平菇对降血脂的作用

1摘要：本实验以平菇为原料，对其进行提取，得到多糖。之后进行动物实验，首先造大鼠2型糖尿病模型，造模成功后，研究平菇多糖，对2型糖尿病大鼠血糖，TC，TG，HDL-c，LDL-c，胰岛素，糖元储备以及FFA的影响。结果表明，平菇多糖能明显降低2型糖尿病大鼠的血糖；平菇多糖能改善2型糖尿病“三多一少”的症状；升高肝糖原、肌糖原储备；降低血清中TG、LDL-c水平，改善2型糖尿病大鼠血脂代谢紊乱的情况；改善2型糖尿病大鼠的高胰岛素水平，提高ISI和HOMA-β指数，降低HOMA-IR指数，改善胰岛素抵抗；降低血清FFA含量。关键词：平菇多糖，2型糖尿病;降血糖，降血脂平菇(Pleurotusostreatus)又名白平菇、侧耳，属担子菌亚门，层菌纲，伞菌目，口磨科，是广泛栽培的食用菌之一。平菇中含有大量碳水化合物,多糖是其主要活性物质,其对减少人体血清胆固醇、降低血压等有明显的效果[1]。胰岛素抵抗是指各种原因使胰岛素促进葡萄糖摄取和利用的效率下降，机体代偿性的分泌过多胰岛素产生高胰岛素血症，以维持血糖的稳定。胰岛素抵抗易导致代谢综合征和2型糖尿病。糖尿病有两种类型，其中2型糖尿病病例居多。2型糖尿病的引发因素复杂，以血糖、血脂紊乱、胰岛素抵抗、为主要病理特征[2-4]。磷酯酰肌醇3激酶(phosphoinositide-3-kinase，PI3K)家族，是生长因子超家族信号传导过程中的重要分子，可被多种细胞因子和理化因素激活，是一类特异性地催化磷酯酰肌醇(phos-phatidylinositol，PI)3位羟基磷酸化，产生具有第二信使作用的肌醇脂物质的激酶。丝/苏氨酸激酶（set-inethreoninekinase，AKT）通路主要负责由PI3K始动的生物信息的传导，AKT处于这一通路的中心环节，它在细胞代谢、细胞周期调控、细胞生长凋亡等多种生物学过程中发挥着重要作用，与IR的发生发展密切相关[5-6]，近年来相关研究日渐增多。1实验药品与仪器实验用干平菇为新鲜采摘的平菇晾干后剪碎得到。Wistar大鼠18只，雄，体重180-260g。柠檬酸，浓硫酸，无水乙醇，氯化钠，甲醇，柠檬酸钠，1,2-丙二醇，甲醛，2,4-二硝基苯肼均为分析纯，吐温80为化学纯。甘油三酯试剂盒，肝/肌糖元试剂盒，游离脂肪酸试剂盒，总胆固醇试剂盒，大鼠胰岛素ELISA试剂盒，高密度脂蛋白试剂盒。HH-S型恒温水浴锅（江苏省水浴化学科技有限公司）；GZX-GW2-BS高温干燥箱（上海博泰实验设备有限公司）；SHB-ⅢA循环水式真空泵（郑州长城科技工贸有限公司）；RT-08多功能粉碎机（荣聪精密科技有限公司）；752型紫外可见分光光度计（上海精密科学仪器有限公司）；KQ118超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）；FA2004电子分析天平（上海精细科技仪器厂）；RE-52A旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器厂）。ELX800型酶标仪（美国伯腾仪器有限公司）；TDL-400型低温冷冻离心机（金坛市白塔新宝仪器厂）；DW-86L338型超低温冰箱（青岛海尔特种电器有限公司）；NRY-200型全温恒温培养摇床（上海双舜实业发展有限公司）；QL-866型漩涡混合器（海门市其林贝尔仪器有限公司）；TZB/湘0045-2012型2安准血糖仪（三诺生物传感股份有限公司）。1.2实验方法1.2.1糖尿病大鼠模型的建立随机从18只大鼠中取出6只作为空白组，自由饮食饮水。剩余的12只大鼠，每天给予脂肪乳，给药时间为14天，第14天结束时，向12只大鼠注射链脲佐菌素（STZ），给药体积0.1mL/100g，72h后测量血糖值，血糖值大于11.1mmol/L，表明造模成功。1.2.2糖尿病大鼠的分组及给药将造模成功的12只大鼠，随机分为两组，即模型组和平菇组。