目錄 第一章前言... 3 第二章文獻回顧... 5 第一節 糖尿病簡介... 5 一 糖尿病定義... 5 二 糖尿病診斷標準... 5 三 糖尿病的分類... 5 四 第 2 型糖尿病之胰島素阻抗簡介... 6 第二節 小葉冷水麻功效... 7 一 小葉冷水麻改善血糖及血脂之功效... 7 二

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1 靜宜大學 103 學年度 鼓勵專任教師專題研究成果報告 小葉冷水麻乙醇萃取物對改善糖尿性大血管病變之探討 Effects of Pilea microphylla L. ethanol extract on macrovasculopathy in diabetic rats. 執行期間 :103 年 10 月 15 日至 104 年 7 月 31 日 計畫編號 :PU A01 單位 / 系 ( 所 ): 食品營養學系 計畫主持人 : 詹恭巨副教授 中華民國 年 8 月 3 0 日

2 目錄 第一章前言... 3 第二章文獻回顧... 5 第一節 糖尿病簡介... 5 一 糖尿病定義... 5 二 糖尿病診斷標準... 5 三 糖尿病的分類... 5 四 第 2 型糖尿病之胰島素阻抗簡介... 6 第二節 小葉冷水麻功效... 7 一 小葉冷水麻改善血糖及血脂之功效... 7 二 小葉冷水麻具有抗氧化活性... 7 三 小葉冷水麻維持胰島素濃度之能力... 7 第三章材料與方法... 7 第一節 實驗材料... 8 一 動物飼料製備及小葉冷水麻劑量... 8 第二節 動物實驗及實驗設計... 9 一 動物試驗與實驗設計... 9 二 非管制類麻醉藥之製備... 9 三 動物犧牲與樣品採集... 9 四 組織切片製備及型態學觀察 第三節 實驗分析方法 一 空腹血糖值分析 二 肝功能測定 三 各項血脂項目測定 第四節 統計分析 第四章結果與討論

3 第一節小葉冷水麻對高脂誘發肥胖大鼠體重 攝食 飲水及禁食血糖之結果.. 12 一 小葉冷水麻對高脂誘發之肥胖大鼠體重 攝食量 飲水量之結果 二 小葉冷水麻對高脂飲食誘發之肥胖大鼠空腹血糖之結果 第二節 小葉冷水麻對高脂飲食誘發之肥胖大鼠臟器相對重量之結果 一 小葉冷水麻對高脂誘發之肥胖大鼠心 肝 脾 腎相對重量之結果 二 小葉冷水麻對高脂飲食誘發之肥胖大鼠脂肪組織相對重量之結果 第三節 小葉冷水麻對高脂飲食誘發之肥胖大鼠肝功能之影響 一 小葉冷水麻對高脂飲食誘發之肥胖大鼠血清天門冬胺酸轉胺酶 (AST) 及丙胺酸轉胺酶 (ALT) 活性之結果 第四節 小葉冷水麻對高脂飲食誘發之肥胖大鼠血脂之影響 一 小葉冷水麻對高脂飲食誘發之肥胖大鼠各項血脂之結果 表一 小葉冷水麻對高脂飲食誘發之肥胖大鼠體重 攝食量 飲水量及禁食血糖之影響 表二 小葉冷水麻對高脂飲食誘發之肥胖大鼠臟器 ( 心 肝 脾 腎 腹腔脂肪墊 副睪脂肪 ) 相對重量之影響 表三 小葉冷水麻對高脂飲食誘發之肥胖大鼠血清天門冬胺酸轉胺酶 (AST) 及丙胺酸轉胺酶 (ALT) 活性之影響 表四 小葉冷水麻對高脂飲食誘發之肥胖大鼠血脂之影響 第五章結論 第六章參考文獻

4 第一章 前言 隨著現代人生活水準的提升及飲食習慣的變遷, 速食食品及含糖飲料取得的便利性增加, 導致國人營養素攝取不均衡, 加上缺乏運動, 造成肥胖 糖尿病及心血管疾病等慢性病之發生 (1), 而慢性病也逐漸成為我國主要的死因, 且根據統計資料顯示, 近年來糖尿病的發生率節節上升, 因糖尿病死亡之人數也逐年增加, 由此可知, 糖尿病已成為現階段重要的公共衛生課題 (2) 糖尿病(Diabetes Mellitus, DM) 為體內糖類代謝障礙所造成的一種慢性疾病 (3) 糖尿病主要可區分為缺乏胰島素的第 1 型糖尿病 (Type 1 DM) 及非胰島素依賴型的第 2 型糖尿病 (Type 2 DM), 而第 2 型糖尿病便佔了所有糖尿病患者的 90 %以上 (4) 肥胖是造成第 2 型糖尿病發生的主要原因 脂肪細胞的快速增長引起發炎反應, 進而刺激細胞激素分泌, 使周圍組織對胰島素的利用產生阻抗的現象, 造成血糖控制不良而形成糖尿病 (5) 糖尿病患長期處於高血糖的狀態, 便會對除肌肉及脂肪外之組織, 例如視網膜 腎絲球體 周圍神經及血管內皮細胞造成不可逆之氧化傷害, 而產生諸如白內障 腎功能衰竭 周圍神經發炎等小血管性併發症 (6) 高血糖狀態也會干擾代謝而誘發高脂血症 促進動脈粥樣硬化性狹窄及凝血機制異常而導致大血管病變, 因此糖尿病患發生截肢 心肌梗塞及中風的危險性很高 (7-13) 因此, 如何預防與減緩糖尿病及其併發症之發生極為重要 降低及預防肥胖的形成可避免第 2 型糖尿病之發生, 而飲食控制及良好的運動習慣是影響體重變化的重要因素 (14), 若搭配使用適當的膳食補充劑, 對於理想體重的維持具有正向的幫助 根據文獻指出, 現代人常使用中草藥進行食補療法 (15), 因此, 中草藥材廣泛運用於保健食品等相關產品研發 小葉冷水麻 (Pilea microphylla L.) 是台灣常見的一種藥用植物, 喜愛生長於潮濕岩壁及水泥壁邊, 其廣泛的存在於台灣全域 (16) 根據藥用植物圖鑑指出小葉冷水麻傳統藥用功效為清熱 解毒 利濕 降血壓, 其可用於治療肝炎 高血壓 糖尿病等疾病 (17-19) 近年來, 有許多研究顯示小葉冷水麻具有良好之抗氧化能力 調節血糖及血脂之作用 降低發炎反應以及維持血漿胰島素之濃度 (20-21) 因此, 藉由上 3

