甘肃鼢鼠哈氏腺组织结构及其抗氧化能力

为探讨甘肃鼢鼠(Myospalax cansus)哈氏腺的结构特征及其在低氧应激下的抗氧化能力,用组织解剖学方法观察甘肃鼢鼠哈氏腺整体及其显微结构,分光光度计测定哈氏腺低氧应激前、后超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性及丙二醛(MDA)含量。结果显示,甘肃鼢鼠哈氏腺肥大,包围在眼周,位于颧骨下的颞窝,为管泡状腺体,由柱状细胞构成,依胞质中分泌物含量分为厚细胞和薄细胞。常氧下,甘肃鼢鼠超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性显著高于SD大鼠(Rattus norvegicus),但谷胱甘肽还原酶活性显著低于SD大鼠;在低氧应激4 h后,甘肃鼢鼠超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性迅速升高,显著高于SD大鼠,谷胱甘肽还原酶的活性在低氧2、4和6 h无显著性变化,但均显著低于SD大鼠;在低氧8 h后,甘肃鼢鼠谷胱甘肽还原酶的活性较低氧2~6 h显著升高。甘肃鼢鼠丙二醛含量在常氧和低氧应激中均显著低于SD大鼠。结果说明,甘肃鼢鼠在低氧应激后,哈氏腺通过提高抗氧化酶超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性,清除低氧诱导产生的多余自由基,谷胱甘肽还原酶在抗氧化中不起主要作用。地下鼠甘肃鼢鼠抗氧化模式与地面鼠明显不同。     

急性低氧应激下甘肃鼢鼠与SD大鼠血清儿茶酚胺类激素含量比较

利用酶标记技术,测定了人工模拟急性低氧状态下,不同时程低氧暴露组的甘肃鼢鼠(Myospalaxcansus)与SD大鼠(Rattus norregicus)血清儿茶酚胺类激素含量。结果表明,常氧状态下SD大鼠血清儿茶酚胺含量显著高于甘肃鼢鼠(P0.05),甘肃鼢鼠及SD大鼠血清儿茶酚胺和去甲肾上腺素含量在急性低氧初始阶段(0.5～4.0 h)均呈上升趋势,其他时程组二者无显著差异(P0.05)。SD大鼠在低氧应激6.0 h后血清儿茶酚胺和去甲肾上腺素含量急剧下降,并在低氧6.5～7.0 h死亡,甘肃鼢鼠血清内2种激素的含量随低氧时程加大而呈现增高趋势,未出现死亡现象,说明甘肃鼢鼠对低氧环境有较强的适应性。     

常氧条件下高原鼢鼠、甘肃鼢鼠及SD大鼠血液理化特征比较

为探讨不同低氧环境适应动物的血液理化特征,用美国雅培手掌血气分析仪分别测定常氧适应4周的高原鼢鼠(Myospalax baileyi)及甘肃鼢鼠(M.cansus)血液的血气、酸碱及电解质指标,并与SD大鼠(Rattus norvegicus)进行比较。结果显示,常氧适应后,甘肃鼢鼠与高原鼢鼠动脉氧分压(PaO2)、静脉氧分压(PvO2)、动静脉氧分压差(PaO2﹣PvO2)、动脉氧饱和度(SaO2)、静脉氧饱和度(SvO2)及氧利用率均无显著性差异,两种动物静脉血的氧分压和氧饱和度均极显著低于SD大鼠,氧利用率极显著高于SD大鼠;高原鼢鼠与甘肃鼢鼠动、静脉血红蛋白(Hb)及动、静脉红细胞压积(HCT)无显著性差异,血红蛋白含量与SD大鼠无显著性差异,但红细胞压积(HCT)极显著低于SD大鼠;高原鼢鼠和甘肃鼢鼠血液酸碱特征趋于一致,不同于SD大鼠,动静脉pH差(pHa﹣pHv)及动静脉CO2总含量差(TvCO2﹣TaCO2)显著高于SD大鼠,动脉二氧化碳分压(PaCO2)极显著低于SD大鼠,动静脉二氧化碳分压差(PvCO2﹣PaCO2)极显著高于SD大鼠;高原鼢鼠和甘肃鼢鼠血浆中钠离子(Na+)浓度、钾离子(K+)浓度、游离钙离子(iCa2+)浓度及动静脉钠离子浓度差(Na+v﹣Na+a)、钾离子浓度差(K+v﹣K+a)和游离钙离子浓度差(iCa2+v﹣iCa2+a)无显著性差异;高原鼢鼠动脉血钾离子浓度显著低于SD大鼠,钾离子浓度差显著高于SD大鼠;甘肃鼢鼠钾离子浓度差及动、静脉血钙离子浓度显著高于SD大鼠。这些结果说明,低氧适应动物血气、酸碱及电解质特征一致,与地面生活的SD大鼠差异很大,表现出较低的红细胞压积和较高的氧利用率,血液能耐受较宽范围的酸碱变化,维持电解质稳定,保证内环境稳态。     

