低分子水溶性壳聚糖对糖尿病小鼠血糖的影响

糖尿病是一种病因和发病机制尚未阐明的内分泌-代谢疾病，主要由于胰岛素分泌绝对不足或相对不足以及靶细胞对胰岛素敏感性降低引起。糖尿病根据发病机制的不同分为1型和2型，本实验采用STZ腹腔注射所致的糖尿病模型小鼠胰岛β细胞破坏，胰岛素绝对缺乏。临床上对此型糖尿病病人的治疗主要采用胰岛素注射治疗，用药不当易致副作用且长期应用易产生抗药性，因此，寻找一种新型、安全可靠的降血糖物质势在必行。壳聚糖是一种生物高分子多糖，具有免疫调节、抗癌及降血脂等多种功能，在医药方面有广泛用途。但壳聚糖相对分子质量较大，不能直接溶于水，其应用受到一定的限制。水溶性壳聚糖是经过一定的化学修饰制成的易溶于水且保持其原有生物功能的多糖衍生物。本文实验结果表明，应用中剂量和高剂量水溶性壳聚糖对糖尿病小鼠进行一段时间的治疗后，小鼠血糖有所下降，而低剂量治疗组血糖下降不明显，说明水溶性壳聚糖具有一定的降血糖作用，而且这种作用具有剂量依赖性。探讨低分子水溶性壳聚糖对糖尿病小鼠血糖的作用及其机制。方法将42只小鼠随机分为正常对照组（10只）、糖尿病对照组（8只）、壳聚糖低剂量治疗组（8只）、壳聚糖中剂量治疗组（8只）、壳聚糖高剂量治疗组（8只），分别以生理盐水、10 g/L（250 mg/kg）壳聚糖、20 g/L（500 mg/kg）壳聚糖、40 g/L（1 000 mg/kg）壳聚糖连续灌胃28 d，观察各组小鼠血糖变化，并应用免疫组化方法观察胰岛β细胞的变化。结果壳聚糖中剂量、高剂量治疗组血糖降低，与糖尿病对照组相比差异有显著性（ F=29.55，q=5.13、7.03，P <0.01）;壳聚糖高剂量治疗组胰岛β细胞与糖尿病对照组相比明显增多。结论水溶性壳聚糖具有降低糖尿病小鼠血糖的作用，其机制可能与促进胰岛β细胞的增殖有关。
　　［ABSTRACT］ObjectiveTo investigate the effects of LMWS-chitosan on blood glucose in diabetic mice. MethodsThe mice were divided into normal control group （10 mice）， diabetic control group （8 mice）， low-dose-treated group， medium-dose-treated group and high-dose-treated group. Intragastric administration with normal saline， chitosan in different doses， i.e. 10 g/L （250 mg/kg）， 20 g/L （500 mg/kg）， and 40 g/L （1 000 mg/kg）， were carried out separately for different groups for 28 days. The levels of blood glucose were measured and the changes of pancreatic islet β cells were observed using immunohistochemical method. ResultsThe blood glucose levels in medium-dose and high-dose group declined， the differences were significant as compared with the diabetic control group （ F=29.55;q=5.13，7.03; P <0.01）. The number of pancreatic islet β cell in high-dose group was sig-nificantly higher than that in diabetic control group. ConclusionLMWS-chitosan could reduce the level of blood glucose in dia-betic mice， which may be related to the proliferation of pancreatic islet β cells.
　　［KEY WORDS］chitosan; diabetes mellitus; blood glucose; mice
　　低分子水溶性壳聚糖是一种安全可靠的天然生物活性多糖，近年来国内外有关壳聚糖用于糖尿病治疗的研究增多，这为糖尿病的防治开创了新的途径。本研究探讨低分子水溶性壳聚糖对糖尿病小鼠血糖的影响及其可能的机制，为糖尿病的临床治疗提供新的思路和理论依据。
　　1 材料与方法
　　1.1 材料低分子水溶性壳聚糖（LMWS-chitosan），相对分子质量范围2 000～3 200，本课题组自行制备;链脲佐霉素（STZ），购于Sigma公司;血糖测定仪由德国生产;昆明种小鼠，体质量（18±2）g，雄性，购于青岛市药检所;SABC免疫组化试剂盒，购于武汉博士德生物有限公司。
　　1.2 方法
　　1.2.1糖尿病动物模型的制备及分组选用小鼠50只，购买后熟悉环境1周。先将小鼠分为两组，正常对照组（A组）10只，糖尿病模型组40只。将STZ溶于pH为4.5的0.1 mol/L的枸橼酸-枸橼酸钠缓冲液中，配成质量浓度20 g/L的溶液。模型组小鼠腹腔注射STZ为200 mg/kg;A组小鼠腹腔注射等量的生理盐水，观察小鼠变化。72 h后，取小鼠尾血，用血糖仪试纸酶法测定血糖，血糖浓度高于11.1 mmol/L者为建模成功小鼠。根据血糖浓度和体质量对糖尿病模型小鼠进行初步筛选，选出血糖浓度及体质量相差较小糖尿病模型小鼠，并将其随机分为4组，分别为糖尿病对照组（B组），壳聚糖低剂量治疗组（C组），壳聚糖中剂量治疗组（D组），壳聚糖高剂量治疗组（E组）。B、C、D、E组分别以生理盐水、10 g/L（250 mg/kg）壳聚糖、20 g/L（500 mg/kg）壳聚糖、40 g/L （1 000 mg/kg）壳聚糖每天灌胃，连续 28 d ，灌胃 28 d 后检测各组小鼠的 4期阎春玲，刘万顺，刘兵，等.低分子水溶性壳聚糖对糖尿病小鼠血糖的影响353体质量和血糖水平。
　　1.2.2免疫组织化学检测灌胃结束后，将各组小鼠处死，取胰腺胰尾部分固定，石蜡切片，用SABC法显示胰岛β细胞，光镜下观察。
　　1.2.3统计学处理结果以 x±s表示，组间比较采用配对t 检验及方差分析。
　　2 结果
　　2.1 动物模型的建立 STZ注射72 h后，小鼠血糖升高，剔除未成模小鼠3只，35只小鼠建模成功，模型组小鼠血糖显著高于正常对照组（ t=20.87，P <0.01）。
　　2.2 不同浓度的壳聚糖对小鼠血糖的影响灌胃28 d结束后，B组小鼠死亡2只，其余均存活。治疗前 B、C、D、E各组小鼠血糖差异无显著性。治疗后B、C组比较差异无显著性（ F=29.55， q= 2.43，P >0.05）;D、E组与B组比较差异有显著性（ q=5.13、7.03，P <0.01）;C、E两组之间比较，差异有显著性（ q=4.59， P < 0.01）。

