黃河儒，王姍姍，倪曉鋒，陳日萍，張佳莉，陳翼翔，沈生榮＊

（1．浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院，杭州310058；2．浙江省醫(yī)學(xué)科學(xué)院，杭州310013；3．浙江傳媒學(xué)院電子信息學(xué)院，杭州310018）

雨生紅球藻提取物對糖尿病小鼠血糖及血脂水平的干預(yù)和調(diào)節(jié)作用

黃河儒1，2，王姍姍1，倪曉鋒1，陳日萍2，張佳莉2，陳翼翔3，沈生榮1＊

（1．浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院，杭州310058；2．浙江省醫(yī)學(xué)科學(xué)院，杭州310013；3．浙江傳媒學(xué)院電子信息學(xué)院，杭州310018）

通過造小鼠糖尿病模型并給予不同劑量的雨生紅球藻提取物，研究其對糖尿病造模小鼠糖耐量和胰島素耐量的影響、血脂的調(diào)節(jié)情況及改善糖尿病病情的可能的作用機(jī)制．通過四氧嘧啶腹腔注射的方式建立糖尿病小鼠模型，灌胃給予不同劑量的雨生紅球藻提取物，給藥期為28d，每7d記錄1次小鼠空腹血糖及體質(zhì)量；給藥期末進(jìn)行耐糖量和胰島素耐量實(shí)驗(yàn)，并測定血清甘油三酯（triglyceride，TG）、血清總膽固醇（serum total cholesterol，TC）、高密度脂蛋白膽固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL－C）和低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL－C）含量．結(jié)果表明：造模后小鼠毛色雜亂暗淡，出現(xiàn)明顯多飲、多食、多尿的“三多＂癥狀，小鼠體質(zhì)量明顯減輕．試驗(yàn)組給予不同劑量雨生紅球藻提取物28d后，高、中、低劑量組的體質(zhì)量與模型對照組比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著差異（P＜0．01，P＜0．05，P＜0．05），高、中劑量組的血糖與模型組比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著差異（P＜0．05，P＜0．05），且以高劑量組最為明顯．在糖耐量實(shí)驗(yàn)中，各組小鼠的血糖值均在糖負(fù)荷30min時(shí)達(dá)到峰值，30min后血糖值隨著時(shí)間的增加呈下降趨勢；高劑量組和中劑量組血糖值在120min時(shí)明顯低于模型對照組（P＜0．01）．在胰島素耐量實(shí)驗(yàn)中，腹腔注射0．8U／kg胰島素15min后，高劑量組血糖值較基礎(chǔ)值降低20．9%，而低劑量組僅降低0．6%；3個(gè)劑量組在90min時(shí)均降低至最低值，血糖分別降低53．6%、23．9%和17．9%，模型組血糖降低5．3%；120min時(shí)血糖已上升，但雨生紅球藻提取物高劑量組血糖值仍顯著低于模型對照組（P＜0．01）．雨生紅球藻提取物高劑量組血清TC、TG及LDL－C含量明顯低于模型對照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0．05，P＜0．01，P＜0．05）．總之，雨生紅球藻提取物可顯著降低造模糖尿病小鼠的血糖水平，緩解多飲、多食、多尿及體質(zhì)量減輕癥狀，顯著改善病鼠機(jī)體的糖耐量及胰島素耐量，提升其對葡萄糖的利用能力，有效調(diào)節(jié)病鼠的血脂紊亂，改善血液環(huán)境，且對正常小鼠的血糖、血脂無顯著影響．在實(shí)驗(yàn)所用的3個(gè)劑量中，以高劑量（8g／kg）效果最佳．

雨生紅球藻提取物；四氧嘧啶；糖尿病小鼠；糖耐量；胰島素耐量

Journal of Zhejiang University（Agric．＆Life Sci．），2015，41（6）：641－649

SummaryDiabetes was generally recognized as a critical issue in global public health，and has become the third noninfectious disease after angiocardiopathy and cancer．So far，the combination of applying insulin and controlling diet，as well as changing the way of living were the major therapeutic method for treating diabetes．Recently，the adjuvant therapy of natural extracts has been the research highlight in this field．

To observe the intervention effect of Haematococcus pluvialis extract on blood glucose tolerance，insulin tolerance，lipid adjustment and the possible functional mechanism of improving diabetic patients’condition，the diabetic mouse models were induced by alloxan through intraperitoneal injection，and given by gavage with different doses of H．pluvialis extract for 28days．The contents of fasting blood glucose and their body masses were detected at 7－day intervals．The capability of blood glucose tolerance and insulin tolerance was measured during later period of administration．Meanwhile，the contents of triacylglycerol（TG），serum total cholesterol（TC），high density lipoprotein cholesterol（HDL－C）and low density lipoprotein cholesterol（LDL－C）were detected．

