桑叶多糖降血糖作用及其机制研究.ppt

桑叶多糖降血糖作用 及其机制研究 邵童 201117230185 2011级临床医学八年制 桑叶系桑科桑属植物桑 Morus alba L.的叶子。据本草纲目记载：“桑叶乃手足阳明之药，汁煎代茗，能止消渴，名目长发。”我国历代均有用桑叶治消渴症的记载。近年来研究表明，桑叶富含多糖、黄酮、生物碱、蛋白质、氨基酸、维生素、微量元素等活性成分，具有降血糖、调血脂、抗应激、抗衰老、抗凝血等功效，而桑叶多糖（mulberry leaves polysaccharide，MLP）是其降血糖作用的主要功效成分 氧化应激 氧化应激是指机体在遭受各种有害刺激时，体内高活性分子如活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS）和活性氮自由基（reactive nitrogen species,RNS）产生过多，氧化程度超出氧化物的清除，氧化系统和抗氧化系统失衡，从而导致组织损伤。氧化应激可通过损伤胰岛损伤胰岛细细胞胞和降低外周组织对胰岛素的敏感性降低外周组织对胰岛素的敏感性，导致糖尿病的发生发展。ROS还可作为重要的细胞内信使，活化许多信号传导通路，间接导致组织和细胞间接导致组织和细胞的损伤，导致糖尿病慢性并发症的损伤，导致糖尿病慢性并发症 氧化应激对胰岛细胞的损害 胰岛细胞抗氧化酶SOD、CAT(过氧化氢酶)、GSH-Px的含量及活性相对较低，因而对ROS介导的损害非常敏感。ROS可直接损伤胰岛细胞，还可通过影响胰岛素合成和分泌的信号转导通路间接损伤胰岛细胞。四氧嘧啶和链脲佐菌素(STZ)现已广泛用于糖尿病动物模型的建立，它们主要通过增加ROS的产生和抑制自由基防御系统，使ROS直接损伤胰岛细胞，诱导糖尿病的发生 氧化应激降低外周组织 对胰岛素的敏感性 ROS 类似于第二信使的信号分子，激活许多氧化还原敏感性信号通路这些通路激活后,使氧化还原敏感性丝氨酸/苏氨酸激酶信号级联活化，从而导致胰岛素信号传导通路中的胰岛素受体(Insulin Receptor,InSR)和胰岛素受体底物(IRS)蛋白磷酸化。抑制了胰岛素刺激的酪氨酸磷酸化，导致胰岛素信号传导通路下游信号分子如磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)等的相关性和(或)活性降低，降低了胰岛素的生物效应，导致胰岛素抵抗。氧化应激与糖尿病慢性并发症关系密切 已证实氧化应激与糖尿病慢性并发症的发生发展关系密切。ROS在糖尿病慢性并发症发病机制中的作用主要是其对组织和细胞的细胞毒性损伤，ROS还可作为重要的细胞内信使，活化许多信号传导通路，间接导致组织和细胞的损伤。实验目的 探讨桑叶多糖降血糖的作用机制。实验设计思路 以四氧嘧啶诱导小鼠糖尿病模型，桑叶多糖以0.25、0.50、1.00 g/kgig 给药，连续6 周，每周称体质量；在实验2、4、6 周末各测空腹血糖；实验末期进行糖耐量试验，测定糖化血清蛋白、血清胰岛素水平；测定肝组织肝糖元、肝匀浆蛋白水平及己糖激酶（HK）、丙酮酸激酶（PK）、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性和丙二醛（MDA）水平。