摘要
糖尿病已发展为在全球范围内蔓延的全身代谢性疾病，正逐渐呈现低龄化趋势。作为脂肪、糖、蛋白质等营养物质消化与吸收的场所，胃肠等消化道与糖尿病的发生发展有密切的关系。魔芋葡甘聚糖(KGM)作为一种生活中常见膳食纤维已在肥胖、糖尿病等多个领域进行了广泛的研究，证明其对代谢性疾病的治疗有独特的优势且对身体有益。玉女煎为明代著名医家张景岳所著《景岳全书》中具有清胃泻热，滋肾养阴功效的经典方剂，已有许多研究证明其降糖的作用。但对于魔芋和玉女煎的降糖机制仍缺乏从胃排空角度深入的研究，其具体机制值得进一步探索。本实验从胃排空的角度出发，进一步证实药食结合的方式对胰岛细胞的保护和修复作用，并探求其机制。 目的 本实验通过SD大鼠造成的糖尿病模型为研究对象，观察魔芋膳食纤维食品和玉女煎对高脂饲料联合链脲佐菌素诱导的DM大鼠胰岛细胞的保护作用和胃排空运动的干预效果，并从分子生物学、病理形态学等角度探讨魔芋膳食纤维食品和玉女煎干预产生效应的物质基础及机制，为一级、二级预防和治疗T2DM提供药食结合干预方法思路。 方法 1.SPF级8周龄雄性SD正常大鼠随机分为5组。适应性喂养3天之后进行实验干预。实验共分为5组:空白组、魔芋高剂量组、魔芋低剂量组、玉女煎高剂量组、玉女煎低剂量组。连续灌胃1周，每天监测体重和食量变化，于灌胃一周后采用SPECT核素放射显像技术观察各组胃排空速率和半排时间，并用免疫荧光法和酶联免疫吸附法实验检测胃窦Ghrelin、Gastrin两种激素的表达情况。 2.SPF级4周龄雄性SD大鼠随机分为9组。高脂饲料饲喂养4周，空腹后12小时后每隔4小时分次注射小剂量STZ制造糖尿病模型，并以高脂饲料喂养维持一周稳定模型。实验共分为9组:正常组、模型组、拜唐苹组、魔芋高剂量组、魔芋中剂量组、魔芋低剂量组、玉女煎高剂量组、玉女煎中剂量组、玉女煎低剂量组。持续灌胃4周，每周称重，于给药第0周、1周、2周、3周、4周测量大鼠空腹血糖。各组大鼠干预4周并测定空腹血糖后予2g/kg葡萄糖溶液灌胃，分别于灌胃后30min、60min、120min尾尖采血测量血糖值，根据各时间点血糖值绘制口服葡萄糖耐量试验曲线，并计算血糖曲线下面积;采用SPECT核素放射显像技术观察各组1h胃排空速率和半排时间;并取血检测空腹胰岛素，进而推算胰岛素抵抗指数和释放指数;进行胰腺和胃窦HE染色，对胰腺β细胞、胃窦Cajal细胞的数量和形态进行免疫组化染色，并计算平均光密度值;Elisa法检测大鼠胃窦和血清Ghrelin激素的表达;RT-PCR技术检测胃窦GHSRmRNA的表达。 结果 1.魔芋膳食纤维食品和玉女煎对正常大鼠体重和食量的影响:自实验开始后每组大鼠体重均逐渐增加，7天灌胃后空白组上涨最快，体重最大，魔芋高剂量组涨幅最慢，体重最小，玉女煎高剂量组次之，第5天起空白组体重要明显重于魔芋高剂量组（P＜0.05）。空白组每日食量最大，各给药组每日食量涨幅不明显，甚至有下降的趋势，其中魔芋高剂量组效果最明显，玉女煎次之。 2.