5 述之作用機轉, 小葉冷水麻或許可具有改善因高血糖所伴隨之血脂異常及氧化傷害, 減緩糖尿病病程發展之嚴重性, 以達降低粥狀動脈硬化及心血管疾病發生之功效 4

6 第二章 文獻回顧 第一節 糖尿病簡介一 糖尿病定義糖尿病 (Diabetes Mellitus, DM) 是一種慢性疾病, 因胰島素不足或其無法正常作用而導致高血糖現象, 若長期未改善, 則會產生一連串異常的新陳代謝問題, 其臨床主要的症狀為多吃 多喝 多尿, 並伴隨著體重減輕 視力模糊及容易感染等 而糖尿病嚴重的急性併發症有酮酸血症和非酮酸性高滲透壓症等 由於體內長期處於高血糖之狀態, 會促使組織蛋白和其他大分子物質受到糖化後, 均會導致眼睛 腎臟 神經 心臟及血管等器官受損, 使其機能異常甚至衰竭 (ADA, 2010) 二 糖尿病診斷標準 根據美國糖尿病學會 (American Diabetes Association, ADA) 於 2010 年 1 月最新 公布之診斷標準有三項, 符合以下其中任一項診斷標準, 即可視為糖尿病 ( 一 ) 空腹血漿葡萄糖 (Fasting plasma glucose, FPG) 濃度 126mg/dL, 至少兩次以上 禁食 8 小時且未有任何熱量攝取 ( 二 ) 隨機血漿葡萄糖濃度 200mg/dL, 同時有高血糖之典型症狀, 如多吃 喝 多尿及體重減輕 ( 三 ) 口服葡萄糖耐受試驗 (oral glucose tolerance test, OGTT)2 小時後的血糖值 200mg/dL 另外, 若空腹 8 小時之禁食血糖值為 mg/dL 時, 則為空腹血糖異常 (Impaired fasting glucose, IFG) OGTT 2 小時之血糖濃度為 mg/dL 時, 為葡萄糖耐受異常 (Impaired glucose tolerance, IGT) IFG 與 IGT 合併稱為糖尿病前期 (Pre-diabetes) 三 糖尿病的分類 根據 ADA 於 2010 年最新公布糖尿病分為四大類, 包括第 1 型糖尿病 第 2 5

7 型糖尿病 妊娠型糖尿病及其他特異型糖尿病, 分述如下 : ( 一 ) 第 1 型糖尿病 (Type 1 DM) 在所有糖尿病病患中, 約有 5~10% 為第 1 型糖尿病, 此類型發病時間迅且好發於兒童及青少年, 通常會伴隨酮酸中毒之發生 造成此類型成因為二 :(1) 自體免疫型 (Immune-mediate), 因自體免疫系統發生異常而引起胰臟 β 細胞快速破壞, 導致胰島素缺乏而引起糖尿病, 此病患須依賴注射胰島素以維持正常血糖濃度 ( 二 ) 第 2 型糖尿病 (Type 2 DM) 在所有糖尿病病患中, 約有 90~95% 為第 2 型糖尿病, 好發於中年人, 此類型之病人初期會有胰島素阻抗 (insulin resistance), 造成體內胰島素濃度相對不足, 晚期主要為胰島素不足合併胰島素阻抗 此外, 第 2 型糖尿病的發生和遺傳亦有相關, 而環境因素如飲食過量 肥胖 運動量不足等, 為造成胰島素阻抗之原因 ( 三 ) 妊娠型糖尿病 (Gestational diabetes mellitus, GDM) GDM 的發生是由於懷孕 後半段時期體內所分泌之賀爾蒙, 如胎盤素 黃體素, 使人體胰島素抗性增加, 進而引起妊娠型糖尿病 ( 四 ) 其他特異型湯尿病 (Other specific types) 包括基因圈缺陷引起胰島細胞功能異常 外分泌胰臟之疾病 ( 如胰臟炎等 ) 內分泌病變 ( 如生長激素 腎上腺素 升糖激素等 ) 藥物或化學物質破壞而引起胰島素分泌減少 病毒感染造成胰臟細胞損壞, 造成糖尿病 四 第 2 型糖尿病之胰島素阻抗簡介 當人體儲存 利用與能量產生之細胞如骨骼肌 脂肪及肝細胞, 無法正常且有效的利用胰島素時, 則會造成血糖偏高的現象, 即所謂胰島素阻抗, 且幾乎所有第 2 型糖尿病的罹病初期皆會發生此現象 在組織細胞發生胰島素阻抗之初期, 會造成葡萄糖耐受發生異常, 但胰臟 β 細胞仍持續分泌更多胰島素, 導致血液中胰島素濃度過高, 即為高胰島素血症, 代償性的彌補因阻抗所造成的作用不全, 此時病患的血糖尚可維持正常 但隨著胰島素阻抗及高胰島素血症的惡性循環中, 病患的胰 6

