楊振華,陳云竹,張?jiān)孪?弓曉娟,張全喜,孟紫強(qiáng),鮮明,董川

(山西大學(xué) 環(huán)境科學(xué)研究所,山西 太原 030006)

0 引言

鄰苯二甲酸酯(PAEs)作為一類典型的環(huán)境內(nèi)分泌干擾物(EDCs),常在各種聚氯乙烯塑料制品和醫(yī)療耗材中用作增塑劑,其中鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)是使用最多的增塑劑之一[1-3]。這類型化合物可通過(guò)飲食、飲水、呼吸、皮膚接觸等途徑進(jìn)入機(jī)體,進(jìn)而對(duì)人群健康造成不同程度的危害[4-5]。代謝綜合征(MS)是集胰島素抵抗、高血糖、高血壓、血脂紊亂和肥胖癥等多種代謝紊亂為一體的一種臨床綜合征[6-8],其發(fā)病率的急劇增高除了與遺傳、飲食不均衡及運(yùn)動(dòng)減少等因素有關(guān)外[7-8],EDCs暴露也是其重要誘因[9]。Hatch等[10]證實(shí)了包括DEHP在內(nèi)的PAEs暴露會(huì)增加MS的發(fā)生概率。

目前,肥胖已成為一個(gè)全球性的日益嚴(yán)重的健康問(wèn)題[11]。流行病學(xué)研究表明,PAEs暴露可能會(huì)增加胎兒、嬰兒、青少年群體的肥胖發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[12-13]。Kim等[14]發(fā)現(xiàn)嬰兒早期DEHP暴露也與肥胖發(fā)生有關(guān)。此外,Bluher[15]和Dyck[16]研究發(fā)現(xiàn)代謝綜合征和肥胖都與脂代謝紊亂存在非常密切的關(guān)系,主要表現(xiàn)在:(1)載脂蛋白B、甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)水平升高;(2)高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)水平降低;(3)低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)水平輕度升高,而且一些脂源性調(diào)控因子也與該過(guò)程有關(guān)。鑒于此,本文通過(guò)灌胃染毒方法研究了DEHP對(duì)高脂飲食大鼠血脂代謝的影響,為進(jìn)一步研究DEHP對(duì)代謝綜合征的影響提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑

SPECTRAmax M5型多功能酶標(biāo)儀(Molecular Devices公司);U-3010型紫外-可見分光光度計(jì)(日本日立有限公司)。

DEHP純度≥99.5%,由美國(guó)Sigma公司提供;丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)、LDL-C、HDL-C、TG和TC試劑盒均購(gòu)自南京建成生物工程研究所;大鼠瘦素(Leptin)試劑盒和大鼠脂聯(lián)素(Acrp30)試劑盒均購(gòu)自上海西唐生物科技有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及其分組處理

健康清潔級(jí)Wistar雄性大鼠30只,體重180～200 g,購(gòu)自河北醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。動(dòng)物飼養(yǎng)環(huán)境為:溫度24±2℃,濕度(50±5)%。適應(yīng)性喂養(yǎng)一周后,將大鼠隨機(jī)分為5組,每組6只:(1)對(duì)照組,(2)高脂組,(3)高脂+10 mg/kg DEHP組,(4)高脂+100 mg/kg DEHP組,(5)高脂+300 mg/kg DEHP組。對(duì)照組飼以普通飼料,其余4組飼以高脂飼料[17-18](質(zhì)量百分比分別為：基礎(chǔ)飼料79%、膽固醇3.5%、豬油12%、膽酸鈉0.5%、白糖5%)的同時(shí),每天分別給予0,10,100,300 mg/kg的DEHP進(jìn)行灌胃染毒。DEHP溶解于玉米油中以配制不同的濃度。記錄大鼠初始體重,5周后記錄最終體重、體長(zhǎng)、腰圍等體質(zhì)指標(biāo),將大鼠用戊巴比妥鈉麻醉處死,心臟取血,剝離大鼠腎臟、肝臟和附睪周脂肪,稱重后置于液氮,最后于-80 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 血清指標(biāo)檢測(cè)

心臟取血,室溫放置2 h,4℃下3 000 r/min離心15 min,取上清即得大鼠血清。用生物化學(xué)法和酶聯(lián)免疫法分析血清中TG，TC，HDL-C，LDL-C，Leptin，Acrp30，ALT水平。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與處理

所有數(shù)據(jù)均以均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。用SPSS 19.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理,組間差異用one-way ANOVA法進(jìn)行檢驗(yàn),均數(shù)間多重比較采用最小顯著差異法(LSD)。P<0.05 表示差異顯著。若兩組數(shù)據(jù)后標(biāo)注的字母(a,b,c,d)至少有一個(gè)相同,則說(shuō)明兩組數(shù)據(jù)差異不顯著;否則,兩組數(shù)據(jù)差異顯著。

