慢性常壓低氧對棕色田鼠的影響_實用紙張技術指南

5.1.2　慢性常壓低氧對棕色田鼠的影響

慢性間歇性低氧有別于其他形式的低氧脅迫，但同樣會對機體產(chǎn)生多方面的影響，可使機體的心、腦、腎臟、肺臟、血管等組織器官發(fā)生改變，導致紅細胞增加和右心室肥大、肺動脈壓升高、體重減輕、血糖及血液中膽固醇的水平降低等。但也能對心血管疾病如心肌梗死等具有治療作用，研究發(fā)現(xiàn)，地下鼠通過減小紅細胞體積，降低血液黏稠度和調整2，3－二磷酸甘油酸和血紅蛋白的比率等血液學特征，減小血液黏稠度和血液循環(huán)阻力，減小心臟負荷，避免出現(xiàn)肺動脈高壓和紅細胞增多癥等癥狀。同時，還通過改變毛細血管密度、改善肺部呼吸作用等特征適應低氧環(huán)境。

慢性間歇性低氧可對機體產(chǎn)生低氧刺激，并使機體對低氧產(chǎn)生一定程度的耐受性，即低氧習服。當機體再次遭受低氧時能夠較快產(chǎn)生相應應答，減少對機體的傷害。近年來，慢性間歇性低氧研究越來越受到重視，廣泛應用于運動行業(yè)和呼吸障礙綜合征等方面。棕色田鼠長期營地下低氧生活，對間歇性低氧具有很強的適應性，本文首次對其慢性間歇性低氧應答進行研究，以期能為低氧生物學和運動提供更多的基礎和研究思路。

5.1.2.1　對H IF－1α表達量的影響

物種和低氧之間沒有顯著交互作用;棕色田鼠和昆明小鼠之間H IF－1α表達量存在著極顯著差異，慢性低氧處理對H IF－1α表達量也存在著極顯著影響。棕色田鼠和昆明小鼠的腎臟HIF－1α表達量(圖5.11)，在常氧狀態(tài)下，棕色田鼠的HIF－1α表達量顯著低于昆明小鼠，在低氧處理后棕色田鼠和昆明小鼠的HIF－1α表達量都極顯著增高。

圖5.11　棕色田鼠()和昆明小鼠(□)在10.0%慢性低氧條件下H IF－1α表達量的變化

5.1.2.2　對EPO的影響

慢性低氧處理對棕色田鼠和昆明小鼠的EPO表達量的影響(圖5.12)。低氧處理對EPO的表達量有極顯著影響，物種之間、物種與低氧處理的交互作用對EPO表達量沒有顯著作用。低氧處理后，棕色田鼠和昆明小鼠的EPO表達量都極顯著降低，兩種鼠的EPO表達量相差不大，低氧應答模式相似。

5.1.2.3　對血象的影響

(1)紅細胞類　低氧處理與鼠種間無顯著的交互作用;棕色田鼠的紅細胞數(shù)量顯著高于昆明小鼠，而紅細胞壓積和紅細胞平均體積則極顯著地低于昆明小鼠;低氧處理對兩種鼠的紅細胞數(shù)量作用不顯著，而紅細胞壓積和紅細胞平均體積顯著增加。在常氧條件下，棕色田鼠的紅細胞數(shù)量顯著多于昆明小鼠，且慢性間歇低氧未導致其顯著增加;而其紅細胞壓積和紅細胞平均體積則小于昆明小鼠(圖5.13A)。低氧處理使昆明小鼠的紅細胞壓積(圖5.13B)和紅細胞平均體積(圖5.13C)顯著增加。棕色田鼠對10.0%低氧具有較好的耐受性(圖5.13)。

圖5.12　棕色田鼠()和昆明小鼠(□)在10.0%慢性低氧條件下EPO表達量的變化

圖5.13　棕色田鼠()和昆明小鼠(□)在10.0%慢性低氧條件下紅細胞數(shù)量(A)、紅細胞壓積(B)和紅細胞平均體積(C)的變化

(2)血紅蛋白類　慢性低氧處理和鼠種間無交互作用;兩種鼠的血紅蛋白含量差異不顯著，但棕色田鼠的紅細胞平均血紅蛋白量和平均血紅蛋白濃度均顯著高于昆明小鼠;低氧處理可顯著提高兩種鼠的血紅蛋白含量和平均血紅蛋白量。在常氧條件下，兩種鼠的血紅蛋白含量差異不顯著，棕色田鼠的紅細胞平均血紅蛋白量較低，而紅細胞平均血紅蛋白濃度則較高(圖5.14)。低氧處理使昆明小鼠的血紅蛋白含量顯著增加(圖5.14A);平均血紅蛋白在棕色田鼠和昆明小鼠均顯著增加(圖5.14B);兩種鼠的平均血紅蛋白濃度在低氧適應前后沒有顯著性變化(圖5.14C)。表明在慢性間歇性低氧處理情況下，棕色田鼠和昆明小鼠均通過增加血紅蛋白含量使紅細胞平均血紅蛋白濃度增加以應答低氧，但紅細胞體積增大并未使血紅蛋白濃度發(fā)生顯著變化。