高原鼢鼠、鼠兔及大鼠心肌和骨骼肌乳酸脱氢酶活力及同工酶谱

为了探讨高原鼢鼠和鼠兔的低氧适应机理,用紫外分光光度法测定了高原鼢鼠、鼠兔及大鼠心肌和骨骼肌乳酸脱氢酶(Lactate Dehydrogenase,LDH)的活力,通过聚丙烯酰胺凝胶电泳分离了LDH同工酶.结果显示:鼢鼠、鼠兔、大鼠心肌LDH活力分别为16.90±2.00 U/mg pro,20.55±2.46 U/mg pro,38.26±6.78 U/mg pm,鼢鼠和鼠兔差异不显著(P>0.05),大鼠与鼠兔差异显著(P<0.05),大鼠与鼢鼠差异极显著(P<0.01);骨骼肌LDH活力,鼢鼠、鼠兔、大鼠分别为39.34±3.74 U/mg pro,78.33±9.54 U/mg pro,67.80±10.89 u/mg pr0,大鼠和鼠兔差异不显著(P>0.05),二者均极显著高于鼢鼠(P<0.01).高原鼠兔与鼢鼠LDH同工酶M亚基的迁移率较为相近,而H亚基差别较大;鼢鼠和大鼠H亚基的迁移率较为相近,而M亚基差别较大.鼢鼠和鼠兔心肌LDH同工酶亚基组成以H亚基为主,M亚基含量较低,而骨骼肌LDH同工酶亚基组成以M业基为主,H业基含量较低.大鼠心肌和骨骼肌LDH同工酶H亚基和M亚基含量均很丰富.说明高原鼢鼠和鼠兔虽然生活在极其缺氧的环境中,但它们的组织并不缺氧;高原鼢鼠和鼠兔以不同的策略适应高原缺氧.     

高原鼢鼠和高原鼠兔骨骼肌糖酵解和肝脏乳酸代谢的差异(英文)北大核心CSCD

高原鼠兔(Ochotona curzoniac)和高原鼢鼠(Myospalax baileyi)是青藏高原地区特有的土著动物。本文旨在探讨高原鼠兔和高原鼢鼠骨骼肌糖酵解和肝脏乳酸代谢的不同生理机制。我们克隆出两种动物肝脏中的丙酮酸羧化酶(pytuvate carboxy-lase,PC)基因的部分序列;应用real-timePCR法测定两种动物肝脏和骨骼肌中PC、LDH-A和LDH-BmRNA的表达水平;使用苹果酸偶联法测定肝脏中PC酶活力,并测定两种动物骨骼肌和肝脏中乳酸含量、乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)活力;用聚丙烯酰胺凝胶电泳观察肝脏和骨骼肌LDH同工酶谱。结果显示:(1)高原鼢鼠骨骼肌LDH-BmRNA的表达量极显著高于高原鼠兔(P<0.01),而LDH-AmRNA的表达量没有差异(P>0.05);(2)高原鼠兔肝脏中PC、LDH-A和LDH-BmRNA的表达量都极显著高于高原鼢鼠(P<0.01);(3)高原鼠兔肝脏和骨骼肌中LDH和乳酸含量以及肝脏中PC活力均极显著高于高原鼢鼠(P<0.01);(4)LDH同工酶谱显示,高原鼠兔骨骼肌以LDH-A4、LDH-A3B、LDH-A2B2为主,而高原鼢鼠骨骼肌以LDH-AB3、LDH-B4为主;在高原鼠兔肝脏中LDH以LDH-A3B,LDH-A2B2,LDH-AB3和LDH-B4为主,而高原鼢鼠肝脏只有LDH-A4。以上结果表明,高原鼠兔通过提高骨骼肌无氧糖酵解的水平为其快速奔跑提供能量,通过提高肝脏中糖异生水平快速将骨骼肌运动所产生的乳酸转化为葡萄糖和糖原,所以减少了在低氧环境中对氧的依赖,而高原鼢鼠尽管生活在低氧的地下洞道,它通过提高骨骼肌有氧糖酵解的水平,为其持续的挖掘活动提供能量。     

