低浓度壬基酚长期暴露对大鼠糖代谢的影响

发布时间：2020-09-28 09:38

　　 环境内分泌干扰物(Environmental endocrine disruptors,EEDs)暴露可能诱发糖脂代谢紊乱,增加Ⅱ型糖尿病、肥胖等代谢综合征的发病风险。壬基酚(nonylphenol,NP)作为EEDs的典型代表,可通过消化道、皮肤接触等途径被机体吸收并随血液分布到多种组织和器官内蓄积。中国及欧美多个国家人群尿液中均能检出NP。体外培养提示NP暴露可导致β细胞分泌功能障碍。围产期NP暴露可引起F1、F2子代出现典型的代谢综合征症状。虽然相关研究证实了NP会对机体产生有害作用,但是染毒剂量远远高于环境中人群实际NP暴露剂量。为了更好的接近普通人群NP的环境暴露,并进一步探究NP是否有低剂量效应,在NP染毒剂量方面采取环境浓度相同数量级设计,设定为0.02,0.2,2μg/kg/day三个剂量梯度。本研究通过灌胃的方式模拟人群接触NP的主要途径,进行长期低浓度NP暴露,建立动物模型。初步探讨低浓度NP长期暴露是否影响胰腺糖代谢功能及其可能存在的作用机制。高脂饮食是导致胰岛素抵抗发生的重要因素之一,本实验还探究了不同剂量NP暴露是否促进高脂饮食致糖代谢紊乱的作用。第一部分低浓度壬基酚长期暴露致大鼠糖代谢紊乱的研究目的:探究低浓度NP长期暴露对大鼠胰腺糖代谢功能的影响。方法:SPF级SD大鼠(150±10)g,雌雄各半,随机分为4组,20只/组。分组如下:对照组(C组,玉米油),低剂量(L组,0.02μg/kg/day NP),中剂量组(M组,0.20μg/kg/day NP),高剂量组(H组,2.00μg/kg/day NP)。灌胃体积为5 ml/kg.bw。每日晨连续空腹灌胃NP180天。90天时进行大鼠口服糖耐量试验(OGTT);180天后麻醉处死大鼠。定期监测大鼠体重和空腹血糖水平(FBG)变化;ELISA检测大鼠血清空腹胰岛素(FINS)水平;镜下观察大鼠胰腺组织病理结构改变;高效液相色谱法(HPLC)检测大鼠血清和胰腺中NP含量;RT-q PCR和Western Blot检测葡萄糖激酶(Glucokinase,GCK)、解偶联蛋白-2(uncoupling protein2,UCP-2)、葡萄糖转运蛋白2(Glucose transporter 2,GLUT-2)等糖代谢相关基因和蛋白的表达。结果:1.与对照组比较,NP(低、中、高剂量)暴露180天导致大鼠胰腺质量降低(F=109.905,P0.001),胰腺系数减小(F=136.200,P0.001)。NP暴露剂量与大鼠胰腺重量与系数的变化存在剂量-效应关系,即胰腺重量和胰腺系数随着NP暴露剂量升高而减小。2.与对照组比较,NP(低、中、高剂量)暴露可致大鼠空腹血糖升高(F90天=189.311,P180天0.001;F180天=160.785,P180天0.001)。NP暴露剂量与空腹血糖水平存在剂量-效应关系,即空腹血糖水平随着NP暴露剂量升高而升高。与对照组比较,NP(低、中、高剂量)暴露可致大鼠180天空腹胰岛素水平降低(F=100.89,P0.001)。与对照组比较,NP暴露(低、中、高剂量)组大鼠瘦素水平升高(F=76.628,P0.001)。3.与对照组比较,NP暴露90天可导致大鼠口服糖耐量异常,OGTT曲线下面积增大(F=361.423,P0.001)。NP染毒剂量与大鼠OGTT曲线下面积(The area under curve of OGTT,OGTT-AUC)呈剂量-效应关系,OGTT-AUC随着NP暴露剂量增加而增大。4.与对照组比较,NP(低、中、高剂量)暴露可致90天胰岛素抵抗指数增大(F=196.857,P0.001)和胰岛素敏感指数减小(F=199.032,P0.001)。5.与对照组比较,NP暴露(L、M、H组)可致大鼠90天,180天血清(F血清90天=322.289,P血清90天0.001;F血清180天=396.446,P血清180天0.001)与胰腺组织(F胰腺90天=501.091,P胰腺90天0.001;F胰腺180天=534.124,P胰腺180天0.001)中NP浓度升高,血清与胰腺组织中NP浓度与NP暴露剂量之间存在剂量-效应关系,即血清与胰腺中NP浓度随着NP暴露剂量增加而升高。6.与对照组比较,NP暴露组(L、M、H组)均出现不同程度胰腺细胞胞质疏松,细胞水肿、坏死,胰腺细胞出现淋巴细胞浸润,随着NP暴露剂量增加病理改变加重。7.与对照组比较,NP暴露(L、M、H组)可致大鼠胰腺180天葡萄糖激酶(GK)(F=131.434,P0.001)和葡糖糖转运蛋白2(GLUT-2)(F=245.555,P0.001)基因相对表达量下调,解偶联蛋白(UCP-2)基因相对表达量上调(F=109.761,P0.001)。8.NP暴露180天后,与对照组比较,NP暴露(L、M、H组)可致大鼠胰腺葡萄糖激酶(GK)(F=240.362,P0.001)和葡糖糖转运蛋白2(GLUT-2)(F=360.413,P0.001)的蛋白相对表达量下调,胰腺解偶联蛋白(UCP-2)蛋白相对表达量下调(F=103.312,P0.001)。结论:1.