After modeling，the mice had dark and messy hair，and the typical diabetic symptoms including polydipsia，polyphagia and polyuria along with significant mass loss．Compared with the model group，by giving different doses of H．pluvialis extract in 28dfor experimental groups，the high，middle and low dose groups had statistically significant differences between the body masses and blood glucose contents，respectively（P＜0．01，P＜0．05，P＜0．05）．The difference between high dose group and model group was most evident．During the experiment of blood glucose tolerance，the blood glucose level of each group reached the peak in 30min of glucose loading．The glucose levels appeared downtrend after 30min，of which the high dose group and middle dose group were much lower than the model group in 120min（P＜0．01）．In the insulin experiment，after injecting 0．8U／kg insulin for 15min，the blood glucose level of high dose group reduced by 20．9%compared with the basic level，while the low dose group only reduced by 0．6%．Three dose groups had the lowest blood glucose levels which reduced by 53．6%，23．9%and 17．9%respectively in 90min，while the model group reduced by 5．3%．The blood glucose increased in 120min；however，the level in the high dose group of H．pluvialis extract was still much lower than that of model group（P＜0．01）．The TC，TG and LDL－C contents of the high dose group of H．pluvialis extract were much lower than the model group，which were statistically significant differences（P＜0．05，P＜0．01，P＜0．05）．

Haematococcus pluvialis extract has remarkable effect of decreasing blood glucose level，relieving the symptoms of polydipsia，polyphagia，polyuria and mass loss，improving the glucose tolerance and insulin tolerance，increasing the utilization of glucose and regulating blood lipid level on diabetic mice．However，it has no effect on the blood glucose and lipids of normal mice．Among the three dose groups，the high dose group（8g／kg）has the best effect．

糖尿病是由遺傳和環(huán)境因素相互作用引起的胰島素分泌異常，伴有或不伴有胰島素抵抗，而導(dǎo)致以慢性血葡萄糖水平增高為特征的代謝性疾病，成為繼心血管和腫瘤之后的第三大非傳染性疾病，已被公認(rèn)為愈來愈嚴(yán)重的存在于全球范圍內(nèi)的公共衛(wèi)生問題［1］．隨著生活方式西方化和人口老齡化，中國肥胖發(fā)生率和糖尿病患病率呈迅猛增長趨勢．據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全世界糖尿病人數(shù)為3．66億，預(yù)計(jì)到2030年將達(dá)到5．52億［2］；在中國14個(gè)省市進(jìn)行的糖尿病流行病學(xué)調(diào)查顯示，我國20歲以上的成年人糖尿病患病率為9．7%［3］．目前治療糖尿病的方法主要是運(yùn)用胰島素配合飲食控制以及生活方式的改變．天然提取物的輔助治療已成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)．雨生紅球藻提取物是一種含蝦青素的天然抗氧化劑，它具有抗氧化作用，可增強(qiáng)細(xì)胞再生能力，維持機(jī)體平衡和減少衰老細(xì)胞的堆積，由內(nèi)而外保護(hù)細(xì)胞．有文獻(xiàn)報(bào)道，蝦青素可保護(hù)胰腺β細(xì)胞、抗氧化、抗感染、改善胰島素抵抗［2－6］，在改善糖尿病并發(fā)癥方面有一定作用［7－15］，同時(shí)，它還具有防止肝損傷、降血壓、降眼壓、抗胃潰瘍、抗疲勞、抗骨質(zhì)疏松、抗輻射等生物活性［16－22］．但是對雨生紅球藻提取物的降血糖、調(diào)節(jié)血脂的作用還鮮見報(bào)道．本文通過建立小鼠糖尿病模型并給予不同劑量的雨生紅球藻提取物，觀察其對糖尿病造模小鼠糖耐量和胰島素耐量的影響、血脂的調(diào)節(jié)情況及改善糖尿病病情的可能的作用機(jī)制，為該提取物的進(jìn)一步開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)．

1 材料與方法

1．1 材料

1．1．1實(shí)驗(yàn)動物 ICR成年健康雄性小鼠，體質(zhì)量（22±2）g，由浙江省實(shí)驗(yàn)動物中心提供（實(shí)驗(yàn)動物合格證號：SCXK（浙）2014－0001）．所有動物實(shí)驗(yàn)均在浙江省實(shí)驗(yàn)動物中心屏障環(huán)境內(nèi)完成（動物使用許可證號：SYXK（浙）2014－0008）．飼養(yǎng)條件：供試小鼠均在屏障系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)飼養(yǎng)，萬級空氣潔凈度，換氣次數(shù)10～20次／h，溫度20～26℃，相對濕度40%～70%，晝夜溫差≤3℃．小鼠飲用超濾水，飼喂60Co處理的營養(yǎng)配合飼料，所有籠器具、墊料等均經(jīng)過脈動真空滅菌器以121℃、40min高壓滅菌處理．

