灵芝多糖降血糖作用及其机理的研究

随着人们生活水平的不断提高,糖尿病的患病人数也与日俱增。由于糖尿病的高血糖引起的糖尿病并发症和心血管疾病严重着危害人类的健康。灵芝多糖是中国传统医药灵芝中最重要的活性物质之一,已有多篇关于灵芝多糖降血糖的研究。但其相关机理的报道却较少。本论文通过提取得到的灵芝多糖(Ganoderma lucidum polysaccharides, Gl-PS),干预链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)诱导的糖尿病大鼠,以盐酸二甲基双胍为阳性对照,研究G1-PS对胰腺组织的保护和抑制胰腺p细胞凋亡来研究GI-PS降血糖的机理。 本次实验利用传统热水提取法从灵芝子实体中提取得到灵芝粗多糖,利用微滤膜技术提纯得到GI-PS(与企业合作购买得到)。HPLC-GPC研究显示,G1-PS平均分子量为8849Da,紫外光谱测定显示G1-PS可能存在少量的蛋白质,而氨基酸分析和蛋白质含量测定进一步证实G1-PS存在少量的蛋白质,推断GI-PS为肽多糖复合物。GI-PS单糖组成比例为：葡糖糖：半乳糖：阿拉伯糖：甘露糖=22.4：1.9：1.0：2.1。红外光谱研究显示G1-PS结构中有p-糖苷键,从结构上推断可能有一定的药理活性。 通过对G1-PS的体外抗氧化性研究发现,GI-PS具有清除DPPH自由基的能力,其能力约相当于Vc的5%。用其它抗氧化性测定方法发现,G1-PS同样也具有一定的清除超氧自由基、羟基自由基离子和还原能力,这证明了G1-PS存在一定的抗氧化性。 为了研究G1-PS降血糖机理,开展了动物实验。给50只雄性SD大鼠(250土30 g,9周)单次注射65mg/kg的STZ。注射STZ 72h后,尾部取血测定空腹血糖,取空腹血糖水平≥250mg/dl (13.9mmol/L),并伴有多尿和其它糖尿病的症状的大鼠作为糖尿病模型大鼠。将造模的成功的大鼠分为3组：D,M和G组(n=10),未经造模的大鼠(n=10)作为c组对照组。所有大鼠每天灌胃同体积溶液,具体如下：D组和c组大鼠灌胃生理盐水,M组大鼠灌胃100mg/kg/bt盐酸二甲基双胍(溶于生理盐水),G组灌胃200mg/kg/bt Gl-PS(溶于生理盐水)。实验持续八周。 实验结束后发现,G组和M组大鼠血浆中空腹血糖、甘油三酯(Triacylglycerol, TG)、低密度脂蛋白(Low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、一氧化氮(Nitric oxide, NO)、血尿素氮(Blood urea nitrogen, BUN)和肌酐(Creatinine, Cr)的浓度(P<0.05)显著低于D组大鼠,而高密度脂蛋白胆固醇(High-density lipoprotein cholesterol, HDL-C)浓度(P<0.05)要显著高于D组大鼠；同时还发现M组和G组大鼠尿液中尿糖和尿蛋白的含量显著低于D组。通过对大鼠胰腺和肾脏组织切片发现,GI-PS和盐酸二甲基双胍可以改善由于STZ导致的胰腺和肾脏组织的病变。通过测定肾脏和胰腺组织内酶促抗氧化剂的含量发现,M组和G组肾脏和胰腺组织内超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)、过氧化氢酶(Catalase, CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase, GPx)含量显著高于D组(P<0.05)。通过对胰腺组织内凋亡基因的相关表达发现,M组和G组胰腺组织内B细胞淋巴瘤／白血病-2基因(B cell lymphoma-Leukemia-2, bcl-2)、诱导型一氧化氮合成酶(Inducible nitric oxide synthase, iNOS)和胰腺十二指肠同源盒因子1(Pancreatic duodenal homeobox factor-1, PDX-1)的mRNA表达要显著低于D组,而Bcl-2结合X蛋白(Bcl-2-associated X protein, bax)和casp-3的mRNA表达水平要显著高于D组(P<0.05)。 结论：实验中提取的分子量为8849Da的G1-PS同样具有降低STZ诱导的糖尿病大鼠血糖的功能,G1-PS通过改善由于STZ导致的活性氧簇(Reactive oxygen species, ROS)水平升高、清除体内STZ导致的过量NO从而减少因过量的NO而引起的p细胞凋亡、上调PDX-1和bcl-2 mRNA表达并下调bax-和casp-3 mRNA表达来抑制胰腺p细胞凋亡的来保护胰腺组织,从而降低血糖。同时还发现,GI-PS可以减缓糖尿病肾病的早期症状。