咖啡酸對2型糖尿病大鼠血糖濃度的影響

裴瑜 董旭 唐心一

[摘要]目的 探討咖啡酸對2型糖尿病大鼠血糖濃度的影響。方法 選取60只6～8周齡雄性SD大鼠，適應性飼養3 d后，隨機取20只大鼠作為正常觀察組，分為空白組和實驗組1～3，每組5只。實驗組1～3分別以0.4、0.6、0.8 g/kg咖啡酸灌胃，空白組以1 ml/100 g等量蒸餾水灌胃。其余40只大鼠高糖高脂飼料連續喂養6周，連續3 d腹腔內注射30 mg/kg的鏈脲佐菌素（STZ），用于2型糖尿病大鼠模型的建立，FPG>7 mmol/L及大鼠尿糖實驗檢測陽性為造模成功。將造模成功的30只大鼠隨機分為模型組、阿卡波糖組、聯合組及咖啡酸組1～3，每組5只。阿卡波糖組予以10 mg/kg的阿卡波糖灌胃，聯合組采用10 mg/kg的阿卡波糖以及1 g/kg的咖啡酸聯合灌胃，咖啡酸組1～3分別采用0.8、1.0、1.2 g/kg咖啡酸灌胃，模型組以1 ml/100 g等量蒸餾水灌胃。觀察不同時間咖啡酸對正常觀察組大鼠空腹血糖濃度（FPG）及胰島素（INS）的影響；觀察各藥物組對2型糖尿病大鼠FPG濃度的影響。結果 灌胃前，灌胃第1、6天，各組（正常觀察組中）大鼠的FPG濃度比較，差異均無統計學意義（P>0.05）。灌胃前，各組（模型組和各藥物組）的FPG濃度比較，差異均無統計學意義（P>0.05）；灌胃后，與模型組比較，各藥物組大鼠的FPG濃度均顯著降低，差異有統計學意義（P<0.05，P<0.01），聯合組的FPG濃度降低最明顯，差異有統計學意義（P<0.01）；各藥物組中，以聯合組的降糖效果最明顯（P<0.05）。結論 咖啡酸對2型糖尿病大鼠具有降FPG作用，但不如阿卡波糖的降糖效果顯著。阿卡波糖聯合咖啡酸的降糖效果最明顯。

[關鍵詞]咖啡酸；阿卡波糖；2型糖尿??；降血糖

[中圖分類號] R587.1 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721（2018）9（a）-0016-04

[Abstract] Objective To explore the influence of Caffeic Acid on blood glucose concentration in rats with type 2 diabetes mellitus. Methods Sixty male SD rats aged 6-8 weeks were selected and fed for 3 days. Twenty rats were selected as the normal observation group and they were divided into the blank group and experimental group1-3， and there were 5 rats in each group. The experimental group 1～3 was fed with 0.4， 0.6 and 0.8 g/kg of Caffeic Acid respectively， the blank group was gavaged with 1 ml/100 g of equivalent distilled water. The other 40 rats were fed with high-sugar and high-fat diet for 6 weeks and intraperitoneally injected with 30 mg/kg Streptozotocin （STZ） for 3 days， the model of type 2 diabetic rats was established， FPG>7 mmol/L and rat urine sugar test positive were considered to be successful in modeling. Thirty rats successfully modeled were randomly divided into model group， Acarbose group， combined group and Caffeic Acid group 1-3， and there were 5 rats in each group. Acarbose group was given 10 mg/kg Acarbose， combined group was given 10 mg/kg of Acarbose and 1 g/kg of Caffeic Acid， Caffeic Acid group 1-3 was given 0.8， 1.0， 1.2 g/kg respectively， model group was given 1 ml/100 g of distilled water. The influence of Caffeic Acid on fasting blood glucose （FPG） and insulin （INS） in rats of normal observation group was observed at different times； the influence of each drug group on the concentration of FPG in type 2 diabetic rats was observed. Results There was no significant difference in FPG concentration and INS expression level among the groups （in normal observation group） before gavage， gavage for the first， sixth day （P>0.05）. There was no significant difference in FPG concentration among the groups （in model group and various drug group） before gavage （P>0.05）. After gavage， compared with model group， the FPG concentration in various drug group were decreased significantly， and the differences were statistically significant （P<0.05， P<0.01）. The FPG concentration in combined group was significantly lower， and the difference was statistically significant （P<0.01）. Among the drug groups， the combined group had the most significant hypoglycemic effect （P<0.05）. Conclusion Caffeic Acid has a reducing FPG effect on type 2 diabetic rats， but it is not as effective as Acarbose in reducing blood sugar. The effect of Acarbose combined with Caffeic Acid was the most obvious.