低浓度NP(0.2,2μg/kg/day)暴露180天后可在血清和胰腺中蓄积,造成胰腺病理损伤,诱导大鼠糖耐量异常和胰岛素抵抗,诱发大鼠糖代谢紊乱。2.低浓度NP(0.2,2μg/kg/day)暴露180天后胰腺UCP-2、GK和GLUT-2等糖代谢关键基因和蛋白的表达异常,这可能是NP暴露致糖代谢紊乱的机制之一。第二部分壬基酚促进高脂饲料致大鼠糖代谢紊乱的研究目的:探讨不同剂量NP联合高脂饲料暴露对大鼠糖代谢的影响是否存在交互效应。方法:SPF级SD大鼠(150±10)g,雌雄各半,随机分为8组,20只/组。分组如下:普通饲料对照组(C组,玉米油+普通饲料),普通饲料低剂量(L组,0.02μg/kg/day NP+普通饲料),普通饲料中剂量组(M组,0.20μg/kg/day NP+普通饲料),普通饲料高剂量组(H组,2.00μg/kg/day NP+普通饲料),高脂饲料对照组(CH组,玉米油+高脂饲料),高脂饲料低剂量组(LH组,0.02μg/kg/day NP+高脂饲料),高脂饲料中剂量组(MH组,0.20μg/kg/day NP+高脂饲料),高脂饲料高剂量组(HH组,2.00μg/kg/day NP+高脂饲料)。灌胃体积为5 ml/kg,连续灌胃NP180天。糖代谢相关生化指标及分子检测方法同第一部分。结果:1.与普通饲料对照组比较,高脂饲料对照组大鼠90天、180天体重呈增加趋势(P90天=0.556,P180天=0.970),90天、180天空腹血糖水平升高(P90天0.001,P180天0.001),90天空腹胰岛素水平升高(P90天=0.003),180天空腹胰岛素水平降低(P180天0.001),90天口服糖耐量异常,OGTT曲线下面积(OGTT-AUC)增大(P0.001),90天、180天胰岛素抵抗指数增大(P90天0.001,P180天0.001),90天、180天胰岛素敏感指数减小(P=0.034,P0.001)。2.与普通饲料对照组比较,高脂饲料对照组胰腺组织出现轻度水肿,RT-q PCR结果显示:高脂饲料对照组胰腺GK与GLUT-2的基因相对表达水平均下降(PGK0.001,PGLUT-20.001),UCP-2基因相对表达量增加(PUCP-20.001),WB结果显示:高脂饲料对照组胰腺GK、GLUT-2及UCP-2的蛋白相对表达水平均下降(PGK0.001,PGLUT-20.001,PUCP-2=0.001)。3.NP(低、中、高剂量)联合高脂饲料暴露对大鼠180天空腹血糖的影响存在交互效应(F低=14.582,P低=0.001;F中=4.981,P中=0.032;F高=12.359,P高=0.001);对大鼠OGTT-AUC的影响存在交互效应(F低=34.865,P低0.001;F中=4.853,P中=0.034;F高=65.007,P高0.001)。低剂量(F90天=19.624,P90天0.001;F180天=44.020,P180天0.001)、中剂量(F90天=10.959,P90天=0.002;F180天=50.540,P180天0.001)、高剂量(F90天=31.728,P90天=0.001;F180天=24.983,P180天0.001)NP联合高脂饲料暴露对90天、180天胰岛素敏感指数的影响存在交互效应。NP(低、中、高剂量)联合高脂饲料暴露对180天胰岛素抵抗指数的影响存在交互效应(F低=31.488,P低0.001;F中=49.972,P中0.001;F高=15.139,P高0.001)。NP(低、中、高剂量)联合高脂饲料暴露对胰腺UCP-2基因的表达量存在交互效应(F低=54.624,P低0.001;F中=45.16,P中0.001;F高=246.982,P高0.001),对胰腺GLUT-2蛋白表达量的影响存在交互效应(F低=17.137,P低0.001;F中=38.198,P中0.001;F高=4.847,P高=0.048)。4.低剂量NP联合高脂饲料暴露对大鼠90天空腹血糖的影响存在交互效应(F=8.785,P=0.005),对大鼠90天胰岛素抵抗指数的影响存在交互效应(F=6.429,P=0.016)。5.中剂量NP联合高脂饲料暴露对90天和180天空腹胰岛素水平的影响存在交互效应(F90天=5.521,P90天=0.024;F180天=15.884,P180天0.001),对胰腺GK基因相对表达量的影响存在交互效应(F=10.307,P=0.004),对胰腺UCP-2的蛋白表达量存在交互效应(F=14.191,P=0.003)。6.高剂量NP联合高脂饲料暴露对胰腺GK和GLUT-2两个基因相对表达量的影响存在交互效应(FGK=6.629,PGK=0.018;FGLUT-2=7.45,PGLUT-2=0.013),对胰腺GK和UCP-2两个蛋白表达量的影响存在交互效应(FGK=4.847,PGK=0.048;FUCP-2=103.780,P UCP-20.001)。结论:NP和高脂饲料联合暴露可增加糖代谢紊乱发生风险,在0.20μg/kg/day、2.00μg/kg/day剂量下联合作用最明显。
【学位单位】：遵义医学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R114
【部分图文】：