圖5.14　棕色田鼠()和昆明小鼠(□)在10.0%慢性低氧條件下血紅蛋白(A)、平均血紅蛋白量(B)、平均血紅蛋白濃度(C)的變化

(3)白細胞和血小板　低氧處理和鼠種間無交互作用;棕色田鼠的白細胞數(shù)量和血小板數(shù)量均顯著低于昆明小鼠;低氧處理后兩種鼠的白細胞和血小板含量都沒有發(fā)生顯著變化。在常氧條件下，棕色田鼠的白細胞和血小板數(shù)量均顯著低于昆明小鼠(圖5.15)。低氧處理未顯著改變棕色田鼠和昆明小鼠的白細胞(圖5.15A)和血小板(圖5.15B)數(shù)量。這一結果表明慢性間歇性低氧處理不影響白細胞和血小板的數(shù)量。

5.1.2.4　對VEGF的影響

棕色田鼠和昆明小鼠之間的VEGF表達量有極顯著差異，低氧處理對VEGF的表達量有影響，但二者差異未達到顯著性水平。棕色田鼠和昆明小鼠在常氧狀態(tài)下VEGF表達量無差異;二者低氧應答模式相似，低氧處理后，棕色田鼠和昆明小鼠的VEGF表達量都極顯著升高，物種和低氧處理間無顯著的交互作用(圖5.16)。

圖5.15　棕色田鼠()和昆明小鼠(□)在10.0%慢性低氧條件下白細胞(A)和血小板(B)的變化

圖5.16　棕色田鼠()和昆明小鼠(□)在10.0%慢性低氧條件下VEGF表達量的變化

5.1.2.5　對血管密度的影響

慢性常壓低氧處理對棕色田鼠和昆明小鼠之間血管密度產(chǎn)生了顯著的影響，而且兩種鼠之間的差異也達極顯著水平。棕色田鼠和昆明小鼠在低氧處理前后血管密度的變化如圖5.17所示。棕色田鼠在低氧處理后血管密度變化不明顯，而昆明小鼠變化升高;鼠種間比較表明，棕色田鼠在常氧狀態(tài)和低氧處理后，血管密度都顯著高于昆明小鼠，物種與低氧處理間有交互作用(圖5.17)。

5.1.2.6　對腎上腺、子宮和卵巢重量的影響

低氧處理后，棕色田鼠和昆明小鼠之間腎上腺、卵巢和子宮均表現(xiàn)出極顯著的差異。棕色田鼠和昆明小鼠腎上腺、卵巢和子宮的重量如圖5.18所示，在常氧狀態(tài)下棕色田鼠的腎上腺和子宮重量顯著小于昆明小鼠;低氧處理后，棕色田鼠的卵巢和子宮重量極顯著小于昆明小鼠，低氧處理與物種之間無交互作用(圖5.18)。

圖5.17　棕色田鼠()和昆明小鼠(□)在10.0%慢性低氧條件下血管密度的變化

圖5.18　棕色田鼠()和昆明小鼠(□)在10.0%慢性低氧條件下腎上腺(A)、卵巢(B)和子宮(C)的變化

5.1.2.7　對CRH的影響

低氧處理后棕色田鼠和昆明小鼠的CRH表達量沒有顯著性差異，但對腎臟CRH的表達量有極顯著影響。在常氧狀態(tài)下，兩種鼠的CRH表達量差別不大，低氧應答方式相似，但棕色田鼠在低氧處理后CRH顯著增加，昆明小鼠增加不明顯;低氧和物種間無交互作用(圖5.19)。

圖5.19　棕色田鼠()和昆明小鼠(□)在10.0%慢性低氧條件下CRH表達量的變化

5.1.2.8　對皮質醇和雌二醇的影響

低氧處理后棕色田鼠和昆明小鼠之間皮質醇和雌二醇的表達量差別不大，對皮質醇和雌二醇的影響也不顯著。棕色田鼠和昆明小鼠糞便中皮質醇和雌二醇的表達量的變化如圖5.20所示，低氧處理后棕色田鼠的皮質醇表達量有所上升，而昆明小鼠則變化不大，但棕色田鼠的皮質醇表達量顯著高于昆明小鼠(圖5.20 A);低氧處理后，兩種鼠雌二醇的表達量都有所增高，但種間、種內(nèi)的差異均未達到顯著性水平;低氧處理與物種之間無交互作用(圖5.20 B)。

