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近年来,儿童和成人肥胖的发病率不断增高,已成为严重危害人体健康的主要公共卫生问题。医学界认为,造成人体肥胖的主要原因是能量的摄入大于消耗,即摄食过多和缺乏运动是造成肥胖的关键因素。最近动物实验显示,生命早期暴露某些环境内分泌干扰物(Environmental Endocrine Disruptors,EEDs)能干扰脂肪代谢和能量平衡调节机制,从而引起肥胖;但EEDs引起肥胖的细胞和分子机制尚不清楚。因此,探讨EEDs和肥胖的关系及机制成为目前研究肥胖的热点。
双酚A(Bisphenol A,BPA)是环境中普遍存在的一种环境内分泌干扰物,是聚碳酸脂塑料和环氧树脂生产的关键单体,广泛用于塑料和橡胶的生产,如婴儿奶瓶、食品和饮料罐的内壁表层中,对人类健康造成了极大的威胁。人群研究显示,被调查者尿中BPA的浓度与肥胖、糖尿病的发生率存在正相关关系。动物实验也证实了BPA可以由母体经胎盘和乳汁传递给子代,扰乱子代的正常发育。目前,有关BPA干扰能量代谢与脂代谢的研究国内外开展的比较少。本实验采用模拟人类饮水暴露BPA的途径,通过动物实验,母鼠在孕期和哺乳期通过饮水方式暴露低、高剂量BPA,研究其对子代大鼠脂代谢的影响及其相关机制。为进一步探讨环境雌激素在肥胖及糖尿病发病中的作用及可能机制,采取有针对性防治措施提供参考依据。
目的:
探讨生命早期暴露低、高剂量BPA对青春期大鼠血脂水平、脂代谢关键酶基因的影响,为阐述发育早期暴露BPA与肥胖相关并发症的关系及可能机制提供科学依据。
方法:
健康SD雌性大鼠30只,体重200-250 g;SD雄性大鼠15只,体重250-350 g购于中国医科大学动物中心,清洁级动物。雌、雄SD大鼠分笼喂养,适应性喂养一周后,每日晚8时按雌雄性别比例2∶1合笼交配,次日清晨对雌性大鼠阴道涂片检查精子,凡查到精子雌性大鼠定为妊娠第0天(gestation day0,GD0),采用2周内怀孕的大鼠,按体重随机分为3组,即对照组、低剂量组和高剂量组,单笼饲养,自由摄食和饮水。实验组大鼠从妊娠第6天(GD6)开始饮用含1mg/L和10mg/L BPA的凉开水,至哺乳期结束(即子鼠出生后第21天,PND21),对照组则饮用含1%无水乙醇的凉开水。每天记录各组饮水量,每周记录子鼠体重及摄食量,直至大鼠断乳后4周。实验结束时大鼠腹主动脉采血,分离血清。采集肝、生殖器、肾脏、生殖器周围脂肪组织并称重。测定血脂水平,测定生殖器周围脂肪组织脂代谢关键酶mRNA的表达水平。
结果:
1、发育早期暴露BPA对大鼠体重的影响与对照组比较,暴露BPA组大鼠出生体重明显增加;在哺乳期内,暴露BPA组雌性大鼠体重明显增加,差异均有统计学意义(P<0.05);雄鼠体重也有增加,但没有统计学差异(P>0.05);从断乳后第1周到第4周末,低、高剂量组雌性大鼠体重均明显增加,差异有统计学意义(P<0.01或P<0.05),高剂量组雄性大鼠体重高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),从断乳后第三周开始,低剂量组雄性大鼠体重也高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。
2、发育早期暴露BPA对大鼠主要脏器系数及生殖器周围脂肪系数的影响与对照组比较,暴露BPA组雌、雄性大鼠的肝系数均升高,雌性大鼠生殖器周围脂肪系数升高,雄性大鼠生殖器周围脂肪系数降低,以上差异均有统计学意义(P<0.05),而雌性大鼠生殖器系数(子宫+卵巢)、肾系数没有明显变化(P>0.05);低剂量暴露BPA组雄性大鼠肾系数升高,差异有统计学意义(P<0.05),而生殖器系数(睾丸+附睾)无明显变化(P>0.05)。
3、发育早期暴露BPA对大鼠血脂水平的影响与对照组比较,暴露BPA组雌性大鼠甘油三酯、总胆固醇水平明显升高,高密度脂蛋白明显下降,以上差异均有统计学意义(P<0.05或P<0.01);暴露BPA组雄性大鼠总胆固醇含量明显升高(P<0.05或P<0.01),其余指标与对照组比较无明显的差异(P>0.05)。
4、发育早期暴露BPA对大鼠生殖器周围脂肪脂代谢关键酶mRNA表达水平的影响与对照组雌性大鼠比较,暴露BPA组雌性大鼠生殖器周围脂肪组织FASmRNA和ACC1mRNA表达水平升高,HSL mRNA表达水平降低,以上差异均有统计学意义(P<0.05或P<0.01);与对照组雄性大鼠比较,暴露BPA组雄性大鼠生殖器周围脂肪组织ACC1 mRNA表达水平升高,差异有统计学意义(P<0.01),ATGL mRNA表达水平有降低趋势,但差异无统计学意义(P>0.05)。
结论:
1、发育早期暴露低或高剂量BPA对大鼠体重影响有明显性别差异;低或高剂量BPA可导致雌性大鼠出生体重增加,并持续至青春期;低剂量BPA使雄性大鼠从断乳后第3周开始体重明显增加,高剂量BPA使雄鼠出生体重明显增高,并持续至青春期。
2、发育早期暴露低或高剂量BPA对青春期大鼠血脂的影响有明显性别差异;低或高剂量BPA导致雌性大鼠甘油三酯、总胆固醇水平明显增高,高密度脂蛋白水平明显降低;低或高剂量BPA仅导致雄性大鼠总胆固醇水平增高。
3、发育早期暴露BPA对脂肪代谢关键酶基因的影响有明显性别差异;低或高剂量BPA使雌性大鼠脂肪合成酶FAS mRNA和ACC1 mRNA表达水平明显增高,使脂肪分解酶HSL mRNA表达水平明显降低;低或高剂量BPA使雄鼠脂肪合成酶ACC1 mRNA表达水平明显增高。