1．1．2材料與試劑 四氧嘧啶（alloxan），美國Sigma化學(xué)公司產(chǎn)品，批號068K1131；鹽酸二甲雙胍片，中美上海施貴寶制藥有限公司，批號1408092；胰島素，江蘇萬邦生化醫(yī)藥股份有限公司，批號3350189；葡萄糖，江西紅星藥業(yè)有限公司，批號S140829；OneTouch SureStep血糖試紙，美國強(qiáng)生LifeScan公司；雨生紅球藻提取物，北京綠色金可生物科技有限公司，批號AO141201．

1．1．3儀器與設(shè)備 MD－M4多功能酶標(biāo)儀，美國Molecular Devices公司；5804R離心機(jī)，德國Eppendorf股份公司；AB204－E電子天平，瑞士Mettler－Toledo公司；穩(wěn)豪型血糖儀，美國強(qiáng)生公司．

1．2 實(shí)驗(yàn)方法

1．2．1四氧嘧啶誘導(dǎo)小鼠糖尿病給藥劑量的確定從浙江省實(shí)驗(yàn)動物中心領(lǐng)取ICR小鼠，適應(yīng)性培養(yǎng)后記錄空腹血糖．分別腹腔注射四氧嘧啶100、200和400mg／kg，當(dāng)空腹血糖≥11．1mmol／L時(shí)，視為造模成功．試驗(yàn)期間小鼠死亡數(shù)不計(jì)入成模率內(nèi)．成模率＝空腹血糖≥11．1mmol／L的未死亡小鼠／實(shí)驗(yàn)小鼠總數(shù)．由于注射100、200和400mg／kg劑量的四氧嘧啶死亡率分別是0%、12．5%和62．5%，成模率分別是62．5%、87．5%和37．5%，故選用200mg／kg作為四氧嘧啶造模劑量．

1．2．2造模 取90只雄性健康ICR小鼠，用普通飼料適應(yīng)性喂養(yǎng)3d，選其中65只按200mg／kg腹腔注射四氧嘧啶，5d后測定空腹血糖，選50只血糖濃度達(dá)到11．1mmol／L以上且其濃度分布在13～28 mmol／L之間的小鼠進(jìn)行下一步處理．

1．2．3雨生紅球藻提取物處理 造模后重新稱質(zhì)量．將上述50只造模成功的小鼠按血糖濃度分成5組，每組10只；從剩余25只正常對照小鼠中挑選20只體質(zhì)量接近者分為2組，每組10只．

雨生紅球藻提取物的人體推薦劑量為1．1g／d，本實(shí)驗(yàn)設(shè)置的低、中、高劑量分別為人體推薦劑量的10倍、20倍和40倍，即2、4和8g／kg［23］．

雨生紅球藻提取物高劑量組（H）：造模成功后，按照8g／kg劑量每日灌服雨生紅球藻提取物；

雨生紅球藻提取物中劑量組（M）：造模成功后，按照4g／kg劑量每日灌服雨生紅球藻提取物；

雨生紅球藻提取物低劑量組（L）：造模成功后，按照2g／kg劑量每日灌服雨生紅球藻提取物；

陽性藥物組（PD）：造模成功后，按照200mg／kg劑量每日灌服二甲雙胍；

模型對照組（DM）：造模成功后，灌服生理鹽水；

空白對照組（NC）：與模型組同期灌服生理鹽水；

雨生紅球藻提取物正常對照組（NC－H）：與模型組同期灌服8g／kg雨生紅球藻提取物．

1．2．4標(biāo)本采集及處理 每天觀察動物1次，包括動物精神狀況、行為和毛色有無異常．每周稱量并記錄動物體質(zhì)量1次．造模成功后于每周固定時(shí)間測定空腹血糖．4周后，眼球取血（約500μL），將全血以3 000r／min離心10min后收集血清，－20℃保存．1．2．5葡萄糖耐量試驗(yàn) 在標(biāo)本采集前1天進(jìn)行糖耐量試驗(yàn)，各組動物禁食3～4h，測定空腹血糖即給葡萄糖前（0h）血糖值．劑量組給予不同濃度雨生紅球藻提取物，模型對照組、空白對照組不做處理，15～20min后各組經(jīng)口給予葡萄糖2．5g／kg體質(zhì)量，分別測定30、60和120min血糖值．若模型對照組0．5h血糖值≥11．1mmol／L，或模型對照組在30、60和120min任一時(shí)間點(diǎn)血糖比空白對照組顯著升高，判定模型糖代謝紊亂成立，觀察模型對照組與雨生紅球藻劑量組空腹血糖以及給予葡萄糖30、60和120min后的血糖變化．

