螺旋藻多糖对糖尿病小鼠血糖及胰腺的影响

螺旋藻多糖对糖尿病小鼠血糖及胰腺的影响

王康贤1胡明月2石湘慧3戴世民4邓慧5罗官莉通讯作者

长沙医学院2016级本科临床10班湖南长沙

作者简介：王康贤，1999.01.29，男，海南海口人，2016级本科临床医学在读生

通讯作者简介：罗官莉，任职于长沙医学院生理学教研室，从事教学与科研工作

项目基金：长沙医学院2018年校级立项大学生研究性学习和创新性实验设计项目长医教【2018】77号-209

摘要：目的：观察螺旋藻多糖对糖尿病小鼠血糖及胰腺的影响。方法：KM小鼠雄性行腹腔穿刺注射四氧嘧啶建立糖尿病模型，将建模成功的小鼠随机分配。分为：模型组、螺旋藻多糖高、中、低剂量组（其中高剂量组为200mg/kg,中剂量组为100mg/kg,低剂量组为50mg/kg）以及阳性药物对照组（格列本脲50mg/kg）。从口灌胃给药；此外另设溶剂空白对照组（不建模，给予生理盐水100mg/kg进行灌胃）。实验时长为4周，观察螺旋藻多糖对糖尿病小鼠血糖、体重和胰腺病理学改变的影响。结果：模型组小鼠体重和血糖分别为（22.1±3.2）g、（28.1±3.8）mmol/L;螺旋藻多糖高、中、低剂量组体重和血糖分别为（27.7±4.3）g、（9.7±4.5）mmol/L；（27.1±3.7）g、（15.6±3.7）mmol/L和（26.5±3.8）g、（16.9±3.8）mmol/L。结论螺旋藻多糖可以降低血糖，其可能通过修复受损的胰岛细胞，从而降低血糖。

糖尿病是由于胰岛素缺乏和胰岛素生物作用障碍导致的一种以长期高血糖为主要特征的代谢性疾病，已成为继肿瘤、心脑血管疾病后威胁人类健康的第3类慢性非传染性疾病[1]。近年来糖尿病发病率正在持续快速增长，当前临床治疗糖尿病主要依靠注射胰岛素以及服用降血糖药物。其中胰岛素具有稳定性较差、耐用性低、易受温度、光照等环境因素影响的缺点[2]。螺旋藻多糖(PSP)是从螺旋藻藻体、螺旋藻培养液中提取分离出来的一类具有促进细胞生长、提高免疫力、抗肿瘤、抗辐射、抗衰老等功能的重要天然生物活性物质[3]，本研究拟通过四氧嘧啶进行糖尿病小鼠建模观察螺旋藻多糖对糖尿病小鼠血糖及胰腺的影响，以期为螺旋藻多糖治疗糖尿病提供临床依据。

1.材料与方法

1.1主要试剂四氧嘧啶,Sigma公司产品；格列本脲,通化久铭药业有限公司产品；螺旋藻多糖（纯度98%）,西安万方生物科技有限公司产品。

1.2实验动物KM小鼠雄性18-22g，由长沙市天勤生物技术有限公司提供，许可证号：SCXK（湘）2014-0011

1.3动物处理与实验步骤

1.3.1.选取生理状况健康，生理条件基本相似的雄性成年小鼠36只，随机分组，溶剂空白对照组除外，其他组别的小鼠禁食不禁水12h后行四氧嘧啶200mg/kg腹腔注射建立糖尿病模型,密切关注小鼠生理状况以及活动状态，3d后禁食(不禁水)12h，进行小鼠断尾试验，空腹测量其血糖值，测试结果大于11.1mmol/L的小鼠为合格试验性糖尿病小鼠模型[4]

1.3.2.建模成功后进行实验周期为4周的干预实验，螺旋藻多糖剂量组行灌胃处理（其中高剂量组为200mg/kg,中剂量组为100mg/kg,低剂量组为50mg/kg）阳性对照组进行50mg/kg格列本脲灌胃处理，溶剂空白对照组进行100mg/kg生理盐水灌胃处理，模型组不作处理。尾巴上进行标记，每天记录小鼠活动状态，每一周称一次重，于实验第0、1、2、3、4周进行动物断尾采血，采用三诺生物有限公司易准血糖仪进行采血测量。

1.3.3.干预性试验周期完后，对小鼠行颈部脱臼处理，并将其胰腺取出，胰腺尾部置于10%的甲醛溶液中固定，进行病理切片观察及结果分析。

1.4数据记录在未实施干预前记录每只小鼠体重，血糖数值控制以及活动状况，每次进行干预后记录体重，血糖数值等数据，干预后进行流行病学检验是否有意义，若无统计学意义则p>0.05，与对照组相比有统计学差异则p<0.05。

