鹰嘴豆芽与原钒酸钠对糖尿病大鼠的降糖作用

　　作者：毛雪琴，张玲，王梦欣 作者单位：1. 山东大学医学院生理学研究所, 济南; 2. 泰山医学院生命科学研究所， 山东 泰安; 3. 山东大学齐鲁医院心理科， 济南; 4. 山东大学西校区工作办公室， 济南; 5. 北京大学药学院化学生物学系， 北京

　　【摘要】 目的 研究鹰嘴豆及豆芽与低剂量原钒酸钠联合使用的减毒、降糖作用。方法 以链脲佐菌素(streptozotocin, STZ)诱导形成糖尿病大鼠模型，鹰嘴豆及豆芽和原钒酸钠分别单独和联合服用4周，观察大鼠血糖和血脂等的变化。结果 与正常对照组比较，糖尿病组血糖升高了4倍，血浆胰岛素(insulin, INS)降低了57.63%，血浆脂质水平明显异常，肝肾功能明显受损。而分别单独和联合口服鹰嘴豆及豆芽和原钒酸钠4周后，糖尿病大鼠的上述指标均得到改善，其中以鹰嘴豆芽联合低剂量原钒酸钠(0.2?mg/mL)治疗组(D+Ps+V)效果最明显：血糖降低了72.24%(P<0.05);血浆胰岛素水平接近正常;血浆脂质水平、葡萄糖耐量、肝肾功能均得到改善。结论 鹰嘴豆及豆芽和原钒酸钠均能改善糖尿病大鼠高血糖的发展状况和血浆脂质水平的变化状况;鹰嘴豆芽与原钒酸钠联合应用疗效最佳，既降低了钒毒性又增强了两者的抗糖尿病作用。

　　【关键词】 原钒酸钠;鹰嘴豆;糖尿病;大鼠，Wistar

　　MAO Xueqin1,3, ZHANG Ling2, WANG Mengxin3, LIU Minying4, SUN Zhaofeng2,

　　ZHAO Xiaomin2, XIA Zuoli1，2, YANG Xiaoda5

　　(1. Institution of Physiology, School of Medicine, Shandong University, Jinan 250012, China;

　　2. Institution of Life Science, Taishan Medical University, Taian 271000, Shandong, China;

　　3. Department of Psychology, Qilu Hospital of Shandong University, Jinan 250012, China;

　　4. Capital Office, West Campus, Shandong University, Jinan 250012, China; 5. National Laboratory of Natural and

　　Biomimetic Drugs, Department of Chemical Biology, School of Pharmaceutical Sciences, Peking University, Beijing 100083, China)

　　To investigate the improved hypoglycemic effects of lowdosage sodiumorthovanadate (SOV), chickpea (Cicer arietinum) and chickpea embryos on experimental diabetes. Methods Streptozotocin (STZ)induced diabetic rats were used in this experiment. After oral administration of chickpea, chickpea embryos and SOV separately and in combination for 4 weeks, the blood glucose and lipid profile were determined. Results A single intravenous injection of STZ (45?mg/kg) caused a 4fold increase in the blood glucose level and 57.63% decrease in the serum insulin level. Levels of triglycerides and total cholesterol in serum markedly increased during diabetes. The hepatic and renal functions were heavily impaired during diabetes. Administration of SOV, chickpea and chickpea embryos separately or in combination inhibited development of hyperglycemia and alterations in the lipid profile in plasma. A low dose of SOV (0.2?mg/ml) combined with chickpea embryo a was most effective by decreasing the blood glucose by 72.24%, decreasing the improving glucose tolerance, and ameliorating the impaired hepatic and renal functions in diabetic rats. Conclusion SOV and chickpea are potential biological antidiabetic agents. Chickpea or chickpea embryos combined with lowdosage SOV (0.2?mg/ml) may enhance bioavailability by reducing SOV toxicity and improve the altered carbohydrate and lipid metabolism during experimental diabetes.

