丝胶对2型糖尿病大鼠胰岛素水平的影响*

刘美晓，孙一婵，侯丽娜，宋成军，陈志宏

（承德医学院人体解剖学教研室，河北承德 067000）

丝胶对2型糖尿病大鼠胰岛素水平的影响*

刘美晓，孙一婵，侯丽娜，宋成军△，陈志宏△

（承德医学院人体解剖学教研室，河北承德 067000）

目的:观察丝胶对2型糖尿病模型大鼠血清胰岛素水平的影响。方法:48只雄性SD大鼠随机分为正常对照组、2型糖尿病模型组、丝胶治疗组和二甲双胍阳性对照组4组，每组12只大鼠。采用高脂高糖饲料喂养联合链脲佐菌素(35mg/kg，2次）连续腹腔注射的方法制作2型糖尿病大鼠模型，以空腹血糖≥11.1mmol/L作为成模标准。待模型成功建立后，丝胶组和阳性对照组大鼠分别给予丝胶（2.4g/kg/d）和二甲双胍(55.33mg/kg/ d）灌胃35天。分别采用葡萄糖氧化酶法和ELISA法检测各组大鼠的血糖和血清胰岛素水平。结果:模型组大鼠的血糖明显高于正常组大鼠、血清胰岛素水平明显低于正常组大鼠(P＜0.05）;丝胶治疗组、阳性对照组大鼠的血糖明显低于模型组大鼠，血清胰岛素水平明显高于模型组大鼠(P＜0.05）。结论:丝胶可提高2型糖尿病大鼠血清胰岛素水平，这可能是丝胶降血糖作用的机制之一。

丝胶;2型糖尿病;胰岛素;ELISA

2型糖尿病主要以血糖升高、胰岛素抵抗以及胰岛β细胞功能受损等为主要特征，如何降低血糖、保护胰岛、促进β细胞分泌胰岛素是治疗2型糖尿病的关键[1-2]。胰岛素作为在机体物质代谢中发挥重要作用的物质，是机体内唯一具有降血糖作用的激素。生理情况下，胰岛素与胰岛素受体结合后，磷酸化胰岛素受体底物的酪氨酸，进一步引起胰岛素信号转导通路下游分子的级联反应，从而发挥胰岛素调节物质代谢的作用[3]。在糖尿病治疗上，化学合成药物造成的毒副作用较多，可给患者肝肾功能造成较重的损害。因此，探寻能有效降低血糖的天然物质意义重大。丝胶蛋白(简称丝胶）是蚕茧中天然的水溶性蛋白质，其具有的生物相容性、能降解等特点，可避免化学合成药物带给人体的毒副作用[4]。本课题组前期研究发现，丝胶能有效降低2型糖尿病大鼠的血糖，且预处理给药能避免模型大鼠血糖升高，但具体机制尚不清楚[5]。为丰富丝胶治疗糖尿病及其并发症的研究，本研究观察了丝胶对2型糖尿病大鼠血清胰岛素水平的影响。

1 材料与方法

1.1 实验动物分组与处理 48只SPF级雄性SD大鼠，购自北京维通利华实验动物技术有限公司，合格证号:SCXK(京）2012-0001。大鼠随机分为以下4组:正常对照组、2型糖尿病模型组、丝胶治疗组和二甲双胍阳性对照组，每组12只大鼠。除正常组大鼠外，其它各组均采用高脂高糖饲料喂养联合链脲佐菌素(35mg/kg，2次）连续腹腔注射的方法制作2型糖尿病大鼠模型，以空腹血糖≥11.1mmol/L作为成模标准。待模型成功建立后，丝胶治疗组大鼠给予丝胶(2.4g/kg/d）灌胃35天;阳性对照组大鼠给予二甲双胍(55.33mg/kg/d）灌胃35天;正常组、模型组大鼠给予等体积生理盐水灌胃，时间同丝胶治疗组。

1.2 丝胶的获取 称取一定量的彩色蚕茧(承德医学院蚕业研究所提供），浴比1:30，1% Na2CO3浸泡30min，95-100℃沸煮3小时，提取2次，2次提取液减压浓缩，浓缩液经8000-14000nm透析袋透析过夜，期间多次换水，透析液冷冻干燥成粉末。