8 臟 β 細胞逐漸耗盡, 無法正常分泌胰島素供身體所需, 使血糖因此急遽上升而導致第 2 型糖尿病 研究指出, 肥胖所引起脂肪細胞分系許多脂肪激素和促發炎激素 ( 如 TNF-ɑ IL-6 等 ), 會造成體內長期處於慢性 低度的發炎狀態, 被認為是干擾胰島素作用的因素, 進而產生胰島素阻抗, 造成第 2 型糖尿病之發生 (22-25) 第二節 小葉冷水麻功效 一 小葉冷水麻改善血糖及血脂之功效 文獻指出小葉冷水麻降血糖之有效成分為黃酮類化合物, 發現其具有與 Glibenclamide 藥物作用相同之抑制 DPP-IV 酵素之功效, 因此可降低糖尿病小鼠血糖濃度, 其改善程度與給予 Glibenclamide 藥物治療相同 ; 另外, 糖尿病小鼠血脂濃度下降程度與給予 Pioglitazone 藥物治療相比有更顯著改善之效果 此外, 有文獻指出小葉冷水麻所含之黃酮類化合物為槲皮素 綠原酸及芹菜素, 其分別具有 DPP-IV 抑制劑作用 降血脂及降血糖之功效, 藉此可降低 C57BL/KsJ-db/db 小鼠之血糖 三酸甘油酯及體重並顯著改善葡萄糖耐受性及胰島素分泌, 由此可知, 小葉冷水麻具有良好的抗氧化力 降血糖及降血脂之功效 (26) 二 小葉冷水麻之抗發炎活性 有學者為探討中草藥對發炎性痤瘡引起之皮膚傷害之改善作用, 利用小葉冷水麻乙醇萃取物進行 5- 脂氧化酶活性抑制能力 自由基清除能力及影響促發炎細胞激素生成能力等三種抗發炎活性檢測, 發現其具有 DPPH 及 NO 清除能力, 藉此達到抗發炎作用 (27) 三 小葉冷水麻維持胰島素濃度之能力 研究顯示, 小葉冷水麻對於改善血漿中葡萄糖及胰島素之濃度與 Sitagliptin 藥物作用效果相同 ;Sitagliptin 為 DPP-IV 抑制劑類藥物, 其藥物作用機轉為促進胰島素分泌 保護胰臟及維持 β-cell 完整性, 減少其受到氧化壓力之損害, 進而維持胰臟及 β-cell 正常生理功能, 分泌足量之胰島素, 參與體內調節機制以達到控制血中葡萄 7

9 糖濃度之目的 從研究結果可得知, 小葉冷水麻可能具有維持血漿胰島素濃度之能 力 (28) 8

10 第三章 研究材料與方法 第一節 實驗材料 一 動物飼料製備及小葉冷水麻劑量 ( 一 ) 標準動物飼料 實驗動物鼠用標準飼料購買於福壽實業股份有限公司 ( 二 ) 高脂飲食飼料配製 將標準飼料研磨成粉狀後, 添加重量百分比為 30% 之液態酥油, 攪拌均勻後 捏成飼料糰並放置 -20 冰箱保存 ( 三 ) 含小葉冷水麻之高脂飼料製備將標準飼料研磨成粉狀後, 添加重量百分比為 30% 之液態酥油, 並分別添加低 中 高劑量之小葉冷水麻粉末, 充分攪拌均勻後捏成飼料糰放置 -20 冰箱保存 ( 四 ) 小葉冷水麻劑量本實驗使用之小葉冷水麻購買於港香蘭藥廠股份有限公司, 其為濃縮型科學中藥粉末 小葉冷水麻劑量決定於體外抗氧化試驗 DPPH 清除能力之最佳效果, 結果為 100 mg/ml 之小葉冷水麻濃縮液最具 DPPH 清除能力, 並將其濃度設為中劑量組, 另高劑量組濃度為中劑量組兩倍 低劑量組為 1/2 倍 飼料內含小葉冷水麻濃度之計算方式為大鼠每日攝食量及體重換算後可得低劑量組為 40 mg/g feed 中劑量組為 80 mg/g feed 高劑量組為 160 mg/g feed 9

