甘肃鼢鼠与SD大鼠骨骼肌低氧适应的比较

运用组织学和紫外分光光度法,对常氧、低氧2周和4周的甘肃鼢鼠(Myospalax cansus)及SD大鼠(Rattus norvegicus)骨骼肌形态结构、乳酸脱氢酶(LDH)、琥珀酸脱氢酶(SDH)活力及肌红蛋白(Mb)浓度进行测定。结果显示,甘肃鼢鼠骨骼肌形态结构在常氧、低氧2周及4周后变化不明显;SD大鼠随低氧时间延长发生显著变化,低氧2周后,肌纤维明显萎缩,间隙增大,结构较紊乱;低氧4周后,肌纤维破裂,呈细丝状,不规则,大小不一致,肌节紊乱。甘肃鼢鼠LDH活性随低氧时间增长逐渐降低,但无显著性差异(P0.05);在不同时间低氧处理后,甘肃鼢鼠前后肢的LDH活性均极显著低于SD大鼠(P0.01);常氧条件下,甘肃鼢鼠前后肢SDH活性低于SD大鼠,但无显著差异(P0.05),低氧2周及4周后,与SD大鼠呈极显著差异(P0.01);常氧条件下,甘肃鼢鼠前后肢Mb浓度均显著高于SD大鼠(P0.05),低氧2周及4周后,极显著高于SD大鼠(P0.01)。结果表明,甘肃鼢鼠骨骼肌较SD大鼠有着更强的低氧耐受力。     

慢性间歇性低氧降低急性缺氧对大鼠肺动脉平滑肌细胞膜上电压门控性钾通道的抑制

为了从离子通道水平上探讨机体低氧适应的离子机制,本实验将雄性 SD 大鼠随机分为常氧对照组和慢性间歇性低氧组[氧浓度(10 ± 0.5) %, 间断缺氧每天 8 h]。用酶解法急性分离单个大鼠肺内动脉平滑肌细胞(pulmonary artery smoothmuscle cells, PASMCs),以全细胞膜片钳技术记录 PASMCs 膜上的电压门控性钾通道 (voltage-gated potassium channel, KV) 电流,观察急性缺氧对慢性间歇性低氧大鼠 PASMCs 的 KV 的影响, 为机体适应低氧能力提供实验依据。结果显示:⑴常氧对照组在电流钳下,急性缺氧可使膜电位明显去极化(由-47.2 ±2.6 mV 去极到 -26.7 ±1.2 mV ); 在电压钳下, 急性缺氧可显著抑制 KV电流( 60 mV 时, KV电流密度从 153.4 ± 9.5 pA/pF降到 70.1 ± 10.6 pA/pF), 峰电流的抑制率为(57.6 ± 3.3) %, 电流-电压关系曲线向右下移。⑵慢性间歇性低氧组KV电流密度随低氧时间延长而逐渐减少(慢性低氧10 d后就有显著性意义),电流- 电压关系曲线逐渐右下移。⑶急性缺氧对慢性间歇性低氧大鼠PASMCs KV电流的抑制作用随慢性间歇性低氧时间延长而逐渐减弱。上述观察结果提示慢性间歇性低氧减弱急性缺氧对 KV 的抑制, 这可能是机体低氧适应的一种重要机制。     

