茶花粗多糖的降血糖作用和对高血糖的预防作用

现代食品科技

Modern Food Science and Technology 2011, Vol.27, No.3

茶花粗多糖的降血糖作用和对高血糖的预防作用

11111231

蔡旋，王元凤，毛芳芳，俞兰，刘纯西，朱清，张华，魏新林

（1.上海师范大学工程食品研究所，上海 200234）（2.南通大学医学院药理学教研室，江苏南通 226001）

（3.上海新康制药厂，上海 201418）

摘要：研究茶花多糖对四氧嘧啶诱导的高血糖大鼠的降血糖作用以及对高血糖症的预防作用。采用四氧嘧啶诱导的糖尿病大鼠模型，观察800 mg/kg和200 mg/kg茶花多糖灌胃对大鼠血糖、体重的影响，并在灌胃9次后注射160 mg/kg四氧嘧啶二次造模，观察造模后大鼠血糖和体重的变化。结果表明，茶花多糖能有效降低四氧嘧啶诱导的高血糖大鼠的血糖值，增加体重增长率，使二次造模后的大鼠血糖值迅速恢复。其中800 mg/kg组效果较200 mg/kg组明显。茶花多糖对实验性糖尿病大鼠具有降血糖活性，并对大鼠二次造模的高血糖症有预防作用。

关键词：茶多糖；茶花多糖；降血糖；抗氧化；预防作用 文章篇号：1673-9078(2011)3-262-266

Hypoglycemic and Hyperglycemia-prevention Effects of Crude Tea

Flower Polysaccharide

CAI Xuan1, WANG Yuan-feng1, MAO Fang-fang1, YU Lan1, LIU Chun-xi1

ZHU Qing2, ZHANG Hua3, WEI Xin-ling1

(1.Institute of Food Engineering, Shanghai Normal University, Shanghai 200234, China) (2.Department of Pharmacology, Medical School, Nantong University, Nantong, 226001, China)

(3.Shanghai Xinkang Pharmaceutical Factory, Shanghai 201418, China)

Abstract: Alloxan-induced diabetic rats were used as experimental animal for observing the hypoglycemic effect and weight increase effect with 800 mg/kg and 200 mg/kg crude tea flower polysaccharide. Then rats were injected with 160 mg/kg alloxan again after 9 times intragastric adminstration to observe blood glucose level and weight change. Result showed that tea flower polysaccharide can decrease blood glucose level, increase the weight growth rate effectively, and decrease SD rat blood glucose level after the second time alloxan injected. The effect of 800 mg/kg group was more remarkable than 200 mg/kg group. Crude tea flower polysaccharide had significant hypoglycemic action in diabetic rat induced by alloxance, which has a prevention effect on hyperglycemia.

Key words: tea polysaccharide; tea flower polysaccharide; hypoglycemic; antioxidative; preventive effect

随着人民生活水平提高，近年来我国糖尿病的发病率迅速增长，人们迫切期望能找到一种安全有效的保健食品来预防和辅助治疗糖尿病。茶花是茶树的重要组成部分，近年来通过对茶花的不断研究发现，茶花多糖也与茶叶多糖的许多性质类似[1]，推测其具有具有一定的降血糖活性。因此本研究着眼于茶花的降

收稿日期：2010-11-07

基金项目：“十一五”国家高技术研究发展计划（863计划）项目（2008AA10Z322）；上海市科技启明星项目（07QB14047）；上海崇明生态岛建设重大科技专项（07DZ12043）；上海市教委项目（11ZZ121）

作者简介：蔡旋（1985-），男，硕士，研究方向：天然产物与功能性食品 通信作者：魏新林（1971-），男，博士，特聘研究员，研究方向：功能性食品与食品安全

血糖活性和预防高血糖作用研究，以期为茶花多糖的

开发利用提供理论依据。 1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试剂与仪器

四氧嘧啶：Sigma公司；血糖测定试剂盒 ：上海荣盛生物有限公司；二甲双胍：上海华氏制药有限公司。

722光栅分光光度计：上海棱光分析仪器厂；电子称：上海衡器厂；CT14RD高速离心机：天美科学仪器有限公司。

茶花：购自湖北宜昌茶园，干燥品。

262

1.1.2 动物

SD大鼠，雄性，体重180~200 g，购自西普尔－必凯实验动物有限公司，动物生产许可证号：SCXK（沪）2003-0002

1.1.3 茶花粗多糖的分离

取2.6 kg茶花末，纯水提取两次，第一次提取料液比为1:10，第二次提取料液比为1:8,每次提取时间为2 h，提取温度为90 ℃。提取液用100目滤布过滤，得到的上清液再用1000目滤布过滤。清液4800 r/min离心15 min，将两次水提液合并浓缩，加三倍量体积分数为95%的乙醇沉淀，离心去除酒精后真空冻干[2]。 1.2 方法

1.2.1 动物分组

大鼠75只，随机分为5组：即茶花多糖高剂量组（HTPS Group）、茶花多糖低剂量组（LTPS Grou p）、二甲双胍组（DMGG Group）、阴性对照组（CK Group）、空白对照组（CT Group），每组15只，控制饲料量、自由饮水，于室温、清洁环境下饲养，每周测定一次进食量与体重。 1.2.2 造模

空腹12 h后，对茶花多糖高剂量组、茶花多糖低剂量组、二甲双胍组和阴性对照组的大鼠按180 mg/kg剂量注射四氧嘧啶，注射后立即给食[3]。分别于造模3 d和7 d后剪尾取血，取血前空腹16 h，遵照试剂盒说明，采用葡萄糖氧化酶法测定血糖含量。 1.2.3 给药

待血糖稳定后，取血糖值大于11 mmol/L的大鼠进行实验，保证每组10只可用大鼠。按照高剂量组(HTFPS Group) 800 mg/kg·bw，低剂量组(LTFPS Group) 200 mg/kg·bw茶花多糖，二甲双胍组(DMGG Group) 50 mg/kg·bw二甲双胍，阴性对照组(Negative Control Group) 1 mL/100g·bw生理盐水灌胃给药，每2 d灌胃一次。每灌胃3次后测定一次血糖，连续灌胃9次。 1.2.4 二次造模

灌胃18 d后，对茶花多糖高剂量组、茶花多糖低剂量组、二甲双胍组和阴性对照组的大鼠按180 mg/kg剂量注射四氧嘧啶，注射后立即给食。分别于造模3 d和7 d后剪尾取血，取血前空腹16 h，遵照试剂盒说明，采用葡萄糖氧化酶法测定血糖含量。 1.2.5 数据分析

各指标均采用SPSS 12.0进行分析，对试验各组动物数据进行t检验，以P<0.05为有显著差异，以P<0.01为有极显著差异，数据均采用平均值±标准差方式进行表示。

263

2 结果

2.1 造模情况

实验中选择60只大鼠进行造模，15只作为对照组。测量其血糖值后开始腹腔注射四氧嘧啶造模。造模后观察大鼠的饮食、习性变化，发现模型组大鼠饮食增多，排尿有明显增多现象，部分大鼠出现躁动，称量体重后发现各造模组大鼠相对于空白对照组体重增长明显降低（表1）。各组均有大鼠死亡，总死亡只数7只，死亡率11.67%。3 d、7 d后各测血糖值一次，以血糖值>11 mmol/L者为造模成功者。造模后各造模组间血糖值无显著差异，与空白对照组比较有极显著差异。3~7 d内，模型组大鼠血糖值总体稳定，略有下降，无显著差异（表2）。模型组有4只大鼠造模后血糖值依然低于11 mmol/L，予以舍弃。总造模成功率为81.67%，造模成功。

表1 造模前后大鼠体重的变化

Table 1 Body weight change of SD Rat after Alloxan Treatment

分组 高剂量组 低剂量组 阴性对照 二甲双胍 空白对照

造模前/g

造模后7 d/g

206.9±8.0 216.7±7.3* 208.9±7.4 219.5±7.3* 208.7±6.5 219.1±6.8* 207.5±8.3 216.6±7.2* 206.0±7.0 237.0±7.4

注：与造模前（0 d）相比*p <0.01。

表2 造模前后大鼠血糖的变化

Table 2 Blood glucose level change of SD rat after alloxan

treatment

分组 高剂量组低剂量组阴性对照二甲双胍空白对照

造模

造模

造模前

造模后3

造模后7

前例数后例数/(mmol/L) d/(mmol/L)d/(mmol/L)15 13 5.99±0.32 19.08±3.6519.53±3.50*#15 13 5.94±0.24 20.39±2.8919.70±2.70*#15 13 5.96±0.18 19.19±1.3118.88±1.43*#15 12 5.97±0.11 19.89±1.9119.27±1.75*#15 14 5.99±0.08 5.92±0.17 5.99±0.26

注：与造模前（0 d）相比*p <0.01，与空白组相比#p<0.01。

2.2 茶多糖对四氧嘧啶造模的SD大鼠血糖值和体重

的影响

开始灌胃后，各实验组大鼠从行为上观察，无明显差别。计算体重增加率后（体重增加率＝（灌胃后体重－灌胃前体重）/灌胃前体重）上可以较明显的看出，空白对照组大鼠体重增加较快，而茶多糖组、阴性对照组、二甲双胍组大鼠体重增加相对较慢，以阴性对照组增加最为缓慢（见表3）。与阴性对照组比较，