11 第二節 動物實驗及實驗設計 一 動物試驗與實驗設計 本動物試驗將使用 60 隻八週齡大, 雄性之 Wistar 大鼠 ( 購自於樂斯科生物科技公司 ) 所有老鼠於購進後, 將先餵飼七天福壽牌標準粒狀飼料以供適應新環境 然後先隨機分出 12 隻大鼠為健康對照組 (C 組 ) 並給予標準粒狀飼料自由攝食方式持續餵養, 其餘老鼠給予高脂飼料採自由攝食方式餵養 27 週誘發成肥胖狀態後, 再隨機分配於 4 組, 分別為肥胖組 (F 組 ) 低劑量小葉冷水麻組 (L 組 ) 中劑量小葉冷水麻組 (M 組 ) 及高劑量小葉冷水麻組 (H 組 ), 每組各 12 隻老鼠 高脂飼料誘發肥胖之動物模式將依據行政院衛生福利部所公佈之健康食品不易形成體脂肪評估方法中之建議飼料油脂含量為 30%, 且肥胖組之大鼠平均體重須高於健康對照組 10% 以上, 方可給予小葉冷水麻介入, 實驗介入為期 12 週, 每隔 4 週將以尾巴取血之方式採樣分析禁食血糖值 在飼養期結束之第 84 天採隔夜禁食, 隔晨各組老鼠將腹腔注射非管制麻醉藥麻醉, 並由腹腔靜脈採取最大之血量, 以進行各項血漿之分析及發炎指數相關之測定 動物之麻醉將使用非管制類麻醉劑配方 (2% Chloralose, 10% Urethane, 2% Borax), 使用劑量為腹腔注射 6~10 ml/kg BW 二 非管制類麻醉藥之製備 製備方式為將 2gα- Chloralose 2g Borax 10g Urethane 溶於 100mL 之二次去離水, 並以低溫加熱的方式攪拌至完全溶解, 完全溶解之液體為透明淡黃色 將其麻醉藥品放置 4 冰箱備用, 使用前需回溫至 37 才可以腹腔注射方式注入大鼠體內進行麻醉 三 動物犧牲與樣品採集 大鼠於空腹 16 小時後, 以腹腔注射麻醉藥物使其麻醉, 並於腹腔動脈採集血液製作成血清之樣本 血清製備為不加抗凝劑的情況下, 以轉速 3000 xg 4 之條件下離心 15 分鐘, 最後取其上清液, 分別分裝至小試管中, 儲存於 -80 保 10

12 存待分析 採集血液完畢後, 分別採集大鼠腎臟 肝臟 脾臟 心臟 副睪脂肪 腹腔脂肪墊, 採集之器官清除血液及凝塊後以 0.9% 生理食鹽水清洗後並分別記錄其重量, 最後將部分副睪脂肪放進液態氮冷凍後放置 -80 保存待組織分析 ; 另一部分副睪脂肪放置 10% 福馬林 3 日使組織固定, 並進行組織染色及病理切片 四 組織切片製備及型態學觀察 ( 一 ) 樣本製備 大鼠犧牲後採集副睪脂肪放置 10% 中性福馬林 3 日使組織固定, 使用手術刀 切取所需觀察之部位 ( 約 1~2mm 薄片 ), 接著放置於包埋夾中, 在浸至於新鮮 10% 中性福馬林的組織罐中, 最後進行組織染色 ( 龐德生技有限公司, 台中 ) ( 二 ) 組織型態觀察 本實驗之組織樣本採 Hematoxylin&Eosin 染色 (HE stain), 此方法主要作用於細胞核及細胞質之染色 ; 由於細胞本身無色, 因此,Hematoxylin 會與細胞核內之核酸結合並呈現藍紫色, 而 Eosin 則與細胞質之蛋白質結合並呈現橘紅色, 藉此方法以顏色區分細胞核予細胞質 最後, 使用光學顯微鏡觀察組織型態 第三節 實驗分析方法 一 空腹血糖值分析 本實驗使用葡萄糖乳酸分析儀 (YSI 2300, YSI, USA) 測定空腹血糖濃度, 大鼠經禁食 8 小時後, 以剪尾採血方式採集適量之血液於離心管內, 靜置兩小時後, 以轉速 2000 xg 4 之條件離心 15 分鐘, 採取上清液即為血清, 以此樣品測量血液中葡萄糖濃度, 單位以 mg/dl 表示 二 肝功能測定 ( 一 ) 天門冬酸轉胺酵素 (Aspartate aminotransferase; GOT) 之分析 11

