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  甜菊安全性评估  

[甜菊安全性评估]甜菊糖苷对大鼠葡萄糖代谢的影响
泰国曼谷Chulalongkom大学兽医系学院生理学系
Thamolwan Suanarunsawat 和 Narongsak Chaiyabutr
 
摘要:本研究的目的是确定甜菊糖苷对大鼠葡萄糖代谢的影响。试验用公小鼠进行,通过静脉注射或者饲喂对大鼠进行处理。甜菊糖苷注射量(150 mg/ml)按0.67, 1.00,1.33 ml/kg体重进行注射。在注射甜菊糖苷期间和折射后,血液中葡萄糖水平显著增加,而通过饲喂血液中葡萄糖水平没有受到影响。对照和注射甜菊糖苷的大鼠之间[14C(U)]葡萄糖和[3-3H] 葡萄糖的转化率没有显著差异。在注射甜菊糖苷期间,葡萄糖碳的再循环百分比和葡萄糖清除率从28.7±1.3%下降到23.0±1.6%和从6.46±0.34ml/min/kg下降到4.99±0.20ml/min/kg体重。血浆胰岛素水平没有变化,而血葡萄糖水平从120.3±5.9增加到176.8±10.8 mg/%。用血管紧张素II和精氨酸抗利尿激素对小鼠进行预处理未显示出降低高血糖的作用,而小鼠用哌唑嗪对小鼠进行预处理对注射甜菊糖苷的小鼠具有降低高血糖的作用。在第二次注射甜菊糖苷期间,用吲哚美辛或者硝基-精氨酸甲酯(L-NAME)进行预处理降低了小鼠的血糖水平。在第二次注射甜菊糖苷期间,用吲哚美辛和硝基-精氨酸甲酯(L-NAME)结合起来注射进行预处理,使小鼠的血浆葡萄糖水平从117.0±1.8 降低到109.0±1.7 mg%,使血浆葡萄糖水平达到正常水平。注射胰岛素抑制了注射甜菊糖苷的高血糖效果。本研究结果表明,在注射甜菊糖苷期间,血葡萄糖水平升高不是由于胰岛素水平的降低。这可能是由于甜菊糖苷对葡萄糖运送到细胞产生影响。在注射甜菊糖苷期间,胰岛素对高血糖的反应被抑制。在注射甜菊糖苷期间,调整高血糖的过程中涉及去甲肾上腺素、前列腺素以及氧化氮之间的一些相互作用。
 
关键词:甜菊糖苷, 葡萄糖代谢, 胰岛素
 
引言
 
甜菊糖苷是一种甜味剂,它是草本植物甜叶菊(Stevia rebaudiana)的主要成分(Hanson和 Oliveria 1993)。甜菊糖苷的分子量是804.9(C38H60O18)。巴拉圭和巴西的土著居民多年来一直将甜菊糖苷作为糖的替代物。然而,人们对甜菊糖苷对糖血的影响仍不明确。一些证据显示了血浆的变化(Soejarto 1985)。有报道称,人口服甜叶菊水提物后血葡萄糖降低(Curi等, 1986)。相反,对按0.5-1 g/天的剂量饲喂56天甜菊糖苷的小鼠进行的观察表明其血糖水平正常(Lee1等,979)。到目前为止,还没有实验证据证明注射甜菊糖苷对血糖水平和血糖动力学的影响。据报道称,注射甜菊糖苷导致低血压和钠尿(Melis 和Sainati 1991a)。但是,不清楚是否注入甜菊糖苷对血糖的影响与其对肾和低血压的作用有关。另外,尽管已经知道甜菊糖苷的低血压和对肾的效果部分依赖于前列腺素,但是,甜菊糖苷产生的各种作用是直接的还是通过介质仍没有确定(Melis 和Sainati 1991a)。然而,有一些媒介物,例如前列腺素、精氨酸、抗利尿激素以及血管紧张素II等影响血糖水平,包括血压和肾功能(Robertson 1988; Chen 等,1994;Jun和Wennmaln 1994)。因此,本实验的目的是阐明注入甜菊糖苷对血糖水平影响的机理。确定了在注入甜菊糖苷期间葡萄糖动力学的变化。另外,我们还打算阐明甜菊糖苷对血糖的作用是否由与肾功能和血压有关的若干媒介物调节。
 