　　Key words: Sodiumorthovanadate; Chickpea; Diabetes mellitus; Rat, Wistar 糖尿病(diabetes mellitus， DM)的治疗包括饮食控制、注射胰岛素和口服降糖药等，但均不能有效防止并发症的发生[1]，因此研究新的糖尿病防治策略具有重要的临床意义[2]。

　　从钒发现至今的100多年研究中，最受关注的是它的抗糖尿病作用，但该作用需要较高的剂量，会引起多系统毒副反应[3]。为了发挥钒化合物的降糖生化潜能、降低其毒性，研究者们尝试钒与不同配体形成有机钒化合物的疗效，发现其联合作用明显好于钒及配体的单独使用[4]。中药和植物降糖保健治疗作用也一直受到临床的关注[5]，如维药记载的鹰嘴豆即是其中的一种。本实验用天山鹰嘴豆联合低剂量原钒酸钠治疗糖尿病模型大鼠，对它们单独和联合使用的疗效进行比较，以观察钒和鹰嘴豆联合应用的效果。

　　1 材料与方法

　　1.1 饲料的准备 精选新疆天山鹰嘴豆，室温干燥保存。鹰嘴豆芽的培植参照Burguillo等的方法[6],于室温(25～27)℃、相对湿度70%，陶器内避光培育5?d而成，60?℃恒温烤箱内过夜烘干，研磨成粉。未经培育的鹰嘴豆直接研磨成粉。豆粉和豆芽粉分别按5%的比例与基础饲料混合加工成干预饲料(即每100?g饲料中含5?g豆粉或豆芽粉和95?g?基础饲料)[7]。

　　1.2 实验动物 雄性Wistar大白鼠，58只，体重155～190?g。实验过程中大鼠的饲养环境稳定，保持室温在(25±2)℃，相对湿度(55±5)%，灯光控制12?h?昼夜交替，基础饲料(由山东米歇尔生物制品有限公司提供，中国 泰安)饲喂1周后进行分组。

　　1.3 实验分组 空腹24?h后，大鼠按简单随机法分为正常对照组(C)8只和糖尿病组50只，糖尿病组大鼠接受一次性尾静脉注射链脲佐菌素(45?mg/kg，溶解于新鲜配制的0.1?mmol/L枸橼酸缓冲液，pH4.5)成模，正常对照组注射相同容量的0.1?mmol/L枸橼酸缓冲液。10?d?以后剪尾(1?mm)取血用血糖仪(罗氏二代血糖仪，强生牌血糖试纸)测试大鼠非空腹血糖，血糖超过15?mmol/L为糖尿病成模大鼠，共48只，随后被随机分为以下6组：糖尿病对照组(D)、糖尿病原钒酸钠治疗组(D+V)、糖尿病鹰嘴豆治疗组(D+P)、糖尿病鹰嘴豆芽治疗组(D+Ps)、糖尿病鹰嘴豆和低剂量原钒酸钠治疗组(D+P+V)、糖尿病鹰嘴豆芽和低剂量原钒酸钠治疗组(D+Ps+V)。

　　1.4 糖尿病模型大鼠的干预和处理 D组大鼠不予任何治疗干预，饲喂基础饲料和自来水;(D+V)组大鼠给以原钒酸钠(为减少不良反应先从低剂量0.2?mg/mL开始，隔日增至0.4?mg/mL，1周后为0.5?mg/mL)饮水治疗，为降低钒的毒性作用，将原钒酸钠溶于含0.5%NaCl的水中饮用，饲喂基础饲料;(D+P)组饲喂5%鹰嘴豆饲料和自来水;(D+Ps)组饲喂5%鹰嘴豆芽饲料和自来水;(D+P+V)组饲喂5%鹰嘴豆饲料和低剂量原钒酸钠(溶于含0.5%NaCl的自来水)水溶液(0.2?mg/mL);(D+Ps+V)组饲喂5%鹰嘴豆芽饲料和低剂量原钒酸钠水溶液(0.2?mg/mL)。每周1次于相同时间测量动物血糖和体重。上述治疗持续4周时，对大鼠行股动脉插管，留取空腹血备查血糖、血脂、血浆胰岛素、肝功和肾功，然后进行口服葡萄糖耐量试验，管喂2?g/kg葡萄糖后，分别于30、60、90和120?min测量血糖值。