灌胃给药，给药体积10mL/kg，给药过程中，2型糖尿病大鼠继续给予脂肪乳，每两天一次，平菇组每天给予平菇多糖溶液，给药体积10mL/kg，连续给药4周。1.2.3实验过程记录大鼠每天的饮食和饮水量，每周测量大鼠的体重，每周割尾取血，测量空腹血糖值。末次测定各组空腹血糖值后，3%戊巴比妥钠30mg·kg-1麻醉，断头取血，并分离血清。采集肝脏，肌肉，胰腺，肾脏，一部分用10%甲醛固定，一部分放进密封袋，用超低温冰箱进行冷冻保存。1.2.3药理活性研究用采集的血清，测定大鼠胰岛素含量，胆固醇，甘油三酯，高密度脂蛋白，低密度脂蛋白，游离脂肪酸含量；肝脏，肌肉测定糖元含量。1.2.5平菇多糖抗2型糖尿病作用的初步机制将用10%甲醛固定的肝脏，肌肉，胰腺，肾脏，进行H-E染色，制备病理蜡块。1.2.6数据统计方法采用SPSS统计软件进行数据处理。实验结果以均数±标准差sx，表示，Student’st-test进行组间比较。差异为P0.05有统计学意义。2结果与分析2.1平菇多糖对2型糖尿病大鼠体重的影响由表1可知，大鼠在经过脂肪乳28天的喂食后，模型组和平菇组的体重均升高；开始给药之后，与模型组相比，平菇组大鼠体重逐渐升高（P0.05或P0.01）。3表1平菇多糖对大鼠体重的影响序号0W（g）1W（g）2W（g）3W（g）4W（g）空白组188.83±9.28190.83±5.85191.00±4.69193.17±7.41195.33±6.68模型组239.83±15.50**219.67±16.57**227.00±24.02**227.33±23.03*213.50±22.95平菇组231.50±13.94226.83±9.97245.33±14.43245.00±12.79253.33±15.17##2.2平菇多糖对2型糖尿病大鼠血糖的影响由表2可知，与空白组相比，模型组大鼠血糖值，在0W，1W，2W，3W，4W，明显升高（P0.05或P0.01），与模型组相比，平菇组大鼠的血糖值随着给药时间，明显降低（P0.05或P0.01），表明平菇多糖可以改善大鼠高血糖的症状。表2平菇多糖对大鼠血糖的影响序号0W(mmol·L-1)1W(mmol·L-1)2W(mmol·L-1)3W(mmol·L-1)4W(mmol·L-1)空白组4.23±0.274.43±0.394.60±0.534.35±0.724.50±0.65模型组24.93±5.21**19.43±3.79**20.65±3.87**17.58±7.45**23.43±5.60**平菇组16.22±5.99#11.15±5.08#6.73±2.78##4.20±0.96##5.52±0.65##2.32型糖尿病大鼠饮水和饮食情况2.3.2.1饮食量由图1可知，在第2周，用高脂饲料喂养模型组和平菇组大鼠之后，与空白组相比，模型组和平菇组的饮食量在逐渐上升；在第4周，造大鼠2型糖尿病模型后，平菇组大鼠开始给药，与模型组相比，饮食量在逐渐下降。2.3.2.2饮水量由图2可知，在第2周，用高脂饲料喂养模型组和平菇组大鼠之后，与空白组相比，模型组和平菇组的饮水量在逐渐上升；在第4周，造大鼠2型糖尿病模型后，平菇组大鼠开始给药，与模型组相比，饮水量在逐渐下降。2.4平菇多糖对2型糖尿病大鼠糖元含量的影响由表3可知，与空白组相比，模型组肝糖元、肌糖元含量明显减少（P0.05或P0.01）；4与模型组相比，平菇组肝糖元、肌糖元含量明显升高（P0.05或P0.01），表明平菇多糖可以提高大鼠肝糖元、肌糖元含量。2.5平菇多糖对2型糖尿病大鼠血脂的影响由表4可知，与空白组比较，模型组甘油三酯、低密度脂蛋白含量均显著升高（P0.05或P0.01），胆固醇、高密度脂蛋白含量明显下降（P0.05或P0.01）；与模型组比较，平菇组甘油三酯、低密度脂蛋白含量均显著降低（P0.05或P0.01），胆固醇、高密度脂蛋白含量明显升高（P0.05或P0.01），表明POP可以调节T2DM大鼠的血脂代谢紊乱。