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ApoE/母体孕期高脂高胆固醇饮食对子代成年鼠动脉粥样硬化的影响

首席医学网      2011年02月10日 11:47:14 Thursday  
 
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作者:章 磊1,2,谢彩虹2,唐 欢2,袁 静2,曾本华2,焦 静1,魏 泓1,2    作者单位:(1.西南大学生命科学学院,重庆 400715;2.第三军医大学基础医学部实验动物学教研室,重庆 400038)

【摘要】  目的 研究母体孕期高脂高胆固醇饮食对子代成年鼠动脉粥样硬化的发生影响。 方法 ApoE/孕鼠分为高脂高胆固醇饮食组(G组)和普通饮食组(P组),G组雄性子代成年鼠分为高脂高胆固醇饮食组(GG)和普通饮食组(GP),P组子代雄性成年鼠继续喂养普通饲料(PP),60 d后检测子代成年鼠总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白 (HDL)和低密度脂蛋白 (LDL)浓度,HE染色观察血管形态学变化及动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)斑块形成情况。 结果 GG组和GP组的TC、TG、LDL和HDL浓度较PP组明显升高,且与PP组相比TC浓度存在显著性差异(P<0.05),TG、LDL和HDL浓度存在极显著性差异(P<0.01);PP组无AS斑块形成,GG组与GP组均有AS斑块形成,前者斑块形成率及斑块面积与血管管腔面积之比(PA/LA)都高于后者,两组PA/LA存在极显著性差异(P<0.01)。 结论 母体孕期高脂高胆固醇饮食对子代成年鼠动脉粥样硬化的发生具有重要影响。

【关键词】  ApoE/;母体;高脂高胆固醇;动脉粥样硬化;动脉粥样硬化斑块

 Abstract: Objective To investigate the effect of maternal high fat and high cholesterol diet on the atherogenesis in adult offsprings of apolipoprotein Eknockout (ApoE/) mouse. Methods Totally 20 pregnant ApoE/ mice were divided into two groups: high fathigh cholesterol (HCHF) diet group (G) and common diet group (P). The male offsprings of G group were divided into two groups again: HCHF diet group(GG) and common diet group(GP),while the male offsprings of P group were still fed with common diet(PP). All the mice were sacrificed to do pathological testing 60 days later. Results The levels of TC, TG, HDL and LDL in GG and GP group were obviously higher than those in PP group. Significant differences in the level of TC and extremely significant differences in the level of TG, HDL and LDL were observed(P<0.05)(P<0.01)between the three groups. Atherosclerotic plaque was detected in GG and GP group and the formation rate of plague as well as the ratio of plaque area to lumen area(PA/LA)were higher in GG group than those in GP group. Significant differences in PA/LA were existed between GG and GP group.(P<0.01) Conclusion Maternal high fat and high cholesterol diet has great effect on the atherogenesis in adult offspring of ApoE/ mouse.

  Keywords: ApoE/;maternal;high fat and high cholesterol;atherosclerosis;atherosclerotic plaque

  母体在孕期摄入大量高脂高胆固醇会导致新生儿超重,诱发成年后心血管疾病、代谢综合征、肥胖症等疾病[12];母体孕期高营养饮食还会引起子代成年后动脉内膜脂质沉积和内皮功能紊乱、高血压、胰岛素抗性等疾病的发生[3]。脂质在动脉内膜沉积形成脂纹,而脂纹、心血管疾病、肥胖等又是导致动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)的主要危险因素。本实验选用载脂蛋白E基因敲除(ApoE/)小鼠,其动脉粥样硬化斑块的病理特征与人类极为相似,是现在人们研究AS病理过程和饮食干预良好的动物模型。本实验通过在母体孕期进行高脂高胆固醇饮食干预,观察其子代成年鼠动脉粥样硬化的发生情况,并与孕期普通饮食者子代成年鼠进行比较。旨在研究ApoE/小鼠子代成年鼠动脉粥样硬化的发生是否与其母体孕期高脂高胆固醇饮食有关系。

  1 材料与方法

  1.1 材料

  20只ApoE/孕鼠,体重(21.28±0.81)g,分为高脂高胆固醇饮食组(G组)和普通饮食组(P组),G组雄性子代成年鼠分为GG组和GP组,分别喂养高脂高胆固醇饲料和普通饲料,P组子鼠喂养普通饲料(PP),饮水不限。所有动物均饲养于SPF环境,由第三军医大学实验动物中心提供。普通饲料由第三军医大学实验动物中心提供。高脂饲料:①母鼠高脂饲料含21% 猪油和0.21% 胆固醇;②子鼠高脂饲料含15% 猪油、1.25% 胆固醇和0.5% 胆酸。

  1.2 血脂的测定和主动脉病理切片的制备

  麻醉小鼠,断尾收集静脉血约0.2 mL,室温静置2 h,3 000 r/min离心15 min,取上清。取血后打开胸腹腔,取腹主动脉标本,依次进行甲醛固定、石蜡包埋、切片、苏木精伊红(HE)染色。血脂采用第三军医大学西南医院检验科Olympus Au 2700全自动生化分析仪检测,检测指标包括总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白 (HDL)和低密度脂蛋白 (LDL)浓度。

