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研究背景:随着生活水平的提高,生活节奏的不断加快,糖尿病的患病人数在逐年增加,严重威胁着人类的生命健康。中药因其毒性小安全性高、作用温和持久,在防治糖尿病过程中体现出较大优势。三叶片来源于名老中医经验方,由桑叶、荷叶、山楂叶、丹参、赤芍五种中药组成,经现代工艺提取制成片剂,具有升清降浊、消痞化瘀的作用,适用于痰浊内蕴所致的脾瘅,即糖尿病前期状态,临床推荐给药剂量为每次3片,每日三次。课题组前期研究得出,三叶片可改善糖尿病大鼠胰岛β细胞功能;能够抑制KK-Ay小鼠小肠蔗糖酶及麦芽糖酶活性;还能降低病人及健康人的餐后血糖水平,且具有类似阿卡波糖的作用特点。本试验在上述研究的基础上,以人体膳食中常见碳水化合物蔗糖为研究对象,考察三叶片对健康人服用蔗糖后血糖的影响及对蔗糖酶活性的作用特点及机制。研究目的:观察三叶片对健康受试者服用蔗糖后的降糖作用,并运用体外酶抑制动力学研究方法,考察三叶片对α-蔗糖酶的作用特点及机理,为三叶片降糖作用机制研究提供数据支持。研究方法:1.采用单中心、五周期的自身随机交叉对照试验设计,筛选出符合标准的12名健康志愿者,将志愿者按照体重随机分为5个试验组,每组分别为3人、3人、2人、2人、2人。每组志愿者随机接受5种干预方式,即葡萄糖、葡萄糖、葡萄糖、蔗糖、蔗糖加三叶片3片,观察三叶片对健康人体服用蔗糖后餐后血糖的影响及对蔗糖的升糖指数、血糖负荷的作用。2.以蔗糖为底物,运用体外酶抑制动力学研究方法,考察三叶片对α-蔗糖酶的抑制活性、抑制特点及机理,包括:(1)不同浓度的抑制剂(三叶片提取物)、定量蔗糖酶(小肠酶提取液)与过量底物(蔗糖)进行实验,计算不同浓度三叶片对蔗糖酶的抑制率,拟合抑制曲线,获得半数抑制浓度(IC50)值;(2)将不同浓度的蔗糖酶、定量的抑制剂与过量底物进行反应,绘制酶量-速度图(E-V图),判断抑制作用是否可逆;(3)将不同浓度的底物、一定浓度的抑制剂与蔗糖酶进行实验,以Lineweaver-Burk作图法绘制三叶片提取物对蔗糖酶的底物浓度-反应速度双倒数抑制曲线([S]-V双倒数曲线),计算Km值,明确三叶片对α-蔗糖酶的抑制类型。研究结果:1.临床研究:(1)作为参比品,三次葡萄糖基线水平测试在各血糖采集点均无显著性差异(P>0.05),具有良好的可重复性。(2)葡萄糖、蔗糖、蔗糖+三叶片组的血糖峰值均出现在餐后30min。(3)三叶片能显著降低健康人服用蔗糖后60min及120min时的血糖水平(p<0.05),对其余时间点的血糖水平亦有降低趋势,但作用不明显(p>0.05)。(4)三叶片可显著降低蔗糖的血糖应答曲线增量面积(IAUC),P=0.04(P<0.05)。(5)服用三叶片后可降低蔗糖GI值(87.97±33.36vs.66.85±34.59,P<0.05)、GL值(44.09±32.70vs.32.73±33.89,P<0.05)。2.机制研究:(1)在最适底物选择中,蔗糖(底物)浓度为0.224mol/L时表现为零级反应,为保证反应体系中底物过量,选择实验浓度为0.448mol/L。(2)当小肠酶的浓度在7mg/ml及以下时,酶促反应在14min之内均表现为线性,为使初始反应速率最大,选择反应体系中小肠酶浓度为7mg/ml反应时间为14min作为酶反应动力学分析的条件。(3)三叶片和阿卡波糖对蔗糖酶活性的抑制呈剂量依赖性,三叶片浓度为2.2×10-2mg/ml时,抑制率可达86.37%。三叶片提取物的半数抑制活性IC50值为(1.53±0.07)×10-3mg/ml;阳性对照品阿卡波糖IC50为(3.94±0.07)×10-3mg/ml。(4)三叶片提取物两组(2.8×10-3mg/ml、2.2×10-2mg/ml)酶量-速度图显示抑制曲线均近似通过原点,为可逆性抑制。(5)三叶片提取物两组(2.8×10-3mg/ml、2.2×10-2mg/ml)[S]-V双倒数曲线均与正常对照组近似平行,表现为反竞争型抑制;阿卡波糖组则与正常对照组近似相较于Y轴,显示为竞争型抑制。研究结论:1.临床研究得出,三叶片可降低健康人服用蔗糖后的餐后血糖水平、升糖指数及血糖负荷。2.体外酶抑制动力学研究结果显示,三叶片以可逆的反竞争方式抑制蔗糖酶的活性,IC50为(1.53±0.07)×10-3mg/ml。阿卡波糖以可逆的竞争方式抑制蔗糖酶活性,IC50为(3.94±0.07)×10-3mg/ml。3.三叶片为一种潜在的中药复方α-糖苷酶抑制剂,降糖作用与阿卡波糖相近。