桑葉多糖降血糖作用及其機制研究

桑葉多糖降血糖作用及其機制研究第1頁/共43頁桑葉系?？粕僦参锷orusalbaL.的葉子。據(jù)本草綱目記載：“桑葉乃手足陽明之藥，汁煎代茗，能止消渴，名目長發(fā)。”我國歷代均有用桑葉治消渴癥的記載。近年來研究表明，桑葉富含多糖、黃酮、生物堿、蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素、微量元素等活性成分，具有降血糖、調(diào)血脂、抗應激、抗衰老、抗凝血等功效，而桑葉多糖（mulberryleavespolysaccharide，MLP）是其降血糖作用的主要功效成分第2頁/共43頁氧化應激氧化應激是指機體在遭受各種有害刺激時，體內(nèi)高活性分子如活性氧自由基(reactiveoxygenspecies,ROS）和活性氮自由基（reactivenitrogenspecies,RNS）產(chǎn)生過多，氧化程度超出氧化物的清除，氧化系統(tǒng)和抗氧化系統(tǒng)失衡，從而導致組織損傷。氧化應激可通過損傷胰島β細胞和降低外周組織對胰島素的敏感性，導致糖尿病的發(fā)生發(fā)展。ROS還可作為重要的細胞內(nèi)信使，活化許多信號傳導通路，間接導致組織和細胞的損傷，導致糖尿病慢性并發(fā)癥

第3頁/共43頁氧化應激對胰島β細胞的損害胰島β細胞抗氧化酶SOD、CAT(過氧化氫酶)、GSH-Px的含量及活性相對較低，因而對ROS介導的損害非常敏感。ROS可直接損傷胰島β細胞，還可通過影響胰島素合成和分泌的信號轉導通路間接損傷胰島β細胞。四氧嘧啶和鏈脲佐菌素(STZ)現(xiàn)已廣泛用于糖尿病動物模型的建立，它們主要通過增加ROS的產(chǎn)生和抑制自由基防御系統(tǒng)，使ROS直接損傷胰島β細胞，誘導糖尿病的發(fā)生第4頁/共43頁氧化應激降低外周組織

對胰島素的敏感性ROS類似于第二信使的信號分子，激活許多氧化還原敏感性信號通路這些通路激活后,使氧化還原敏感性絲氨酸/蘇氨酸激酶信號級聯(lián)活化，從而導致胰島素信號傳導通路中的胰島素受體(InsulinReceptor,InSR)和胰島素受體底物(IRS)蛋白磷酸化。抑制了胰島素刺激的酪氨酸磷酸化，導致胰島素信號傳導通路下游信號分子如磷脂酰肌醇－3激酶(PI3K)等的相關性和(或)活性降低，降低了胰島素的生物效應，導致胰島素抵抗。第5頁/共43頁氧化應激與糖尿病慢性并發(fā)癥關系密切已證實氧化應激與糖尿病慢性并發(fā)癥的發(fā)生發(fā)展關系密切。ROS在糖尿病慢性并發(fā)癥發(fā)病機制中的作用主要是其對組織和細胞的細胞毒性損傷，ROS還可作為重要的細胞內(nèi)信使，活化許多信號傳導通路，間接導致組織和細胞的損傷。第6頁/共43頁實驗目的