方法
 
动物准备
采用了体重为250-300 g韦斯塔雄小鼠作为实验材料。所有小鼠都按照国立朱拉隆功(Chulalongkorn)大学兽医学系的原则和指标进行管理。所制定的这些指标符合国际标准,并与加拿大动物管理委员会(Canadian Council on Animal Care)的原理和指标一致。动物饲养在不锈钢笼中(14x29x5 英寸(1英寸=25.4 mm),每个笼中2-3只小鼠,室温为25±2℃,相对湿度大约为65%。自由采食普通鼠饲料和自来水。经腹膜内注射戊巴比妥钠(45mg/kg 体重)对小鼠进行麻醉。进行气管切开术,然后股静脉和动脉都插上管,以分别注入普通盐水和或者各种实验溶液和收集血液。在整个实验期间,体温保持在37.5℃,共进行三次连续实验。在每次实验结束时,通过静脉内注射饱和硫酸镁杀死小鼠。
 
系列 I:投放甜菊糖苷对小鼠血糖(PG)水平的影响
在此系列实验中,根据投放的甜菊糖苷的剂量和途径将小鼠分为3组,每个实验8只小鼠。
对照组
外科手术准备好后,在实验期间,按照1 mg/100g体重的剂量对动物静脉注射普通生理盐水。实验按5个30分钟时间段进行。采集动脉血样(0.3 ml),以测定每个时间段的血糖浓度。
甜菊糖苷注射组
根据要注射的甜菊糖苷剂量,将小鼠分为3个亚组。程序与对照组相似。按5个30分钟时间段进行。在甜菊糖苷注射的第一和第二阶段以及在第一和第二恢复阶段。在对照阶段之后,给三个亚组的小鼠注射甜菊糖苷(95%的纯度,150 mg/ml正常生理盐水),活化浓度为0.67, 1.00和1.33 mg/kg 体重,之后按0.67, 1.00和1.33 mg/kg 体重连续注射达1小时。
饲喂甜菊糖苷组
将该组小鼠分为3个亚组,包括对照组和饲喂甜菊糖苷组。通过将饲喂甜菊糖苷组分为两个连续的45分钟阶段,每日两次饲喂甜菊糖苷溶液(150 mg/ml)或者蒸馏水(13.33 ml/kg体重)。之所以选择这一剂量是由于从我们以往的实验中检测到产生了低血压和钠尿。饲喂6个小时以后,对动物进行测量。挑选的这一时间间隔是由于给小鼠注射甜菊糖苷6-8小时后血中甜菊糖苷水平最高(Nakayama等,1986)。
 
系列 II:葡萄糖转换率(GTR)测定
进行该系列实验的目的是通过测量葡萄糖转换率(GTR),确定注射甜菊糖苷对葡萄糖代谢作用的机理。将16只小鼠分为两组,包括对照组和甜菊糖苷注射组。根据系列I中的实验,按1.33 mg/kg 体重注射甜菊糖苷溶液(150 mg/ml)的结果显示出对血葡萄糖水平增加的高度反应。因此,在系列实验II中选择了按1.33 mg/kg 体重注射甜菊糖苷进行处理。在整个实验期间,无论是甜菊糖苷(150 mg/ml)还是对照组,都是通过静脉注射。每一组注射甜菊糖苷和生理盐水30分钟后,将含有1μCi[14C(U)]葡萄糖(1 Ci = 37 GBq) (American, Buckinghamshire)的0.2 ml示踪溶液注入甜菊糖苷组,5μCi[3-3H]葡萄糖注入对照组作为引导剂量,之后连续注射含有1μCi[14C(U)]葡萄糖和5μCi/ml的[3-3H]葡萄糖,以40μL/分钟的恒量注入。示踪溶液连续90分钟内注入。在注射同位素标记的葡萄糖后大约60分钟后血液产生稳定的葡萄糖放射性活性,在注射的最后一个小时,以15分钟为间隔采集4次动脉血样(0.5ml/次)。含有相同量的6%白蛋白和先前采集的血细胞的混合物重新注入,以替代每次采血抽取的血液。测定了葡萄糖转换率、葡萄糖碳循环百分率、葡萄糖清除率以及葡萄糖浓度。甜菊糖苷注射后30分钟,也测定了血液胰岛素和葡萄糖浓度。
 