　　1.5 统计学处理 用SPSS11.0软件，所有数据以±s表示，对数据进行单因素方差分析(ANOVA)，P<0.05为差异有统计学意义。

　　2 结 果

　　2.1 鹰嘴豆芽和原钒酸钠对糖尿病大鼠体重、血糖的影响 见表1。与C组相比，D组大鼠的体重随病程进展明显下降(P<0.05)，而各糖尿病治疗组中除(D+P)组，其他各组大鼠体重均随治疗进程逐渐增加，其中，(D+Ps)组、(D+P+V)组和(D+Ps+V)组均明显高于D组和(D+P)组(P<0.05);而(D+V)组体重，增加不明显。

　　D组血糖是C组的4倍。D组血糖随病程进展持续增加;各治疗组血糖随治疗不同程度下降，从第2周开始均明显低于D组;其中(D+P)组和(D+Ps)组的血糖在治疗的第1、2周开始下降却并不理想，仍明显高于C组和其他3个治疗组;(D+P+V)组和(D+Ps+V)组血糖控制效果较理想，已达到(D+V)组水平，且与C组之间无统计学差异，自治疗后第1周血糖开始下降，一直持续到治疗后4周。*D组GHbs明显高于C组(P<0.05)，而各治疗组的糖化血红蛋白均较D组降低，其中(D+V)组、(D+Ps+V)治疗组明显低于D组(P<0.05)。

　　与C组相比，D组大鼠的空腹血浆胰岛素降低了57.63%，而各治疗组的血浆胰岛素水平均有所增高，其中(D+Ps)组、(D+P+V)组和(D+Ps+V)组明显高于D组，而(D+Ps+V)组明显高于3个单一治疗组：(D+V)组、(D+P)组和(D+Ps)组(P<0.05)，且接近C组水平。

　　*2.4 鹰嘴豆芽和原钒酸钠对糖尿病大鼠肾肝功能和血浆脂肪代谢的影响 见表3、图2。D组肝、肾功能明显受损;(D+V)组的肝肾功能无明显改善(P<0.05)。而(D+P)组、(D+Ps)组、(D+P+V)组和(D+Ps+V)组经治疗后，肝肾功能明显改善。同时2个联合治疗组(D+P+V)组和(D+Ps+V)组的肌酐明显优于(D+P)组。从图2可见，与C组比较，D组血浆胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)和低密度脂蛋白(LDL)分别增加了41.85%、47.68%和49.05%，而高密度脂蛋白(HDL)则下降了48.85%。4周治疗后各治疗组上述指标较D组均明显改善，按效果排序为：(D+V)<(D+P)<(D+Ps)<(D+P+V)<(D+Ps+V);其中以(D+Ps+V)组效果最明显，4项指标均明显好于(D+V)组、(D+P)组，且TC、TG、LDL分别较D组降低了40.03%、44.55%和38.73%，HDL增加了47.16%。

　　3 讨 论

　　糖尿病指征是血糖控制失调，而通过治疗维持正常血糖水平，可以防止或推迟糖尿病并发症的发生。四氧嘧啶和链脲霉素是最有效的诱导糖尿病动物模型的化学物质[8]。

　　植物防治糖尿病的实验国内外已有很多报道[9]。鹰嘴豆起源于亚洲西部和中东地区，在我国新疆种植的鹰嘴豆，是维族医药宝典记载的稀有豆种，富含蛋白质、不饱和脂肪酸、人体必需氨基酸及各种矿物元素等营养成分，具有很高的药用及营养保健价值，而且鹰嘴豆经过4～5?d的萌芽过程，增加了蛋白质含量，芽胚中富含异黄酮、鹰嘴豆芽素A、 B、 C等抗氧化活性成分，具有降低血糖、血赚的功效[10]。有研究报道，食用5种豆类(鹰嘴豆、豌豆、绿豆、白豆和黑豆)的健康志愿者的血糖升高反应明显低于食用面包者，其中，鹰嘴豆的血糖升高反应和血糖升高指数又明显低于其他几种豆类[11]。