2 結(jié)果

2.1 DEHP對(duì)高脂飲食大鼠體質(zhì)指標(biāo)及臟器的影響

由表1可看出,相對(duì)于高脂組,10 mg/kg和300 mg/kg DEHP組大鼠的Lee’s指數(shù)明顯下降(P<0.05),而且300 mg/kg DEHP組大鼠的腰圍顯著減小(P<0.05)。另外,對(duì)于體重增量,三個(gè)劑量DEHP組相對(duì)于高脂組和對(duì)照組均有所減少,但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。

表1 大鼠體質(zhì)指標(biāo)

從圖1A和1B可知,高脂組大鼠肝重、肝體比相對(duì)于對(duì)照組顯著增大(P<0.05),且高脂飲食大鼠的肝重隨著DEHP劑量增加而增加,但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。300 mg/kg DEHP組大鼠的肝體比相對(duì)于其他4組顯著增大(P<0.05)。300 mg/kg DEHP組大鼠腎體比顯著高于高脂組(P<0.05)。另外,與高脂組相比,高脂+DEHP組大鼠血清中ALT含量無(wú)明顯變化(圖2)。

Fig.1 Effect of DEHP on weight (A) and organ/body weight ratio (B) of liver and kidney in HFD rats圖1 DEHP對(duì)高脂飲食大鼠肝重與腎重(A)和肝體比與腎體比(B)的影響

Fig.2 Effect of DEHP on the level of ALT in serum in HFD rats圖2 DEHP對(duì)高脂飲食大鼠血清中ALT含量的影響

2.2 DEHP對(duì)高脂飲食大鼠血脂的影響

從圖3A、3B可看出,與對(duì)照組相比,單純高脂飲食對(duì)大鼠TG和TC含量無(wú)明顯影響,但經(jīng)DEHP染毒后,大鼠體內(nèi)TG和TC含量發(fā)生顯著變化(P<0.05)。與高脂組相比,10 mg/kg DEHP會(huì)使TG和TC含量顯著升高(P<0.05),300 mg/kg DEHP組TG和TC含量顯著降低(P<0.05)。由圖3C可知,與對(duì)照組相比,單純高脂飲食會(huì)導(dǎo)致大鼠體內(nèi)LDL-C含量顯著下降(P<0.05),與高脂組相比DEHP暴露使大鼠體內(nèi)LDL-C含量顯著提高(P<0.05)。從圖3D可發(fā)現(xiàn),與對(duì)照組相比,高脂飲食會(huì)使大鼠體內(nèi)HDL-C含量顯著下降(P<0.05),且DEHP暴露未對(duì)高脂飲食大鼠體內(nèi)HDL-C含量產(chǎn)生影響(P>0.05)。

Fig.3 Eeffect of DEHP on levels of TG (A), TC (B), LDL-C (C) and HDL-C (D) in HFD rats圖3 DEHP對(duì)高脂飲食大鼠血清中TG(A)、TC(B)、LDL-C(C)和HDL-C(D)含量的影響

2.3 DEHP對(duì)高脂飲食大鼠血清中瘦素和脂聯(lián)素的影響

從圖4A可看出,與對(duì)照組相比,高脂組和DEHP組大鼠體內(nèi)瘦素含量顯著增加(P<0.05)。從圖4B可知,單純高脂飲食會(huì)使大鼠體內(nèi)的脂聯(lián)素含量顯著下降(P<0.05)。與對(duì)照組相比,10 mg/kg和100 mg/kg的DEHP暴露可使脂聯(lián)素含量顯著減少(P<0.05)。與高脂組相比,300 mg/kg DEHP暴露可顯著增加大鼠血清中脂聯(lián)素含量(P<0.05)。

Fig.4 Effect of DEHP on levels of Leptin (A)and Acrp30 (B) in HFD rats圖4 DEHP對(duì)高脂飲食大鼠血清中瘦素(A)和脂聯(lián)素(B)水平的影響