魔芋膳食纤维食品和玉女煎对正常大鼠胃排空功能的影响:60min排空率其他各组均较空白组有不同程度地减少，其中魔芋高剂量组排空率下降最明显(P＜0.05)，其余3组虽未体现出显著差异但排空速率减缓的趋势也较明显(P＞0.05)。同样的，胃半排时间空白组最快，与其余各组相比均有统计差异(P＜0.05)，与魔芋高剂量组相比差异更为显著(P＜0.01)。 3.魔芋膳食纤维食品和玉女煎对正常大鼠胃窦Ghrelin、Gastrin的影响:魔芋高剂量组和玉女煎高剂量组胃窦组织Ghrelin水平明显下降，Gastrin水平明显升高（P＜0.01），而两组中剂量上升趋势次之(P＜0.05)。 4.魔芋膳食纤维食品和玉女煎对糖尿病大鼠血糖及葡萄糖耐量的影响:造模成功后，模型组、拜唐苹组、魔芋及玉女煎高剂量组血糖水平均显著高于正常组(P＜0.05)。灌胃4周后，模型组血糖显著高于正常组血糖（P＜0.01）;与模型组相比，拜唐苹组、魔芋与玉女煎高剂量组血糖水平下降明显(P＜0.01)。 与正常组相比，模型组大鼠在灌胃葡萄糖前后各时间点血糖水平均显著上升(P＜0.01)，OGTT30min后，各组大鼠血糖水平均显著升高，模型组大鼠血糖达到峰值，与模型组相比，拜唐苹组、魔芋高剂量组、玉女煎高剂量组大鼠血糖水平均显著下降（P＜0.01）。OGTT60min时，各给药组汤组大鼠血糖水平到达峰值，但仍显著低于模型组(P＜0.05)。120min时，与模型组相比，拜唐苹组、魔芋高剂量组、玉女煎高剂量组大鼠血糖浓度均有明显下降（P＜0.05）。 5.魔芋膳食纤维食品和玉女煎对糖尿病大鼠胰岛素分泌指数的影响:与正常组相比，模型组大鼠空腹胰岛素水平显著下降(P＜0.01);Homa-IR指数显著升高(P＜0.01)。与模型组相比，拜唐苹组、魔芋高剂量组、玉女煎高剂量组空腹胰岛素水平及HOMA—IAI指数均有明显提高(P＜0.05)。 6.魔芋膳食纤维食品和玉女煎对糖尿病大鼠胰腺形态的影响:正常组大鼠胰腺中胰岛数量较多，形态规则，为圆形或卵圆形，分布均匀，边界较清，β细胞数量丰富，形态饱满，颜色浅染，排列紧密规整。细胞核明显呈卵圆形，胞质饱满。模型组胰岛数量减少，面积萎缩，排列分散不规则，与胰腺边界不清，结构紊乱，胰岛内胞浆较少，有外分泌腺向内入侵的现象，部分可见细胞核固缩、分裂。拜唐苹组胰岛结构规则，周边胞浆相对减少，β细胞数量增多。魔芋高剂量与玉女煎高剂量组与拜唐苹类似，胰岛轻度萎缩，形态近似规整，与外分泌腺界限相对清晰。其他剂量组则无明显改变。 7.魔芋膳食纤维食品和玉女煎对糖尿病大鼠胰岛β细胞表达与形态的影响:正常组大鼠胰岛β细胞聚集在胰岛中心，排挤紧密，数量较多，染色较深，呈橘红色。模型组大鼠胰岛β细胞数量明显减少，较正常组偏离胰岛中心，排列稀松，分布不均。拜唐苹组、魔芋高剂量组与玉女煎高剂量组β细胞数量明显增多，在中心分布，中低剂量组与模型组相比无明显变化。 8.魔芋膳食纤维食品和玉女煎对糖尿病大鼠胃排空功能的影响:与正常组相比，模型组大鼠1h排空率明显减慢（P＜0.05），给药前后无明显变化（P＞0.05）。与模型组相比，拜唐苹组、魔芋高剂量组与玉女煎高剂量组排空率明显增快，半排时间缩短（P＜0.05）。 