新型保健蔬菜黄秋葵对糖尿病小鼠的降糖作用及其机理研究

黄秋葵又称羊角豆、秋葵、咖啡黄葵等，原产于非洲，是一种具有较高营养价值的新型蔬菜，在欧美地区已将黄秋葵作为运动员和老年人的保健食用蔬菜，近几年从日本引进国内栽培[1]。糖尿病是一种慢性代谢性疾病，其发病逐年增高，糖尿病总患病人数不断增加，此类人群对于健康的追求，使得市场对糖尿病食品的需求增大，利用新型食物资源研发的现代功能食品越发受到消费者的青睐。本文对新型保健蔬菜黄秋葵的降糖作用及机理进行研究，为黄秋葵保健功能产品开发应用提供理论依据。

1.1 受试物的制备

取干黄秋葵，加水煎煮3次，每次1.5 h，合并提取液，减压浓缩干燥制成黄秋葵提取物粉末，1 g提取物粉末相当于5 g干秋葵。临用时，采用1%羧甲基纤维素钠溶解至灌胃浓度。

1.2 动物

选择雄性昆明种小鼠120只，SPF级，体重（20±2）g，由北京华阜康生物科技股份有限公司提供。

1.3 试剂与仪器

链 脲 佐 菌 素（Streptozotocin，STZ）（ 北 京Solarbio生物科技有限公司），盐酸二甲双胍（北京京丰制药有限公司），葡萄糖、枸橼酸钠（国药集团化学试剂有限公司），胰岛素放射免疫分析试剂盒（北京北方生物技术研究所），葡萄糖测定试剂盒（葡萄糖氧化酶法）。

BS224S电子天平（上海天美天仪器有限公司），全自动生化分析仪[日立诊断产品（上海）有限公司]，高速冷冻离心机（力康生物医疗科技控股有限公司），血糖仪（美国强生集团）。

1.4 实验方法

1.4.1 对糖尿病小鼠空腹血糖和胰岛素及生化指标的影响

取SPF级雄性小鼠60只，适应性喂养5 d。其中10只小鼠为正常对照组，余下50只小鼠为实验组。实验组小鼠一次性腹部注射1%STZ-枸橼酸钠溶液40 mg·kg-1，建模7 d后，小鼠禁食6 h，通过血糖仪测定空腹血糖值。造模小鼠空腹血糖值均在15～30 mmol·L-1，表明模型复制成功，随机分成模型对照组、阳性对照组及黄秋葵低、中、高剂量组（0.2 g·kg-1、0.4 g·kg-1、0.6 g·kg-1），每组 10 只。其中正常对照组和模型对照组给予等量蒸馏水，阳性对照组给予盐酸二甲双胍0.25 g·kg-1，黄秋葵低、中、高剂量组分别给予不同浓度黄秋葵提取物-1%羧甲基纤维钠溶液，灌胃体积均为10 mL·kg-1，每天1次，连续4周。末次给药前，小鼠禁食不禁水12 h，经口给药1 h后检测空腹血糖（Fasting Blood Glucose，FBG），尾静脉取血，置于离心机中3 500 r·min-1离心10 min，取上层血清，放射免疫法测定血清中空腹胰岛素（Fasting Insulin，FINS），并按以下公式计算胰岛素敏感指数（Insulin Action Index，IAI）[2-4]。

IAI=ln[1/(FBG×FINS)]

1.4.2 对糖尿病小鼠糖耐量及糖化血红蛋白和糖化血清蛋白的影响

取60只SPF级雄性小鼠，按照1.4.1方式造模、分组和给药，给药时间和方式不变。末次给药20 min后，经口灌胃2.0 g·kg-1葡萄糖，分别于0 h、0.5 h、2.0 h测定血糖值，并计算血糖曲线下面积（Area Under the Curve，AUC）[3]。糖耐量实验完毕72 h后，小鼠摘眼球取血。取部分全血检测糖化血红蛋白（Hemoglobin A1c，HbA1c），其余血液置于离心机中，3 500 r·min-1离心15 min，分离血浆，测定糖化血清蛋白（Glycated Serum Protein，GSP），记录检测结果。AUC计算公式为AUC=0.25×(0 h血糖值+4×0.5 h血糖值+3×2 h血糖值)。