1．2．6胰島素耐量試驗(yàn) 各組小鼠在胰島素耐量試驗(yàn)前需禁食6h后用血糖儀檢測尾靜脈空腹血糖，然后腹腔注射0．8U／kg胰島素，分別于15、30、60、90和120min后用血糖儀檢測尾靜脈血糖值．

1．2．7小鼠血脂測定 用GOD－PAP酶法［24］配合多功能酶標(biāo)儀檢測血清總膽固醇（serum total cholesterol，TC）和甘油三酯（triglyceride，TG）含量，用雙試劑直接法［24］配合多功能酶標(biāo)儀檢測血清高密度脂蛋白膽固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL－C）和低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL－C）含量．

1．2．8統(tǒng)計(jì)分析 結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示．采用SPSS 9．0統(tǒng)計(jì)軟件包的單因素方差分析（oneway ANOVA）進(jìn)行組間比較．

2 結(jié)果與分析

2．1小鼠一般體征及體質(zhì)量變化

造模后小鼠毛色雜亂暗淡，出現(xiàn)明顯的多飲、多食、多尿的“三多＂癥狀，小鼠體質(zhì)量明顯減輕．試驗(yàn)組給予不同劑量雨生紅球藻提取物28d后，各組小鼠癥狀均有不同程度的改善．其中，與模型對照組（DM）比較，雨生紅球藻高、中、低組小鼠體質(zhì)量在第28d時(shí)差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0．01，P＜0．05，P＜0．05），以高劑量組差異最為明顯（表1）．另外，模型組隨著時(shí)間的延長體質(zhì)量有所下降，表現(xiàn)出糖尿病典型的“一少（體質(zhì)量減輕）＂癥狀，各給藥組隨著時(shí)間的增加體質(zhì)量變化不明顯．

表1 雨生紅球藻提取物對造模糖尿病小鼠體質(zhì)量的影響Table 1 Effects of Haematococcus pluvialis extracts on body mass of alloxan－induced diabetic mice g

2．2 雨生紅球藻提取物對小鼠血糖濃度的影響

從表2可以看出：與模型組比較，按4和8g／（kg爛d）雨生紅球藻提取物灌胃糖尿病小鼠28d后，其血糖值顯著降低（P＜0．05），并呈現(xiàn)一定的劑量－效應(yīng)關(guān)系；與陽性藥物組（PD）比較，雨生紅球藻提取物高劑量組在7、14、21和28d時(shí)血糖值存在統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著差異（P＜0．01，P＜0．01，P＜0．05，P＜0．05）；而雨生紅球藻提取物對正常小鼠血糖沒有顯著影響．

2．3 雨生紅球藻提取物對小鼠口服葡萄糖耐量的影響

從表3可以看出：各組小鼠的血糖值均在糖負(fù)荷30min時(shí)達(dá)到峰值，30min后血糖值隨著時(shí)間的增加呈下降趨勢；雨生紅球藻高劑量組和中劑量組血糖值在120min時(shí)明顯低于模型組（P＜0．01）；高劑量組血糖值在0和30min時(shí)與陽性藥物組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0．05），在60和120min時(shí)與陽性藥物組比較沒有顯著差異；中劑量組血糖值在0、30、60和120min時(shí)與陽性藥物組比較差異有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0．01）．說明雨生紅球藻提取物能明顯降低小鼠的血糖值，提高小鼠的糖耐量，并且高劑量組效果比中劑量組好．

表2 雨生紅球藻提取物對造模糖尿病小鼠血糖濃度的影響Table 2 Effects of H．pluvialis extracts on blood glucose concentration of alloxan－induced diabetic mice mmol／L

表3 雨生紅球藻提取物對造模糖尿病小鼠口服葡萄糖耐量的影響Table 3 Effects of H．pluvialis extracts on blood glucose concentration of alloxan－induced diabetic mice in the oral glucose tolerance test

2．4 雨生紅球藻提取物對小鼠胰島素耐量的影響

從表4可以看出：小鼠的胰島素耐量在一定時(shí)間內(nèi)呈下降趨勢，模型對照組血糖在30min時(shí)達(dá)到最低點(diǎn)，在120min時(shí)血糖快速升高，其余組小鼠血糖在60～90min時(shí)達(dá)到最低點(diǎn)，90min后均有所增加，但增加幅度不大．說明糖尿病模型組小鼠的胰島素耐量明顯增加，自身產(chǎn)胰島素明顯不足．

從表4還可以看出：腹腔注射0．8U／kg胰島素15min后，高劑量組血糖值較基礎(chǔ)值降低20．9%，而低劑量組僅降低0．6%，3個(gè)劑量組在90 min時(shí)均降低至最低值，血糖分別降低53．6%、23．9%和17．9%，模型組血糖降低5．3%；120min時(shí)血糖上升，但雨生紅球藻提取物高劑量組血糖值仍顯著低于模型組（P＜0．01）．與陽性藥物組比較，雨生紅球藻高劑量組在60和90min時(shí)對胰島素耐量在統(tǒng)計(jì)學(xué)上都具有顯著差異（P＜0．05，P＜0．01）．說明高劑量雨生紅球藻提取物可明顯增加小鼠對葡萄糖的利用能力，降低糖尿病小鼠的胰島素耐量，并且效果優(yōu)于陽性藥物．