[Key words] Caffeic Acid； Acarbose； Type 2 diabetes mellitus； Reducing the blood glucose

2型糖尿病是胰島素分泌量相對不足或敏感性降低引發的一類代謝紊亂綜合征，患者長期血糖、血脂等代謝異常，可累及多器官及系統，危害極大，應盡早治療，并嚴格控制患者血糖水平[1-2]。目前主要采用藥物治療，但在治療過程中都存在諸多副作用。阿卡波糖治療初發2型糖尿病的臨床效果良好，但易引起胃痛、脹氣等胃腸道反應[3]；二甲雙胍作為一線降糖藥物[4]，不良反應有惡心、腹脹、腹瀉等[5]；磺脲類促泌藥有低血糖反應、對心肌缺血預適應的影響及體重增加等副作用[6]；胰島素類長期肌內注射會使注射部位皮膚萎縮、增生甚至產生硬結，易出現低血糖反應[7]。研究表明，咖啡酸體外對α-葡萄糖苷酶的抑制強度與阿卡波糖相當[8]。在咖啡中開發出一種毒副作用小、生物相容性好、易于接受和堅持的天然降糖物質，為臨床治療2型糖尿病提供參考。

1材料與方法

1.1材料與儀器

咖啡酸（規格：5 g/瓶；生產公司：阿拉??；批號：201606）；阿卡波糖片（50 mg×30片/盒，北京拜耳醫藥保健有限公司；國藥準字H19990205）；STZ溶液（100 mg；美國sigma公司；批號：201605）；F-5血糖試紙（50片/盒；日本京都愛科來）；大鼠胰島素ELISA檢測試劑盒（規格：96T/盒；上海西唐生物科技有限公司；靈敏度：0.5 mIU/L；批號：201703）；京都血糖儀GT-1640（儀器的測量范圍在0～900 mg/dl；日本京都愛科來）。

1.2實驗方法

1.2.1動物分組及大鼠2型糖尿病模型的建立 選用重慶醫科大學動物實驗中心提供的60只6～8周齡雄性SD大鼠[許可證號：SCXK（渝）2017-0001]，體重（250±10）g。從60只大鼠中隨機選取出20只大鼠喂養正常飼料，做正常大鼠觀察實驗；其余 40只用以誘導2型糖尿病大鼠模型，具體分組：①正常觀察組大鼠：將20只大鼠隨機分為空白組和實驗組1～3，共4組，每組5只。②2型糖尿病大鼠：從40只大鼠中篩選出造模成功的30只大鼠，隨機分為模型組、阿卡波糖組、聯合組及咖啡酸組1～3，共6組，每組5只。

適應性飼養3 d后，采用陳欣等[9]介紹的制備2型糖尿病大鼠模型方法，將40只用于造模的大鼠，以高糖高脂飼料連續飼養6周，第6周末禁食不禁水12 h 后稱量大鼠空腹體重，并用30 mg/kg劑量的STZ于腹腔注射3次，每天注射1次，并繼續給予高糖高脂飼料2周，誘導2型糖尿病模型的建立。注射STZ 2周后取大鼠尾靜脈全血，檢測FPG濃度，FPG>7 mmol/L，并結合大鼠尿糖實驗檢測陽性，為建模成功。40只大鼠中，30只大鼠造模成功，成模率為75%。

1.2.2用藥方法 ①正常觀察組大鼠：實驗組1～3分別以0.4、0.6、0.8 g/kg咖啡酸灌胃，空白組以1 ml/100 g等量蒸餾水灌胃，分別檢測灌胃2 h后大鼠FPG濃度及INS表達水平。②2型糖尿病大鼠：實驗前隔夜空腹8～10 h，檢測大鼠灌胃前FPG濃度?？Х人峤M1～3分別以0.8、1.0、1.2 g/kg咖啡酸灌胃，阿卡波糖組為10 mg/kg，聯合組以10 mg/kg的阿卡波糖和1.0 g/kg的咖啡酸混勻后灌胃，模型組以1 ml/100 g等量蒸餾水灌胃。測灌胃2 h后大鼠FPG濃度。

