丙烯酰胺(acrylamide,ACR)是一种α,β-不饱和酰胺,由富含淀粉的食物在高温下经美拉德反应形成,是食品加工过程的副产物。目前已在许多常见加工类食品中发现大量ACR的存在,大大增加了人类的接触风险。ACR经胃肠道、呼吸道和皮肤吸收进入人体,随血液循环分布于各个组织和器官,从而导致人体多种系统毒性,威胁人类健康。有研究发现,ACR直接暴露可通过影响脂肪分化,诱导肝细胞脂肪沉积和变性,进而促进肥胖的发生;ACR还可通过减少β细胞数量和胰岛素分泌,进而导致血糖水平和葡萄糖代谢异常,干扰正常机体的糖脂代谢。但目前有关ACR暴露诱导糖脂代谢紊乱的作用机制尚不明确,有待进一步深入研究。糖尿病和肥胖已成为全球关注的重要公共卫生问题,严重威胁人类的身心健康。有研究表明,糖尿病和肥胖人群作为易感人群,对环境污染物毒性敏感,但糖尿病人群和肥胖人群是否对ACR毒性易感,ACR暴露是否会加剧糖尿病和肥胖人体的糖脂代谢紊乱尚未可知,亟待研究。因此,本论文拟通过建立糖尿病小鼠和肥胖小鼠模型,研究丙烯酰胺对小鼠糖脂代谢的影响,从而揭示糖尿病小鼠和肥胖小鼠对丙烯酰胺毒性的易感性,并初步探明丙烯酰胺诱导糖脂代谢紊乱的机制。(1)建立了基于GC-MS技术的肝脏脂肪酸组成分析方法,肝脏组织脂肪酸提取的最佳工艺为:萃取剂为二氯甲烷-甲醇,料液比为1:20,提取时间为6 h,温度为25℃。GC-MS分析条件为BD-5MS毛细管柱(30 m×0.25 mm,0.25μm),氦气流速1ml/min,进样体积为0.5μL,分流比为1:10,入口温度和检测器温度分别为230和250℃,溶剂延迟3 min。程序升温设置:初始温度100℃,保持1 min,以20℃/min增至205℃,以2℃/min增至209℃,以1℃/min增至213℃,以12℃/min增至220℃,以20℃/min增至280℃,总时长为28.75 min。结果表明,样品测定日内精密度为4.95~7.46%(n=5),新鲜肝脏组织样本稳定性好(n=3),测定结果准确,而冷冻保存处理过程样品不稳定,最终导致脂肪酸测定结果偏低。由上可知,该方法简洁、稳定、适用于组织脂肪酸的分析。(2)建立小鼠糖尿病模型,研究ACR暴露对糖尿病小鼠糖脂代谢的影响及其作用机制,为ACR的健康风险评估提供理论依据。研究结果表明,ACR暴露可加剧糖尿病小鼠的体重下降;并显著增加正常小鼠和糖尿病小鼠血清中AST酶活和肝脏组织MDA含量,降低SOD活力,表明ACR可导致明显的氧化应激,造成肝脏氧化应激损伤,其中糖尿病小鼠对该作用更加敏感。ACR暴露对血糖无显著影响,但可显著降低肝糖原含量,表明ACR可降低肝脏糖原的合成,干扰机体糖代谢。ACR暴露可显著降低血清和肝脏TG水平,显著增加血清LDL-C和HDL-C水平,并可降低糖尿病小鼠血清LDL-C水平和肝脏脂肪酸水平,表明ACR暴露可在一定程度上干扰脂质代谢,致机体脂质代谢紊乱。机制研究发现,ACR暴露可显著影响正常小鼠和糖尿病小鼠肝脏组织中转录因子SREBP2、SREBP1、HNF4α和PPARP基因及下游相关基因HMG-COAR、Acat1、Fasn、Scd1、Cpt1α表达,干扰CD36、G6PC、PEPCK、炎症因子(IL-1β、IL-6和TNF-α)和抗氧化应激相关基因(Nrf2和Keap1)的表达,说明ACR暴露可通过干扰小鼠糖脂代谢、炎症因子和氧化还原相关基因的表达,从而干扰机体的糖脂代谢,致机体毒性作用,其中糖尿病小鼠对其干扰作用尤为敏感,具有毒性易感性。(3)建立高脂高胆固醇高糖饮食诱导的小鼠肥胖模型,考察不同剂量ACR对正常小鼠和肥胖小鼠糖脂代谢的影响,为ACR的健康风险评估提供数据依据和理论指导。研究结果表明,低剂量ACR长期暴露及与高脂高胆固高糖饲料协同暴露可显著提高小鼠体重和肝脏指数,并显著增加小鼠血清中AST和ALT酶活,表明低剂量ACR长期暴露可诱导机体肥胖和肝脏损伤,且高脂高胆固高糖饮食小鼠对该作用更加敏感。其次,协同暴露均可显著提高血清和肝脏TC和TG水平,显著增加血清LDL-C,并降低血清HDL-C水平,表明低剂量ACR长期暴露可干扰机体脂质代谢,致脂质代谢紊乱,并可在一定程度上加剧高脂高胆固醇高糖饮食小鼠的脂质代谢异常。此外,协同暴露可显著提高血清中胰岛素和炎症因子水平,降低瘦素和脂联素水平,ACR暴露可进一步干扰高脂高胆固醇高糖饮食小鼠的糖脂代谢,加剧机体糖脂质代谢紊乱,促进脂肪蓄积,诱导机体肥胖。