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研究目的:研究表明,适度的HPC可以提高机体对进一步低氧或缺氧的耐受能力,即低氧或缺氧耐受性。因此,进一步研究HPC对低氧状态下机体心肌的保护作用及机制是十分必要的。本研究通过观察长期低氧训练结合低氧预处理过程中生理生化指标的变化,研究低氧预处理对长期低氧暴露小鼠心肌损伤的保护作用,为高原训练及低氧疗法的应用提供帮助。研究方法:本次研究使用4周龄KM种小鼠,♂,SPF级,36只(购自新疆医科大学实验动物中心,许可证号:SCXX(新)2011-0003),体重20.4±2.7g。实验周期为8周,NC组保持正常的饲养条件;HE组小鼠每日进行低氧条件下的力竭游泳实验,饲养条件同NC组;HP组小鼠每日进行低氧条件下的力竭游泳实验,同时在室温18-22℃温度条件下将小鼠放入含有新鲜空气标定的200ml广口瓶中,用橡皮塞塞紧,以出现第一次喘呼吸为缺氧处理结束标志,此为低氧一次组(H1组)。随即将小鼠移入新的广口瓶内、封闭,依此再重复操作3次,复制低氧预处理模型。正式实验前小鼠进行为期3 d的适应性训练30 min,训练条件为常压、常氧,1周内延长至120 min,1周后进行力竭游泳训练,小鼠力竭的标准为:(1)小鼠精神倦怠,无力进行维持运动;(2)小鼠下沉至水面以下超过3s,出现上述状况后立刻捞起,使用干燥毛巾擦干,放入饲养笼中休息。前2周内将低氧舱模拟海拔高度由1600m逐渐增加到3000m高度,最终氧浓度为14.2%,每日1次,每周6次,持续8周,共48次。实验数据使用`x±s表示,数据分析使用SPSS 22.0数据包进行显著性差异分析,P<0.05表示有显著性差异,P<0.01表示有非常显著差异,通过GraphPad 5软件包进行图表绘制。末次运动后即刻,摘眼球取血,静置20min,5000 r/min离心10 min,离心后取上清备用;使用谷丙转氨酶(AST)、乳酸脱氢酶(LDH)及肌酸激酶(CK)测试试剂盒检测上述指标;取小鼠左心室肌100mg,于生理盐水中洗净血污,滤纸吸干水分,剪碎,加900ml生理盐水后一同匀浆5min,取匀浆液,使用丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)试剂盒检测上述匀浆液MDA及SOD水平。另称取心肌组织100mg,使用生理盐水充分洗涤脾脏血污,加入足量PBS冲洗,使用蛋白抽提试剂1mL并加入称取的脾脏组织,5000r/min匀浆(匀浆过程于冰上操作),待匀浆液中无明显固体后,将匀浆液转移至1.5mlEP管中,冰上孵育1h;4℃,5000r/min,离心15min,取上清,即为提取的小鼠心肌组织总蛋白溶液,-20℃低温保存备用。采用考马斯亮蓝染色法检测样品总蛋白含量,经SDS-PAGE后,转移到PVDF膜上(转印过程于冰上操作),5%脱脂奶粉室温(TBST缓冲液稀释)封闭2 h,一抗室温孵育2 h,TBST洗2次,每次10 min,HRP标记的二抗室温孵育2 h,TBST洗2次,每次10 min,ECL化学发光并检测,曝光显影,检测蛋白条带积分光密度。研究结果:低氧运动组小鼠存在神情倦怠、毛色晦暗、进食量稍有下降,饮水量及排便未发生明显改变;与低氧运动组比较,低氧预处理组小鼠精神状况相对饱满、毛色发亮、进食量、饮水量及排便正常;阴性对照组小鼠表观形态与低氧预处理组无明显差异。由表1可知,低氧训练结束后,阴性对照组小鼠体重增长率显著高于低氧运动组的20.1%(P<0.01),阴性对照组小鼠体重高于低氧预处理组,但不存在统计学差异(P>0.05),说明长期低氧训练可导致小鼠生长速率下降。阴性对照组小鼠力竭游泳时间与低氧运动组、低氧预处理组比较出现显著上升(P<0.05),力竭游泳时间延长率达13.5%;低氧运动组力竭游泳时间略低于低氧预处理组,但不存在统计学差异(P>0.05)。低氧运动组小鼠血清心肌酶(AST、LDH、CK)水平显著低于阴性对照组(P<0.01);低氧预处理组小鼠AST及CK水平显著低于阴性对照组(P<0.05),LDH水平低于阴性对照组,但不存在显著差异(P<0.05);低氧预处理组与低氧运动组比较,血清LDH水平显著升高(P<0.05),AST水平出现极显著差异(P<0.01)。阴性对照组小鼠心肌MDA水平高于低氧运动组及低氧预处理组,同时,在低氧预处理干预作用下,低氧预处理组小鼠心肌MDA水平较低氧运动组呈现上升趋势,但组间比较均无统计学意义(P>0.05)。就小鼠心肌SOD水平而言,低氧运动组及阴性对照组显著低于阴性对照组(P<0.05),低氧预处理组较低氧运动组呈现下降趋势(P<0.05)。与正常对照组相比,HE组及HP组心肌组织HIF-1α表达量显著增高(P<0.05);HP组心肌组织HIF-1α表达量较HE组降低,但不存在显著差异(P>0.05)。研究结论:长期单纯低氧暴露力竭训练过程中,小鼠出现体重、有氧运动能力及心肌MDA水平下降、血清心肌酶(AST、LDH、CK)及心肌SOD水平急剧上升、心肌组织HIF-1α蛋白表达上升;HP可有效提高低氧干预下小鼠体重、有氧运动能力及心肌MDA水平,显著降低血清AST、LDH、CK及心肌SOD水平,同时降低心肌组织HIF-1α蛋白表达。