1.3 取材和指标检测 大鼠用10%水合氯醛腹腔注射麻醉，开胸经心脏取血，京立LD4-2A离心机4℃、3000r/min离心20min后收集血清。检测血糖水平采用葡萄糖氧化酶法，检测血清胰岛素水平采取ELISA法(美国ADL公司）。

1.4 统计分析 实验数据以x(± ）s表示，应用SPSS 17.0统计学软件处理数据，组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用q检验;以P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 各组大鼠的血糖 模型组大鼠的血糖明显高于正常组大鼠(P＜0.05）。丝胶治疗组、阳性对照组大鼠的血糖明显低于模型组大鼠(P＜0.05）;并且，丝胶治疗组、阳性对照组大鼠血糖水平比较，差异无统计学意义(P＞0.05）。见附表:

附表 大鼠血糖和血清胰岛素水平检测结果(x ±s）

2.2 各组大鼠血清胰岛素水平 模型组大鼠血清胰岛素水平明显低于正常组大鼠(P＜0.05）。丝胶治疗组、阳性对照组大鼠血清胰岛素水平明显高于模型组大鼠(P＜0.05）;并且，丝胶治疗组、阳性对照组大鼠血清胰岛素水平比较，差异无统计学意义(P＞0.05）。见附表、附图。

附图 各组大鼠血清胰岛素水平检测结果

3 讨论

胰岛素合成的控制基因在第11对染色体短臂上，于1921年由加拿大人F.G.班廷和C.H.贝斯特首先发现，不同种族动物(人、牛、羊、猪等）的胰岛素功能大体相同，只是成分稍有差异。胰岛素的分子量是5700，在胰岛β细胞中合成，由两条氨基酸肽链组成，A链有21个氨基酸、B链有30个氨基酸，A-B链之间有两处二硫键相连。胰岛素的分泌包括两部分，一部分的作用是维持空腹血糖的正常，称为基础胰岛素;另一部分的作用则是降低餐后血糖升高、维持餐后血糖的正常，称为餐时胰岛素[6]。餐时胰岛素的早时相分泌控制了餐后血糖升高的幅度和持续时间，其主要的作用是抑制肝脏内源性葡萄糖的生成[7]。

胰岛素是机体内唯一降低血糖的激素，其与细胞膜上的胰岛素受体结合后，活化胰岛素受体底物，进而发挥参与物质代谢的作用[3]。①胰岛素能促进全身组织细胞对葡萄糖的摄取和利用，并抑制糖原的分解和糖原异生，因此，胰岛素有降低血糖的作用[8]。胰岛素分泌不足或胰岛素受体缺乏常导致血糖升高;同时，由于血液中含有过量的葡萄糖，亦导致高血压、冠心病和视网膜血管病等病变[9-10]。②胰岛素能促进脂肪的合成与贮存，使血中游离脂肪酸减少，同时抑制脂肪的分解氧化。胰岛素缺乏可造成脂肪代谢紊乱，脂肪贮存减少，分解加强，血脂升高，久之可引起动脉硬化，进而导致心脑血管的严重疾患。③胰岛素可促进细胞对氨基酸的摄取和蛋白质的合成，以及抑制蛋白质的分解，有利于生长。另外，胰岛素可促进钾离子和镁离子穿过细胞膜进入细胞内，以及促进脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)及三磷酸腺苷(ATP)的合成。

丝胶是蚕茧中的水溶性蛋白，约占蚕茧的25%-30%，在缫丝时作为肥料丢弃，造成了极大的浪费。本课题组的前期研究已经发现，丝胶可有效降低2型糖尿病模型大鼠的血糖，但具体机制尚不清楚[5]。本研究显示，丝胶在降低2型糖尿病模型大鼠血糖的同时，能明显升高2型糖尿病模型大鼠血清胰岛素水平。因此提示，丝胶可提高2型糖尿病大鼠血清胰岛素水平，这可能是丝胶降血糖作用的机制之一。同时，由于丝胶是从蚕茧中提取的天然物质，能避免化学合成药物的毒副作用。因此，有必要深入探讨丝胶降血糖及保护糖尿病并发脏器损伤的作用及机制。

[1]Βrownlee M. Α radical explanation for glucose-induced β cell dysfunction[J]. J Clin Invest, 2003, 112(12): 1788-1790.