13 主要是利用比色法來測定 在血清樣品中當試驗樣品和受質 - 酵素混合物作出反應經由 AST 催化,L- 天門冬胺酸 (apartic acid) 和 α- 酮戊二酸 (α-ketoglutaric acid) 形成麩胺酸和草醯乙酸鹽 草醯乙酸鹽再藉蘋果酸去氫酶 (malate dehydrogenases;mdh) 轉換成蘋果酸 (malate), 同時 NADH 被氧化成 NAD+, 利用分光光度計, 於 340 nm 波長測定吸光, 由比耳定律換算即可知單位時間內 NADH 減少的量, 進一步即可算出 GOT 的活性值 (AST Reagent, Teco Diagnostics, Anaheim, USA) ( 二 ) 丙胺酸轉胺酵素 (alanine aminotransferase; GPT) 之分析丙酮酸受 alanine aminotransferase (ALT) 的催化可將 amino group 轉移到 α- 酮戊二酸鹽上而變成丙酮酸和麩胺酸 丙酮酸在 NADH 的存在下可受乳酸去氫酶的催化還原成為乳酸, 同時間 NADH 被氧化成 NAD+ 利用比色法於 340 nm 下測吸光, 再由比耳定律換算即可知單位時間內 NADH 減少的量, 進一步即可算出 ALT 的活性值 (ALT Reagent, Teco Diagnostics, Anaheim, USA) 三 各項血脂項目測定 ( 一 ) 三酸甘油酯分析分析原理同血清中三酸甘油酯之分析 從 10mL 肝脂質萃取液中取 20μL( 總萃取液 1/500) 至 10 cm 玻璃試管中, 置於通風櫥使溶劑完全揮發, 再加入 1000μL Reagent, 混合均勻後, 於室溫下 (20-25 ) 反應 10 分鐘 另外作空白試驗及三酸甘油酯標準品 ( 標準濃度為 200 mg / dl)20 μl( 含有 TG 40 μg) 加 1000μL Reagent, 測定 500 nm 之吸光值 再根據下列式計算肝臟樣品中三酸甘油酯濃度 (Triglycride-GPO Reagent, Teco Diagnostics, Anaheim, USA) ( 二 ) 膽固醇分析分析原理同血清中膽固醇之分析 從 10mL 肝脂質萃取液中取 150μL( 總萃取液 3/200) 至 10 cm 玻璃試管中, 再加入 10 μl Triton X-100, 均勻混合後, 置於通風櫥使溶劑完全揮發, 再加入 1000 μl Reagent, 混合均勻後, 於室溫下 (20-25 ) 反應 10 分鐘 另外以 10 μl 加 1000 μl Reagent 作空白試驗及膽固醇標準品 ( 標準濃度為 200 mg 12

14 / dl)10 μl( 含有 Cholesterol 40 μg) 加 1000 μlreagent 作為對照, 測定 500 nm 之吸光值 再根據下列式計算肝臟樣品中膽固醇濃度 (Cholesterol Reagent, Teco Diagnostics, Anaheim, USA) ( 三 ) 低 高密度脂蛋白分析取血清樣品 100 μl, 加 1.0 ml LDL 沉澱劑混勻, 室溫之下靜置至 15 分鐘, 離 20 分鐘 ( 5000 g ), 取 100 μl 上層液, 加入 1.0 ml 膽固醇試劑, 混勻後,37 水浴 5 分鐘, 測定波長 500 nm 下之吸光值, 依公式求出樣品 HDL 及 LDL 膽固醇濃度 (LDL Reagent, Teco Diagnostics, Anaheim, USA) 第四節 統計分析 實驗數據資料利用 SPSS20.0 軟體進行分析, 各實驗組之數據以 mean±sd 表 示, 並以單因子變異數分析進行檢定 ; 倘若實驗組內有差異, 再以 Duncan s multiple range test 判定組間差異 以 P <0.05 表示統計上具有顯著差異 13

15 第四章 結果與討論 第一節 小葉冷水麻對高脂飲食誘發之肥胖大鼠體重 攝食 飲水量及禁食血糖之影響 一 小葉冷水麻對高脂飲食誘發之肥胖大鼠體重 攝食量 飲水量之結果高脂飲食組 (F) 的終體重及增重均顯著的高於健康對照組 (C); 而給予各劑量之小葉冷水麻萃取物後與 F 組相比, 皆無改善體重增加之效果 高脂飲食組 (F) 的攝食量與飲水量均顯著的低於健康對照組 (C); 給予中劑量 (M) 小葉冷水麻萃取物可增加攝食量 由上述結果可得知, 高脂飲食之攝取會抑制大鼠的食慾而減少攝食量, 然而體重及增重卻顯著的較健康大鼠高, 可見總熱量的攝取是較攝食量為影響增重更重要的因素 ; 攝取高脂飲食的大鼠, 雖然透過降低攝食量的機轉設法維持體重, 但高脂飲食的總熱量攝取遠超過一般飲食的量, 加上攝取高脂飲食的大鼠亦無法透過增加熱量消耗來維持熱量平衡, 因此才會出現攝食量較低卻反而增重的現象 二 小葉冷水麻對高脂飲食誘發之肥胖大鼠空腹血糖之結果給予大鼠高脂飲食並飼養 41 週後, 禁食血糖值與健康對照組 (C) 相比, 並無顯著性的差異 ; 而給予各劑量之小葉冷水麻萃取物後也不影響禁食血糖值 理論上肥胖會誘發周圍組織胰島素阻抗而導致禁食血糖值的上升, 本研究並未觀察到攝取高脂飲食導致體重增加的大鼠有禁食血糖值上升的現象 可能的原因或許是因高脂飲食組的大鼠增重不夠迅速, 因為脂肪細胞在快速擴充的情況下, 才有可能產生因脂肪細胞缺氧發炎壞死, 而導致胰島素產生阻抗的後果 本研究誘發肥胖的動物模式可能沒有如預期般產生快速增加脂肪組織的效果, 所以體重的增加並不影響禁食血糖值 小葉冷水麻萃取物的給予也證明並不會影響正常的血糖值 第二節 小葉冷水麻對高脂飲食誘發之肥胖大鼠臟器相對重量之影響 一 小葉冷水麻對高脂飲食誘發之肥胖大鼠心 肝 脾 腎相對重量之結果 大鼠攝取高脂飲食 41 週後, 高脂飲食組 (F) 之心臟相對重量與健康對照組 (C) 14

