高原鼠兔低氧适应分子机制的研究进展

高原鼠兔（Ochotona curzoniae）是生活在青藏高原海拔3000-5000m地区的特有物种,具有极强的低温、低氧耐受能力。近十几年来,许多国内外学者从整体水平及分子水平对高原鼠兔的低氧适应机制进行了大量研究,认为该动物是研究低氧适应的理想动物模型。本文对高原鼠兔的低氧适应机制从血液学特征、肺血管的结构和功能及分子生物学研究等方面作一系统阐述,旨在阐明高原土生动物在高寒缺氧环境中生存的适应机制,这对人类适应高原及高原疾病的防治有着重要的指导意义。     

高原鼠兔低氧适应机制的研究概况

综述了新型实验动物——高原鼠兔对高原低氧环境的适应特点,并与移居大鼠、人类及世居高原人群的生理变化进行了比较,对于高原鼠兔的低氧适应机制,从血液学、氧的摄取、氧利用及肺循环的结构和功能,进行了较为系统的阐述,对高原适应的生理研究及发展方向也做了扼要介绍。     

PGC-1α对骨骼肌肌纤维类型及运动能力的调控作用

过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α(peroxisome proliferator activated receptorγcoactivator-1α,PGC-1α)可调节能量代谢、诱导线粒体生物合成;在骨骼肌中促进肌纤维类型由IIb型或IId/x型向IIa型或I型转化;PGC-1α-b和PGC-1α-c亚型与运动耐力变化关系密切。全身性和骨骼肌特异性调节PGC-1α表达对骨骼肌肌纤维类型的转化和运动耐力的改变具有一定差异。外源性调控PGC-1α表达对提高运动耐力具有广阔发展前景。     

高原鼢鼠低氧适应研究进展

高原低氧是青藏高原主要的环境限制因子之一,高原鼢鼠(Myospalax baileyi)是青藏高原特有的地下啮齿类动物,受到高原低氧和洞穴低氧的双重压力。近年来,高原鼢鼠低氧适应主要生理特征及低氧适应关键基因越来越为人们所关注。这些研究结果对阐明高原鼢鼠低氧适应机制具有重要意义,并将对探索人类对低氧环境的适应能力以及人类高原病的防治产生巨大的影响。     

植物低氧胁迫伤害与适应机理的研究进展

不良的通气条件导致了正常生长发育的植物生理性缺氧,低氧胁迫是高等植物主要的非生物胁迫因素之一。本文综述了低氧胁迫对植物生长、植株形态的影响,低氧胁迫对植物内部水分、养分吸收的变化,呼吸代谢途径的变化、激素代谢的变化,氧化系统的变化的影响,以及低氧胁迫过程中植物体内信号的传导、基因的表达、蛋白质的合成等,在不同层面分析了低氧胁迫对植物的伤害及植物对低氧逆境适应机理的最新研究成果。     

加压运动对去负荷肌萎缩的影响及机制研究进展

骨骼肌加压运动(KAATSU training)是神经肌肉训练的新方法,通过对肢体近端的适度压迫,可有效闭塞血管、限制血流量,致使肢体远端相对缺血,达到以小强度的骨骼肌加压运动刺激肌肉生长,得到普通大强度抗阻训练的效果。本文主要介绍加压运动的特点、效果和作用,分析加压运动在不同因素下引起的骨骼肌应激性和适应性变化,并对其防治去负荷肌萎缩的前景进行展望。为进一步深入研究提供参考。     

