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人群流行病学调查显示,心血管系统疾病死亡率软水区高于硬水区,水的硬度和心血管疾病的死亡率有明显负相关,其中镁(Mg2+)是主要因素。纯净水(PW)是一种典型的软水,其水质特征是镁及其他矿物元素含量极低。国内外研究显示,饮用软水(镁和钙含量较低)可引起血镁下降,血脂增高,增加动脉粥样硬化(AS)的发生率。本室前期研究亦发现,长期饮用纯净水可引起雌性大鼠血镁浓度降低,血脂(甘油三酯TG、胆固醇CH、低密度脂蛋白LDL)显著增高。有关软水及饮水中镁与血脂及心血管系统疾病关系的研究报道较多,而对其发生机理检索至2004年4月国内外尚未见相关报道。脂蛋白代谢是一个复杂的动态过程,其中载脂蛋白、细胞膜脂蛋白受体、脂代谢关键酶是参与这一代谢过程的主要因素。这些因素在纯净水致血脂升高中起怎样的作用尚不清楚。本课题通过检测脂蛋白代谢关键酶活性以及调节脂蛋白代谢的主要载脂蛋白及受体的含量及其基因在肝脏转录水平的表达,探讨脂代谢关键酶、载脂蛋白、低密度脂蛋白受体在大鼠饮用纯净水致血脂异常中的作用,旨在为阐明纯净水与心血管系统相关疾病的关系提供理论依据。 实验方法健康Wistar大鼠180只,断乳1月龄,本校实验动物中心提供,体重68±16g。 大鼠在饲养室适应1周后,按随机排序分组法随机分组,组间体重无显著差异(P>0.05)。分组如下:自来水组(TW)、纯净水组(PW)和加镁纯净水组(PW+Mg);分别饮用自来水、纯净水、加镁纯净水(0.5g/L MgSO47H2O),每组60只,雌雄各半,雌雄分笼饲养。饲养环境条件控制在50%～70% 湿度及(22±2)℃温度,光照12h。动物自由摄食和饮水,组间除饮水外其它条件均一致。 每天观察动物一般状况,每周称量体重一次,每月测量24h饮食、饮水量一次。分别于3月和6 月时,每组各随机选取大鼠30只处死(雌雄各半),分别检测各项指标。处死前夜,动物禁食,自由饮水。(1)尾静脉取血,测定血清卵磷脂胆固醇酰基转移酶(LCAT)活性。血清LCAT活性采用自身基质法。(2)按130 U /kg体重肝素尾静脉注入动物体内,经15 min全身肝素化后取肝素化静脉血,分离血清用于测定脂蛋白脂酶(LPL)、肝脂酶(HL)活性。血清LPL、HL活性采用比色法<WP=9>测定。(3)1%戊巴比妥钠腹腔麻醉,采空腹静脉血,采用单试剂免疫多点定标比浊法测定血清载脂蛋白AI(apoAI)、载脂蛋白B(apoB)含量。(4)大鼠颈椎脱臼处死,立即剖取心、肝、脾、肺、肾,除去上述器官周围的脂肪结缔组织,吸尽脏器表面血液后,用电子天平称重,计算脏器系数,脏器系数以脏器重量(g)与体重(g)之比表示。(5)迅速取肝脏经灭菌生理盐水清洗后,取部分肝组织用灭菌锡箔纸包裹,迅速投入液氮保存。每组随机抽取5个样本,用RT-PCR法检测肝脏apoAI、apoB、低密度脂蛋白受体(LDLR)mRNA表达。(6)取主动脉弓、心脏、肝脏分别置于4%多聚甲醛固定液中固定,72h后常规石蜡包埋切片,HE病理染色,显微镜下观察主动脉弓、心脏及肝脏组织病理学变化。(7)数据经SPSS11.0统计软件处理,实验数据均以均数±标准差(±s)的形式表示,组间均数差异的显著性比较采用方差分析。结果与讨论1.饮用纯净水可使大鼠血清apoB含量显著增高(P<0.05), apoAⅠ/ apoB比值下降。饮用纯净水可能通过影响大鼠血清载脂蛋白B含量,从而影响LDL-C的转运和代谢,使血中LDL增加,引起血脂异常改变,使胆固醇由内皮细胞转向肝脏的过程受阻。这可能是软水造成心血管系统疾病发病率和死亡率增高的主要原因之一。2.饮用纯净水可显著降低大鼠血清HL活性 (P<0.05),并使血清LCAT、LPL活性下降。饮用纯净水可不同程度影响脂代谢关键酶活性,可能通过降低酶活性减少高密度脂蛋白(HDL)内的胆固醇酯化,影响胆固醇的逆向转运(RCT)和低密度脂蛋白(LDL)的代谢,使血浆中脂蛋白的浓度增高。血清apoB含量的显著增高,可能与HL的显著变化有关。推测HL在纯净水致血脂升高中的作用较LCAT、LPL的作用更明显,可能在导致血脂升高中起着关键作用。3.饮用纯净水可使大鼠肝脏apoB mRNA表达水平升高,肝脏apoAⅠmRNA、LDLR mRNA表达水平下降,但无显著性。饮用纯净水可能通过下调肝脏LDLR mRNA表达水平,减少LDLR数量、活性,延缓对含apoB的脂蛋白的清除,从而引起血中apoB含量的显著增高。apoB上调和LDLR下调水平不显著,与血中apoB含量的显著增高不一致,推测LDLR对apoB分解代谢的影响可能存在转录后水平的调节。4.大鼠饮用加镁纯净水可显著降低apoB含量(P<0.05),使apoAⅠ/ apoB比值上升,血清LCAT、LPL、HL活性均比纯净水组上升。提示饮水途径补充镁可影响载脂蛋白含量和脂代谢关键酶活性,从而调节血脂异常,起到保护作用。推测作用机理可能是镁作为酶的激活剂,通过催化和激活LCAT、HL和LPL的活性,使其活性增加,从而加速周围组织中胆固醇的酯化和含apoB的LDL的代谢和清除,使血脂成分发生逆转。5.饮用加镁纯净水组大鼠肝脏 apoAⅠ、LDLR mRNA表达水平,比单纯饮用纯净水组上升;肝脏apoB mRNA水<WP=10>平低于纯净水组。提示镁可上调肝脏 apoAⅠ、LDLR mRNA水平,下调肝脏apoB的转录。表明镁能调节载脂蛋白和LDLR的表达。6.纯净水组雄性大鼠血清apoB含量显著高于雌性(P<0.05),雄性血清LCAT活性显著低于雌性(P<0.05)。提示纯净水对大鼠血清LCAT活性