16 相比, 兩組無顯著性的差異 ; 而肝臟 脾臟及腎臟之相對重量則顯著性的低於 C 組, 給予各劑量之小葉冷水麻萃取物並不影響各臟器的相對重量 由上述結果可得知, 長期攝取高脂飲食似乎會造成大鼠肝臟 脾臟及腎臟產生萎縮的現象, 而小葉冷水麻萃取物的給予並無法改善此現象 二 小葉冷水麻對高脂飲食誘發之肥胖大鼠脂肪組織相對重量之結果高脂飲食組 (F) 腹腔脂肪墊之相對重量顯著的高於健康對照組 (C); 而副睪脂肪之相對重量則無顯著差異 ;F 組的腹腔總脂肪之相對重量亦顯著性的高於 C 組 ; 給予各劑量之小葉冷水麻萃取物並不影響腹腔脂肪墊 副睪脂肪及腹腔總脂肪之相對重量 由上述結果可得知, 大鼠長期攝取高脂飼料會顯著增加體重及增重, 體重的增加大部分來自於內臟脂肪的增加, 導致體脂肪百分比的改變 由於內臟脂肪增重的速度不夠快, 脂肪細胞可能只增加體積, 但是仍有足夠的血管系統供應所需之營養素及氧氣, 由此可見, 慢性的脂肪堆積所導致的增重並不會造成血糖異常 第三節 小葉冷水麻對高脂飲食誘發之肥胖大鼠肝功能之影響 一 小葉冷水麻對高脂飲食誘發之肥胖大鼠血清天門冬胺酸轉胺酶 (AST) 及丙胺酸轉胺酶 (ALT) 活性之結果高脂飲食組 (F) 的肝功能指標與健康對照組 (C) 相比並無顯著差異 ; 而給予小葉冷水麻萃取物也不影響肝功能指標 由上述結果可得知, 大鼠長期食用高脂飲食並不影響肝臟功能, 本研究所給予之小葉冷水麻萃取物的劑量, 也不會傷害肝細胞 第四節 小葉冷水麻對高脂飲食誘發之肥胖大鼠血脂之影響 一 小葉冷水麻對高脂飲食誘發之肥胖大鼠各項血脂之結果經過 41 週的餵飼, 高脂飲食組 (F) 的三酸甘油酯 膽固醇 低密度脂蛋白 (LDL) 及高密度脂蛋白 (HDL) 的濃度均顯著地低於健康對照組 (C); 給予不同劑量之小葉 15

17 冷水麻萃取物並不影響血脂質濃度 由上述結果可得知, 大鼠長期食用高脂飲食並不會造成高血脂的現象, 反而會有較低的血脂質濃度 可能的原因或許因大鼠早就適應以代謝脂肪酸為主要產熱之生理模式, 大量的飲食脂肪酸不僅有效率地被大鼠利用, 血中的游離脂肪酸恐怕也抑制肝臟脂肪與脂蛋白之合成, 此點推測可由高脂飲食組肝臟相對重量較輕可得到線索 或許透過測量血中游離脂肪酸濃度及肝臟脂肪含量可更加證實此假設 16

18 表一 小葉冷水麻對高脂飲食誘發之肥胖大鼠體重 攝食量 飲水量及禁食血糖之影響 Table1. effect of Pilea microphylla L.on food intake, water intake, body weight and fasting glucose in obese rats. Group 1 C F L M H Initial body weight (g) ± 70.1 a ± 77.1 a ± 55.4 a ± 44.2 a ± 72.1 a Final body weight (g) ± 76.6 a ± 90.1 b ± 81.3 b ± 66.5 b ± 78.9 b Weight gain (g) 59.7 ± 14.2 a ± 19.7 b ± 28.5 b ± 32.3 b ± 24.1 b Food intake (g/day) 40.1 ± 3.6 a 25.1 ± 2.3 b 25.4 ± 2.3 bc 29.9 ± 4.7 c 26.8 ± 4.0 bc Water intake (g/day) 49.9 ± 12.1 a 34.0 ± 12.9 b 28.3 ± 6.1 b 27.7 ± 10.1 b 28.6 ± 6.9 b Fasting glucose (mg/dl) 92.1 ± 7.8 a 94.2 ± 4.9 ab ± 5.9 ab ± 9.1 b 96.4 ± 5.7 ab 1 C:normoal control, F:high fat diet control, L: high fat diet with low does of Pilea microphylla L., M: high fat diet with medium does of Pilea microphylla L., H: high fat diet with high does of Pilea microphylla L. a-c Means not sharing a common superscript in the same row are significantly different at p<