1.5 统计学处理

2.1 黄秋葵对糖尿病小鼠FBG、FINS的影响

由表1可知，模型对照组小鼠FBG远高于正常对照组，FINS低于正常对照组，差异均具有统计学意义（P＜0.01）。连续给药4周，与模型组相比，阳性对照组和黄秋葵各剂量组小鼠FBG降低、FINS升高，IAI显著增强，差异均有统计学意义（P＜0.05）。

表1 黄秋葵对糖尿病小鼠FBG、FINS、IAI的影响表

2.2 黄秋葵对糖尿病小鼠糖耐量的影响

由表2可知，与正常对照组相比，模型对照组小鼠各时间点血糖值均远大于正常对照组，差异均有统计学意义（P均＜0.01）。与模型对照组相比，黄秋葵低、中、高剂量组在各时间点血糖值均低于模型对照组，且在进食后2 h小鼠血糖值降低至进食前血糖值，AUC均减小，具有统计学意义（P＜0.05，P＜0.01）。

表2 黄秋葵对糖尿病小鼠糖耐量的影响表

2.3 黄秋葵对糖尿病小鼠HbA1c、GSP的影响

由表3可知，与正常对照组相比，模型对照组小鼠HbA1c、GSP大幅度增加，差异极显著（P＜0.01）。与模型对照组相比，阳性对照组和黄秋葵剂量组均能使HbA1c、GSP含量降低，均具有统计学意义（P＜0.05或P＜0.01），其中黄秋葵高剂量组作用效果优于阳性对照组。

表3 黄秋葵对糖尿病小鼠HbA1c、GSP的影响表

糖尿病在我国被称为“消渴证”，饮食不节、贪食甘美、劳倦内伤等均是导致其发生的重要因素。饮食疗法在我国有着悠久历史，《黄帝内经》指出疾病缓解后应“谷肉果菜，食养尽之”[5]。黄秋葵是一种草本植物，素有“绿色人参”的美称，含有丰富的蛋白质、矿物质和维生素、生物碱、多糖类和黄酮类多种活性成分，可以起到降血糖、抗疲劳、护肝等功效作用，被称为“植物黄金金秋葵”，并且黄秋葵的嫩果中含有丰富的果胶和黏液质，对增加胃肠蠕动、通便、抗胃炎有很好的促进作用[6]。大量的研究表明，天然植物分离的多糖具有重要的生物学活性，黄秋葵的黏性液质多糖也是近年来的研究热点[7]，故本实验将黄秋葵水提的多糖类提取物作为研究对象，对其降血糖作用及机理进行探讨。

链脲佐菌素（STZ）通过对胰岛β细胞造成损伤，使机体外周组织对胰岛素不敏感，诱导小鼠生理、病理上的改变，与II型糖尿病机理相近[8]。本次实验腹腔注射1%的STZ-枸橼酸钠溶液建立糖尿病模型小鼠，模型成功率100%。胰岛素抵抗是影响血糖水平最重要的因素，是测定胰岛素介导的糖代谢的黄金指标，最直接地反映出血糖控制情况[9]。因其测定费时，故目前多采用胰岛素敏感指数来描述胰岛素抵抗的程度。胰岛素敏感性越低，单位胰岛素的效果越差，分解糖类的程度越低。本实验结果显示，黄秋葵各剂量组均可降低糖尿病小鼠空腹血糖值，增加空腹胰岛素含量，其机理可能是通过提高小鼠胰岛素敏感指数，促进胰岛素分泌，加速体内糖代谢能力，从而起到调节血糖的作用。

GSP是血液中葡萄糖与白蛋白和其他蛋白分子发生非酶促糖化的产物，能反映糖尿病患者近期的平均血糖水平，避免了单次血糖测定的不稳定性。其敏感度高、特异性强，不受大多外在因素的干扰，是诊断糖尿病及反映一段时间内血糖控制情况的良好指标。HbA1c是非酶反应相结合的产物，具有持续、缓慢、不可逆的特点，可反映2～3个月内的空腹血糖和餐后血糖水平。GSP和HbA1c是糖尿病的宏观指标，血糖值是糖尿病的微观控制指标，三者不能相互取代，同时检测时具有互补作用[10]。实验结束后，血清HbA1c和GSP含量均下降，提示黄秋葵能抑制机体非酶促反应，减少HbA1c和GSP的生成，起到持续控制血糖作用。

综上所述，黄秋葵能增强胰岛素敏感性，使胰岛素分泌量增加，同时可抑制非酶促反应，减少HbA1c和GSP的生成量，持续调节血糖水平，可以作为良好的保健功能原料进行开发优选。