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研究背景及目的: 高原环境恶劣,其中低压低氧、寒冷、干燥、紫外线辐射强和风速大等特点都对人的生理功能会产生明显影响,易引起高原病的发生。当人进入高原地区后,由于大气压低,氧分压随之下降,氧供不足,机体就会出现代偿性生理反应包括肺通气增大,心率和心输出量提高,氧传递速度和效率增大等,有利于机体摄取更多的氧[1]。其中血液系统的变化甚为明显,主要表现为骨髓造血增强、红细胞和血红蛋白增多,氧解离曲线右移,从而增加氧的运输和血红蛋白释放氧。但是在高海拔地区时间越长,红细胞数、血红蛋白含量、红细胞压积就会增加过度,使得全血比黏度、血浆比黏度增大,血流速度减慢,反而影响氧的运输,加重组织缺血、缺氧[,2]。这与低氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)和促红细胞生成素(erythropoietin,EPO)表达过高有关。 高原低氧可刺激HIF-1α和EPO的产生,从而提高红细胞数量和血红蛋白的浓度,以增加氧的运输与释放,这在高原缺氧中具有重要意义[3][4]。作为调控氧稳态的主要转录因子HIF-1α对维持机体氧平衡和适应低氧环境具有关键作用。在常氧环境条件下,HIF-1α蛋白持续合成并被不断降解,在低氧环境条件下,HIF-1α蛋白降解受阻,并在HIF-1α和HIF-1β转录因子二聚化作用下形成HIF-1[5][6]。HIF-1能作用于其靶基因发挥氧调节作用,维持机体在低氧条件下的生存。EPO是一种糖蛋白激素,它主要作用于红系定向祖细胞膜上的红细胞生成素受体,促进这些定向祖细胞加速增殖分化,加快红细胞成熟,防止细胞凋亡(Apoptosis)。当肾脏氧感受器受到低氧刺激后,肾小管间质纤维细胞分泌EPO,并刺激骨髓的原始细胞,促使核红细胞的分裂,加速红细胞的成熟,因而血液中红细胞数增多。其结果,一方面增加血红蛋白的携氧能力,提高氧传递,改善组织缺氧;另一方面如果血细胞比容超过60%时,则显著增加血液黏滞度,血流缓慢,血液在微循环淤滞,甚至发生血栓,使氧的传递受阻,于是加重了组织缺氧。 二十味沉香丸是在八味沉香丸的基础上,通过添加十二味药而成,在治疗心脑血管疾病中成为首选的藏药,但缺乏实验依据[11][13]16][17]。本研究旨在探讨二十味沉香丸对高原低氧大鼠血清中低氧诱导因子-1α(HIF-1α)和促红细胞生成素(EPO)表达的影响,从而使机体能更好地适应低氧低压环境。 材料和方法: 将165只雄性Wistar大鼠由成都(海拔540m)运至西宁(海拔2260m),随机分为平原对照组、高原对照组和高原给药组,平原对照组(n=15)到达西宁立刻从腹主动脉测定大鼠血液中血红蛋白(Hb)和血细胞比容(Hct),全血经离心分离血清并于液氮储存;将高原对照组(n=75)和高原给药组(n=75)大鼠再运至青海果洛州花石峡镇(海拔4500m),分为5小组,每小组15只,分别于1、3、7、15、30日测定该两组血红蛋白和血细胞比容,采集外周血并分离血清液氮储存。应用酶联免疫吸附法(ELISA)检测大鼠血清中HIF-1α和EPO含量;应用蛋白质印迹法(Western blot)检测大鼠肾组织中HIF-1α和EPO蛋白表达水平,应用SPSS10.0软件包进行统计学处理,进行多组方差分析检验。 结果: 高原对照组大鼠血液中Hb和Hct含量明显升高,于第3天起与平原对照组相比出现明显差异,差异均具有统计学意义(P<0.05),高原给药组Hb和Hct上升不明显,相比平原对照组,两组无差异;高原对照组大鼠组血清HIF-1α和EPO表达较平原对照组明显升高,差异均具有统计学意义(P<0.05),并具有时间依赖性,高原给药组大鼠血清HIF-1α和EPO升高不明显。 结论: 二十味沉香丸可通过干预HIF-1α和EPO蛋白水平的表达,从而防止了Hb和Hct的过度升高,表明该药具有抗缺氧的功效。