相关指标 糖化血清蛋白（GSP）血液中的葡萄糖与白蛋白和其他蛋白分子N未端发生非酶促糖化反应，形成糖化血清蛋白。由于血清中白蛋白的半衰期约21天，糖化血清蛋白测定可有效反映患者过去12周内平均血糖水平，而且不受当时血糖浓度的影响，是糖尿病病人血糖控制非常适宜的良好指标。相关指标 肝糖原（glycogen）又称作肝糖，是一类多糖，由葡萄糖脱水缩合而成。结构与支链淀粉相似 主要生物学功能是作为动物和细菌的能量储存物质。人体主要储存在肝脏和肌肉中。葡萄糖聚合物以糖原的形式储存于肝脏，当机体需要时，便可分解成葡萄糖，转化为能量。一般肝中糖原含量约100克。相关指标 己糖激酶（HK）在糖酵解糖酵解的第一个步骤中，此酵素会将葡萄糖转变成为葡萄糖-6-磷酸，并消耗一个ATP。相关指标 丙酮酸激酶（PK）在糖酵解系统里，它是催化形成第二个ATP反应的酶，丙酮酸激酶使磷酸烯醇式丙酮酸和ADP变为ATP和丙酮酸，是糖酵解过程中的主要限速酶之一。相关指标 超氧化物歧化酶（超氧化物歧化酶（SOD）是生物体内重要的抗氧化酶，广泛分布于各种生物体内，如动物，植物，微生物等。SOD具有特殊的生理活性，是生物体内清除自由基的首要物质。SOD在生物体内的水平高低意味着衰老与死亡的直观指标；现已证实，由氧自由基引发的疾病多达60多种。它可对抗与阻断因氧自由基对细胞造成的损害，并及时修复受损细胞，复原因自由基造成的对细胞伤害 相关指标 谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）是机体内广 泛存在的一种重要的过氧化物分解酶。它能催化GSH变为GSSG，使有毒的过氧化物还原成无毒的羟基化合物，从而保护细胞膜的结构及功能不受过氧化物的干扰及损害。相关指标 丙二醛（MDA）生物体内，自由基作用于脂质发生过氧化反应，氧化终产物为丙二醛，会引起蛋白质、核酸等生命大分子的交联聚合，且具有细胞毒性。材料与方法 取 120 只小鼠，禁食16 h，按190 mg/kg 剂量ip 四氧嘧啶生理盐水溶液，72 h 后，尾静脉采血测空腹血糖（禁食5 h），取血糖值在1028 mmol/L的造模成功小鼠48 只，按血糖值、体质量随机分成4 组，分别为模型组（蒸馏水）和桑叶多糖0.25、0.50、1.00 g/kg 3 个剂量组；另取正常小鼠设为对照组（蒸馏水），每组12 只 小鼠分笼饲养，每天按剂量ig 给药1 次，自由进食、饮水，每周称体质量1 次。实验周期6 周，在实验2、4、6 周末尾静脉采血，测空腹血糖。实验第6 周末，小鼠禁食5 h，一次性ig 葡萄糖2.0 g/kg，20 min 后尾静脉采血测定给葡萄糖后0、0.5、2 h 的血糖值，进行糖耐量试验，计算血糖曲线下面积。实验末期，小鼠股动脉采血，测糖化血清蛋白、血清胰岛素水平；脱臼处死，取肝脏立刻置于冰浴，并用冰生理盐水清洗、滤纸拭干，称取适量，用冰生理盐水制成10%肝匀浆，置冰浴，供肝匀浆蛋白、SOD、GSH-Px、MDA、HK、PK 测定；另取适量肝脏组织测肝糖元 实验结果分析思路 小鼠一般观察 桑叶多糖对糖尿病小鼠血糖值的影响 桑叶多糖对糖尿病小鼠糖耐量的影响 桑叶多糖对糖尿病小鼠糖化血清蛋白的影响 桑叶多糖对糖尿病小鼠糖代谢的影响 桑叶多糖对糖尿病小鼠抗氧化作用的影响 桑叶多糖对糖尿病小鼠体质量的影响 桑叶多糖对糖尿病小鼠脏器指数的影响 实验结果：小鼠一般观察 造模后小鼠多饮、多食、多尿、体质量减轻，即“三多一少”症状十分明显，桑叶多糖3 个剂量组随实验进程小鼠症状逐渐缓解。