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芡实为睡莲科(Nymphaeaceae)芡属植物芡(Euryale ferox Salisb.)的成熟种仁,原产东南亚,我国自古就有栽培,主产于江苏、湖南、湖北、山东、安徽等地,年产量达6000余吨,种质资源丰富。芡实有“益肾滋阴、收敛固摄”的功效。芡实的种仁外层包被着坚硬的外壳,目前在芡实的加工中,芡实壳大量废弃造成极大的环境污染,本文主要对芡实壳作为研究对象,并对其提取物的抗氧化作用和降血糖功效的生物学特性进行了探索。本文采用不同浓度的乙醇和水作为溶剂,水浴60℃,重复2次浸提芡实壳中的活性物质,经除蛋白最终获得提取物干粉用于实验。实验利用紫外分光光度法分别测定了提取物对超氧阴离子自由基、羟基自由基和DPPH自由基的清除率,并对其还原力、抗脂质过氧化活性和羟基自由基引起的DNA损伤的抑制作用进行了测定。此外,在动物体内中采用普通级昆明小鼠,并用链脲佐菌素(STZ)诱导2型糖尿病的高血糖模型,进行灌胃实验。分析测定实验小鼠灌胃前后体重、血糖值、血脂、氧化应激等指标,对比胰腺组织形态变化。最后通过检测与调节血糖相关的基因蛋白酪氨酸磷酸脂酶1B(PTP1B)和胰岛素受体底物-1(IRS-1)的表达量,对其生理生化作用的机理进行了初步地探索。结果显示,75%乙醇芡实壳提取物与其它的溶剂相比,在6个体外抗氧化体系中呈现一定的浓度依赖关系,在抗脂质过氧化作用和对自由基产生的DNA损伤的抑制作用的反应体系中,其作用能力与Vc的相近。在动物体内,该芡实壳提取物高剂量组血清总胆固醇(TC)、血清甘油三酯(TG)都显著的降低,血清高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)显著升高,血清低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)也有所减少。高剂量组中总抗氧化能力(T-AOC)显著升高(P<0.05),丙二醛(MDA)含量则显著降低(P<0.05)。同时对高剂量组的胰岛形态观察发现,胰腺组织中胰岛数目相对增多,胰岛体积也相对增加,细胞核固缩减轻,淀粉样态减弱,染色变浅等多个病害症状减轻的现象。在分析其内部机理的分子水平上发现,芡实壳提取物可以提高IRS-1基因的表达水平,同时抑制PTP1B基因的表达,这些都是抑制血糖升高的表现。综上所述,75%芡实壳醇提取物具有一定的体外抗氧化作用。并且这些芡实壳提取物中的抗氧化活性物质可以改善小鼠体内STZ引起的2型糖尿病的脂质代谢紊乱,提高机体的血清总抗氧化能力,降低脂质过氧化终产物MDA的水平,从而起到缓解体内氧化损伤的作用。此外,芡实壳提取物可以减轻2型糖尿病小鼠胰岛的损伤,这与芡实壳提取物较强的抗氧化能力存在某种联系。同时,芡实壳提取物对IRS-1基因的表达的促进作用和对PTPIB基因表达的抑制作用也说明,芡实壳提取物可以提高胰岛素敏感性和改善胰岛素的抵抗。