2.结果

2.1小鼠的一般状况溶剂对照组小鼠精神状态良好，活动自如。模型组小鼠出现典型的三多一少症状（多饮，多食，多尿，体重减轻），精神困倦，活动减少；螺旋藻多糖剂量组小鼠饮水量、饮食量、尿量均比模型组显著减少，体重比糖尿病小鼠显著增加。

2.2小鼠体重的变化如表1所示，小鼠造模后各组体重明显下降，与溶剂空白对照组的差异有统计学意义（P<0.05）；但糖尿病模型组、阳性对照组以及螺旋藻多糖各剂量组在实验前体重无显著性差异（P>0.05）。随着时间的推移，糖尿病模型组小鼠体重缓慢增长，而螺旋藻多糖各剂量组小鼠体重较模型组增加，从第3周起高于模型组（P<0.05）。

2.3小鼠血糖水平的变化如表2显示，在干预前模型组、阳性对照组及螺旋藻多糖剂量组小鼠血糖均无显著性差异（P>0.05），与溶剂对照组有差异（P<0.05）。在第3周时，螺旋藻多糖各剂量组血糖与模型组比较均有差异（P<0.05），其中螺旋藻多糖高剂量组血糖与治疗前相比明显下降，直到第4周时血糖几乎接近正常水平。

2.4小鼠病理组织切片检查4周实验期过后，溶剂对照组小鼠胰岛呈圆或椭圆形细胞团，胰岛内细胞边界清晰，数量较多；模型组小鼠的胰岛内细胞边界不清并且数目有所减少，胰岛细胞受损程度较严重；而螺旋藻多糖组的小鼠细胞边界较模型组而言清晰且胰岛内细胞数目对比模型组有所增加，细胞体积有所增大。

3.讨论

螺旋藻含蛋白质60%，还含多种维生素、肌酸、藻青素、脂肪等，能抗辐射损伤、抗肿瘤、抗菌，还能提高免疫功能、降低血清胆固醇、提高铁的生物有效性和调理贫血症[5]。多年来，有关螺旋藻降血糖的研究报道屡见不鲜。螺旋藻中富含β-胡萝卜素，后者具有许多重要的生物学活性。通过响应面法研究用超声辅助提取和纯化螺旋藻中的β-胡萝卜素，确定了其体外抗氧化活性，并探索了其对糖尿病小鼠的降血糖作用[6]。在采用盐酸沉降法分离螺旋藻多糖和蛋白时，此工艺获得的螺旋藻多糖对四氧嘧啶所致糖尿病小鼠的高血糖有明确的保健作用，且无明显的剂量效应，可被开发为功能性食品等，对防治糖尿病具有一定价值[7]。通过建立糖尿病模型小鼠探索螺旋藻β-胡萝卜素的降血糖生物活性，结果发现模型组给药后血糖水平下降明显，而且正常给药组的血糖值与正常对照组相似，始终处于正常范围。初步推断β-胡萝卜素具有一定的降血糖效果，且对正常者的血糖水平不产生影响[8]。

螺旋藻多糖经过研究发现其有使小鼠血糖降低的现象，病理学检查证明了螺旋藻多糖可使部分胰岛β细胞再生。证明螺旋藻多糖可能具有修复损伤的胰岛β细胞的作用，从而降低血糖，对糖尿病具有一定的治疗作用。

参考文献：

[1]纪立农.工欲善其事、必先利其器——新的糖尿病监测和治疗手段正在将糖尿病治疗和管理带入新时代[J].中国糖尿病杂志,2018,26(01):1-2.

[2]马学礼,马全武,范玉涵,等.我院静脉药物调配中心胰岛素的安全管理与使用[J].海峡药学,2014,26(10):164-165.

[3]徐叔云，陈修.药理实验方法学[M].北京:人民卫生出版社，2002，5117.

[4]刘甦苏,吴曦,周舒雅,等.3种小鼠品系的四氧嘧啶糖尿病模型建立及初步评价[J].药物分析杂志,2015,35(11):1958-1964.

[5]李经纬，余瀛鳌，欧永欣，等．中医大辞典［M］.北京:人民卫生出版社，1995:1966．

[6]齐清华.螺旋藻多糖与藻蓝蛋白分离纯化工艺及多糖生物活性的研究[D].福建农林大学,2014.

[7]AbouZidSF，AhmedOM，AhmedＲＲ，etal．AntihyperglycemiceffectofcrudeextractsofsomeEgyptianplantsandalgae［J］．JMedFood，2014，17(3):400-406．

[8]罗光宏，祖廷勋，杨生辉,等．复方苦荞螺旋藻片的降糖作用及安全性［J］.食品与发酵工业，2013，39(11):187-192．