19 表二 小葉冷水麻對高脂飲食誘發之肥胖大鼠臟器 ( 心 肝 脾 腎 腹腔脂肪墊 副睪脂肪 ) 相對重量之影響 Table2. effect of Pilea microphylla L.on relative weight of heart, liver, spleen, kidney, intraabdominal fat pad and epididymal fat in obese rats. Group 1 (g/100g BW) C F L M H Heart 0.23 ± 0.03 a 0.20 ± 0.02 ab 0.21 ± 0.03 ab 0.19 ± 0.02 b 0.19 ± 0.02 b Liver 2.71 ± 0.33 a 2.05 ± 0.28 b 2.04 ± 0.24 b 2.16 ± 0.26 b 1.95 ± 0.20 b Spleen 0.16 ± 0.02 a 0.13 ± 0.03 b 0.11 ± 0.02 b 0.12 ± 0.03 b 0.11 ± 0.02 b Kidney 0.60 ± 0.07 a 0.39 ± 0.06 b 0.38 ± 0.06 b 0.37 ± 0.09 b 0.37 ± 0.05 b Intraabdominal fat pad 3.42 ± 0.95 a 5.85 ± 1.62 b 5.17 ± 1.10 b 5.69 ± 1.41 b 5.73 ± 1.01 b Epididymal fat 2.44 ± 0.57 a 3.09 ± 0.56 a 3.13 ± 0.45 a 3.11 ± 0.60 a 2.87 ± 0.45 a Total visceral fat 5.86 ± 1.47 a 8.94 ± 2.02 b 8.30 ± 1.28 b 8.80 ± 1.87 b 8.60 ± 1.33 b 1 C:normoal control, F:high fat diet control, L: high fat diet with low does of Pilea microphylla L., M: high fat diet with medium does of Pilea microphylla L., H: high fat diet with high does of Pilea microphylla L. a-b Means not sharing a common superscript in the same row are significantly different at p<

20 表三 小葉冷水麻對高脂飲食誘發之肥胖大鼠血清天門冬胺酸轉胺酶 (AST) 及丙胺酸轉胺酶 (ALT) 活性之影響 Table3. effect of Pilea microphylla L.on serum aspartate aminotransferase (AST) and alanine transaminase activity in obese rats. Group 1 (mg/dl) C F L M H AST ± 51.4 a ± 36.4 a ± 62.3 a ± 26.0 a ± 43.6 a ALT 51.7 ± 32.0 a 42.4 ± 11.9 a 59.3 ± 34.6 a 36.1 ± 10.3 a 47.4 ± 28.9 a 1 C:normoal control, F:high fat diet control, L: high fat diet with low does of Pilea microphylla L., M: high fat diet with medium does of Pilea microphylla L., H: high fat diet with high does of Pilea microphylla L. a Means not sharing a common superscript in the same row are significantly different at p<

21 表四 小葉冷水麻對高脂飲食誘發之肥胖大鼠血脂之影響 Table4. effect of Pilea microphylla L.on blood lipid in obese rats. Group 1 (mg/dl) C F L M H Triglyceride ± a ± 58.9 a ± 42.5 a ± 37.6 a ± 72.6 a Cholesterol ± 51.2 a 83.2 ± 38.3 b 77.6 ± 18.5 b 81.5 ± 23.4 b 82.5 ± 47.4 b Low-density lipoprotein 23.4 ± 12.2 a 9.7 ± 6.0 b 8.9 ± 1.5 b 9.2 ± 2.5 b 10.4 ± 6.8 ab High-density lipoprotein 38.4 ± 9.0 a 19.9 ± 9.0 b 18.7 ± 5.4 b 18.8 ± 5.4 b 18.0 ± 7.0 b 1 C:normoal control, F:high fat diet control, L: high fat diet with low does of Pilea microphylla L., M: high fat diet with medium does of Pilea microphylla L., H: high fat diet with high does of Pilea microphylla L. a-b Means not sharing a common superscript in the same row are significantly different at p<

22 第五章 結論 本研究以高脂飲食長期飼養大鼠 41 週後探討其生理變化之影響 從結果可得知, 此飲食誘發肥胖之動物模式會導致體重上升, 但由於緩慢的增重, 且體脂肪堆積不夠快速, 故血糖值並不因體重增加而產生異常 長期高脂飲食的攝取並不會產生高血脂的影響 給予大鼠 12 週小葉冷水麻萃取物並不影響其肝功能指數 總之, 快速體脂肪增加所導致的增重可能才是周圍組織產生胰島素阻抗的主因 小葉冷水麻是否具有改善脂肪組織發炎之效果尚待進一步的探討 21