昆虫对环境低氧的适应:生理和分子机制研究进展

氧是机体进行新陈代谢和维持生存的必要因素。低氧环境在自然界普遍存在,也是许多重大疾病(如癌症)发生过程中基本的病理生理特征。生物包括昆虫在其生存和发育过程中经常面对低氧的挑战,它们发展出了各自的适应策略以求得生存和繁荣壮大。昆虫对于低氧环境适应包括在气管系统通气量、气体交换模式、体型大小和发育时间等生理机制上的改变。为揭示昆虫低氧适应机制,研究人员针对不同昆虫采用了来自人工选择或者自然选择的品系(种群),使用了基因芯片表达和转录组测序、基因组重测序技术和基因操作等技术。基于这些方法研究发现,在分子机制方面,昆虫可以通过抑制能量代谢、提高氧气利用率来适应低氧环境;还可以通过胰岛素通路、低氧诱导因子(HIF)信号通路等来调节自身代谢活动从而适应环境低氧;除此之外,昆虫的气管系统可以在基因调控下通过代偿性生理和形态变化来适应低氧环境。昆虫低氧适应机制的研究为探求昆虫数亿年进化过程中体形改变、物种形成、种群动态等提供提供新的视野,也增进对动物应对低氧或缺氧机理的深入理解,特别是为研究人类重大疾病的发生提供重要启示。     

低氧暴露诱导肌萎缩发生的机制探讨

高海拔地区常伴随着诸多不利环境因素,使初上高原者处于应激状态,对机体代谢系统产生一系列不良影响,其中之一就是诱发骨骼肌萎缩。肌萎缩是一种肌肉功能减退的反应,表现为肌纤维横截面积减小,肌纤维类型转变和肌肉力量、耐力下降。高原环境造成的肌萎缩与低氧环境密切相关。高原训练是竞技体育中一种提高氧运输能力、心脏供血能力及最大摄氧量的有效训练方式,但此过程中造成的骨骼肌质量丢失会影响运动员力量和耐力的发挥,不利于运动表现;同时,随着高原旅游和低氧减肥的兴起,世居平原大众进入高原后发生的肌量丢失和肌力下降也会影响其健康状态。低氧暴露所诱发的肌萎缩程度由低氧浓度和暴露时长所决定,是一个多器官、多组织参与的整体调控骨骼肌蛋白代谢失衡的过程,且在不同类型的肌纤维中表现不同。但目前关于低氧暴露导致肌萎缩的机制还不完全清楚。因此,本文将就该问题相关研究进展进行综述,以期进一步阐明低氧诱导肌萎缩的生物学机制,从而利用低氧刺激更好地提高运动成绩和服务大众健康。     

蛋白激酶C及其在缺血／低氧预适应机制方面的研究

蛋白激酶C(PKCs)最早是由Nishizuka等人于1977年在鼠脑中发现。迄今为止,人们通过分子克隆及酶学分析等已发现了14种PKCs同工酶(亚型),它们广泛地分布于生物体内的各种组织,其中以神经组织含量最为丰富。PKCs不同亚型可使不同的底物蛋白磷酸化和     

低氧诱导因子与低氧性肺动脉高压发病机制的研究进展

低氧性肺动脉高压(HPH)是慢性肺源性心脏病和慢性高原病等发病的重要病理生理变化之一,其特点主要是以低氧性肺血管收缩反应增强和肺小动脉中层平滑肌细胞的异常增生(重建)为主。虽然HPH的发病机制仍不清楚,但近来研究表明内皮素(ET)、血管内皮生长因子(VEGF)、促红细胞生成素(Epo)和一氧化氮(NO)是HPH的重要致病因子。它们可在低氧诱导因子—1(HIF—1α)介导或在增加的血流切应力和氧应激反应刺激下产生,并发挥相应的作用。本文将对HIF在低氧性肺动脉高压发病中的重要作用及其进展作一简要概述。     

低氧预适应的脑机制

A concept ot tissue adaptation to hypoxia( i.e. hypoxic preconditioning) was developed and its corresponding animal models were reproduced in 1966s. The methods of model reproduction in rat, rabbit, and mouse in particular and the main results are brifly introduced in this review. The tolerance to hypoxia o{ preconditioned animals is significantly increased. Regular changes in animals‘ behavior, neurophysiology, respiratory and circulatory physiology, neuromorphology in vivo and {unction of brain and spinal cord in vitro are briefly demonstrated. The protective effects in vivo and in vitro of homogenate extract taken from the brain o{ preconditioned animals, neurochemcals and molecular neurobiolcgical alterations are briefly presented. The essence and significance of tissue adaption to hypoxia/hypoxic preconditioning are discussed in the review in terms of evolution and practical implication.     

