雄性小鼠的性行为会因肥胖和糖尿病诱因的饮食而受到影响,并且当暴露于含有邻苯二甲酸盐的相关环境混合物时,这种影响会进一步加剧
《Environmental Advances》:Sexual behavior in male mice is impaired by an obesogenic-diabetogenic diet and worsened by exposure to a relevant environmental mixture of phthalates
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时间:2025年10月15日
来源:Environmental Advances CS7.3
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性行为障碍;高脂高果糖饮食;邻苯二甲酸盐混合物;下丘脑视交叉前区;蛋白表达变化;代谢紊乱;动物模型;环境污染物;生殖健康;毒性机制
在20世纪初以来,西方国家男性生育力的下降可能与饮食变化以及工业分子,如内分泌干扰物(EDs)的暴露有关。其中,邻苯二甲酸酯类化合物(phthalates)作为一种重要的EDs,因其广泛存在于塑料食品包装、涂料、塑料玩具、灰尘和饮用水中,而成为人类最常见的暴露来源之一。这些化合物不仅影响生殖功能,还与代谢状态密切相关,可能通过干扰脂肪细胞生物学和葡萄糖代谢导致体重增加、胰岛素抵抗和糖尿病等代谢异常。本研究旨在探讨高脂高果糖饮食(HFHF)与邻苯二甲酸酯混合物(mix)共同作用对雄性小鼠性行为的影响,以揭示其对人类生育健康潜在的威胁。
研究采用了一种实验设计,将成年雄性C57BL/6J小鼠分为四组:对照饮食组(CD)、对照饮食加邻苯二甲酸酯混合物组(CDmix)、高脂高果糖饮食组(HFHF)以及高脂高果糖饮食加邻苯二甲酸酯混合物组(HFHFmix)。研究期间,所有小鼠都接受了17周的实验处理,期间对其体重、口服葡萄糖耐量测试(OGTT)、胰岛素耐量测试(ITT)以及性行为和嗅觉偏好进行了评估。结果显示,HFHF和HFHFmix组的小鼠体重显著增加,且从第2周起,这种体重增加趋势持续到实验结束。这表明,高脂高果糖饮食在诱导肥胖方面具有重要作用。然而,邻苯二甲酸酯混合物的加入并未加剧体重的增加,说明其对代谢状态的影响有限。
在性行为方面,HFHF和HFHFmix组的小鼠表现出显著的性行为受损。具体而言,只有部分小鼠能够完成性行为的各个阶段,包括交配行为、插入行为以及射精。其中,HFHFmix组的小鼠几乎无法完成性行为,仅有一只小鼠成功射精,这与CD组相比差异显著。这种性行为的显著下降可能与性行为相关的神经网络受到破坏有关。性行为的启动涉及复杂的神经机制,包括性激素的作用、神经生物学和遗传因素。其中,下丘脑的中隔前区(mPOA)作为性行为的主要整合中心,连接了感知可接受雌性的结构(辅助和主要嗅觉通路)、奖赏通路(通过杏仁核)以及运动行为的执行区域(如脊髓)。因此,mPOA的结构和功能变化可能是性行为受损的关键因素。
研究进一步探讨了HFHF和邻苯二甲酸酯混合物对mPOA中特定蛋白表达的影响。这些蛋白包括性激素受体(如雄激素受体AR和雌激素受体ERα)、突触相关蛋白(如突触前蛋白synaptophysin)以及与性行为相关的神经递质受体(如AMPA GluR1和多巴胺转运蛋白DAT)。结果表明,AR和synaptophysin的表达在CDmix和HFHFmix组中均显著降低,而在单独的HFHF组中没有明显变化。这说明邻苯二甲酸酯的暴露可能通过影响AR的表达来削弱雄性性行为。此外,DAT和AMPA GluR1的表达在HFHFmix组中显著下降,而单独的HFHF或邻苯二甲酸酯暴露并未导致这一变化。这提示,HFHF与邻苯二甲酸酯的共同作用可能通过影响神经网络的多个方面,从而导致性行为的严重受损。
值得注意的是,尽管HFHF和HFHFmix组在代谢方面表现出相似的特征,如体重增加、血糖升高和胰岛素敏感性下降,但它们在性行为方面的损害程度却存在显著差异。这表明,性行为的损害可能是由代谢和神经网络的双重作用共同导致的。此外,HFHFmix组的小鼠在嗅觉偏好测试中表现出对可接受雌性的偏好显著降低,而对雄性则没有明显变化。这说明,邻苯二甲酸酯的暴露可能影响小鼠对雌性嗅觉信号的识别能力,进而干扰其性行为的启动和执行。
研究还发现,邻苯二甲酸酯的暴露并未显著影响小鼠的运动活动。这表明,性行为的受损并非由于运动能力的下降,而是更可能与神经网络的结构和功能变化有关。此外,雄性生殖器官的绝对和相对重量在HFHF和HFHFmix组中有所变化,其中睾丸和附睾的相对重量显著降低,而前列腺的相对重量则有所增加。这些变化可能与雄性性激素的敏感性有关,进而影响性行为的表现。
本研究的发现对于理解现代生活方式对男性生殖健康的影响具有重要意义。高脂高果糖饮食和邻苯二甲酸酯的共同作用不仅加剧了代谢异常,还通过影响神经网络的结构和功能,导致性行为的严重受损。这提示,应特别关注这些因素对男性生殖功能的潜在危害,并考虑在公共健康政策中纳入相应的干预措施。此外,研究还强调了对邻苯二甲酸酯等EDs的暴露剂量进行重新评估的必要性,以更好地保护人群健康。未来的研究可以进一步探讨这些蛋白变化的具体机制,以及如何通过恢复神经网络的完整性来改善性行为。这不仅有助于深入理解性行为的神经基础,还可能为制定有效的预防和干预策略提供科学依据。
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