表1 不同浓度的壳聚糖对糖尿病小鼠血糖浓度的影响（略）
　　2.3 免疫组化染色结果 A组小鼠切片中胰岛素免疫反应阳性细胞较多，反应阳性产物位于细胞质，呈棕黑色;B组胰岛素免疫反应阳性细胞显著减少，残存少量阳性细胞内免疫反应产物颜色较浅;C组胰岛素免疫反应阳性细胞的数量和颜色与B组相比无明显差异;D和E组免疫反应阳性细胞较B组明显增多。
　　3 讨论
　　糖尿病是一种病因和发病机制尚未阐明的内分泌-代谢疾病，主要由于胰岛素分泌绝对不足或相对不足以及靶细胞对胰岛素敏感性降低引起。糖尿病根据发病机制的不同分为1型和2型［1，2］，本实验采用STZ腹腔注射所致的糖尿病模型小鼠胰岛β细胞破坏，胰岛素绝对缺乏。临床上对此型糖尿病病人的治疗主要采用胰岛素注射治疗，用药不当易致副作用且长期应用易产生抗药性，因此，寻找一种新型、安全可靠的降血糖物质势在必行。壳聚糖是一种生物高分子多糖，具有免疫调节、抗癌及降血脂等多种功能，在医药方面有广泛用途［3，4］。但壳聚糖相对分子质量较大，不能直接溶于水，其应用受到一定的限制。水溶性壳聚糖是经过一定的化学修饰制成的易溶于水且保持其原有生物功能的多糖衍生物。本文实验结果表明，应用中剂量和高剂量水溶性壳聚糖对糖尿病小鼠进行一段时间的治疗后，小鼠血糖有所下降，而低剂量治疗组血糖下降不明显，说明水溶性壳聚糖具有一定的降血糖作用，而且这种作用具有剂量依赖性。有文献报道，壳聚糖对四氧嘧啶所致的高血糖小鼠有显著的降血糖作用，但作用机制尚不明了。为了初步探求壳聚糖的降血糖作用机制，本文将实验各组小鼠的胰岛β细胞进行了免疫组化染色，结果显示，糖尿病对照组小鼠胰岛β细胞与正常对照组相比显著减少，这证明了STZ确实是通过破坏胰岛β细胞，导致胰岛素分泌减少而引起高糖血症。中、高剂量壳聚糖治疗组小鼠的胰岛β细胞数量较糖尿病对照组则明显增多，由此我们推测，壳聚糖可能具有促进胰岛β细胞增殖的作用，而它对糖尿病小鼠的降血糖作用可能与此有关。

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