人与动物的呼吸系统对高海拔低氧的适应

地球陆地面积的30％左右为1000米以上的高原,我国海拔3000米以上的高原占全国总面积的1/6。由于海拔每升高300米,大气压降低3.33仟巴(KP_a),因此高海拔地区的低气压与低氧分压是一个主要生态因子,严重地影响着哺乳动物与人类的生存和发展。由于高原地区社会经济发展以及军事上的需要,世界上具高原国家对动物高海拔低氧适应探讨日益重视。100多年来的研究历史已逐步深入发展,从组织器官水平进入了细胞分子水平上的研究。     

冬眠动物骨骼肌生理适应及机制的研究进展

非冬眠动物的骨骼肌在废用条件下会发生明显的萎缩。冬眠动物在历经数月的冬眠期骨骼肌废用后,仍能保持较完整的形态结构与良好的收缩功能,成为天然的抗废用性肌萎缩动物模型。探明冬眠动物骨骼肌对废用的生理适应机制,是生理生态学领域的重要课题之一。本文从形态结构、肌纤维类型和收缩功能等方面综述了冬眠动物对冬眠期骨骼肌废用状态的生理适应,并从蛋白质代谢、生长与分化的调控、代谢类型的调控、氧化应激以及线粒体结构与氧化能力等方面分析了冬眠期骨骼肌生理适应的可能机制。     

成肌纤维细胞在大鼠低氧性肺动脉高压发病中的作用

目的探讨低氧性肺动脉高压(HPH)无肌性肺动脉肌化的细胞来源.方法雄性Wistar大鼠40只,分为对照组和低氧(3、7、14、21d组),每组8只,低氧组复制HPH大鼠模型.测定各组平均肺动脉压(mPAP),右心室肥大指数(RVHI),肺小动脉病理及其形态计量学;免疫组化测定各组肺微血管α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)表达;透射电镜观察微血管的超微结构改变.结果 (1)低氧7d起大鼠mPAP、管壁面积/管总面积(WA%)、管腔面积/管总面积(LA%)分别为(18.41±0.37)mmHg、(52.2±0.8)%、(47.8±0.8)%与对照组(14.02±0.41)mmHg、(64.5±1.3)%、(35.5±1.3)%比较差异有显著性(P<0.05),低氧14天起稳定于高水平;低氧14d RVHI为(25.0±1.8)%与对照组(23.6±0.5)%比较差异也有显著性(P<0.05).(2)从低氧7d开始无肌型动脉、部分肌型动脉、肌型动脉的构成比分别是39%、46%、15%与对照组60%、35%、5%比较差异有显著性(P＜0.005).(3)免疫组化发现,腺泡内肺动脉管壁α-SMA的表达随着低氧时间的延长,α-SMA表达量逐渐增多.(4)透射电镜观察21d组增厚的重塑血管壁,位于内外弹性膜之间的细胞为成肌纤维细胞表型,外层具有与它紧密联系的成纤维细胞.结论在低氧性肺动脉高压时,成纤维细胞转化为成肌纤维细胞是腺泡内肺动脉重塑的重要原因之一.     

模型鼠低氧预适应适宜氧气浓度研究

目的:研究低氧预适应训练的适宜氧气浓度。方法:设计了短期和长期两种间歇性低氧暴露模式,研究了一系列不同浓度的低氧环境对模型鼠体重、血氧饱和度、游泳能力等方面的影响,进而探讨低氧预适应效应与氧气浓度之间的内在联系。结果:模型鼠长期暴露于低氧环境中,其体重增长率逐步下降;在15%～8%的低氧浓度区间,模型鼠血氧饱和度随氧气浓度降低呈现平台似缓慢下降趋势;低氧预适应训练后的模型鼠游泳能力显著提高,经在10%低氧环境中进行低氧预适应训练后的昆明小鼠游泳能力提高最为明显。结论:适当浓度的低氧预适应训练可以改善模型鼠低氧耐受能力,显著提高模型鼠运动能力。15%～10%氧气浓度区间可视为低氧预适应有益作用区间。10%氧气浓度为模型鼠低氧预适应训练的较适宜浓度。     