1.2.3檢測指標 檢測各組大鼠的空腹血糖（FPG）濃度及胰島素（INS）表達水平。用京都血糖儀GT-1640測定大鼠FPG濃度；取大鼠尾靜脈血送重慶醫科大學生物醫學工程學院重點實驗室進行檢測，用ELISAcalc軟件計算出胰島素值。

1.3統計學方法

采用統計學軟件SPSS 22.0分析數據，計量資料以均數±標準差（x±s）表示，采用t檢驗和方差分析，以P<0.05為差異有統計學意義。

2結果

2.1各組不同時間FPG濃度的比較

灌胃前，灌胃第1、6天，各組大鼠的FPG濃度比較，差異均無統計學意義（P>0.05）（表1）。

2.2各組不同時間INS表達水平的比較

灌胃前，第1、6天，各組大鼠的INS表達水平比較，差異均無統計學意義（P>0.05）（表2）。

2.3各組灌胃前后FPG濃度的比較

灌胃前，各組的FPG濃度比較，差異均無統計學意義（P>0.05）；灌胃后，與模型組比較，各藥物組大鼠的FPG濃度均顯著降低，差異有統計學意義（P<0.05、P<0.01），聯合組的FPG濃度降低最明顯，差異有統計學意義（P<0.01）；各藥物組中，以聯合組降糖效果最明顯（P<0.05）（表3）。

3 討論

咖啡酸一種天然的酚類化合物，具有抗氧化、抗輻射、抗癌、降血壓、預防心腦血管疾病等多種功能活性[10]?？Х人崃己玫目寡趸饔媚芗m正糖尿病患者體內的脂質過氧化和自由基負荷。已有文獻報道，咖啡酸在糖尿病大鼠中通過刺激腎髓質分泌β內啡肽樣物質而起降糖作用[11]，由于在正常小鼠中沒有觀察到這種降糖作用[12]，認為這一作用具有是非胰島素依賴性。本研究結果提示咖啡酸對正常SD大鼠作用后對FPG濃度和血清INS水平均無明顯影響，未顯示出咖啡酸對正常大鼠的降糖作用。

據統計，2型糖尿病患者的人數占糖尿病患者總數的90%以上[13]。本文表明咖啡酸對2型糖尿病大鼠具有降血糖的作用，但咖啡酸本身存在口服吸收不好，生物利用度較低，不能充分發揮藥效[14]的問題，吳磊等[15]發現大鼠灌胃給予咖啡酸后，吸收迅速，消除半衰期較短，其絕對生物利用度只有14.7%。戴國梁等[16]發現阿司匹林可減慢咖啡酸在大鼠體內代謝的過程。實驗中咖啡酸的使用劑量和溶解性都影響了其對大鼠的降糖效果，采取最適劑量并提高其生物利用度和生物活性會提高其對2型糖尿病大鼠的降糖功效。阿卡波糖可使人體對糖的吸收減緩并抑制食物的多糖分解，能有效地改善胰島素敏感性與細胞功能[17]，降低餐后高血糖，是一種新型的口服降糖藥[18]。本實驗提示阿卡波糖能有效降低2型糖尿病大鼠的FPG濃度，且比咖啡酸的作用效果更好。2型糖尿病早期，使用阿卡波糖藥物治療，通過該藥單獨使用或者聯合其他降血糖藥物使用，均可以有效降低餐后血糖[19]。但在咖啡酸與阿卡波糖聯合用藥服用于2型糖尿病大鼠實驗中，大鼠的FPG降低程度與阿卡波糖單獨作用相當，不過關于咖啡酸單獨和與咖啡酸聯合用藥對大鼠餐后血糖的影響還不確切，提示在2型糖尿病大鼠中，使用阿卡波糖治療，能有效改善大鼠的高血糖水平，選取合適劑量的咖啡酸，對2型糖尿病的預防和治療會有一定的幫助。

咖啡酸在植物界中普遍存在，大量存在于山里紅 （薔薇科）的果實、一支黃花（菊科）的全草、菜薊（菊科）的葉和金銀花（忍冬科）等多種中草藥植物中[20]，咖啡酸化學結構比較簡單，來源豐富，合成容易，成本較低，在醫藥方面應用價值大，不過關于咖啡酸在2型糖尿病方面的報道少見，其具體降糖機制還有待進一步研究。

綜上所述，咖啡酸能降低2型糖尿病大鼠的FPG濃度，不如聯合組和阿卡波糖的效果明顯。但這一新的途徑為2型糖尿病的預防及臨床治療提供了新思路。

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（收稿日期：2018-03-27 本文編輯：許俊琴）