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。     

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。     

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。     

雌性棕色田鼠和昆明小鼠在慢性间歇性低氧条件下血象变化的比较

本文旨在对雌性棕色田鼠(Lasiopodomys mandarinus)和昆明小鼠(Mus musculus)在慢性间歇性低氧条件下血象的变化进行比较,从而为地下生活鼠种血液系统对慢性间歇性低氧的应答对策的研究提供基础数据。采用实验氧舱对棕色田鼠和昆明小鼠进行每天4h、持续28d的慢性间歇性低氧(氧浓度10.0%)处理,然后对其血象进行了比较分析。结果显示:(1)常氧下棕色田鼠的红细胞计数(red blood cell count,RBC)显著高于昆明小鼠,而红细胞平均体积(mean corpuscular volume,MCV)则显著小于昆明小鼠,慢性间歇性低氧处理后昆明小鼠的MCV和红细胞压积(hematocrit,HCT)显著增加,而棕色田鼠MCV和HCT无明显影响;(2)常氧条件下棕色田鼠的平均血红蛋白含量(mean corpuscular hemoglobin,MCH)显著低于昆明小鼠,而平均血红蛋白浓度(mean corpuscular hemoglobin concentration,MCHC)则显著高于昆明小鼠,慢性低氧处理后昆明小鼠血红蛋白(hemoglobin,HGB)含量和MCH均显著增加,而在棕色田鼠仅出现MCH的明显增加;(3)常氧条件下棕色田鼠的白细胞计数(white blood cell count,WBC)和血小板(platelet,PLT)都显著低于昆明小鼠,慢性低氧处理后棕色田鼠和昆明小鼠的WBC和PLT均未发生显著变化。以上结果表明,棕色田鼠作为地下生活鼠种,对低氧环境具有较好的耐受性,其血液系统对低氧胁迫的应答机制与地面生活鼠种昆明小鼠不同。     

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。     

低氧对甘肃鼢鼠体内ACTH及血液生理指标的影响

为研究低氧对甘肃鼢鼠(Myospalax cansus)血清促肾上腺皮质激素(ACTH)及血液生理指标的影响,采用KX-21N全自动血液分析仪对甘肃鼢鼠低氧处理前后血液中红细胞数(RBC)﹑血红蛋白浓度(HGB)﹑红细胞压积(HCT)、平均红细胞体积(MCV)、平均血红蛋白含量(MCH)及平均血红蛋白浓度(MCHC)进行测定,并采用SN-695A型智能放免r测量仪测定血清中ACTH浓度。结果表明,氧浓度分别为14.1%、10.5%和6.5%条件下,甘肃鼢鼠RBC、HGB和HCT均显著升高,MCV变化不明显,MCH和MCHC下降,血清ACTH含量显著升高;腹腔注射ACTH后甘肃鼢鼠RBC、HGB、HCT均显著升高。说明低氧激活了甘肃鼢鼠下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴(HPA),导致ACTH分泌增加,刺激皮质酮分泌,致RBC、HGB、HCT含量增加,从而提高血液中红细胞的携氧能力以适应低氧生活环境。     

线粒体钙单向转运体在心肌低氧/复氧损伤中的作用

目的:观察线粒体钙单向转运体在心肌低氧/复氧损伤中的作用并探讨其机制。方法:应用Langendorff大鼠心脏灌流模型,低氧/复氧(H/R)采用冠脉前降支结扎30 min、复灌120 min的方法。用生物信号采集系统记录左室发展压(LVDP)、左室压最大上升/下降速率(±dP/dtmax)、左室舒张末压(LVEDP);分光光度法分别检测冠脉流出液中乳酸脱氢酶(LDH)的含量和线粒体活性氧(ROS);TTC染色法检测心肌梗死面积。结果:与单纯低氧/复氧组相比,复氧起始给予线粒体钙单向转运体抑制剂钌红(5μmol/L)明显改善左心室各项功能指标,减小心肌梗死面积,降低线粒体ROS和冠脉流出液中LDH含量;而在复氧期起始给予线粒体钙单向转运体激动剂精胺(20μmol/L),显著升高了线粒体ROS活性,冠脉流出液中LDH含量在复氧5 min、20 min、30 min时显著增多,左心室各项功能指标与心肌梗死面积与单纯低氧/复氧组相比无显著差异。ROS清除剂MPG(1 mmol/L)与精胺联合应用则取消了精胺的作用。结论:抑制线粒体钙单向转运体可能通过减少线粒体ROS的生成减轻心脏低氧/复氧损伤。     

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.     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism