南瓜多糖的功能性质及其降糖作用机制研究

摘要

南瓜属于葫芦科植物南瓜(Cucurbit moschata Duch.)的果实,我国资源相当丰富,中国古代就有对南瓜食疗保健作用的记载,近年来关于南瓜多糖防治糖尿病的动物实验研究和临床研究较多,其防治糖尿病的作用机制研究不断深入。但关于南瓜多糖进入体内的吸收分布规律还不清楚,其在胃肠道各个部位的降解代谢途径也没得出明确结论,尤其南瓜多糖改善氧化应激损伤与降糖间的相关性还鲜有研究。基于此,本文以南瓜为原料,制备降血糖活性南瓜多糖,通过模拟其在人工胃液中较真实的蠕动变化情况,获得南瓜多糖经胃作用后的较真实信息;纯化获得降血糖南瓜多糖的均一组分,通过南瓜多糖荧光衍生物的制备及在生物样品中定量分析方法的建立,探明南瓜多糖在小鼠体内的吸收分布规律;通过多种途径探讨南瓜多糖的降糖作用机制;分析水不溶性南瓜多糖的功能性质。主要研究内容如下:
　　1.采用水醇提取,Sevage法脱蛋白后获得的水溶性南瓜粗多糖(PP),通过四氧嘧啶糖尿病小鼠模型验证其降血糖作用,通过模拟PP在体外人工胃蠕动模型中的动态变化过程,发现PP在体外模拟人工胃条件下随时间作用会发生一定程度的降解,产生还原糖和寡糖片段,水解产物仍具有显著的降糖效果,且作用150min后的水解产物其降糖效果优于30min。
　　2.制备不同颗粒度的水不溶性南瓜多糖(IDF),通过结合水力、吸附性能(包括持油性、胆酸盐、胆固醇、亚硝酸根离子吸附能力)、阳离子交换能力的测定,发现IDF的结合水力随粒径减小出现先增大后下降的趋势,细粉时结合能力最大,存在显著性差异(P<0.05);IDF结合胆酸钠的能力亦随粒径减小出现先增大后下降的趋势,但各粒径间不存在显著性差异(P>0.05);IDF吸附胆固醇的能力随粒径减小变化不大(P>0.05),但各粒径下南瓜IDF在pH2时对胆固醇的吸附量均显著大于pH7时的吸附能力(P<0.05);IDF的持油力、吸附NO2-的能力与阳离子交换能力均随粒径减小出现下降的趋势,粗粉时效果最明显。
　　3.采用不同浓度酒精对南瓜粗多糖(PP)分级获得四种组分(PP-a,-b,-c,-d),对分离过程中的每种组分的降糖效果与得率进行分析,得率高且降糖显著的组分PP-c通过凝胶柱分离纯化获得分子量不同的两种组分(PP-e,-f),其中PP-e的降血糖效果显著且持久,PP-e的分子量为4630Da,主要是以鼠李糖、阿拉伯糖、葡萄糖和半乳糖为结构单元的糖类物质,摩尔比为1.12:5.19:1.00:3.91。
　　4.利用荧光胺标记南瓜多糖获得PP-e-flu,建立了PP-e-flu在生物样品中的定量分析方法,通过灌胃与腹腔注射两种给药途径追踪其在小鼠胃肠道内及组织器官中的分布变化规律。结果,采用灌胃的给药方式,PP-e-flu在小鼠体内的主要吸收部位是小肠的空肠与回肠,吸收时间主要集中在1h至6h。灌胃30min时在肝脏中检出PP-e-flu,随后含量不断上升,到24h时PP-e-flu含量达到最高值。灌胃6h时在脾脏与胰脏检出PP-e-flu,随后含量不断上升,到24h时PP-e-flu含量达到最高值。采用腹腔注射的给药方式,60min时在消化道胃、小肠(十二指肠、空肠、回肠)与大肠(盲肠、结肠)各部位均检测出PP-e-flu,随后出现缓慢上升趋势,6h时出现峰值,其中空肠中PP-e-flu含量最高,是胃肠道其它各部位的两倍以上,随后胃肠道各部位PP-e-flu含量不断下降,从12h到24h时趋于平稳。在肝脏中始终未检测出PP-e-flu。在脾脏中30min时检出PP-e-flu,随后缓慢上升至60min时出现峰值,随后缓慢下降至12h以后为零。在胰脏中30min时检出PP-e-flu,随后至12h一直不断上升达最高值,持续至24h一直维持最高值。
　　5.通过南瓜多糖对不同实验性高血糖模型小鼠血糖的影响,南瓜多糖对四氧嘧啶糖尿病小鼠胰岛与肝组织细胞的影响,南瓜多糖的体外与体内抗氧化活性等多种途径,探讨南瓜多糖可能的降糖作用机制。结果,南瓜多糖对四氧嘧啶所致糖尿病小鼠的血糖升高有显著的抑制作用(P<0.01),并能够降低肾上腺素模型小鼠的高血糖(P<0.01),降低地塞米松引起的糖尿病小鼠口服糖负荷后血糖的峰值,加快已升高的血糖水平回落的速度。南瓜多糖对四氧嘧啶所致糖尿病小鼠的胰脏胰岛素水平有显著增加作用(P<0.05),使糖尿病小鼠的肝糖原值恢复至正常水平,并能修复受损的胰岛组织与肝组织细胞;使血清及肝组织中超氧化物歧化酶、过氧化氢酶显著升高(P<0.01),肝组织中丙二醛与NO含量显著降低(P<0.05)。

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图清单

表清单

第一章 绪 论

1 研究背景

2 立题的目的和意义

3 本论文的研究目标与研究内容

第二章 降血糖南瓜多糖的制备及其体外人工胃模拟研究

1 实验材料

2 实验方法

3 结果与讨论

本章小结

第三章 水不溶性南瓜多糖的功能性质研究

1 材料与方法

2 实验方法

3 结果与讨论

本章小结

第四章 南瓜多糖的纯化及其体内分布规律研究

1 实验试剂和仪器

2 实验方法

3 结果与讨论

本章小结

第五章 南瓜多糖的降糖作用机制研究

1 实验材料与仪器

2 实验方法

3 结果与讨论

本章小结

主要结论与展望

1. 主要结论

2. 展望

参考文献

作者简历