系列 III:在注射甜菊糖苷期间药物处理对血糖的影响
进行这一系列的实验的目的是要阐明甜菊糖苷的糖血作用是否与甜菊糖苷的低血压、利尿或者钠尿作用有关的其他介质直接有关或者通过这些介质发生作用。将小鼠分为8个小组,每个小组8只小鼠。在进行了外科准备之后,在实验之前,让小鼠平衡45分钟。一共进行4个30分钟的实验期,包括对照期,预处理期以及注射甜菊糖苷和各种试剂相结合的两个时期。只对没有恢复期的注射甜菊糖苷的两个时期进行研究,因为在第二次注射甜菊糖苷时期后糖血对注射甜菊糖苷的反应可能是稳定的(图1)。
 
 
图1. 注射和饲喂甜菊糖苷后血葡萄糖(Pg)浓度的变化。数值为平均标准误+SEM,NSS为普通生理盐水。每组的小鼠数为8只。显著差异与每一个对照期进行了比较。
 
                        (图见原件)
 
 
小组1:只接受注射甜菊糖苷处理的小鼠
静脉注射生理盐水1小时后,然后注射150 mg/ml甜菊糖苷,按照1.33 ml/kg 体重注射1小时。测定每个时期的血糖水平。
 
小组2:用哌唑嗪 (Prazosin) (α-肾上腺阻断剂) 对小鼠进行预处理
一般的准备与小组1相同。生理盐水注射30分钟以后(对照),然后将哌唑嗪(100 μg/ml)按100 μg/ml体重的剂量注入,然后在整个实验期间按200 μg/ml体重的剂量注入。在首次注射哌唑嗪30分钟后,按1.33 ml/kg 体重注射甜菊糖苷,然后结合哌唑嗪继续按1.33 ml/kg 体重注射甜菊糖苷1小时。
 
小组3:用血管紧张素 II (AII) 对小鼠进行预处理
除了预处理阶段外,实验设计与小组2相同,在预处理阶段,按0.3μg/ml体重给小鼠的注射血管紧张素 II(0.4μg/ml)作为引导剂量,随后按每分钟50 ng/kg体重注入。
 
小组4:用精氨酸抗利尿激素(AVP)对小鼠进行预处理的小鼠
除了按每分钟注射精氨酸抗利尿激素0.5 ng/kg 体重(28.57 ng/ml)外,一般程序与小组2相同。
 
小组5:用N-硝基-L-甲脂精氨酸 (L-NAME) 对小鼠进行预处理的小鼠
除了按引导剂量1 mg/ml体重注射N-硝基-L-甲脂精氨酸 (1 mg/ml)外,程序与小组2相同,然后继续按每分钟50 μg/kg体重注射。
 
小组6:用消炎痛对小鼠进行预处理
除了按引导剂量5 mg/kg体重注射消炎痛(在8% Na2HCO3 5 mg/ml),随后按每小时5 mg/kg体重注射,一般程序与小组2相同。
 
小组7:用N-硝基-L-甲脂精氨酸和消炎痛对小鼠进行预处理
将N-硝基-L-甲脂精氨酸和消炎痛以和小组5和6相同的剂量注射,一般程序与小组2相同。(这里原文部分内容丢失---译者注)
 
小组8:用胰岛素对小鼠进行预处理
除了按引导剂量0.1 U/kg体重注射胰岛素,随后按每分钟10 mU/kg体重注射外,一般程序与小组2相同。
 
分析
通过采用葡糖氧化酶方法测定了血葡萄糖水平。通过放射免疫测定法测定血浆胰岛素。按照下述程序采用Chaiyabutr和Buranakarl (1989)的方法测定[14C(U)]葡萄糖和[3-3H]葡萄糖的GTR(葡萄糖转换率)。首先,用3 mL 5% ZnSO4和4.5% Ba(OH)2将150 μL血浆进行去蛋白质作用,并进行离心。然后将上清夜通过IRA阳离子交换树脂柱,以排除其他有机酸,例如乳酸和丙酮酸对标记葡萄糖的污染。所有的洗脱物都蒸发到干燥为止。应用液体闪烁分光计(瑞典公司生产)测定了葡萄糖的放射性。应用[14C(U)]葡萄糖或者[3-3H]葡萄糖的注射率值和按照Umpleby 和Sonksen (1987)描述中假设的平衡时动脉血液中[14C(U)]葡萄糖和[3-3H]葡萄糖的比活性。
所有的值都以平均值±SEM (平均标准误)来表示。组与组之间和组内之间的差异用Student的测试进行了评估。数据表明在P<0.05的水平时显示出显著差异。
 
