山茱萸果实提取物通过改善红细胞功能作为糖尿病生物标志物的研究:不同品种山茱萸(Cornus mas L.)及其杂交种(Cornus mas × Cornus officinalis)的疗效评估

【字体: 时间:2025年05月26日 来源:Biomedicine & Pharmacotherapy 6.9

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  本研究针对1型糖尿病(T1DM)患者红细胞功能异常问题,系统评估了山茱萸(Cornus mas)不同栽培品种及其杂交种果实提取物对链脲佐菌素(STZ)诱导糖尿病大鼠红细胞功能的改善作用。研究发现提取物能显著改善红细胞参数(包括网织红细胞计数、血红蛋白浓度、平均细胞血红蛋白量),调节氧合血红蛋白解离曲线,降低高铁血红蛋白(MetHb)含量,并通过抗氧化作用减轻氧化应激和硝化应激。该研究为开发基于山茱萸的天然抗糖尿病药物提供了重要依据。

  

糖尿病作为一种全球性代谢疾病,其并发症严重威胁人类健康。在糖尿病病理状态下,红细胞作为血液循环中最丰富的细胞,首当其冲受到高血糖的影响。这些无核细胞不仅承担着氧气运输的重任,还参与维持血液pH值和电解质平衡等多种生理功能。然而,长期高血糖会导致红细胞加速衰老、功能异常,进而引发微循环障碍等一系列并发症。当前临床使用的胰岛素和合成降糖药物虽然能控制血糖,但长期使用可能引起过敏反应和肠道菌群耐药性等问题。因此,寻找天然植物来源的替代治疗方案显得尤为重要。

山茱萸作为传统药用植物,其果实具有悠久的药用历史。乌克兰和波兰的研究人员聚焦于两个乌克兰山茱萸栽培品种('Uholok'和'Koralovyi')以及两个波兰杂交种('Jerzy'和'Tomasz')的果实提取物,系统研究了这些提取物对糖尿病大鼠红细胞功能的改善作用。这项研究发表在《Biomedicine》杂志上,为开发新型天然抗糖尿病药物提供了重要依据。

研究人员采用高效液相色谱-光电二极管阵列检测(HPLC-PDA)技术分析提取物成分,建立STZ诱导的糖尿病大鼠模型,通过14天口服给药(20 mg/kg体重/天)后,检测多项红细胞相关指标。主要技术方法包括:红细胞计数和血红蛋白测定、氧合血红蛋白解离曲线分析、一氧化氮合酶(NOS)活性检测、糖酵解终产物测定、抗氧化酶活性分析、红细胞溶血抗性测试以及红细胞聚集性评估等。

研究结果显示,山茱萸提取物能显著改善糖尿病大鼠的红细胞参数。在红细胞相关血常规指标方面,提取物使网织红细胞计数降低1.18-1.34倍,网织红细胞日产量(DPR)减少6.8-10.6%,同时提高红细胞计数1.18-1.46倍和血红蛋白浓度1.25-1.36倍。特别是'Koralovyi'品种提取物表现出明显的正色效应,使平均细胞血红蛋白量(MCH)增加28.4%。

在血红蛋白功能方面,糖尿病大鼠的氧合血红蛋白解离曲线左移,P50值降低18%。而山茱萸提取物处理后曲线右移,P50值提高9-20%。同时,高铁血红蛋白(MetHb)含量显著降低2.43-3.11倍。这些变化表明提取物能改善红细胞的氧运输功能。

在硝化应激方面,糖尿病大鼠红细胞中构成型NOS(cNOS)和诱导型NOS(iNOS)活性分别增加2.49和3.24倍,NO2-和NO3-含量显著升高。山茱萸提取物处理后,cNOS活性降低2.38-4.13倍,iNOS活性降低3.74-5.21倍,同时NO代谢物含量明显下降。

糖代谢研究显示,糖尿病大鼠红细胞中丙酮酸和L-乳酸含量分别增加1.25和2.89倍,L-乳酸/丙酮酸比值升高2.34倍。山茱萸提取物使这些代谢物水平趋于正常,表明其能改善红细胞能量代谢。

抗氧化系统检测发现,糖尿病大鼠红细胞中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活性和还原型谷胱甘肽(GSH)含量显著降低。山茱萸提取物能提高这些抗氧化指标,同时降低硫代巴比妥酸反应物(TBARS)、高级氧化蛋白产物(AOPPs)和氧化修饰蛋白(OMP)水平,显示其强大的抗氧化作用。

红细胞功能测试表明,山茱萸提取物能增强红细胞对溶血剂的抵抗力,改善红细胞年龄分布。特别是'Uholok'品种提取物使溶血峰值右移,最大溶血红细胞数减少20%。在红细胞聚集性方面,所有提取物都能降低Alcian blue诱导的红细胞聚集程度,其中'Koralovyi'品种效果最佳,使聚集程度降低56.3%。

在分子机制层面,研究发现山茱萸提取物能增加红细胞表面唾液酸含量(提高25-50%),同时降低血浆中唾液酸水平(减少17-21%)。这一作用有助于恢复红细胞膜负电荷,减少细胞聚集。

这项研究的重要意义在于:首先,证实了不同品种山茱萸果实提取物对糖尿病相关红细胞功能障碍的改善作用,为开发天然抗糖尿病药物提供了候选材料;其次,阐明了提取物通过多种途径(包括改善氧运输功能、调节能量代谢、减轻氧化应激和硝化应激等)发挥作用的机制;最后,研究提示红细胞功能参数可作为评估抗糖尿病药物疗效的可靠生物标志物。特别是'Uholok'品种因其高含量花青素(9.63 g/100 g干重)表现出最强的生物活性,而杂交种因含有morroniside等特有成分也显示出独特优势。这些发现为山茱萸资源的药用开发和质量评价提供了科学依据。

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