藏羚羊与藏绵羊心肌、骨骼肌中肌红蛋白含量和乳酸脱氢酶活性的比较

为了探讨藏羚羊(Pantholops hodgsonii)对低氧环境的适应机制。以生活在同海拔(4 300 m)的藏绵羊(Tibetan Sheep)为对照,用分光光度法测定2种动物心肌、骨骼肌中肌红蛋白(myoglobin,Mb)含量、乳酸(lactic acid,LD)含量及乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)活力。结果显示,藏羚羊心肌和骨骼肌中Mb含量明显高于藏绵羊(P0.05),但心肌和骨骼肌的Mb含量无差别(P0.05),而藏绵羊心肌Mb含量明显高于骨骼肌(P0.05);藏羚羊心肌和骨骼肌中LD含量及LDH活力明显低于藏绵羊(P0.05),且2种动物心肌中的LDH活力均明显低于其骨骼肌(P0.01)。结果表明,藏羚羊尽管生活在高寒缺氧地区,其心肌和骨骼肌细胞仍然能得到丰富的氧供应,并非处于缺氧状态,这可能是通过增加心肌和骨骼肌中Mb的含量,提高其在低氧环境获取和储存氧的能力,从而提高有氧获能水平。与之相反,藏绵羊尽管也生活在高寒缺氧地区,但其心肌和骨骼肌中Mb含量相对于藏羚羊较低,且LD含量和LDH活力较高,说明其心肌和骨骼肌细胞内氧供不如藏羚羊丰富,提示藏绵羊可能主要以糖酵解获能。我们推测这种差异可能与两种动物不同的运动习性密切相关,且认为藏羚羊较高的Mb含量可能是其适应高原缺氧条件的分子基础之一。     

高原鼢鼠和高原鼠兔心脏对低氧环境的适应

为了探讨高原鼢鼠和高原鼠兔心脏对低氧环境的适应机制,以Sprague-Dawley (SD)大鼠为对照,测量三者的心脏/体重比(HW/BW)、右心室/(左心室 室间隔)重量比[RV/(LV S)];应用免疫组织化学方法测定心肌微血管密度(microvessel density, MVD);通过显微体视学技术比较线粒体的面数密度(NA,单位面积中线粒体数目)、体密度(Vv,单位体积心肌纤维中线粒体的体积密度)、面密度(Sv,单位体积心肌纤维中线粒体外膜的面积密度)、比表面(δ,线粒体外膜面积与其自身体积的比);用分光光度法测定心肌中的肌红蛋白(myoglobin, Mb)含量、乳酸(lactic acid, LD)含量和乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase, LDH)活力;聚丙烯酰胺凝胶电泳观察LDH同工酶谱.结果显示:高原鼢鼠和高原鼠兔HB/WB显著大于SD大鼠(P<0.05), RV/(LV S)显著小于SD大鼠(P<0.05).高原鼢鼠、高原鼠兔和SD大鼠心肌MVD和线粒体NA依次递减(P<0.05);高原鼢鼠线粒体Vv显著低于高原鼠兔和SD大鼠(P<0.05),高原鼠兔与SD大鼠之间没有明显差异;高原鼢鼠线粒体Sv显著高于SD大鼠(P<0.05),与高原鼠兔相比无明显差异;高原鼠兔和SD大鼠的线粒体δ无显著差异,但均明显低于高原鼢鼠(P<0.05).高原鼢鼠和高原鼠兔心肌Mb含量显著高于SD大鼠(P<0.05);高原鼢鼠心肌LD含量显著高于高原鼠兔和SD大鼠(P<0.05);两种高原动物心肌LDH活力显著低于SD大鼠(P<0.05).同工酶谱显示,高原鼢鼠、高原鼠兔和SD大鼠的LDH中H亚基所占比例依次递减.以上结果提示,高原鼢鼠和高原鼠兔通过增加心肌线粒体Sv、MVD以及Mb含量提高其在低氧环境获取氧的能力;同时,由于生境和习性上的不同,两者线粒体指标又表现出差异性.     