3 討論

DEHP作為一種常用增塑劑,在環(huán)境中普遍存在,與高血壓、糖尿病、肥胖等代謝綜合征相關(guān)疾病的發(fā)生密切相關(guān)[14,19]。一般而言,肥胖發(fā)生時(shí)常伴隨著脂質(zhì)代謝紊亂[15-16],包括膽固醇(CHOL)和TG水平異常。CHOL代謝失常主要表現(xiàn)為血漿TC水平增高和HDL-C含量降低,其機(jī)制可能是CHOL轉(zhuǎn)化利用能力降低,參與其分解代謝的調(diào)節(jié)酶或受體活性及數(shù)量降低,導(dǎo)致其合成速度大于分解速度。肥胖發(fā)生時(shí),HDL-C合成代謝存在障礙,生成減少,對(duì)TC清除能力不足[15]。此外,高脂飲食可引起血糖升高,刺激胰島素分泌增加,出現(xiàn)胰島素抵抗現(xiàn)象,進(jìn)而可促進(jìn)肝臟合成TG和LDL-C增加,引起血漿TG和LDL-C濃度升高[20]。另有研究發(fā)現(xiàn),血清LDL-C含量與TC含量具有正相關(guān)性[21-22]。血脂中TG、TC、LDL-C和HDL-C異常表達(dá)與MS發(fā)生密切相關(guān)[15-16]。本研究發(fā)現(xiàn),與高脂組相比,低劑量(10 mg/kg)DEHP暴露可顯著增加大鼠血清中TG、TC和LDL-C含量,并使HDL-C含量減少;高劑量(300 mg/kg)DEHP暴露會(huì)使血清TG、TC含量顯著下降,并使LDL-C含量顯著增加,而對(duì)HDL-C水平無(wú)顯著影響。提示DEHP暴露可能會(huì)導(dǎo)致HFD大鼠脂質(zhì)代謝紊亂,而且劑量不同所產(chǎn)生的效應(yīng)也存在差異。低劑量DEHP暴露可能會(huì)增加MS發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。

研究表明,肥胖時(shí)脂肪組織的內(nèi)分泌功能異常改變,脂肪細(xì)胞異常分泌脂源性細(xì)胞因子瘦素和脂聯(lián)素,調(diào)節(jié)肥胖相關(guān)疾病的發(fā)生[20,22-25]。瘦素主要通過(guò)負(fù)反饋?zhàn)饔脕?lái)調(diào)控體重,即通過(guò)與瘦素受體直接結(jié)合,使食物攝入減少和能量消耗增加,進(jìn)而減少體內(nèi)脂肪沉積[24]。瘦素還能直接作用于脂肪細(xì)胞,抑制脂肪的合成,降低肥胖發(fā)生幾率,但當(dāng)瘦素合成減少或機(jī)體對(duì)瘦素反應(yīng)不敏感時(shí),則會(huì)增加機(jī)體肥胖發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[25]。脂聯(lián)素是體內(nèi)唯一的保護(hù)性脂肪因子,主要作用是增加游離脂肪酸氧化,降低TG儲(chǔ)存,使肌肉對(duì)胰島素敏感性上升[16,26]。脂聯(lián)素還可通過(guò)降低游離酸脂肪轉(zhuǎn)運(yùn)子在細(xì)胞膜上的富集而減少脂質(zhì)堆積[16]。但是,當(dāng)肥胖發(fā)生時(shí),短時(shí)間內(nèi)體內(nèi)便會(huì)發(fā)生脂聯(lián)素抵抗,出現(xiàn)對(duì)游離脂肪酸促氧化能力下降現(xiàn)象,進(jìn)而導(dǎo)致脂質(zhì)攝取增加或脂質(zhì)堆積。本研究發(fā)現(xiàn),DEHP暴露對(duì)HFD大鼠體內(nèi)瘦素水平無(wú)顯著影響,但當(dāng)DEHP暴露劑量為300 mg/kg時(shí),HFD大鼠體內(nèi)的脂聯(lián)素含量顯著升高,而10 mg/kg DEHP可使脂聯(lián)素水平降低,可以看出,脂聯(lián)素水平與TC、TG水平呈負(fù)相關(guān),這與Diez[23]和Asayama等[24]的研究結(jié)果一致。另外,文獻(xiàn)報(bào)道[27]肥胖者體內(nèi)過(guò)多堆積的脂肪組織會(huì)通過(guò)大量分泌腫瘤壞死因子,并結(jié)合自分泌或旁分泌作用來(lái)限制脂聯(lián)素的合成與分泌過(guò)程,因此認(rèn)為脂聯(lián)素水平的降低與體內(nèi)脂肪組織的增加有關(guān)。然而本研究中并未發(fā)現(xiàn)附睪周脂肪含量發(fā)生明顯變化,具體原因還有待進(jìn)一步研究。

此外,肝臟是脂質(zhì)代謝的主要器官,肝臟受損時(shí)血脂代謝也會(huì)發(fā)生異常[27]。本研究發(fā)現(xiàn),DEHP(300 mg/kg)暴露會(huì)使HFD大鼠肝體比顯著增大,提示高劑量DEHP暴露可能會(huì)對(duì)肝臟造成一定的影響,進(jìn)而影響血脂代謝。

總之,DEHP暴露會(huì)導(dǎo)致高脂飲食大鼠脂質(zhì)代謝紊亂,而且劑量不同所產(chǎn)生的效應(yīng)也不同。低劑量DEHP暴露可能會(huì)增加MS發(fā)病風(fēng)險(xiǎn),而高劑量DEHP暴露所產(chǎn)生的效應(yīng)有待進(jìn)一步研究。

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