结果
 
对注射甜菊糖苷反应中血糖的变化。
 
表1. 在注射生理盐水和甜菊糖苷后小鼠的葡萄糖转换率(GTR)、血糖和血胰岛素水平
参数
对照 (n=8)
甜菊糖苷(n=8)
葡萄糖转换率 (μmol/min/kg体重)
 
 
[3-3H]葡萄糖
56.9±2.5
61.3±2.9
[14C(U)]葡萄糖
40.7±2.3
47.5±3.2
葡萄糖碳循环 (%)
28.7±1.3
23.0±1.6*
葡萄糖清除率 (ml/min/kg体重)
6.46±0.34
4.99±0.20**
血胰岛素 (μU/mL)
38.9±3.4
40.5±2.0
血糖(mg%)
120.3±5.9
176.8±10.8**
注:所有数值为平均数±SEM (标准差误)。P<0.05, ** P<0.01, 注射甜菊糖苷组与对照组之间显著差异。
 
 
 
 
表2. 注射甜菊糖苷对哌唑嗪、血管紧张素 II精氨酸抗利尿激素、N-硝基-L-甲脂精氨酸(L-NAME)吲哚美辛、L-NAME+吲哚美辛以及胰岛素进行预处理小鼠血葡萄糖浓度(mg%)的影响
预处理组
对照
药物或生理盐水
药物+甜菊糖苷
30 分钟
60分钟
90分钟
120分钟
对照
117.2±2.9
121.1±2.3
151.4±1.8***
153.8±2.5***
哌唑嗪
117.8±1.4
116.5±3.2
136.3±6.8*
137.8±8.6*
血管紧张素 II
119.7±3.9
130.4±4.3***
151.9±8.2***
151.5±8.4***
精氨酸抗利尿激素
120.3±2.9
125.2±5.2
152.2±4.9***
145.4±6.0***
L-NAME
118.3±2.6
117.7±3.5
152.9±5.5***
139.6±5.2**
吲哚美辛
119.4±3.3
111.4±3.0*
148.5±3.3***
134.1±4.8*
L-NAME+吲哚美辛
117.0±1.8
109.0±1.7***
132.8±6.3*
132.5±9.0
胰岛素
119.5±2.2
99.4±4.1**
134.9±13.3
105.2±12.9
注:所有数值为平均数±SEM (标准差误)。P<0.05, ** P<0.01,与相对对照期相比,组内为显著差异。
 
(这里部分内容丢失)在注射和饲喂甜菊糖苷的处理中。在对照小组,整个实验期间血葡萄糖水平都是比较稳定的。在注射甜菊糖苷的初期,注射0.67, 1.00 和1.33ml/kg 体重的小鼠,血葡萄糖(PG)水平分别从119.3±2.0升高到132.0±4.4 mg%(P<0.05),从XXX±4.9升高到165.3±10.8 mg% (P<0.01)和从XXX±2.0升高到157.4±8.7 mg% (P<0.01)。在注射的第二阶段和恢复阶段,血葡萄糖(PG)水平继续提高。在接受甜菊糖苷1.33和1.00 ml/kg体重/小时的小组,直到实验结束,血葡萄糖(PG)水平的升高数量始终是稳定的, 但在按0.67 ml/kg体重/小时处理的小组,血葡萄糖水平升高的数量不大。然而,在饲喂甜菊糖苷的小组,小鼠的血葡萄糖水平与对照差异不大。
 
注射甜菊糖苷对葡萄糖转换率的影响
葡萄糖转换率、血糖浓度、以及血胰岛素浓度列于表1。在对照组,血糖浓度为120.3±5.9mg%,而在到甜菊糖苷组则显著增加到176.8±10.8mg%,而两组血胰岛素水平差异不大。无论是[3-3H]葡萄糖的转换率还是[14C(U)]葡萄糖的转换率都稍微增加,但与对照组的差异不显著。葡萄糖碳循环从28.7±1.3%显著降低到23.0±1.6% (p<0.05)。葡萄糖清除率从对照组的6.46±0.34 ml/min/kg体重降低到甜菊糖苷注射组的4.99±0.20 ml/min/kg体重。(这里部分内容看不清)。然而,在该实验中,血糖水平的改变有很大的差异。在第一次和地三次实验中,葡萄糖清除率的降低大约为23%,而血糖水平的降低(30%)是显著的。
 