2．5 雨生紅球藻提取物對小鼠血脂的影響

從表5可以看出：與空白對照組（NC）比較，模型組TG、TC和LDL－C含量均顯著增高（P＜0．01，P＜0．01，P＜0．05），說明模型動物存在高脂血癥；雨生紅球藻提取物高劑量組血清TC、TG及LDL－C含量明顯低于模型對照組（P＜0．05，P＜0．01，P＜0．05），中劑量組血清TC、TG含量明顯低于模型對照組（P＜0．05），低劑量組血清TG含量明顯低于模型對照組（P＜0．05），同時(shí)，雨生紅球藻高、中、低劑量組與陽性藥物組比較沒有顯著差異．說明雨生紅球藻提取物具有調(diào)節(jié)小鼠血脂的作用．

表4 雨生紅球藻提取物對造模糖尿病小鼠胰島素耐量的影響Table 4 Effects of H．pluvialis extracts on blood glucose concentration of alloxan－induced diabetic mice in the insulin tolerance test

表5 雨生紅球藻提取物對造模糖尿病小鼠血清血脂濃度的影響Table 5 Effects of H．pluvialis extracts on serum lipid concentration of alloxan－induced diabetic mice mmol／L

3 討論

本研究所用雨生紅球藻提取物中含有≥6%的蝦青素有效成分．蝦青素（astaxanthin，ASX）即3，3′－二羥基－4，4′－二酮基－β，β′－胡蘿卜素，為萜烯類不飽和化合物，化學(xué)分子式為C10H52O4，分子結(jié)構(gòu)中有2個(gè)β－紫羅蘭酮環(huán)，11個(gè)共軛雙鍵，這些結(jié)構(gòu)都具有比較活潑的電子效應(yīng)，能向自由基提供電子或吸引自由基的未配對電子，是本實(shí)驗(yàn)的主要功效成分之一．

有研究表明，蝦青素具有改善造模動物血糖水平的功能．Bhuvaneswari等［4］和Arunkumar等［5］將供試鼠給予高糖高脂飲食后誘導(dǎo)Ⅱ型糖尿病動物模型，并將實(shí)驗(yàn)鼠分為對照組和蝦青素給藥組，給藥結(jié)束后觀察蝦青素對肝臟的胰島素信號和葡萄糖代謝的作用，發(fā)現(xiàn)蝦青素能通過調(diào)節(jié)代謝酶和胰島素信號通路進(jìn)而改善葡萄糖代謝作用．陳志強(qiáng)等［12］用四氧嘧啶制備糖尿病小鼠模型，評估蝦青素對糖尿病小鼠的降血糖作用，發(fā)現(xiàn)蝦青素能降低糖尿病小鼠的血糖水平．Cicero等［13］用小檗堿聯(lián)合甘蔗脂肪醇以及兩者配以紅酵母提取物、蝦青素分別治療高脂血癥受試者，發(fā)現(xiàn)后者能更有效地降低TG、TC、LDL－C含量，提高HDL－C含量．本實(shí)驗(yàn)采用雨生紅球藻提取物以2、4、8g／（kg爛d）灌胃糖尿病小鼠，用四氧嘧啶造模后小鼠毛色雜亂暗淡，出現(xiàn)明顯多飲、多食、多尿并伴有體質(zhì)量減輕癥狀，給予不同劑量雨生紅球藻提取物28d后，各組小鼠以上癥狀均有不同程度的改善，以高劑量雨生紅球藻提取物組最為明顯；用藥后體質(zhì)量下降減緩的原因可能是雨生紅球藻提取物降低了病鼠血糖，提高了肌體糖耐量和對葡萄糖的利用率，調(diào)節(jié)了肌體的糖代謝及脂代謝，致使肌體對脂肪消耗減少，同時(shí)降血糖作用緩解了肌體在高血糖下的滲透性利尿，減少了肌體水分流失．本研究供試提取物蝦青素含量≥6%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明雨生紅球藻提取物降血糖效果雖不及傳統(tǒng)的經(jīng)典降糖藥二甲雙胍，但仍可顯著降低小鼠空腹血糖濃度，并呈現(xiàn)劑量－效應(yīng)關(guān)系，同時(shí)對正常小鼠血糖沒有顯著影響，功效作用與其主要成分及含量有關(guān)．糖耐量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：各組小鼠的血糖值均在糖負(fù)荷30min時(shí)達(dá)到峰值，120min時(shí)的血糖值基本回落；雨生紅球藻提取物高劑量組糖負(fù)荷后在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的血糖值明顯低于模型組（P＜0．01），表明兩組小鼠糖耐量具有極顯著差異；高劑量組血糖值在0和30min時(shí)與陽性藥物組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0．05），在60和120min時(shí)與陽性藥物組比較沒有顯著差異，中劑量組血糖值在0、30、60和120min時(shí)與陽性藥物組比較差異有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0．01），表明雨生紅球藻高劑量組比中劑量組在降低小鼠血糖值、改善糖耐量方面更接近陽性藥物組．胰島素耐量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：腹腔注射0．8 U／kg胰島素15min后，高劑量組血糖值較基礎(chǔ)值降低20．9%，而低劑量組僅降低0．6%；高、中、低3個(gè)劑量組在90min時(shí)均降低至最低值，血糖值分別降低53．6%、23．9%和17．9%，模型組血糖降低5．3%，120min時(shí)血糖已上升，但高劑量組的血糖值仍顯著低于模型組（P＜0．01）；高劑量組在60和90min時(shí)與陽性藥物組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0．05，P＜0．01）．說明高劑量雨生紅球藻提取物明顯增加了小鼠對葡萄糖的利用能力并且效果優(yōu)于陽性對照，但其作用機(jī)制是增加胰島素敏感性還是降低胰島素抵抗有待進(jìn)一步研究．血脂測定結(jié)果表明：與空白對照組比較，模型組TG、TC和LDL－C含量均顯著增高（P＜0．01，P＜0．01，P＜0．05），說明模型動物存在高脂血癥；雨生紅球藻提取物高劑量組血清TC、TG及LDL－C含量明顯低于模型組（P＜0．05，P＜0．01，P＜0．05），中劑量組血清TC、TG含量明顯低于模型組（P＜0．05），低劑量組血清TG含量明顯低于模型組（P＜0．05），同時(shí)，雨生紅球藻高、中、低劑量組與陽性對照組比較沒有顯著差異．說明雨生紅球藻提取物能有效降低高脂血癥小鼠血清中的TC、TG及LDL－C含量，可以干預(yù)調(diào)節(jié)糖尿病小鼠的高脂血癥，且濃度越高越有效．