23 第六章 參考文獻 1. Berdanier, C.D. (1995) Carbohydrates in Advanced Nutrition: Macronutrients, Berdanier, C.D., ed., pp , CRC Press, Boca Raton, Fla, USA. 2. Wei, M., Gaskill, S.P., Haffner, S.M. & Stern, M.P. (1998) Effects of diabetes and level of glycemia on all-cause and cardiovascular mortality, The San Antonio Heart Study. Diabetes Care 7: Report of a WHO study group. (1994) WHO Technical Report Series, no. 844, Prevention of diabetes mellitus. WHO publications: Geneva. 4. The Diabetes Control and Complication Trial Research Group (1993) The effect of intensive treatment of diabetes on the development and progression of long-term complication in 5. Ginsberg, H.N. (2000) Insulin resistance and cardiovascular disease. J. Clin. Invest. 106: Vinik, A.I., Erbas, T., Park, T.S., Nolan, R. & Pittenger, G.L. (2001) Platelet dysfunction in type 2 diabetes. Diabetes Care 24: Ceriello, A.(1993)Coagulation activation in diabetes mellitus: the role of hyperglycaemia and therapeutic prospects. Diabetologia 36: Ceriello, A., Bortolotti, N., Pirisi, M., Crescentini, A., Tonutti, L., Motz, E., Russo, A., Giacomello, R., Stel, G. & Taboga, C. (1997) Total plasma antioxidant capacity predicts thrombosis-prone status in NIDDM patients. Diabetes Care 20: Collier, A., Rumley, A., Paterson, J.R., Leach, J.P., Lowe, G.D. & Small, M. (1992) Free radical activity and hemostatic factors in NIDDM patients with and without microalbuminuria. Diabetes 41: Carmassi, F., Morale, M., Puccetti, R., De Negri, F., Monzani, F., Navalesi, R. & Mariani, G. (1992) Coagulation and fibrinolytic system impairement in insulin dependent diabetes mellitus. Thromb. Res. 67: Borsey, D.Q., Prowse, C.V., Gray, R.S., Dawes, J., James, K., Elton, R.A. & Clarke, B.F. (1984) Platelet and coagulation factors in proliferative dianetic retinopathy. J. Clin Pathol. 37: Patrassi, G.M., Vettor, R., Padovan, D. & Girolami, A. (1982) Contact phase of blood coagulation in diabetes mellitus. Eur. J. Clin. Invest. 12: Hughes, A., McVerry, B.A., Wilkinson, L., Goldstone, A.H., Lewis, D. & Bloom, A. (1983) Diabetes, a hypercoagulable state? Hemostatic variables in newly diagnosed type 2 diabetic patients. Acta Haematol. 69: Astrup, A. & Finer, N. (2000) Redefining type 2 diabetes: Diabesity or Obesity Dependent Diabetes Mellitus?. Obesity Rev. 1: 李端崑 (2008) 四種臺灣中草藥抗發炎活性之研究 嘉南藥理科技大學化妝品科技研 22

24 究所碩士論文 16. 邱年永 張光雄 (1992) 原色台灣藥用植物圖鑑 (3) 南天書局出版 17. 高木村 (1996) 台灣民間用藥 南天書局出版 18. 何偉真等人 (2009) 台灣野生藥用植物圖鑑 ( 二 ) 農委會林務局 19. 李勉民 (1996) 常見藥草圖說 讀者文摘 20. Prabhakar, K.R., Veerapur, V.P., Punit Bansal, Vipan Kumar Parihar, MachendarReddy Kandadi, Bhagath Kumar, P., Priyadarsini, K.I., Unnikrishnan, M.K. (2007) Antioxidant and radioprotective effect of the active fraction of Pileamicrophylla (L.) ethanolic extract. Chem. Biol. Interact. 165: Gey, K. F. (1993) Prospects for the prevention of free radical disease, regarding cancer and cardiovascular disease. Br. Med. Bull. 49: Vukovich, T.C. & Schernthaner, G. (1986) Decreased protein C levels in patients with insulin-dependent type I diabetes mellitus. Diabetes 35: Fujii, S., Goto, D., Zaman, T., Ishimori, N., Watano, K., Kaneko, T., Okada, H., Makiguchi, M., Nakagawa, T. & Kitabatake, A. (1998) Diminished fibrinolysis and thrombosis: clinical implications for accelerated atherosclerosis. J. Atheroscler. Thromb. 5: Meigs, J.B., Mittleman, M.A., Nathan, D.M., Tofler, G.H., Singer. D.E., Murphy-Sheehy, P.M., Lipinska, I., D Agostino, R.B. & Wilson, P.W. (2000) Hyperinsulinemia, hyperglycemia, and impaired hemostasis: the Farmingham Offspring Study. J. Am. Med. Asso. 283: Gey, K. F. (1993) Prospects for the prevention of free radical disease, regarding cancer and cardiovascular disease. Br. Med. Bull. 49: Bansal Punit, Paul Piya, Mudgal Jayesh, Nayak Pawan G., Pannakal Steve Thomas, Priyadarsini K.I., Unnikrishnan M.K. (2012) Antidiabetic, antihyperlipidemic and antioxidant effects of the flavonoid rich fraction of Pilea microphylla (L.) in high fat diet/streptozotocin-induced diabetes inmice. Exp Pathol. 64: Maiti Rajkumar, Das Uttam Kumar, Ghosh Debidas. (2005) Attenuation of Hyperglycemia and Hyperlipidemia in Streptozotocin-Induced Diabetic Rats by Aqueous Extract of Seed of Tamarindus indica. Biol. Pharm. Bull. 28: Bansal, P., Paul, P., Shankar, G., Munjal, D., Nayak, P. G., Priyadarsini, K. I., Unnikrishnan, M. I. (2011) Flavonoid rich fraction of Pilea microphylla (L.) attenuates metabolic abnormalities and improves pancreatic function in C57BL/KsJ-db/db mice. Biomedicine & Preventive Nutrition. 1:

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