污染状况l,NP）是壬基酚聚氧乙烯醚（nonylphenol etho之一，主要作为抗氧化剂、乳化剂、油漆、]。NP 分子式为 C9H19C6H4OH，相对分子量子机构与动物雌激素结构类似[2]，是一种常tal endocrine disruptors,EEDs)，NP 暴露后可 在自然环境中极不稳定，极易降解为 NP。.43 mg/L），但易溶于有机溶剂。NP 在环境物脏器中蓄积，NP 可能会通过食物链最终胁。

（F=361.423,P＜0.001）。NP 染毒剂量与大鼠 OGTT-AUC 呈剂量-效应关系，OGTT-AUC 随着 NP 暴露剂量增加而增大。如图 1-2。图1-2-1 各组大鼠90天OGTT曲线（ x±s,n=10）Fig.1-2-1 OGTT curve in groups in rats in oral glucose tolerance test at 90 day（ x±s,n=10）

遵义医学院硕士学位论文 杨静29图1-2-2 90天各组大鼠OGTT曲线下面积（ x±s,n=10）Fig.1-2-2 The area under curve of OGTT in groups in rats at day 90（ x±s,n=10）注：avs C,P<0.05;bvs L,P <0.05;cvs M,P <0.05。3.5 NP 暴露 180 天各组大鼠胰岛素抵抗指数和胰岛素敏感指数与对照组比较，NP（低、中、高剂量）暴露可致 90 天胰岛素抵抗指数增大（F=196.857,P＜0.001）和胰岛素敏感指数减小（F=199.032,P＜0.001）；NP 暴露剂量与 90 天胰岛素抵抗指数和胰岛素敏感指数大小存在剂量-效应关系，即 90天胰岛素抵抗指数随着 NP 暴露剂量增加而增大，90 天胰岛素敏感指数随着 NP暴露剂量增加而减小。与对照组比较，NP（低、中、高剂量）暴露可致 180 天胰岛素抵抗指数增大（F=48.053,P＜0.001）和胰岛素敏感指数减小（F=50.866,P＜0.001），低剂量组（0.02 μg/kg.bw）180 天胰岛素抵抗指数最大，180 天胰岛素敏感指数最小。如表 1-6。表 1-6 各组大鼠 NP 暴露 180 天胰岛素抵抗指数和胰岛素敏感指数（ x±s,n=10）Tab.1-6 The effect of NP exposure on IRI and ISI on day 180（ x±s

【参考文献】

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本文编号：2828635