在降糖機(jī)制研究方面，Bhuvaneswari等［4］和Arunkumar等［5］在高糖高脂飲食后誘導(dǎo)Ⅱ型糖尿病動物模型實(shí)驗(yàn)中，小鼠顯示出明顯的胰島素抵抗，而經(jīng)蝦青素處理后的高糖高脂飲食小鼠的胰島素敏感性參數(shù)有明顯的改善，同時(shí)觀察到酪氨酸磷酸化增加，胰島素受體底物－1（insulin receptor substrate－1，IRS－1）和胰島素受體底物－2（IRS－2）的絲氨酸磷酸化減少，由高糖高脂飲食誘導(dǎo)的c－Jun氨基末端激酶1（c－Jun N－terminal kinase 1，JNK－1）和細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶2（extracellular signalregulated kinase 2，ERK－2）也顯著降低．近年來的研究表明，蝦青素能促進(jìn)受IRS－1誘導(dǎo)的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4的轉(zhuǎn)位和葡萄糖的吸收，并抑制JNK的活化從而減輕對胰島素信號通路的損傷，此外，還檢測到蝦青素能有效改善由腫瘤壞死因子α（tumournecrosis factorα，TNF－α）和游離脂肪酸誘導(dǎo)的胰島素抵抗［6］．上述研究證明蝦青素改善氧化應(yīng)激也是調(diào)節(jié)血糖的機(jī)制之一．另外，流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果證明蝦青素可以調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝從而調(diào)節(jié)血糖代謝．

在本實(shí)驗(yàn)中雨生紅球藻提取物也具有降血糖和調(diào)節(jié)血脂的作用．經(jīng)檢測，該天然提取物中蝦青素含量占總含量的6%以上，若不計(jì)賦形劑，則蝦青素含量占總含量的24%以上，故猜測蝦青素是該提取物的主要功效成分之一．該產(chǎn)品為天然提取物，除了其賦形劑是天然食品及成分以外，是否還有其他同類活性成分，有待進(jìn)一步研究．