探討桑葉多糖降血糖的作用機制。第7頁/共43頁實驗設計思路以四氧嘧啶誘導小鼠糖尿病模型，桑葉多糖以0.25、0.50、1.00g/kgig給藥，連續(xù)6周，每周稱體質(zhì)量；在實驗2、4、6周末各測空腹血糖；實驗末期進行糖耐量試驗，測定糖化血清蛋白、血清胰島素水平；測定肝組織肝糖元、肝勻漿蛋白水平及己糖激酶（HK）、丙酮酸激酶（PK）、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）活性和丙二醛（MDA）水平。第8頁/共43頁相關指標糖化血清蛋白（GSP）血液中的葡萄糖與白蛋白和其他蛋白分子N未端發(fā)生非酶促糖化反應，形成糖化血清蛋白。由于血清中白蛋白的半衰期約21天，糖化血清蛋白測定可有效反映患者過去1～2周內(nèi)平均血糖水平，而且不受當時血糖濃度的影響，是糖尿病病人血糖控制非常適宜的良好指標。第9頁/共43頁相關指標肝糖原（glycogen）又稱作肝糖，是一類多糖，由葡萄糖脫水縮合而成。結構與支鏈淀粉相似主要生物學功能是作為動物和細菌的能量儲存物質(zhì)。人體主要儲存在肝臟和肌肉中。葡萄糖聚合物以糖原的形式儲存于肝臟，當機體需要時，便可分解成葡萄糖，轉化為能量。一般肝中糖原含量約100克。第10頁/共43頁相關指標己糖激酶（HK）在糖酵解的第一個步驟中，此酵素會將葡萄糖轉變成為葡萄糖-6-磷酸，并消耗一個ATP。第11頁/共43頁相關指標丙酮酸激酶（PK）在糖酵解系統(tǒng)里，它是催化形成第二個ATP反應的酶，丙酮酸激酶使磷酸烯醇式丙酮酸和ADP變?yōu)锳TP和丙酮酸，是糖酵解過程中的主要限速酶之一。第12頁/共43頁相關指標超氧化物歧化酶（SOD）是生物體內(nèi)重要的抗氧化酶，廣泛分布于各種生物體內(nèi)，如動物，植物，微生物等。SOD具有特殊的生理活性，是生物體內(nèi)清除自由基的首要物質(zhì)。SOD在生物體內(nèi)的水平高低意味著衰老與死亡的直觀指標；現(xiàn)已證實，由氧自由基引發(fā)的疾病多達60多種。它可對抗與阻斷因氧自由基對細胞造成的損害，并及時修復受損細胞，復原因自由基造成的對細胞傷害第13頁/共43頁相關指標谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）是機體內(nèi)廣泛存在的一種重要的過氧化物分解酶。

它能催化GSH變?yōu)镚SSG，使有毒的過氧化物還原成無毒的羥基化合物，從而保護細胞膜的結構及功能不受過氧化物的干擾及損害。第14頁/共43頁相關指標丙二醛（MDA）生物體內(nèi)，自由基作用于脂質(zhì)發(fā)生過氧化反應，氧化終產(chǎn)物為丙二醛，會引起蛋白質(zhì)、核酸等生命大分子的交聯(lián)聚合，且具有細胞毒性。第15頁/共43頁材料與方法取120只小鼠，禁食16h，按190mg/kg劑量ip四氧嘧啶生理鹽水溶液，72h后，尾靜脈采血測空腹血糖（禁食5h），取血糖值在10～28mmol/L的造模成功小鼠48只，按血糖值、體質(zhì)量隨機分成4組，分別為模型組（蒸餾水）和桑葉多糖0.25、0.50、1.00g/kg3個劑量組；另取正常小鼠設為對照組（蒸餾水），每組12只第16頁/共43頁小鼠分籠飼養(yǎng)，每天按劑量ig給藥1次，自由進食、飲水，每周稱體質(zhì)量1次。實驗周期6周，在實驗2、4、6周末尾靜脈采血，測空腹血糖。實驗第6周末，小鼠禁食5h，一次性ig葡萄糖2.0g/kg，20min后尾靜脈采血測定給葡萄糖后0、0.5、2h的血糖值，進行糖耐量試驗，計算血糖曲線下面積。第17頁/共43頁實驗末期，小鼠股動脈采血，測糖化血清蛋白、血清胰島素水平；脫臼處死，取肝臟立刻置于冰浴，并用冰生理鹽水清洗、濾紙拭干，稱取適量，用冰生理鹽水制成10%肝勻漿，置冰浴，供肝勻漿蛋白、SOD、GSH-Px、MDA、HK、PK測定；另取適量肝臟組織測肝糖元第18頁/共43頁實驗結果分析思路小鼠一般觀察桑葉多糖對糖尿病小鼠血糖值的影響桑葉多糖對糖尿病小鼠糖耐量的影響桑葉多糖對糖尿病小鼠糖化血清蛋白的影響桑葉多糖對糖尿病小鼠糖代謝的影響桑葉多糖對糖尿病小鼠抗氧化作用的影響桑葉多糖對糖尿病小鼠體質(zhì)量的影響桑葉多糖對糖尿病小鼠臟器指數(shù)的影響第19頁/共43頁實驗結果：小鼠一般觀察