急性低氧与间断低氧适应对家兔局部血流分布的影响

本实验目的在于探讨急性低氧和间断低氧适应对局部血流分布的影响。我们将26只家兔分为急性低氧,低氧适应和常氧对照三组。在麻醉状态下用放射性标记的蟾蜍红细胞分别测定左心室、双侧肾、双侧肾上腺的血流量;并分区测定了大脑皮质、海马、丘脑下部、脑干的局部脑血流。吸入10％低氧混合气1小时后,急性低氧组脑局部、左心室、肾上腺的血流显著高于对照。经2周间断低氧适应后,低氧适应组脑局部(脑干除外)、左心室、肾上腺的血流下降。两组动物低氧时的肾血流变化不明显。结果提示,2周间断低氧适应能改变局部血流分布,血流的再分布有利于改善机体的抗低氧能力。     

慢性缺氧大鼠膈肌纤维类型适应性变化

采用肌球蛋白ＡＴＰ酶（ｍＡＴＰ酶）组化将肌纤维分为Ⅰ、ⅡＡ和ⅡＢ三种类型,通过慢性常压和减压间断缺氧大鼠模型,观察慢性缺氧（分别缺氧１个月和３个月）大鼠膈肌纤维类型的适应性变化,并与肢体肌肉进行比较。结果表明,慢性缺氧大鼠膈肌纤维由酵解型向氧化型转化,主要表现为ⅡＡ纤维比例上升（Ｐ＜０．０５）和ⅡＢ（Ｐ＜０．０５－０．０１）下降,肋膈肌变化大于脚膈肌和肢体肌肉。肌肉间适应性变化的差异可能与其功能要求不同有关。     

地山雀血红蛋白高原低氧适应的分子机制

血红蛋白(hemoglobin,Hb)作为血液循环系统中氧气运输的主要载体,在动物高原低氧适应中发挥关键作用.本文结合基因组、转录物组、分子进化、同源建模和分子动力学计算等分析,探索了高原土著鸟类地山雀血氧亲和力升高的分子机制.结果表明,与大山雀相比(RPKM为0),胚胎特异表达ρ基因在地山雀成体肝中表达较高(RPKM...     

甘肃鼢鼠低氧适应后心功能的变化

甘肃鼢鼠Eospalax cansus是生活在我国黄土高原地区的地下鼠,是一种缺氧耐受的模型鼠,具有多种机制来适应其特殊的生活环境。为了比较慢性间歇性低氧后与地面常氧状态下甘肃鼢鼠的心脏功能,将18只甘肃鼢鼠随机分为对照组(常氧)和实验组(慢性间歇性低氧)检测其心脏功能。结果表明,低氧适应后实验组的心率较对照组显著提高(P0.05);平均颈动脉压力、左心室收缩压较对照组极显著升高(P0.01);左心室内压最大上升速率和左心室内压最大下降速率与对照组差异无统计学意义。表明甘肃鼢鼠存在一定低氧适应机制,在低氧刺激下其心脏代偿功能得到发挥,从而减轻缺氧对其心脏的损伤。     

蛋白激酶C在缺血／低氧损伤和预适应中作用研究进展

脑和心脏等重要器官的缺血,低氧损伤可导致患者语言障碍、瘫痪、意识丧失及死亡等一系列严重后果,因此一直是基础医学研究和临床治疗的重点。1986、1990年,美国学者Murry和日本学者Kitagawa等分别在心脏和脑发现了一种内源性保护机制,即缺血,低氧预适应现象（I／HPC）,为临床治疗中风等缺血／低氧性疾病开辟了新的道路。因此,对I／HPC机制的研究,尤其是对参与I／HPC形成的细胞信号传导通路的研究,已成为近年的研究热点。本文就蛋白激酶C家族（PKCs）在缺血广低氧损伤和预适应形成中作用做一简要概述。