綜上所述，雨生紅球藻提取物可顯著降低造模糖尿病小鼠的血糖水平，緩解多飲、多食、多尿及體質(zhì)量減輕癥狀，顯著改善病鼠機(jī)體的糖耐量及胰島素耐量，提升其對葡萄糖的利用能力，有效調(diào)節(jié)病鼠的血脂紊亂，改善血液環(huán)境，且對正常小鼠的血糖和血脂無顯著影響．在實(shí)驗(yàn)所用的3個(gè)劑量中，以8g／kg高劑量雨生紅球藻提取物效果最佳．雨生紅球藻提取物能在一定程度上調(diào)節(jié)造模糖尿病小鼠的血糖和血脂水平，作為食物營養(yǎng)補(bǔ)給劑或調(diào)節(jié)劑，該提取物具有一定的應(yīng)用價(jià)值，但其作用機(jī)制有待深入研究．本次實(shí)驗(yàn)僅收集了雨生紅球藻改善糖尿病的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，隨著日后研究的深入，將著手進(jìn)行分子生物學(xué)水平的研究，探討雨生紅球藻改善糖尿病的機(jī)制．此外，筆者研究發(fā)現(xiàn)雨生紅球藻提取物可以改善病鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)，提高腸道益生菌比例（數(shù)據(jù)未發(fā)表），而腸道菌群是影響肌體血糖及血脂的重要因素，故推測腸道菌群可能是雨生紅球藻改善糖尿病的途徑之一．

（References）：

［1］ 鄒欣蓉，劉瓊，毛玉山，等．蝦青素與Ⅱ型糖尿病研究進(jìn)展．中國海洋藥物，2014，33（3）：91－93．Zou X R，Liu Q，Mao Y S，et al．Processes of astaxanthin on typeⅡdiabetes．Chinese Journal of Marine Drugs，2014，33（3）：91－93．（in Chinese with English abstract）

［2］ Guariguata L，Whiting D，Weil C，et al．The International Diabetes Federation diabetes atlas methodology for estimating global and national prevalence of diabetes in adults．Diabetes Research and Clinical Practice，2011，94（3）：322－332．

［3］ Yang W，Lu J，Weng J，et al．Prevalence of diabetes among men and women in China．New England Journal of Medicine，2010，362（12）：1090－1101．

［4］ Bhuvaneswari S，Yogalakshmi B，Sreeja S，et al．Astaxanthin reduces hepatic endoplasmic reticulum stress and nuclear factor－kappa B－mediated inflammation in high fructose and high fat diet－fed mice．Cell Stress and Chaperones，2014，19（2）：183－191．

［5］ Arunkumar E，Bhuvaneswari S，Anuradha C V，et al．An intervention study in obese mice with astaxanthin，a marine carotenoid，effects on insulin signaling and pro－inflammatory cytokines．Food ＆Function，2012，3（2）：120－126．

［6］ Ishiki M，Nishida Y，Ishibashi H，et al．Impact of divergent effects of astaxanthin on insulin signaling in L6cells．Endocrinology，2013，154（8）：2600－2612．

［7］ Kim Y J，Kim Y A，Yokozawa T．Protection against oxidative stress，inflammation，and apoptosis of highglucose－exposed proximal tubular epithelial cells by astaxanthin．Journal of Agricultural and Food Chemistry，2009，57（19）：8793－8797．

［8］ Dong L Y，Jin J，Lu G，et al．Astaxanthin attenuates the apoptosis of retinal ganglion cells in db／db mice by inhibition of oxidative stress．Marine Drugs，2013，11（3）：960－974．

［9］ Otsuka T，Shimazawa M，Nakanishi T，et al．Protective effects of a dietary carotenoid，astaxanthin，against lightinduced retinal damage．Journal of Pharmacological Sciences，2013，123（3）：209－218．

［10］ Zhao Z W，Cai W，Lin Y L，et al．Ameliorative effect of astaxanthin on endothelial dysfunction in streptozotocininduced diabetes in male rats．Arzneimittel－Forschung，2011，61（4）：239－246．

［11］ Chan K C，Pen P J，Yin M C，et al．Anticoagulatory and antiinflammatory effects of astaxanthin in diabetic rats．Journal of Food Science，2012，77（2）：76－80．

［12］ 陳志強(qiáng)，任璐，王昌祿，等．蝦青素對四氧嘧啶致糖尿病小鼠降血糖作用研究．天然產(chǎn)物研究與開發(fā)，2008，20（6）：1064－1087．Chen Z Q，Ren L，Wang C L，et al．Hypoglycemic effect on alloxan diabetic mice．Natural Product Research and Development，2008，20（6）：1064－1087．（in Chinese with English abstract）

［13］ Cicero A F，Rovati L C，Setnikar I，et al．Eulipidemic effects of berberine administered alone or in combination with other natural cholesterol－lowering agents．A single－blind clinical investigation．Arzneimittel－Forschung，2007，57（1）：26－30．

［14］ Jacobsson L S，Yuan X M，Ziedén B，etal．Effects ofαtocopherol and astaxanthin on LDL oxidation and atherosclerosis in WHHL rabbits．Atherosclerosis，2004，173（2）：231－237．

