邻苯二甲酸二丁酯与高脂饮食协同加剧心脏纤维化/功能障碍的分子毒理学机制及维生素E和红景天苷的保护作用

【字体: 时间:2025年07月20日 来源:Ecotoxicology and Environmental Safety 6.2

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  本研究针对环境污染物邻苯二甲酸二丁酯(DBP)与高脂饮食(HFD)协同作用加剧心脏纤维化/功能障碍的机制展开探索。通过动物实验发现,DBP通过ROS/NLRP3/Caspase-1/GSDMD焦亡通路和肝脏脂代谢紊乱双重途径协同HFD促进心肌纤维化,而维生素E(VitE)和红景天苷(Sal)能显著改善上述损伤。该研究为心血管疾病的环境-饮食交互风险防控提供了新靶点。

  

随着心血管疾病(CVD)全球负担持续加重,环境污染物与不良生活方式的协同危害日益受到关注。邻苯二甲酸二丁酯(DBP)作为塑料增塑剂,通过食物链在人体累积,而高脂饮食(HFD)人群更易暴露于DBP。两者均可独立导致心脏损伤,但二者是否存在协同效应尚不明确。湖北科技大学的研究团队在《Ecotoxicology and Environmental Safety》发表研究,首次揭示DBP通过氧化应激-焦亡和脂代谢紊乱双重途径协同HFD加剧心脏纤维化的分子机制。

研究采用Sprague-Dawley大鼠模型,通过12周干预实验,结合超声心动图评估心功能,组织病理学分析心脏/肝脏病变,检测氧化应激标志物(ROS、MDA、GSH)、焦亡相关蛋白(NLRP3、Caspase-1、GSDMD)及血清代谢组学,并评估维生素E和红景天苷的干预效果。

3.1 氧化应激与焦亡
高剂量DBP(50 mg/kg/day)和HFD均显著升高心肌ROS和MDA水平,降低GSH,激活NLRP3/Caspase-1/GSDMD通路及炎症因子IL-1β/IL-18。DBP+HFD组较单HFD组损伤更显著,表明协同作用存在。VitE和Sal通过清除ROS有效抑制上述过程。

3.2 肝脏脂代谢紊乱
DBP和HFD单独暴露均导致肝脂肪变性(油红O染色阳性)和血脂异常(TC、TG、LDL升高,HDL降低)。协同组出现更严重的肝窦狭窄和气球样变,且Sal改善效果优于VitE。

3.3 心脏纤维化与功能障碍
Masson染色显示DBP+HFD组胶原沉积面积显著大于单HFD组。超声参数E/E′和MPI升高提示舒张功能受损,协同组Tei指数异常更明显。

3.4-3.5 代谢组学机制
血清代谢组分析发现差异代谢物Oleoyl-L-Carnitine与心功能指标正相关,而柠檬酸(Citric Acid)、L-色氨酸(L-Tryptophan)负相关。KEGG富集显示TCA循环、色氨酸代谢和亚油酸代谢通路显著改变。

该研究创新性揭示环境-饮食交互作用通过双重途径促进心脏纤维化:①线粒体ROS激活NLRP3炎症小体触发焦亡;②肝脂代谢紊乱导致心肌脂毒性。红景天苷因其兼具抗氧化和调脂作用,展现出优于维生素E的治疗潜力。研究成果为CVD的早期防控提供了理论依据,提示需重视环境污染物与生活方式协同风险评估。局限性在于未验证代谢通路功能,未来将补充低中剂量DBP实验以完善证据链。

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