在注射甜菊糖苷用药物进行预处理对血糖水平的影响
表2显示了在用血管紧张素 II(AII)、精氨酸抗利尿激素 (AVP)、N-硝基-L-甲脂精氨酸 (L-NAME)进行预处理期间注射甜菊糖苷对血糖水平的影响。在只注射甜菊糖苷的对照组,在注射甜菊糖苷初期,血葡萄糖水平从117.2±2.9 mg%增加到151.4±1.8 mg%。在注射甜菊糖苷的紧接着第二阶段,血葡萄糖水平仍保持升高到153.8±2.5 mg%。用哌唑嗪进行预处理过的小鼠,血糖水平降低,但在注射甜菊糖苷期间仍高于对照期的水平。用血管紧张素 II和精氨酸抗利尿激素进行预处理的小鼠,在注射甜菊糖苷期间,血糖水平仍保持明显提高。在用N-硝基-L-甲脂精氨酸 (L-NAME)进行预处理的小鼠中,注射甜菊糖苷降低高血糖的效果降低。用吲哚美辛进行预处理,血糖水平从119.4±3.3 mg%降低到111.4±3.0 mg%。在用甜菊糖苷和吲哚美辛进行预处理的小鼠,在处理的第一阶段,血糖水平明显升高。尽管如此,在第二阶段血糖水平降低到134.1±4.8 mg%。用L-NAME+吲哚美辛进行预处理的小鼠,血糖水平从117.0±1.8 mg%。降低到109.0±1.7 mg%。在L-NAME+吲哚美辛进行预处理的小鼠中,在第一阶段血糖水平略高,到在注射甜菊糖苷的第二阶段,血糖水平与对照没有显著差异。注射胰岛素使血糖水平从119.5±2.2 mg%降低到99.4±4.1 mg%。结合注射甜菊糖苷和胰岛素的第一或者第二阶段,血糖水平都没有显著变化。
 