在实验期间，模型组和桑叶多糖低、高剂量组各有2 只小鼠死亡，中剂量组有3 只小鼠死亡，系死于糖尿病。桑叶多糖对糖尿病小鼠血糖值的影响 表明桑叶多糖具有明显控制糖尿病小鼠空腹血糖值升高、降低其血糖值的作用，并存在一定的剂量依赖关系。桑叶多糖对糖尿病小鼠糖耐量的影响 桑叶多糖3 个剂量组小鼠血糖曲线下面积均低于模型组，且桑叶多糖中、高剂量组差异非常显著（P0.01）。表明桑叶多糖具有明显降低糖尿病小鼠血糖曲线下面积的作用。桑叶多糖对糖尿病小鼠糖化血清蛋白的影响 表明糖尿病小鼠糖化血清蛋白水平明显升高；桑叶多糖具有降低糖尿病小鼠糖化血清蛋白的作用。桑叶多糖对糖尿病小鼠糖代谢的影响 表明四氧嘧啶糖尿病小鼠血清胰岛素、肝PK 的分泌和肝糖元的合成明显减少；桑叶多糖具有促进其血清胰岛素、肝PK的分泌和肝糖元的合成等作用；而中剂量桑叶多糖还具有促进肝PK 分泌的作用。桑叶多糖对糖尿病小鼠抗氧化作用的影响 表明四氧嘧啶糖尿病小鼠肝SOD 活性明显降低、肝MDA 水平明显增加；桑叶多糖具有明显提高糖尿病小鼠肝SOD 活性、降低肝MDA 水平的作用，而对肝GSH-Px 活性影响不明显。桑叶多糖对糖尿病小鼠体质量的影响 桑叶多糖对糖尿病小鼠体质量桑叶多糖对糖尿病小鼠体质量的影响的影响?222426283032造模前造模后 给药后1周 给药后2周 给药后3周 给药后4周 给药后5周 给药后6周体质量体质量/g 表明桑叶多糖具有促进糖尿病小鼠体质量恢复的作用，并存在一定的剂量依赖关系。桑叶多糖对糖尿病小鼠脏器指数的影响 表明糖尿病小鼠肝脏指数、肾脏质量和肾脏指数均升高，而桑叶多糖具有降低脏器指数的作用。实验结论 桑叶多糖能明显缓解糖尿病小鼠症状；具有明显控制糖尿病小鼠空腹血糖值升高，降低糖化血清蛋白和血糖曲线下面积的作用；具有促进血清胰岛素、肝HK 的分泌和肝糖元的合成，提高肝SOD 活性，降低肝MDA 水平，促进体质量恢复的作用；桑叶多糖中剂量还具有促进肝PK 分泌的作用，而对肝GSH-Px 活性影响不明显；糖尿病小鼠肝脏、肾脏和脾脏指数均增高，桑叶多糖具有降低脏器指数的作用。实验结论 桑叶多糖通过提高四氧嘧啶糖尿病小鼠抗氧化能力，使胰岛素分泌增加，同时提高肝HK、PK 活性等综合作用，促使血糖进入肝细胞，使肝糖元合成增加，葡萄糖氧化分解加快，从而达到调节糖代谢、降低血糖、改善糖尿病症状的作用。综合分析，桑叶多糖具有较好的降血糖作用，且作用机制是多方面的，值得对其进行深入研究。我的观点 优点：1.本实验对照设置严密谨慎，说服力强 2.结果进行多指标的检测，准确客观 3.运用数理统计的方法，进行单因素方差分析 不足：1.对于机制的研究不够深入，具体的机制尚未明朗 2.对于药物的长期效果尚未进行跟踪，药物的作用时间不明确，能否根本治愈 3.药物本身是否具有副作用或毒性 4.药物剂量与效果之间的关系尚未揭示 谢谢大家