不同低氧暴露对大鼠有氧代谢潜能的影响

目的:同时从血液运氧能力和骨骼肌氧化能力的角度,观察不同低氧暴露对机体有氧代谢潜能的影响。方法:雄性SD大鼠30只,随机分成3组(n=10):常氧对照组、12h低氧暴露组(间歇低氧暴露组)和24h低氧暴露组(持续低氧暴露组)。氧浓度为13.6%。6周后测试红细胞(RBC)、血红蛋白(Hb)、红细胞压积(Hct)、2,3-二磷酸甘油酸(2,3-DPG)和腓肠肌柠檬酸合成酶(CS)、琥珀酸脱氢酶(SDH)、苹果酸脱氢酶(MDH)活性。结果:持续低氧能显著提高RBC、Hb、Hct、2,3-DPG和腓肠肌CS、SDH、MDH活性;间歇低氧除了显著提高Hb外,其它指标无明显变化。结论:持续低氧暴露同时提高机体运氧能力和骨骼肌氧化能力,可以充分提高机体有氧代谢潜能;间歇低氧暴露只能提高血氧容量,对血氧亲和力和骨骼肌氧化能力没有影响,提高机体有氧代谢潜能的效果不如持续低氧暴露。     

4周爬梯抗阻训练对低氧诱导大鼠骨骼肌萎缩的影响

目的探究抗阻训练抵抗低氧诱导骨骼肌萎缩的效果,为解决高原训练期间运动员骨骼肌丢失问题提供理论依据。方法 8周龄雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠24只,平均体重约230 g,随机分为4组:常氧安静组(C)、常氧抗阻训练组(R)、低氧安静组(H)和低氧抗阻训练组(HR)。H和HR组在模拟海拔4000 m,R和HR组则进行抗阻训练,进行4周的低氧及抗阻训练干预后测试各组大鼠体成分,比目鱼肌、趾长伸肌、腓肠肌、肱二头肌的湿重和肌纤维横截面积。结果观察到HR组瘦体重显著高于H组,H组瘦体重显著低于C组;HR组的肱二头肌湿重和肌纤维横截面积显著高于H组。结论抗阻训练有助于预防低氧诱导骨骼肌萎缩的发生,爬梯形式的抗阻练习可刺激大鼠肱二头肌的肥大。     

低氧应激下甘肃鼢鼠与SD 大鼠心脏抗氧化酶和ATP 酶活性的比较

为探讨低氧应激下甘肃鼢鼠心脏对抗氧化损伤和电生理紊乱的可能机制,对甘肃鼢鼠和SD 大鼠在4. 5%氧浓度下分别进行2 h、4 h、6 h、8 h、10 h、16 h 低氧应激,比较常氧和各时程低氧下二者心脏超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GR)和Ca^{2 +} - ATP 酶、Ca^{2 +} - Mg^{2 +} - ATP 酶、Na ⁺ - K ⁺ - ATP酶活性,以丙二醛(MDA)含量作为机体氧化损伤指标。结果显示,常氧组甘肃鼢鼠GR 活性比SD 大鼠高,SOD、CAT、Ca^{2 +}-ATP 酶、Ca^{2 +} - Mg^{2 +} - ATP 酶和Na ⁺ - K ⁺ - ATP 酶活性及MDA 含量与SD 大鼠相比均无显著性差
异;低氧组甘肃鼢鼠SOD、CAT、GR、Ca^{2 +} - ATP 酶、Ca^{2 +} - Mg^{2 +} - ATP 酶和Na ⁺ - K ⁺ - ATP 酶活性迅速升高,显著高于SD 大鼠,MDA 含量则显著低于SD 大鼠。说明甘肃鼢鼠心脏通过提高抗氧化酶活性清除低氧诱导产生的多余自由基,并通过提高ATP 酶活性保证心电活动正常、心率稳定,应对低氧应激。     

中国美利奴羊H-FABP基因多态性及其与部分肉质性状的相关性

利用聚合酶链式反应-单链构象多态（PCR-SSCP）技术检测中国美利奴羊（Ovis aries var. Merino）心型脂肪酸结合蛋白基因（H-FABP）外显子2的单核苷酸多态性（SNPs）和遗传多态性,分析其与肌内脂肪（IMF）含量、肌纤维直径和肌纤维密度的相互关系,为该品种绵羊的分子标记辅助选择提供理论依据。结果显示,H-FABP基因外显子2有AA、AB和BB 3种基因型,AA型和BB型在778位均发生了C缺失,939位均发生了A→G转换,BB型还在789位发生了T→C转换,该突变导致所编码氨基酸发生了缬氨酸→丙氨酸的替换;BB型为IMF的优势基因型,与AB型相比差异显著（P<0.05）,与AA型相比差异极显著（P<0.01）;BB型对肌纤维直径存在负相关。结果提示,中国美利奴羊H-FABP基因外显子2具有多态性,该基因可能是中国美利奴羊肉质性状的主效基因,或者与控制肉质性状的主效基因相连锁。     