讨论
 
在本研究中,注射甜菊糖苷使血糖水平升高。注射甜菊糖苷的高血糖反应一直保持到恢复阶段。没有考虑时间对这种变化的作用,因为在整个实验中对照动物的血糖水平都没有改变。在注射甜菊糖苷期间,外源葡萄糖增加也无须解释,因为甜菊糖苷注射物中只含有少量葡萄糖(3 mg/100 mg甜菊糖苷)。另外,在恢复阶段,尽管没有注射甜菊糖苷,但血糖水平仍保持较高。这表明尽管停止注射甜菊糖苷,但仍保持了甜菊糖苷的效果。这一建议得到了Ishu和Brach实验结果的支持,他们的实验结果是将甜菊糖苷注射进分离的小鼠肝脏2小时后,甜菊糖苷的浓度仍保持稳定。因此,在注射甜菊糖苷期间和注射后出现高血糖应该是甜菊糖苷本身的作用。在本实验中,饲喂甜菊糖苷的小鼠血糖水平没有出现明显变化。Lee等(1979)也发现了类似的结果。然而,在人口服甜菊糖苷水提取物和和给仓鼠饲喂甜菊糖苷12小时后发现了引起争论的结果,即血糖水平显著下降 (Curi等,1968)。各个研究报告的结果不一致可能是由于实验采用的剂量、时间、实验条件、和实验方法不同。在本实验中,饲喂甜菊糖苷的小鼠血糖水平没有变化可能是由于饲喂甜菊糖苷转变为甜菊醇(Nakayama等,1986)。尽管椐报告称, 甜菊醇在离体空肠抑制葡萄糖的吸收,但其效果显示出与投喂的甜菊醇的时间和剂量有关 (Koskulkao等, 1995 )。另外,本实验中饲喂的甜菊糖苷的时间和剂量可能不足以高到影响血糖水平的程度。本实验中选择采用饲喂甜菊糖苷的时间和剂量是由以往的实验中显示出的高血压和钠尿反应决定的。
注射甜菊糖苷对高血糖作用的机理还没有阐明。但已经提出了若干种机理。注射甜菊糖苷诱发的促进倡导对葡萄糖的吸收不应是一个原因,因为甜菊糖苷对于仓鼠回肠吸收葡萄糖没有影响(Toskulkao等,1995)。在本实验中,注射甜菊糖苷对血胰岛素水平没有影响,尽管血糖很高(表1)。然而,服用胰岛素能够抑制注射甜菊糖苷的高血糖效果。结果表明,(这里部分内容丢失)。很清楚,高血糖的出现应该是甜菊糖苷本身的结果。在实验中,虽然发现血糖水平升到高于80%将刺激胰岛素的合成和释放,尽管血糖水平升高,但胰岛素的释放并没有增加。这意味着甜菊糖苷消除了胰岛素对高血糖的反应。Usami等(1980)还发现,甜菊糖苷并没有直接影响精氨酸刺激的胰岛素或者胰高血糖素从分离的胰腺的释放。甜菊糖苷抑制胰岛素对高血糖反应的可能的机理得到解释。据报告,对高血糖反应中胰岛素的释放是依赖于胰β-细胞内Ca2+([Ca2+]i)的升高 (Black等,1994)。随着防止Ca2+升高,Ca2+通道拮抗物降低了葡萄糖诱导的胰岛素分泌(Black等,1994)。注射甜菊糖苷表明起了Ca2+通道阻塞剂的作用,这种阻塞剂能够诱发高血压和钠尿,高血压和钠尿通过Ca2+通添加物而得到逆转(Meilis和Sainati,1991b)。因此,很可能的是注射甜菊糖苷阻碍了胰β-细胞对Ca2+的吸收,导致对高血糖没有反应。
葡萄糖转换率(GTR)没有显著变化,但随着血糖水平的升高,葡萄糖清除率降低。这些反映了在注射甜菊糖苷期间葡萄糖利用不足。也注意到了给小鼠肝脏注射甜菊糖苷对通过细胞膜运输葡萄糖的抑制 (Ishu等,1987)。这支持了注射甜菊糖苷对葡萄糖吸收的直接抑制影响,而最终产生高血糖。然而,对注射甜菊糖苷反应的各种激素的改变不应排除在外,这种变化可能影响血糖水平。
注射甜菊糖苷显示出能降低血压(Melis和Sainati 1991a, 1991b)。对注射甜菊糖苷的高血糖反应可能是对其低血压效果的交感补偿作用。Bullock (1995b)报道了去甲肾上腺素(NE)对葡萄糖诱导的朗格罕氏胰岛分泌胰岛素的抑制作用。去甲肾上腺素也抑制在小鼠下肢灌注的胰岛素介导的葡萄糖的吸收(Rattigan等,1995)。因此,交感肾上腺素能神经在提高血糖水平和抑制葡萄糖诱发的引导素分泌起重要作用,这与注射甜菊糖苷的作用类似。从本实验的结果得知,哌唑嗪 (Prazosin) (α-肾上腺阻断剂)降低了对注射甜菊糖苷的高血糖反应。这表明交感神经刺激至少部分参与了高血糖作用和抑制了注射甜菊糖苷诱导的葡萄糖刺激的胰岛素释放。