造模后小鼠多飲、多食、多尿、體質(zhì)量減輕，即“三多一少”癥狀十分明顯，桑葉多糖3個劑量組隨實驗進程小鼠癥狀逐漸緩解。在實驗期間，模型組和桑葉多糖低、高劑量組各有2只小鼠死亡，中劑量組有3只小鼠死亡，系死于糖尿病。第20頁/共43頁桑葉多糖對糖尿病小鼠血糖值的影響第21頁/共43頁第22頁/共43頁表明桑葉多糖具有明顯控制糖尿病小鼠空腹血糖值升高、降低其血糖值的作用，并存在一定的劑量依賴關系。第23頁/共43頁桑葉多糖對糖尿病小鼠糖耐量的影響第24頁/共43頁第25頁/共43頁桑葉多糖3個劑量組小鼠血糖曲線下面積均低于模型組，且桑葉多糖中、高劑量組差異非常顯著（P＜0.01）。表明桑葉多糖具有明顯降低糖尿病小鼠血糖曲線下面積的作用。第26頁/共43頁桑葉多糖對糖尿病小鼠糖化血清蛋白的影響第27頁/共43頁表明糖尿病小鼠糖化血清蛋白水平明顯升高；桑葉多糖具有降低糖尿病小鼠糖化血清蛋白的作用。第28頁/共43頁桑葉多糖對糖尿病小鼠糖代謝的影響第29頁/共43頁表明四氧嘧啶糖尿病小鼠血清胰島素、肝PK的分泌和肝糖元的合成明顯減少；桑葉多糖具有促進其血清胰島素、肝PK的分泌和肝糖元的合成等作用；而中劑量桑葉多糖還具有促進肝PK分泌的作用。第30頁/共43頁桑葉多糖對糖尿病小鼠抗氧化作用的影響第31頁/共43頁表明四氧嘧啶糖尿病小鼠肝SOD活性明顯降低、肝MDA水平明顯增加；桑葉多糖具有明顯提高糖尿病小鼠肝SOD活性、降低肝MDA水平的作用，而對肝GSH-Px活性影響不明顯。第32頁/共43頁桑葉多糖對糖尿病小鼠體質(zhì)量的影響第33頁/共43頁第34頁/共43頁表明桑葉多糖具有促進糖尿病小鼠體質(zhì)量恢復的作用，并存在一定的劑量依賴關系。第35頁/共43頁桑葉多糖對糖尿病小鼠臟器指數(shù)的影響第36頁/共43頁表明糖尿病小鼠肝臟指數(shù)、腎臟質(zhì)量和腎臟指數(shù)均升高，而桑葉多糖具有降低臟器指數(shù)的作用。第37頁/共43頁實驗結論

桑葉多糖能明顯緩解糖尿病小鼠癥狀；具有明顯控制糖尿病小鼠空腹血糖值升高，降低糖化血清蛋白和血糖曲線下面積的作用；具有促進血清胰島素、肝HK的分泌和肝糖元的合成，提高肝SOD活性，降低肝MDA水平，促進體質(zhì)量恢復的作用；桑葉多糖中劑量還具有促進肝PK分泌的作用，而對肝GSH-Px活性影響不明顯；糖尿病小鼠肝臟、腎臟和脾臟指數(shù)均增高，桑葉多糖具有降低臟器指數(shù)的作用。第38頁/共43頁實驗結論

桑葉多糖通過提高四氧嘧啶糖尿病小鼠抗氧化能力，使胰島素分泌增加，同時提高肝HK、PK活性等綜合作用，促使血糖進入肝細胞，使肝糖元合成增加，葡萄糖氧化分解加快，從而達到調(diào)節(jié)糖代謝、降低血糖、改善糖尿病癥狀的作用。綜合分析，桑葉多糖具有較好的降血糖作用，且作用機制是多方面的，值得對其進行深入研究。第39頁/共43頁我的觀點優(yōu)點：1.本實驗對照設置嚴密謹慎，說服力強