甘肃鼢鼠血象及其与低氧适应的关系

甘肃鼢鼠(Myospalax cansus)是一种严格营地下生活的鼠类,其形态、行为及生理特征均与地面鼠不同。为探讨甘肃鼢鼠适应低氧环境的机理,本研究采用血象指标测定方法,对甘肃鼢鼠低氧适应前后的红细胞数、血红蛋白浓度、红细胞压积等各血象指标进行测定。结果显示,甘肃鼢鼠低氧适应后红细胞数、血红蛋白浓度和红细胞压积均显著升高,而平均红细胞体积、平均红细胞血红蛋白及平均红细胞血红蛋白浓度明显下降。与地面生活的啮齿动物低氧适应后血象相比,甘肃鼢鼠红细胞数量多,红细胞压积大,血红蛋白浓度高,红细胞膜表面积大,血红蛋白的利用率较高,可能是对低氧环境适应的一种途径。     

High-resolution structure of shikimate dehydrogenase from Thermotoga maritima reveals a tightly closed conformation

Shikimate dehydrogenase (SDH), which catalyses the NADPH-dependent reduction of 3-dehydroshikimate to shikimate in the shikimate pathway, is an attractive target for the development of herbicides and antimicrobial agents. Structural analysis of a SDH from Thermotoga maritima encoded by the Tm0346 gene was performed to facilitate further structural comparisons between the various shikimate dehydrogenases. The crystal structure of SDH from T. maritima was determined at 1.45 Å by molecular replacement. SDH from T. maritima showed a monomeric architecture. The overall structure of SDH from T. maritima comprises the N-terminal α/β sandwich domain for substrate binding and the C-terminal domain for NADP binding. When the T. maritima SDH structure was compared with those of the SDHs from other species, the SDH from T. maritima was in a tightly closed conformation, which should be open for catalysis. Notably, α7 moves toward the active site (∼5 Å), which forces the SDH of T. maritima in a more closed form. Four ammonium sulfate (AMS) ions were identified in the structure. They were located in the active site and appeared to mimic the role of the substrate in terms of the enzyme activity and stability. The new high resolution structural information reported in this study, including the AMS binding sites as a potent inhibitor binding site of SDHs, is expected to supplement the existing structural data and will be useful for structure-based antibacterial discovery against SDHs.     

Expression patterns and adaptive functional diversity of vertebrate myoglobins

Recent years have witnessed a new round of research on one of the most studied proteins - myoglobin (Mb), the oxygen (O₂) carrier of skeletal and heart muscle. Two major discoveries have stimulated research in this field: 1) that Mb has additional protecting functions, such as the regulation of in vivo levels of the signaling molecule nitric oxide (NO) by scavenging and generating NO during normoxia and hypoxia, respectively; and 2) that Mb in vertebrates (particularly fish) is expressed as tissue-specific isoforms in other tissues than heart and skeletal muscle, such as vessel endothelium, liver and brain, as found in cyprinid fish. Furthermore, Mb has also been found to protect against oxidative stress after hypoxia and reoxygenation and to undergo allosteric, O₂-linked S-nitrosation, as in rainbow trout. Overall, the emerging evidence, particularly from fish species, indicates that Mb fulfills a broader array of physiological functions in a wider range of different tissues than hitherto appreciated. This new knowledge helps to better understand how variations in Mb structure and function may correlate with differences in animals' lifestyles and hypoxia-tolerance. This review integrates old and new results on Mb expression patterns and functional properties amongst vertebrates and discusses how these may relate to adaptive variations in different species. This article is part of a special issue entitled: Oxygen Binding and Sensing Proteins.     

口服补钙对甘肃鼢鼠钙磷代谢的影响

利用原子吸收分光光度计、可见光分光光度计、全自动生化分析仪测定了2007年4～5月捕获的甘肃鼢鼠(Myospalax cansus)补钙组(n=7)和对照组(n=7)股骨钙、磷含量,血浆钙、磷浓度,分析口服补钙对甘肃鼢鼠钙、磷代谢的影响,初步探讨甘肃鼢鼠钙、磷吸收机制。结果表明,甘肃鼢鼠补钙后股骨钙、磷含量明显增加(P0.05),血浆钙、磷浓度无明显变化(P0.05),股骨钙、磷含量与钙、磷摄入总量显著正相关(P0.01),呈不饱和趋势,股骨钙、磷含量与血浆钙、磷浓度呈不显著负相关(P0.05)。说明甘肃鼢鼠骨骼对钙、磷有较高储留能力,推测甘肃鼢鼠对钙、磷的吸收可能是非依赖VD3的被动吸收途径。