2.6平菇多糖对2型糖尿病大鼠胰岛素水平及胰岛素抵抗指数的影响2.6.1胰岛素水平如表5所示，与空白组相比，模型组胰岛素水平明显升高（P0.05或P0.01），与模型组相比，平菇组胰岛素水平明显下降（P0.05或P0.01），表明平菇多糖可以改善2型糖尿病大鼠胰岛素水平。2.6.2胰岛素抵抗指数如表5所示，与空白组相比，模型组homa-IR明显升高（P0.05或P0.01），homa-β和ISI明显降低（P0.05或P0.01），与模型组相比，平菇组homa-IR明显降低（P0.05或P0.01），homa-β和ISI明显升高（P0.05或P0.01），表明平菇多糖可以改善2型糖尿病大鼠高血糖、高胰岛素的状态，增强组织对胰岛素有效利用，改善胰岛素抵抗。2.7平菇多糖对2型糖尿病大鼠游离脂肪酸含量的影响由表6可知，与空白组相比，模型组游离脂肪酸含量明显升高（P0.05或P0.01），与模型组相比，平菇组游离脂肪酸含量逐渐下降（P0.05）。52.8对2型糖尿病大鼠胰岛β细胞的影响空白对照组大鼠胰腺未见病理损伤改变。由胰腺腺泡构成的腺小叶和分隔腺小叶的结缔组织所组成，胰腺的神经纤维、导管、血管、淋巴管等，均穿行于胰的结缔组织内，内分泌部胰岛与外分泌部胰腺小叶清晰可辨，胰岛体积大，细胞核居中，胞浆均匀。与空白对照组相比，模型对照组部分腺泡细胞见有脂肪组织增生，腺泡细胞呈空泡状，腺泡细胞体积缩小，胞浆减少，核浓缩深染；胰岛数目减少，胰岛结构失去完整性，胰岛细胞分散，分布不均匀，胰岛内β细胞数明显减少。与模型对照组比较，平菇组部分腺泡细胞见有脂肪组织增生，内分泌部胰岛与外分泌部胰腺小叶清晰可辨。部分胰腺腺泡周围有少量空泡，胰岛体积大，细胞核居中，胞浆较均匀，胰岛结构趋于完整。提示POP能增加胰岛内β细胞数目，对胰岛的损伤有较好的改善作用。各组大鼠胰腺组织HE染色照片见图3。2.9平菇多糖对肝脏组织中胰岛素抵抗相关蛋白的影响与空白组比较，模型组肝脏AKT磷酸化水平降低，GSK3磷酸化水平增加；与模型组比较，平菇组可增加小鼠肝脏AKT磷酸化，减少GSK3磷酸化水平，即通过激活PI3K/AKT信号转导通路，减少GSK3对糖原生成的抑制作用，增加肝糖储备，改善肝脏胰岛素抵抗。2.11平菇多糖对肌肉组织中胰岛素抵抗相关蛋白的影响与空白组比较，模型组肌肉AKT磷酸化水平降低，GSK3磷酸化水平增加，GLUT4水平降低；与模型组比较，平菇组可明显增加小鼠肝脏AKT磷酸化水平，减少GSK3磷酸化水平，增加GLUT4水平，即通过激活PI3K/AKT信号转导通路，减少GSK3对糖原生成的抑制作用，增加GLUT4转位，改善肌肉胰岛素抵抗。空白组模型组平菇组63实验讨论近年来国外学者提出的脂毒性理论认为，脂代谢紊乱不单是糖尿病发生的结果，而是在糖尿病的发生、发展过程中一个相当重要的因素。血脂异常以TC、TG、LDL-c水平升高，且HDL-c水平降低为特征，控制血脂水平是防治糖尿病的一个重要环节。造模后，模型组甘油三酯、低密度脂蛋白含量与空白组比较，明显升高；胆固醇、高密度脂蛋白含量明显下降；平菇多糖给药组与模型组比较，胆固醇、高密度脂蛋白含量明显升高，甘油三酯、低密度脂蛋白含量均显著降低，提示实验性糖尿病大鼠存在着脂代谢异常，说明平菇及其亲脂性部分、多糖部分对实验性糖尿病大鼠的血脂均有一定的调节作用。随着对糖代谢异常研究的深入，越来越多的研究表明糖代谢异常经常合并脂代谢异常，不能将糖代谢异常孤立起来。而游离脂肪酸（FFA）正是一种可以将糖、脂代谢异常联系起来的因素。通过灌胃给药平菇多糖组，发现平菇多糖组能显著降低实验性糖尿病大鼠血清FFA水平，改善糖尿病大鼠脂代谢紊乱。PI3K为PI3K/AKT信号转导途径的关键因子，PI3K可促进AKT的活化，进而能促进GLUT4转位到细胞膜上，摄取葡萄糖。尽管PI3K在GLUT4转位过程中的作用极为关键，但在某些情况下，如高血糖使得大鼠肝脏中InsR、IRS酪氨酸磷酸化水平，以及PI3K激酶活性均显著高于正常，但其下游A