂量组LDL-C、TG和TC与模型组无显著差别(P>0.05),中、高剂量组血脂与正常组接近。由表中可知,低、中、高剂量组之间可见一定的量效关系趋势,但无统计学意义(P>0.05)。2.7对DM模型大鼠肝脏、肾脏和胰腺的影响对肝脏的影响：肉眼观察,正常组大鼠肝脏外形正常,暗红色,被膜光滑、湿润。模型组和桃胶低剂量组大鼠的肝脏体积明显增大,包膜紧张,边缘钝圆,质地变软,有油腻感,表面无光泽,呈奶油黄色；桃胶中、高剂量组大鼠的肝体积、质地、色泽均较模型组有明显改善。200×光镜下,正常组大鼠肝组织结构完整、清晰,肝小叶结构正常,肝细胞无脂肪变性等异常改变；模型组及给药各组大鼠均有不同程度的肝细胞脂肪变性,以模型组最重,低、中、高剂量次之,其表现为肝小叶界限不清,肝细胞索排列紊乱,大部分肝窦消失,多数肝细胞出现严重的脂肪变性,以小叶中央静脉周围最为严重,肝细胞极度肿胀呈圆形,胞浆内可见大小不等,数量不一的脂滴空泡(脂肪变性),严重者脂滴相互融合,将细胞核挤向细胞一侧,酷似脂肪细胞。对肾脏的影响：肉眼观察下,正常组大鼠的肾脏体积轻度肿大,包膜紧张,混浊无光泽,呈浊红色。镜下观察,正常组肾小球和肾小管大小、形态均正常,排列规则。与正常组相比,模型组和低剂量组大鼠肾小球体积明显增大,系膜基质增多,基底膜增厚；近曲小管上皮肿胀,有的小管腔内可见透明管型,远曲小管上皮胞浆空宽,显示气球样变性。肾小管、间质内炎症细胞浸润增多,且有糖原沉积；与模型组比较,中、高剂量组系膜基质增多、基底膜增厚情况减轻,肾小管、间质内炎症细胞浸润减少,无糖原沉积。对胰脏的影响：200倍光镜下,正常组大鼠的胰岛呈椭圆形的细胞团,境界清楚,胰岛数及岛内细胞数较多,各分泌细胞大小一致,胞质丰富,核染色质清晰；模型组大鼠的胰岛明显萎缩,轮廓欠圆润,胰岛内形态欠规则,细胞数目少,且排列紊乱,肿胀变形,空泡明显,部分细胞缺失、塌陷；低剂量组大鼠的胰岛体积偏小,形态较规则,胰岛内细胞稀疏,大小不一,排列不均,部分细胞出现核固缩；中、高剂量组胰岛数及岛内细胞数明显增多,细胞分布均匀,核大小基本相等,无核固缩现象。研究结论1.验证了利用高能量饲料联合小剂量四氧嘧啶可模拟出近似于人类2型糖尿病的模型。2.桃胶能改善糖尿病大鼠的一般状况,控制体重；增加免疫器官重量,提高免疫器官指数,改善免疫功能；能改善胰岛素抵抗,控制空腹血糖。3.桃胶能改善体内血脂代谢紊乱,降低糖尿病大鼠LDL-C、TG、TC水平,从而减轻脂毒性对机体的损伤。4.桃胶能在一定程度上减轻肝肾胰组织的损伤,有利于控制糖尿病及其并发症的发生发展。