Arsen-induzierte Dyslipidämie bei männlichen albino Ratten: Vergleich zwischen trivalente und pentavalente anorganische Arsen im Trinkwasser

HINTERGRUND: Neuere epidemiologische Beweise deuten auf eine enge Assoziation zwischen der Exposition gegenüber anorganischem Arsen über Trinkwasser und Herz-Kreislauf-Erkrankungen hin. Der genaue Mechanismus des durch Arsen vermittelten Anstiegs der kardiovaskulären Risikofaktoren bleibt jedoch rätselhaft. METHODEN: Um die Auswirkungen der Exposition gegenüber anorganischem Arsen auf den Lipidstoffwechsel zu untersuchen, wurden männliche albino Ratten 12 Wochen lang 50, 100 und 150 ppm Arsen als Natriumarsenit sowie 100, 150 und 200 ppm Arsen als Natriumarsenat in ihrem Trinkwasser ausgesetzt. ERGEBNISSE: Die durch die beiden Arsenikale induzierte Dyslipidämie wies unterschiedliche Muster auf. Hypocholesterinämie kennzeichnete die Wirkung von Arsenit in allen Dosen, während Arsenat bei der Dosis von 150 ppm As Hypercholesterinämie induzierte. Hypertriglyceridämie war das Hauptmerkmal der Arsenat-Wirkung, während die freien Fettsäuren (FFA) im Plasma durch die beiden Arsenikale erhöht wurden. Der umgekehrte Cholesterintransport wurde durch die beiden Arsenikale gehemmt, wie durch die verringerten HDL-Cholesterinkonzentrationen belegt, während das hepatische Cholesterin durch Arsenit (100 ppm As) erhöht, aber durch Arsenit (150 ppm As) und Arsenat (100 ppm As) verringert wurde. Das Cholesterin und die Triglyceride im Gehirn wurden durch die beiden Arsenikale verringert; Arsenat verringerte den renalen Cholesteringehalt, erhöhte jedoch den renalen Triglyceridgehalt. Arsenit hingegen erhöhte die renalen Gehalte der beiden Lipide. Die beiden Arsenikale induzierten Phospholipidose in der Milz. Arsenit (150 ppm As) und Arsenat (100 ppm As) hemmten die hepatische HMG CoA-Reduktase. Bei anderen Dosen der beiden Arsenikale wurde die hepatische Aktivität des Enzyms up-reguliert. Die beiden Arsenikale hingegen up-regulierten die Aktivität des Enzyms im Gehirn. Wir beobachteten positive Assoziationen zwischen den Gehalten an Gewebe-Arsen und Plasma-FFA sowie negative Assoziationen zwischen den Gehalten an Gewebe-Arsen und HDL-Cholesterin. FAZIT: Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass obwohl die subchronische Exposition gegenüber Arsenit und Arsenat durch Trinkwasser unterschiedliche Muster der Dyslipidämie erzeugte, unsere Studie zwei gemeinsame Nenner der Dyslipidämie identifizierte, nämlich: Hemmung des umgekehrten Cholesterintransports und Erhöhung von Plasma-FFA. Diese beiden Nenner (neben anderen individuellen Störungen des Lipidstoffwechsels, die von jedem Arsenikal induziert werden) deuten darauf hin, dass im Gegensatz zur Verstärkung eines dosisabhängigen Effekts die beiden Formen von anorganischem Arsen lipotoxische und nicht-lipotoxische Dyslipidämie bei "niedrigen" oder "mittleren" Dosen induzierten und diese möglicherweise für die kardiovaskulären und anderen Krankheitsendpunkte der Exposition gegenüber anorganischem Arsen durch Trinkwasser verantwortlich sind.