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糖尿病是危害人类健康的重大疾病之一,它已成为继恶性肿瘤、心脑血管病后严重威胁人类健康的慢性疾病。目前,由于人们生活水平提高、营养过剩等原因,糖尿病发病率仍在逐年增加,糖尿病已经成为一种给人类带来沉重负担的世界性疾病,糖尿病患者的治疗、预后已经成为一种沉重的经济负担。因此,治疗糖尿病及控制其并发症是十分重要的。而降糖药物的研究,对降低糖尿病患者的血糖浓度,控制、延缓或减少并发症具重要意义。
目前临床常用的降糖药多为化学合成药物,长期服用这些药物会产生严重不良反应,因而使其应用受到很大限制,故研发高效低毒的抗糖尿病药物是临床亟待解决的问题。
在自然界的一些植物中含有一种重要的生物活性的组分——五没食子酰基葡萄糖(1,2,3,4,6-Penta—O—galloyl-β—D—glucopyranose,PGG)。有研究报道PGG可以作为胰岛素模拟物激活胰岛素受体促进脂肪细胞中葡萄糖转运,降低糖尿病大鼠血糖水平。此外,PGG还可以抑制前脂肪细胞分化成脂肪细胞减少糖尿病伴随的肥胖等功效。这些研究提示PGG将可能成为一种潜在的、并具有广泛应用前景的天然抗糖尿病药物。
在上述研究结果的启发下,我们期望能够研发一种具有降血糖作用的天然抗糖尿病药物。为此,本研究筛查检测了几十种中药,测得其中有17种含有PGG。但是由于PGG的化学结构复杂,溶解性较差,分离纯化十分困难。因此,我们选择其中PGG含量相对较高的白芍作为代表性中药,研发从中药中提取、检测PGG的HPLC法。该HPLC方法能够有效地消除白芍中其它组分的干扰,操作简单快速,且精密度高、重现性好、回收率高。而后建立高效逆流色谱(HSCCC)方法,通过两次HSCCC分离纯化得到PGG(纯度大于95%)。
本实验从白芍中分离纯化出PGG,考察白芍粗提物、PGG对正常小鼠糖耐量的影响以及对糖尿病小鼠血糖等指标的影响。结果表明,当正常小鼠口服大剂量葡萄糖后,其血糖水平明显升高,在30min达到峰值,血糖水平在180min左右恢复正常。而白芍粗提物组和PGG组小鼠在给葡萄糖溶液后30min其血糖也达到峰值,但升高幅度显著小于空白对照组(p<0.01)。提示白芍粗提物、PGG对葡萄糖所至高血糖具有一定的抑制作用。
利用四氧嘧啶作为诱导剂,诱导小鼠产生高血糖症状。然后给糖尿病小鼠口服白芍粗提物、PGG,考察其降血糖作用。结果显示,白芍粗提物和PGG可以显著改善糖尿病小鼠的一般状态,增加其体重,并具有明显的降低血糖功效,对糖尿病具有一定的治疗作用。
糖尿病及其并发症的发病机制至今尚未完全阐明,然而越来越多的证据表明糖尿病与机体内自由基的增多以及抗氧化防御体系功能紊乱有关,无论是胰岛素依赖型(Ⅰ型)还是非胰岛素依赖型(Ⅱ型)糖尿病,都存在明显的氧化应激现象,这提示利用抗氧化剂辅助治疗糖尿病将成为一种可行的途径。
通过体外两种抗氧化研究体系(DPPH·法和FRAP法),研究白芍粗提物、PGG的抗氧化清除自由基的能力。结果表明,在两种抗氧化体系中,白芍粗提物和PGG的抗氧化能力与其浓度相关。在一定的范围内,浓度越大,其抗氧化能力越强,且白芍粗提物、PGG的抗氧化活性均大于阳性对照Vc,是活性较强的抗氧化剂。
通过对糖尿病小鼠体内清除自由基的能力及对抗氧化物酶活性的影响,考察白芍粗提物、PGG在体内的抗氧化能力。本实验测定了糖尿病小鼠肝脏、肾脏、胰腺组织中丙二醛(MDA)含量以及过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和超氧化物岐化酶(SOD)等抗氧化酶活性。结果显示,白芍粗提物、PGG能够减少糖尿病小鼠机体内的自由基,降低脂质过氧化程度,增强抗氧化酶活性,改善抗氧化防御体系,具有显著的抗氧化作用。推测白芍粗提物、PGG使糖尿病小鼠血糖降低可能与其具有抗氧化作用有关,具体机制有待于进一步的研究。
综上所述,本课题研究的目的是探索白芍及其生物活性组分PGG在糖尿病防治中的作用。为此,我们就以下几个方面展开研究:1)建立HPLC测定PGG的方法;2)检测了44种中药中PGG的含量;3)建立HSCCC分离纯化白芍中PGG的方法;4)考察白芍粗提物、PGG对正常小鼠糖耐量的影响及其对糖尿病小鼠血糖水平的影响;5)考察白芍粗提物、PGG体外抗氧化作用及其对糖尿病小鼠体内抗氧化物酶活性及自由基清除能力的影响,推测白芍粗提物、PGG使糖尿病小鼠血糖降低与其抗氧化作用的关系。
期望我们的研究结果将为研发高效低毒的天然抗糖尿病药物提供实验方法和理论依据。