[2]Βrownlee M. The pathology of diabetic complication: a unifying mechanism[J]. Diabetes, 2005, 54(6): 1615-1625.

[3]Rayford PL. Αicohoi, tobacco (nicotine) and pancreatic pathophysioiogy[J]. J Αssoc Αcad Minor Phys, 2001,12(1-2): 91-94.

[4]张海萍，朱良均，胡虹.丝胶蛋白固定化L-天冬酰胺酶的特性研究[J].蚕桑通报，2003，34(1):16-19.

[5]付秀美，马宝君，赵立军，等.丝胶对2型糖尿病大鼠血糖的影响[J].承德医学院学报，2008，25(4):351-353.

[6]Zisser H, Dassau E, Lee JJ, et al. Clinical results of an automated artificial pancreas using technosphere inhaled insulin to mimic f rst-phase insulin secretion[J]. J Diabetes Sci Technol, 2015, 9(3): 564-572.

[7]Marinho R, Mekary RΑ, Muñoz VR, et al. Regulation of hepatic TRΒ3/Αkt interaction induced by physical exercise and its effect on the hepatic glucoseproduction in an insulin resistance state[J]. Diabetol Metab Syndr, 2015, 7:67.

[8]郭瑞华，王慧丽，翟义敏，等.四氧嘧啶型糖尿病模型小鼠糖耐量和肝糖原与大豆胰蛋白酶抑制剂的干预[J].中国组织工程研究与临床康复，2011，15(24）:4477-4480.

[9]Sanchez RΑ, Sanabria H, de Los Santos C, et al. Incretins and selective renal sodium-glucose co-transporter 2 inhibitors in hypertension and coronary heart disease[J]. World J Diabetes, 2015, 6(11): 1186-1197.

[10]Lai ΑK, Lo ΑC. Αnimal models of diabetic retinopathy: summary and comparison[J]. J Diabetes Res, 2013, 2013:106594.

EFFECTS OF SERICIN ON SERUM INSULIN LEVEL OF TYPE 2 DIABETIC RATS

LIU Mei-xiao, SUN Yi-chan, HOU Li-na, et al
(Department of Human Anatomy, Chengde MedicaL CoLLege, Hebei Chengde 067000, China)

Sericin; Type 2 diabetes mellitus; Insulin; ELISΑ

R587.1

A

1004-6879(2016）04-0275-03

2015-11-14）

* 国家自然科学基金项目(81441133),河北省自然科学基金项目(H2012406018),河北省高校重点发展学科“人体解剖与组织胚胎学”建设项目资助

△ 通讯作者

【ABSTRACT】Objective:To observe the effects of sericin on serum insulin level of type 2 diabetic rats.Methods:48 male SD rats were randomly divided into 4 groups with 12 rats in each group: normal control group, type 2 diabetes mellitus model group, sericin treatment group and metformin positive control group. The type 2 diabetes mellitus rats model was induced by high calorie and high sugar diet plus intraperitoneal injection of streptozotocin (35mg/kg), and the standard for successfully establishing type 2 diabetes model was fasting blood glucose≥11.1mmol/L. Then the rats in sericin treatment group and postitive control group were respectively lavaged with sericin (2.4g/kg/d) and metformin (55.33mg/kg/d) for 35 days. Glucose oxidase method and ELISΑ were used to measure blood glucose and serum insulin level respectively.Results:The blood glucose of rats in model group increased obviously compared with rats in normal group, serum insulin level decreased obviously (P＜0.05); The blood glucose of rats in sericin treatment group and positive control group declined obviously compared with rats in model group, serum insulin level rised obviously (P＜0.05).Conclusions:Sericin can increase the serum insulin level of diabetic rats, this maybe one of the mechanisms that sericin decreasing blood glucose.