　　本实验结果显示，与D组比较，(D+P)组和(D+Ps)组1周时的血糖分别降低了4.73%和7.31%，4周后分别降低了8.12%和17.55%;葡萄糖耐量和GHbs水平有改善;而两组的血浆TG、TC和LDL分别较D组降低了21.22%和33.31%、14.54%和20.32%、26.71%和35.63%。提示以5%鹰嘴豆和5%鹰嘴豆芽单独治疗糖尿病大鼠的高血糖作用并不十分明显，这与以往文献结论不完全一致[1213]，原因可能是实验方法的差异，或者可以认为鹰嘴豆和鹰嘴豆芽的营养保健作用更优于其治疗作用，更完善的结论尚有待于进一步实验论证。本实验中，4周时(D+P+V)组和(D+Ps+V)组各研究指标均明显改善，甚至达到C组水平，这说明鹰嘴豆或鹰嘴豆芽与小剂量原钒酸钠联合治疗糖尿病在降低无机钒毒副作用的同时，有相互增效的作用。此为本实验的新发现。

　　植物降糖的可能机制包括：植物中的类胰岛素物质、刺激胰岛素的分泌、丰富的纤维素干扰糖的吸收或植物促胰腺组织的再生功能[14]，鹰嘴豆和鹰嘴豆芽能使糖尿病大鼠胰岛素水平分别增加11.39%?和20.82%，提示除含有丰富的纤维素，鹰嘴豆也可能通过修复受损胰腺组织而发挥其降糖作用。糖尿病伴有明显体重下降的现象在本实验中也很突出，D组大鼠的体重较实验初减轻了27.48%，而(D+P+V)组和(D+Ps+V)组大鼠的体重呈明显增加趋势，且精神状态良好。

　　钒及其化合物因其类胰岛素作用而成为抗糖尿病新药的选择，但原钒酸钠的降糖作用因其严重的毒副反应而受到限制，其短期毒性反应有严重的腹泻、体重降低、肝肾毒性、甚至会因为脱水而死亡等[15]。本实验中，(D+V)组的大鼠普遍存在腹泻现象，肝肾功能明显受损，体重不增，精神状态缺乏活跃性。

　　为降低钒的毒性发挥其降糖作用，人们尝试有机钒化合物的研究，证实其改善糖尿病大鼠糖脂代谢的效果明显优于无机钒[16]。本实验利用低剂量原钒酸钠(0.2?mg/mL)与5%鹰嘴豆和豆芽联合治疗糖尿病模型大鼠，结果显示，在所有治疗组中，(D+P+V)组和(D+Ps+V)组糖尿病大鼠血浆糖脂代谢的改善状况显著，体重明显增加，无腹泻等毒性反应和其他糖尿病并发症;其中，又以(D+Ps+V)组效果最佳。提示鹰嘴豆和豆芽与小剂量的原钒酸钠的联合应用能够达到降低钒的毒性反应、增强两者抗糖尿病效果的目的。

　　总之，本实验结果提示，鹰嘴豆及鹰嘴豆芽和原钒酸钠单独使用均有对糖尿病的保健治疗作用，但两者联合使用能更好地发挥其改善糖尿病大鼠糖脂代谢异常，同时避免钒的短期毒性作用，真正达到减轻原钒酸钠毒性、增强两者防治糖尿病作用的目的，可作为糖尿病饮食防治的理想选择之一，具有良好的开发应用前景。

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