已经表明,氧化氮(NO)和前列腺素E产生低血压和钠尿(Manning等,1994;Baer 1988),这类似于注射甜菊糖苷的作用(Melis和Sainati 1991a)。氧化氮(NO)合成的前体L-精氨酸能够提高因用硝基-精氨酸甲酯(氧化氮合成抑制剂)预处理而降低的血糖水平(Jun和Wennmalm 1994)。另外,实验表明,通过关闭ATP-敏感的K+通道,氧化氮能够取消葡萄糖刺激的从分离的小鼠胰岛释放胰岛素,而胰岛素对β-细胞吸收Ca2+是必不可少的(Tsuura等,1994)。因此,注射甜菊糖苷导致的高血糖作用和抑制葡萄糖诱导的胰岛素释放可能与氧化氮有关,但还没有实验证据来支持氧化氮的高血糖作用的机理。本实验的结果表明硝基-精氨酸甲酯减少了注射甜菊糖苷诱导的高血糖作用。但是这种机理还无法用本实验的结果解释清楚。由于在用硝基-精氨酸甲酯进行预处理后在灌注L-精氨酸期间随着血糖水平的降低胰岛素水平下降,用硝基-精氨酸甲酯进行预处理增加胰岛素的分泌是不可能的(Junn和Wennnmaln 1994)。为什么用硝基-精氨酸甲酯进行预处理不能够完全改变注射甜菊糖苷的高血糖效果现在还不清楚。对于用硝基-精氨酸甲酯进行预处理后用L-氨基酸进行处理的小鼠也显示出相同的结果(Junn和Wennnmaln 1994)。在本实验中,硝基-精氨酸甲酯对于注射甜菊糖苷后的高血糖作用的延迟效果可能是由于氧化氮诱发的产生cGMP延迟的原因 (Laychock等,1991)。尽管硝基-精氨酸甲酯预处理降低了甜菊糖苷的高血糖作用,但血糖水平并没有恢复到正常水平。这表明对于甜菊糖苷的高血糖作用还有一些其他的机理起作用。
前列腺素显示出能抑制胰岛素的释放、提高胰高血糖素和血糖水平,并能减少葡萄糖刺激的胰岛素的释放(Robertson 1988; Band等,1993)。在本实验中,在预处理和注射甜菊糖苷第二阶段期间,吲哚美辛降低了血糖水平。这表明在注射甜菊糖苷期间,前列腺素与血糖水平的提高有关。然而,从对葡萄糖转换率(GTR)的研究结果得知,在注射甜菊糖苷期间血糖水平的升高主要是由于葡萄糖吸收量的减少,而不是由于胰岛素水平的降低。因此,前列腺素对葡萄糖吸收的直接抑制作用,可能是注射甜菊糖苷期间高血糖的主要原因。为了证明这种可能性,报道了前列腺素合成抑制剂阿司匹林能促进外周葡萄糖的吸收 (Vallecorsi等,1964)。另外,据报告称,前列腺素合成的抑制使葡萄糖诱导的胰岛素分泌增加 (Metz等,1981)。因此,对用吲哚美辛进行预处理的小鼠注射甜菊糖苷期间高血糖降低的原因似乎是由于胰岛素的分泌。为阐明这种可能性,应对注射吲哚美辛和甜菊糖苷进行处理的小鼠的葡萄糖转换率和胰岛素水平做进一步研究。
尽管用吲哚美辛进行预处理降低了注射甜菊糖苷期间血糖水平升高,但血糖水平仍然高于对照,而且时间达30分钟。Meilis和Sainati也报道了对肾功能的类似反应 (1991a)。吲哚美辛不能逆转甜菊糖苷的高血糖效果不是由于不能抑制前列腺素合成,因为在投药后的30分钟内,90%的前列腺素合成被这一剂量的吲哚美辛取消 (Kramp等,1995)。本实验表明,交感神经活性可能参与到注射甜菊糖苷的高血糖效果。据报道,吲哚美辛部分逆转了α-肾上腺素合成对胰岛素对高葡萄糖反应的抑制(Metz和Robertson, 1980)。这可能是为什么用吲哚美辛进行预处理不能完全逆转血糖水平变化的原因。
有趣的是,用吲哚美辛和硝基-精氨酸甲酯相结合对动物进行预处理,其血糖水平的降低大于吲哚美辛或者硝基-精氨酸甲酯单独进行预处理。看来,硝基-精氨酸甲酯对于降低血糖水平比吲哚美辛更有效。对于用吲哚美辛或者硝基-精氨酸甲酯单独进行预处理的动物在注射甜菊糖苷之前和注射期间进行比较,其血糖水平进一步降低支持了这一解释。但这种反应的机理仍不清楚。
总之,注射甜菊糖苷对血糖水平的效果不是由于血胰岛素水平降低的原因。它应该是甜菊糖苷对葡萄糖运输通过细胞的作用。甜菊糖苷能够抑制葡萄糖刺激的胰岛素释放。发现去甲肾上腺素、前列腺素、氧化氮参与高血糖和注射甜菊糖苷后葡萄糖刺激的胰岛素释放。然而,本实验不支持这些药物导致这些作用的解释,因为注射甜菊糖苷后的高血糖效果并没有完全使只用α-肾上腺素阻塞剂、吲哚美辛或者硝基-精氨酸甲酯单独进行预处理的动物的高血糖得到逆转。因此,去甲肾上腺素、前列腺素和氧化氮之间可能对于注射甜菊糖苷后的高血糖效果具有一些相互作用。
 
参考文献(略)

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