  1.3 病理切片的观察与图像处理

  每个血管标本随机选3张切片进行普通光镜观察血管及斑块形态结构变化,并用显微镜相机系统采像,Image Pro Plus 6.0进行图像分析测量。测量指标包括:血管管腔面积(LA,指血管内膜所包围的血管管腔面积)、斑块面积(PA,每张切片所有斑块面积之和)和斑块面积与管腔面积之比(PA/LA)。

  1.4 统计学处理

  所有数据以均数±标准差(±s)表示,差异显著性检验采用t检验。

  2 结果

  2.1 成年鼠血脂成分的变化

  成年鼠组血脂检测结果显示各血脂成分浓度在GG组最高,GP组次之,PP组最低(表1)。GG组和GP组的TC、TG、LDL和HDL浓度较PP组均明显升高,与PP组相比TC浓度存在显著性差异(P<0.05),TG、LDL和HDL浓度存在极显著性差异(P<0.01)。表1 各组成年子鼠血脂检测结果

  2.2 成年鼠血管形态学与AS斑块病理特征

  PP组成年鼠血管内膜完整,连续性较好,无AS斑块形成(图1a)。GP组成年鼠2只形成AS斑块,斑块有多量泡沫细胞聚集(图1b)。GG组成年鼠有4只形成AS斑块,斑块向管腔突起,管腔面积缩小,内膜崩解,斑块有完整的纤维小帽,内有大量脂质聚集形成粥样物质(图1c)。a:为PP组(control)腹主动脉切片;b:为GP组腹主动脉切片;c:为GG组腹主动脉切片图1 各组子代成年鼠腹主动脉切片(HE×100)

  2.3 成年鼠动脉粥样硬化斑块形成率与PA/LA

  GP组成年子鼠AS斑块形成率为33.33%,明显低于GG组成年子鼠的66.7%(P<0.05);GG组成年子鼠PA/LA为2.67±2.16,较GP组成年子鼠的0.36±1.41存在极显著性差异(P<0.01);PP组斑块形成率为0,GP组和GG不管斑块形成率还是PA/LA,与PP组相比都存在极显著性差异(P<0.01),见表2。表2 两组成年子鼠AS斑块形成率和PA/LA

  3 讨论

  血浆中LDL及相关血脂成分是动脉粥样硬化发生的危险因素,LDL具有把TC运输到肝脏合成胆酸的功能。LDL易代谢产生氧化LDL(OXLDL)颗粒,巨噬细胞吞噬OXLDL颗粒形成泡沫细胞,泡沫细胞是AS斑块的主要成分之一,该细胞破裂释放大量TC形成斑块脂质核心。已有实验和文献证明LDL是导致动脉粥样硬化的主要因素[4],血清LDL浓度高低和AS斑块是评价动脉粥样硬化程度的重要指标。本实验血脂检测结果显示LDL浓度在GG组最高,GP组次之,PP组最低,AS斑块形成率在GG组亦是最高,本实验发现AS斑块形成率与LDL浓度出现正相关;上述结果还表明母体孕期高营养饮食会使子代成年鼠血脂成分升高,即使子代普通饮食血脂成分也会明显升高,LDL等血脂浓度的升高同时又增加了动脉粥样硬化发生的风险。

  成人早期或胎儿起源学说[5]认为胎儿时期的营养状况与成年后各种疾病的发生有着密切的联系。母体孕期营养过剩,不仅会造成胎儿宫内死亡、超重等问题,还会增加子代成年后肥胖症、心血管疾病和代谢综合征等疾病的风险[2]。本实验研究母体孕期高脂高胆固醇饮食是否对子代AS发生存在影响,结果显示在母体高脂高胆固醇饮食组(GG,GP)子代成年鼠AS斑块形成率明显高于母体普通饮食组(PP),上述结果表明母体孕期高脂高胆固醇饮食会导致子代成年鼠AS风险性增加,子代成年后饮食状况也与动脉粥样硬化有关,GG组AS斑块形成率和PA/LA都明显高于GP组,说明子代成年高营养饮食促进AS斑块的形成,子代成年后普通饮食具有延缓和防止AS的发生[6-8]。

  综上所述,母体孕期高脂高胆固醇饮食对子代动脉粥样硬化的发生具有重要的影响,成年后的高脂高胆固醇饮食也是引起动脉粥样硬化风险因素之一,合理膳食有利于防止动脉粥样硬化的发生。至于母体孕期的营养状况对子代动脉粥样硬化的影响机制尚未清楚,有待于进一步研究。

【参考文献】
    [1] Parente LB, Aguila MB, MandarimdeLacerda CA. Deleterious effects of highfat diet on perinatal and postweaning periods in adult rat offspring[J]. Clin Nutr, 2008,27(4):623-634.

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  [5] Barker DJ, Osmond C. Infant mortality, childhood nutrition and ischaemic heart disease in England and Wales[J]. Lancet, 1986,1(8489):1077-1081.

  [6] 宋兴辉,周海鸥,孙 阳,等.高脂高胆固醇饮食对3基因突变小鼠动脉粥样硬化性病变的影响[J].中国病理生理杂志,2009,25(10):1887-1891.

  [7] 金晓蕾,孙文夏,施育平,等.脂代谢相关三基因突变小鼠肝组织基因表达差异研究[J].中华医学遗传学杂志,2005,22(1):27-30.

  [8] 孙文夏,施育平,金晓蕾,等.三基因突变小鼠血脂代谢及动脉粥样硬化早期病变特征[J].中华心血管病杂志,2004,32(11):1009-1012.

  (编辑:左艳芳)

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