高剂量、低剂量组的体重值都有极显著性差异，二甲双胍组有显著差异。高、低剂量组间有极显著差异。

表3 灌胃前后大鼠体重的变化

Table 3 Body weight change of SD rat after intragastric

administration

分组 高剂量组 低剂量组 阴性对照 二甲双胍 空白对照

灌胃

灌胃

灌胃 前/g

灌胃后 19 d/g

体重增 加率/%

前例数 后例数

与第一次造模后9 d各组平均血糖值19.35 mmol/L相近，各组间（除未造模组）无显著差异。

表4 二次造模前后血糖值变化

Table 4 Blood glucose level change of SD rat after the

second alloxan treatment

分组 剂量组低剂量组阴性对照二甲双胍空白对照

造模前造模后二次造模后例数

例数

二次造模后

血糖降低率/%23.70ab16.69abc0.93 4.24 ――

3d/(mmol/L) 9d/(mmol/L)

13 12 216.7±7.3 275.9±5.1 26.7±3.0ABC13 11 219.5±7.3 269.0±5.4 22.6±2.7AB13 11 219.1±6.8 259.9±4.8 18.25±2.5B12 12 216.6±7.2 265.0±5.2 22.4±2.9aB14 14 237.0±7.4 315.6±7.5 33.3±3.5

12 10 18.27±3.11 13.94±3.1911 9 18.51±1.26 15.42±1.2711 8 19.21±1.57 19.03±1.5612 10 18.89±1.81 18.09±1.75

14 14 5.949±0.312 5.967±0.294

注：与阴性对照比Ap<0.01,与阴性对照比ap<0.05；与空白对照组比，Bp<0.01；与低剂量组比，CP<0.01。

注：与阴性对照比，ap<0.01，与二甲双胍组比，bp<0.01，与高剂量比，cp<0.01。

表5 二次造模后大鼠体重的变化

Table 5 Body weight change of SD rat after the second alloxan

treatment

分组 高剂量组低剂量组阴性对照二甲双胍空白对照

造模

造模

二次造模 二次造模后3 d/g

后9 d/g

体重增 长率/%

前例数后例数

12 10 281.7±5.4 292.2±6.23.73±1.27aB11 9 273.4±4.3 283.2±4.73.58±0.53AB11 8 262.8±3.1 269.4±3.12.52±0.33B12 10 267.8±5.1 275.2±5.12.77±0.55B14 14 321.9±6.6 338.3±6.1

5.11±0.51

图1 灌胃前后血糖值变化

Fig.1 Blood glucose level change of SD rat after

intragastric administration

注：与阴性对照（Negative Control）比，*p<0.01，与阴性对照（Negative Control）比，#p<0.05。

注：与阴性对照比Ap<0.01,与阴性对照比ap<0.05；与空白对照组比，Bp<0.01。

表6 二次造模后大鼠进食量的变化

Table 6 Foodintake change of SD rat after the second alloxan

treatment

分组 高剂量组 低剂量组 阴性对照 二甲双胍 空白对照

二次造模 后2d/g

二次造模 后10d/g

进食量降低率/%

而从血糖值来看(见图1)，灌胃后，高剂量组、低

剂量组和二甲双胍组大鼠血糖值都有显著下降，高剂量组和二甲双胍组下降最为明显，二者下降幅度相似。与阴性对照组相比，都有极显著差异（p<0.01），二者间无显著差异。而低剂量组血糖值与阴性对照相比也有极显著差异，但下降幅度稍低，高、低剂量组血糖值之间无显著差异。提示茶花多糖有明显的降血糖效果著。

2.3 茶多糖对SD大鼠二次造模前后血糖值、体重和进食量的影响

灌胃结束后，我们立即以四氧嘧啶为160 mg/kg的剂量进行了二次造模，以灌胃后19 d的血糖值、体重值为二次造模的基础，并测定了二次造模后血糖值、大鼠进食量、大鼠体重的变化。发现二次造模后3 d内，各实验组大鼠出现了多饮、多尿等糖尿病典型症状，但症状比第一次造模后轻微。血糖值上升较快，

0.1756012 0.1309071 25.5 0.1710511 0.1384124 19.1 0.1948538 0.1693383 13.1 0.185663 0.1451906 21.8 0.1054761 0.1041667

二次造模成功率为74%。在造模9 d后再次测量血糖，发现高剂量茶多糖组、低剂量茶多糖组的大鼠血糖值相对于造模3 d时急剧下降，下降率分别为23.70%和16.69%，与造模后3 d的血糖值相比有极显著差异；而阴性对照组下降率仅为1.63%，与造模3 d时相比，无显著差异；二甲双胍组下降率为4.24%，无显著差异，且二甲双胍组平均值较茶多糖组高(表4)。同时比较二次造模后第3 d和第9 d大鼠的体重（表

