甘蔗糖蜜中活性因子降血糖血脂作用及机理研究

发布时间：2019-01-08 10:50

【摘要】：近年来,糖尿病的发病率呈逐年上升趋势,2013年中国糖尿病患者为9800多万,居全球首位。糖尿病及其并发症已严重威胁人类健康。糖蜜是制糖工业的副产物,甘蔗糖蜜中含有丰富的活性物质,可预防和治疗多种疾病。本文前期研究发现,以总多酚为主要成分的糖蜜提取物(Extracts of Sugar Molasses,ESM)对α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶、蔗糖酶的活性均有明显的抑制作用,提示多酚可能是糖蜜发挥降糖作用的活性成分。故次,本文以ESM为研究对象,全面系统研究其对2型糖尿病(The type 2 diabetes mellitus,T2DM)大鼠的降血糖、降血脂活性,阐明其发挥作用的物质基础和作用机理,评价其延缓糖尿病并发症发展的作用及机理。主要研究结果如下:1.考察ESM制备工艺及化学成分。对ESM的澄清和提取工艺进行优化,并对其化学成分进行初步分析,研究表明ESM中含总多酚17.90%,其中各成分含量为没食子酸0.09%、绿原酸0.18%、咖啡酸1.16%、阿魏酸1.05%。2.研究ESM对T2DM大鼠的降血糖活性。以Wistar大鼠建立T2DM模型,研究ESM对T2DM大鼠的降血糖、降血脂作用。ESM给药组较模型组大鼠一般生活指标有较明显的改善,三多一少症状减轻,体重明显增加,脏器指数显著下降;ESM能显著降低T2DM大鼠的空腹血糖(FBG),改善糖耐量(OTGG);在中、长期控糖实验中,大鼠糖化血清蛋白(GSP)、糖化血红蛋白(GHb)值变化趋势一致,可见,ESM能抑制T2DM大鼠的血糖升高,起到缓慢降糖作用;而OTGG结果还表明ESM能对糖尿病并发症的发展起抑制作用。3.研究ESM体内外抗氧化应激作用及机理。体外抗氧化实验表明:ESM对DPPH、ABTS?+、FRAP等自由基的清除率随浓度增大而增加,且呈一定量效关系;体内抗氧化实验中ESM给药组的超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性升高,说明ESM可提高T2DM大鼠自身的抗氧化能力,同时ESM给药组的一氧化氮合酶(NOS)活性和丙二醛(MDA)含量下降,说明ESM在机体受到外来损伤时可对机体产生保护作用,以降低机体的损伤程度。体内外抗氧化应激(Reactive oxygen species,ROS)实验表明ESM有助于延缓糖尿病及其并发症的发生和发展。4.研究ESM对T2DM大鼠胰岛素抵抗的影响及机理。ESM给药组的胰腺脏器指数较模型组减小,胰腺肿胀程度减轻,表明ESM对T2DM大鼠的胰腺损伤有改善作用。作用机制研究表明:ESM给药组大鼠骨骼肌和肝脏中胰岛素受体底物-1(IRS-1)、胰岛素受体底物-2(irs-2)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ(pparγ)蛋白的表达量较模型组明显提高,提示esm可通过改善t2dm大鼠的胰岛素抵抗、纠正脂代谢紊乱以发挥降低血糖作用,还可通过改善肌肉、肝脏等靶组织对胰岛素的敏感性而增强胰岛素功能,加快胰岛信号传递,提高组织中脂联素水平的表达以发挥降血糖作用。esm还可能通过活化底物蛋白与其它下游信号蛋白,触发一系列信号分子,引起细胞内联动反应的信号传导通路发挥降糖作用。5.研究esm对t2dm大鼠的降血脂活性及作用机理。esm明显改善t2dm大鼠的血脂四项,即显著降低大鼠总胆固醇(tc)、甘油三酯(tg),显著提高高密度脂蛋白胆固醇(hdl-c)指标。肝脏经苏木精-伊红染色(he)的病理切片显示:esm给药组大鼠肝脏增大指数较模型组减小,肿胀的肝细胞数量、增生的纤维组织、淋巴细胞浸润、胆管增生、肝脏脂肪数量及脂肪滴数等均明显减少,此结果与血脂四项检测结果吻合。实验结果也说明长期服用esm对改善t2dm大鼠高血脂症状有一定意义。6.研究esm对t2dm大鼠糖代谢的影响及作用机制。esm对α-葡萄糖苷酶的ic50为4.693mg/ml,对α-淀粉酶的ic50为4.254mg/ml,且其抑制作用均属于非竞争性抑制。体内实验中esm高剂量组大鼠较模型组大鼠的丙酮酸激酶(pk)活性增加,表明机体对血糖的分解利用增加。同时esm给药组能够显著提高t2dm大鼠肌肉和肝脏组织中的糖元含量,特别是肝糖元含量增加尤为明显,表明机体对血糖的贮存利用增加,这与esm降低大鼠血糖可能存在有一定关系。对糖代谢蛋白表达量的研究表明:与模型组对比,esm给药组降低大鼠骨骼肌和肝脏中糖原合成酶激酶-3β(gsk-3β)蛋白的表达量,提示esm的降血糖作用与提高机体对葡萄糖的利用有关;而esm给药组显著提高大鼠骨骼肌和肝脏中ampkα蛋白的表达量,提示esm的降血糖作用还与改善机体组织的能量代谢有关。7.研究esm对t2dm大鼠糖尿病并发症的影响及作用机制。esm高、低剂量组可以不同程度降低大鼠血浆中血浆内皮素-1(et-1)的浓度,表明esm可能是降低了大鼠的胰岛素抵抗(insulinresistance,ir)作用,从而改善其引起的血管内皮细胞损伤,这也预示着esm对糖尿病肾病(diabeticnephropathy,dn)的发展有一定抑制作用。而esm降低大鼠的血管紧张素-2(ang-2)水平,表明esm能抑制由ang-2引起的压力增高,进而改善肾小球高滤过、高灌注、高压等症状,以延缓肾脏疾病的发展。经esm干预后,大鼠血浆中血栓素b2(txb2)降低,6-酮前列腺素(6-keto-pgf1a)升高,t/p值降低,表明esm对t2dm大鼠的血管内皮具有一定的保护作用,对糖尿病合并血管病变具有预防作用。ESM给药组降低大鼠血浆中肌酐(Cr)和尿素氮(BUN)浓度,结合肾脏HE病理切片结果可知,ESM可以对糖尿病肾病的发展起到一定的抑制作用,进而延缓肾脏的功能性、器质性病变。
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【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R151

【参考文献】