［15］ 羅仁勇，曾永蘭．天然蝦青素軟膠囊降血脂功能的實(shí)驗(yàn)研究．現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué)，2009，36（4）：731－732．Luo R Y，Zeng Y L．Effects of astaxanthin on blood fat in rats．Modern Preventive Medicine，2009，36（4）：731－732．（in Chinese with English abstract）

［16］ Curek G D，Cort A，Yucel G，et al．Effect of astaxanthin on hepatocellular injury following ischemia／reperfusion．Toxicology，2010，267（1）：147－153．

［17］ Monroy－Ruiz J，Sevilla M A，Carrón R，et al．Astaxanthinenriched－diet reduces blood pressure and improvescardiovascular parameters in spontaneously hypertensive rats．Pharmacological Research，2011，63（1）：44－50．

［18］ Cort A，Ozturk N，Akpinar D，et al．Suppressive effect of astaxanthin on retinal injury induced by elevated intraocular pressure．Regulatory Toxicology and Pharmacology，2010，58（1）：121－130．

［19］ 楊瓊，張真，朱鉉，等．蝦青素對大鼠乙酸性胃潰瘍的治療作用．藥學(xué)學(xué)報(bào)，2009，44（5）：558－560．Yang Q，Zhang Z，Zhu X，et al．Therapeutic effect of astaxanthin on acetic acid－induced gastriculcer in rats．Acta Pharmaceutica Sinica，2009，44（5）：558－560．（in Chinese with English abstract）

［20］ 陳東方，王海玉，李立，等．天然蝦青素緩解體力疲勞作用的實(shí)驗(yàn)研究．中國現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志，2010，20（17）：2567－2569．Chen D F，Wang H Y，Li L，et al．Alleviative effect of natural astaxanthin on physical fatigue．China Journal of Modern Medicine，2010，20（17）：2567－2569．（in Chinese with English abstract）

［21］ 裴凌鵬，惠伯棣．蝦青素抗去勢雌性大鼠骨質(zhì)疏松癥實(shí)驗(yàn)研究．南京醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008，85（3）：249－252．Pei L P，Hui B D．Effects of astaxanthin on osteoporosis in ovariectomized rats．Acta Universitatis Medicinalis Nanjing：Natural Science，2008，85（3）：249－252．（in Chinese with English abstract）

［22］ Santocono M，Zurria M，Berrettini M，et al．Influence of astaxanthin，zeaxanthin and lutein on DNA damage and repair in UVA－irradiated cells．Journal of Photochemistry and Photobiology B：Biology，2006，85（3）：205－215．

［23］ 徐叔云，卞如濂，陳修，等．藥理實(shí)驗(yàn)方法學(xué)．3版．北京：人民衛(wèi)生出版社，2001：203－204．Xu X Y，Bian R L，Chen X，et al．Experimental Methodology of Pharmacology．3rd ed．Beijing：People’s Medical Publishing House，2001：203－204．（in Chinese）

［24］ 葉應(yīng)嫵，王毓三．全國臨床檢驗(yàn)操作規(guī)程．3版．南京：東南大學(xué)出版社，2006：474，479，485．Ye Y W，Wang Y S．National Guide to Clinical Laboratory Procedures．3rd ed．Nanjing：Southeast University Press，2006：474，479，485．（in Chinese)

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Intervention and regulation effect of Haematococcus pluvialis extract on blood glucose and lipid of diabetic mice．

Huang Heru1，2，Wang Shanshan1，Ni Xiaofeng1，Chen Riping2，Zhang Jiali 2，Chen Yixiang3，Shen Shengrong1＊
（1．College of Biosystems Engineering and Food Science，Zhejiang University，Hangzhou 310058，China；2．Zhejiang Academy of Medical Sciences，Hangzhou 310013，China；3．School of Electronics and Information，Zhejiang University of Media and Communications，Hangzhou 310018，China）

Haematococcus pluvialis extract；alloxan；diabetic mice；glucose tolerance；insulin tolerance

R 282．71；R 587．1；R 446．11＋2

A

10．3785／j．issn．1008－9209．2015．05．121

浙江省重大科技專項(xiàng)（2014CO3015）；浙江省醫(yī)學(xué)科學(xué)院青年基金計(jì)劃項(xiàng)目（2015Y005）；浙江省科技廳公益性技術(shù)應(yīng)用研究計(jì)劃項(xiàng)目（2014C32006）．

沈生榮（http：／／orcid．org／0000－0003－4096－1693），E－mail：shrshen＠zju．edu．cn

聯(lián)系方式：黃河儒（http：／／orcid．org／0000－0001－9976－2037），E－mail：zhudeluoji＠126．com

2015－05－12；接受日期（Accepted）：2015－07－03；< class="emphasis_bold">網(wǎng)絡(luò)出版日期

日期（Published online）：2015－11－18

URL：http：／／www．cnki．net／kcms／detail／33．1247．s．20151118．1814．020．html