264

5）和进食量（表6）可以发现，茶多糖组体重增长较快，但高、低剂量间无显著差异，阴性对照组和二甲双胍组增长较慢。进食量变化情况也与血糖值变化情况相符（由于各组体重存在差异，故以平均每克体重24 h进食量计算）。 3 讨论

随着人民生活质量的不断提高，高糖、高脂类食品大量增加，糖尿病的发生率近年来上升较快。常规的治疗药物都往往只能起到临时性降低血糖的作用，很多药物都存在副作用，长期服用后有一些不良影响。绿茶是一种在中国、日本等国广受喜爱的健康饮品，已有数千年的历史。茶多糖作为一种茶源性天然多糖，其安全性得到广泛证实。

近年来通过对茶花的研究发现，茶花多糖与茶叶多糖的许多性质类似[4]。1996年，李布青等就证实，茶多糖对四氧嘧啶刺激的糖尿病小鼠具有降血糖作用，能增加肝糖原的合成作用[5]。Xiaoling Zhou等也发现茶多糖对实验性的糖尿病有一定的缓解作用[6]。因此可以推断，茶花多糖可能也对四氧嘧啶诱导的糖尿病大鼠具有降血糖作用。

本实验采用了常规的四氧嘧啶法进行造模，参考张传仓等的方法，先禁食，造模后立即给药的方式进行。比较第3 d和第7 d实验组的血糖值发现，大部分组别在第7 d的平均血糖值略微有所下降，但相比第3 d均无显著差异，其原因可能与四氧嘧啶造成的胰β细胞氧化损伤会被机体产生的胞外超氧化物歧化酶（extracellular-superoxide dismutase, EC-SOD）修复有关[7]。

丁仁凤等[8]通过饲喂SD大鼠含茶多糖和茶多酚的饲料，发现茶多糖组胰岛素水平有显著提高，降血糖效果明显。该方法较灌胃法更能体现茶多糖可能的给药方式，但由于剂量不易控制，可能造成其下降幅度上较本试验小。从本试验第一次灌胃情况看，前12 d各给药组血糖值下降较快，后6 d下降较慢。表明茶多糖对四氧嘧啶诱导的高血糖大鼠的降血糖作用随时间推移，降幅会减缓，提示长期使用茶多糖可能不会造成低血糖症状，具体情况有待慢性毒理实验证实。

二次造模后第三天测定血糖时发现各实验组血糖值迅速上升，基本达到了第一次造模时血糖值，说明四氧嘧啶对实验组大鼠造成了一定损伤。7 d后，茶多糖给药组的血糖值迅速降低，而二甲双胍组下降幅度有限，阴性对照组基本无下降。说明茶花多糖不仅具有降血糖作用，还能对四氧嘧啶引起的高血糖症有预

265

防作用，推测其具有一定的胰岛[9]和肝脏[10]保护作用，并对胰岛损伤后修复有促进作用，其具体机制还有待进一步研究。

目前许多能够降血糖的天然物质已被证明了具有抗氧化，提高体内还原性谷胱甘肽、超氧化岐化酶的活性，对氧化损伤的胰β细胞有保护作用，有利于胰β细胞的再生而产生降血糖作用[11~13]。二次造模时，短时间、高剂量的四氧嘧啶给大鼠的胰岛又造成了一次氧化损伤，胰岛素生成量降低，大鼠血糖值迅速升高，而体内的茶多糖和多酚仍在发挥抗氧化作用 [14,15]以及对胰β细胞进行了修复，刺激胰β细胞的再生，从而使得体内胰岛素含量增加，从而降低血糖。同时，有研究证实，茶多糖有促进葡萄糖转变为肝糖原和提高肝葡萄糖激酶活性的作用[16]，使得葡萄糖向肝糖原的转化与氧化分解速度增加，因此在造模后不久血糖值就迅速下降，基本恢复到了灌胃后的血糖水平。

天然产物通常是作为保健食品或保健药品开发的，其预防意义远大于治疗意义，因此对于天然多糖的降血糖研究，其预保护作用具有积极意义，但目前关于天然活性成份对健康实验动物预保护作用的报道并不多见。

二次造模是一种全新尝试，目前仍未见有其它研究者使用。该造模方式不仅充分利用了大鼠，又可以将天然产物的降血糖作用与预防糖尿病作用对比研究，同时考察降血糖功效和预防功效，是一种值得推广的研究方式。

本实验证实了茶花多糖的降血糖作用，通过长期灌胃后血糖值的变化情况初步推断出长期食用茶花多糖不会造成低血糖，为茶花多糖的安全性评价提供了实验依据。通过二次造模发现了茶花多糖具有良好的预防四氧嘧啶对大鼠造成的高血糖作用，该方法在评价天然产物对四氧嘧啶造模的大鼠的影响方面有着积极意义。 参考文献

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