9.魔芋膳食纤维食品和玉女煎对糖尿病大鼠胃窦组织病理形态改变的影响:正常组大鼠胃窦胃黏膜、黏膜下层、肌层和浆膜结构清晰，黏膜层细胞排列规则、紧密，未见病理改变。模型组胃窦黏膜层细胞排列疏松混乱，细胞间隙扩大，肌层环形肌明显变薄。拜唐苹组与模型组相比肌层平滑肌细胞摆列相对规则致密，黏膜和黏膜下层排列相对整齐;魔芋高剂量与玉女煎高剂量组与拜唐苹类似，细胞间隙减少，无空泡形成，未见毛细血管扩张。 10.魔芋膳食纤维食品和玉女煎对糖尿病大鼠胃窦Cajal间质细胞的影响:与正常组相比较，模型组c-kit数量明显变少，细胞萎缩，染色呈淡黄色。拜唐苹组、魔芋高剂量与玉女煎高剂量组细胞数量略有减少，但形态正常。各中、低剂量组逐渐着色淡、数量少、细胞形态异常。 11.魔芋膳食纤维食品和玉女煎对胃窦和血清Ghrelin及胃窦GHSRmRNA表达的影响:与正常组相比，糖尿病大鼠胃ghrelin水平明显下降。与模型组相比，拜唐苹组胃和血清ghrelin水平均明显上升，魔芋和玉女煎各给药组给药后胃ghrelin水平均有不同程度的上升，尤以魔芋高剂量组和玉女煎高剂量组明显(P＜0.01)。而血清中只有魔芋低剂量组有明显变化(P＜0.05)。 与Ghrelin趋势一样糖尿病大鼠胃GHSRmRNA表达明显减少(P＜0.05)，拜唐苹组胃GHSRmRNA表达明显增多（P＜0.01），魔芋给药各剂量组有增加趋势，但只有魔芋中剂量组有明显改变（P＜0.05）;玉女煎高、低剂量组相比与模型组胃GHSRmRNA表达增加明显，且多于拜唐苹组。 结论: 1.魔芋膳食纤维食品及玉女煎具有抑制正常大鼠食量和体重上升的保健功能，可明显抑制正常大鼠为排空速率，增强大鼠饱腹感，其机制可能与对Ghrelin、Gastrin激素分泌的双向调节有关。 2.魔芋膳食纤维食品及玉女煎有显著改善T2DM大鼠糖代谢、胰岛功能、胰腺组织结构损害的作用，可明显改善胰岛β细胞形态与功能。 3.魔芋膳食纤维食品及玉女煎对T2DM大鼠和胰岛β细胞的保护作用可能是通过促进胃排空功能，修复胃窦平滑肌损伤，改善Cajal间质细胞数量与形态，同时促进胃Ghrelin激素的释放与GHRSmRNA水平的表达有关。 4.魔芋膳食纤维食品及玉女煎可以通过促进胃排空能改善糖尿病大鼠胰岛β细胞和高糖状态。对糖尿病的防治重视膳食的调节会起到很高的干预作用;中药降糖需要大剂量、高浓度、长时间干预，但整体长期效果优于单纯饮食控制。 创新点: 1.本研究本着药食同源、药食结合的思路探求魔芋膳食纤维食品和玉女煎保护胰岛细胞、改善血糖的作用，符合国家中医药发展方向，为糖尿病的一级、二级预防及治疗提供新的干预措施，为将来新药和药食同源保健产品的开发提供借鉴。 2.与以往只针对糖尿病胃轻瘫这一并发症的研究不同。本研究从胃排空功能的角度探求魔芋膳食纤维食品和玉女煎对糖尿病大鼠的降糖效果，并对其潜在机制做了初步研究与探讨，为将来的糖尿病防治临床与科研工作提供新的思路。
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