圖5.20　棕色田鼠()和昆明小鼠(□)在10.0%慢性低氧條件下皮質醇(A)和雌二醇(B)的變化

5.1.2.9　對肺重量和肺氣血屏障的影響

(1)對肺重量的影響　慢性低氧對棕色田鼠和昆明小鼠的影響作用如圖5.21所示。雙因素方差分析結果表明，低氧處理和低氧與物種間無交互作用;棕色田鼠和昆明小鼠的肺重量有極顯著性差異。T－檢驗結果表明，在常氧狀態(tài)下，棕色田鼠的肺重量極顯著地低于昆明小鼠;低氧處理后棕色田鼠的肺重量略有增長，而昆明小鼠的肺重量則有所減小，但這一差異在兩種鼠均達顯著性水平(圖5.21)。

圖5.21　棕色田鼠()和昆明小鼠(□)在10.0%慢性低氧條件下肺體重比的變化

(2)對肺氣血屏障的影響　慢性低氧對棕色田鼠和昆明小鼠的肺氣血屏障厚度產(chǎn)生不同的影響(圖5.22)。雙因素方差分析結果表明，低氧與物種有顯著的交互作用;低氧處理對肺氣血屏障的厚度有極顯著影響。棕色田鼠和昆明小鼠低氧前后的肺氣血屏障厚度(圖5.22)，在常氧條件下，棕色田鼠的肺氣血屏障厚度顯著小于昆明小鼠，而低氧處理后則極顯著大于昆明小鼠;低氧處理后，棕色田鼠的肺氣血屏障變化極微弱，而昆明小鼠的則極顯著減小(圖5.22)。

圖5.22　棕色田鼠()和昆明小鼠(□)在10.0%慢性低氧條件下肺氣血屏障厚度的變化

低氧適應是指機體在低氧環(huán)境中通過自身的調節(jié)作用，產(chǎn)生一系列代償性生理改變，使得各系統(tǒng)功能恢復穩(wěn)定，最終達到新的內(nèi)外環(huán)境平衡的過程。一般而言，不同程度的持續(xù)性低氧對機體總會有不同程度的傷害，但合理的間歇性低氧則對機體有一定程度的保護作用，是促使機體產(chǎn)生低氧適應的過程。慢性間歇性常壓低氧刺激可以提高機體對低氧的耐受性，對心肌、神經(jīng)、肝臟等器官具有顯著保護作用，對機體的免疫作用也有一定影響。慢性間歇性低氧對冠心病和高血壓等疾病都有一定程度的治療作用，對機體免疫系統(tǒng)疾病如哮喘和皮炎等也有治療作用，在臨床治療上有非常廣泛的應用前景。同時，慢性間歇性低氧對機體的健康有益，可增加抗氧化酶活性，降低運動心率，增加心臟效率，提高機體對外界環(huán)境的應激能力，以避免應激性損傷的再次發(fā)生。

低氧適應主要是通過對機體紅細胞的生成，血管生成及生長、糖代謝和應激反應等生理功能的調節(jié)，提高機體的氧攝取和氧利用能力，在生理學上的表現(xiàn)主要為心血管功能的增強、組織氧利用效能的強化和血液系統(tǒng)攜氧能力的提高等主要特征，其生物學適應是長期低氧適應進化的結果。地下鼠長期生活在地下低氧環(huán)境中，已經(jīng)進化形成了一系列與低氧適應相關的結構和功能機制。對中東地區(qū)營地下生活的鼴形鼠的系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn)，其低氧適應策略主要包括:①低氧條件下，提高心肌的最大耗氧量;②提高線粒體密度和血管密度，減小氧氣的有效擴散距離;③增加肺的擴散能力，保持血氧含量;④肌紅蛋白等分子含量多，增加氧氣的擴散;⑤血液特征有利于氧氣的運輸，通過增加紅細胞數(shù)量，減小紅細胞平均體積，改變2，3－二磷酸甘油酸和血紅蛋白的比率。但不同物種之間對低氧的反應又有差異。棕色田鼠在血液系統(tǒng)、血管密度、應激系統(tǒng)等方面都具有較強的低氧應答能力，這也是其對低氧環(huán)境長期適應的結果。