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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

甘肃鼢鼠和中华鼢鼠繁殖特性的研究

有关中华鼢鼠(Myospalax fontanieri)繁殖的研究国内已有一些报道(王祖望等,1973,灭鼠和鼠类生物学研究报告,第1集,61—72;郑生武,1980,动物学研究,1(4):465;梁杰荣等,1982,动物学杂志(3):13—16)。有关甘肃鼢鼠(Myospalax cansus)的繁殖尚未见报道。研究种群的繁殖特征对分析种群动态具有重要意义。本文作者于1988年3—10月分别在陕西省延安地区和山西省临汾地区对甘肃鼢鼠和中华鼢鼠的种群繁殖特征进行了研究,现报道如下。     

甘肃鼢鼠和高原鼢鼠小肠组织学结构的比较

甘肃鼢鼠小肠仅为相同体重高原鼢鼠小肠长度的70％,为满足相同的能量需求,甘肃鼢鼠消化系统中某些部位必然会发生相应调整,以代偿其较短的小肠在能量消化吸收方面的不足.本研究应用苏木精-伊红染色技术,对成年甘肃鼢鼠和高原鼢鼠的小肠组织学结构进行了对比研究.结果显示,甘肃鼢鼠十二指肠、空肠和回肠绒毛间距均显著小于高原鼢鼠,而其空肠管径显著大于高原鼢鼠,两种鼢鼠小肠总绒毛面积无明显差异.研究表明,甘肃鼢鼠通过缩小小肠绒毛间距并增大空肠管径来增加小肠吸收表面积,减缓食物通过速率,提高小肠对食物的营养吸收和消化功能,进而代偿其较短的小肠在能量消化和吸收方面的不足.     

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。     

基于线粒体控制区的序列变异分析青海东部甘肃鼢鼠遗传多样性

甘肃鼢鼠(Myospalax cansus)是一种终年营地下独居生活的小型掘土类动物。本文通过测定mt DNA的控制区部分序列(530 bp)变异,分析青海东部地区8个甘肃鼢鼠地理种群遗传多样性与遗传结构。158个样本共发现26个变异位点,定义了39种单倍型,整体的平均单倍型多样性高(h=0.953 2)、核苷酸多样性低(π=0.006 36)。歧点分布和中性检验均说明青海东部甘肃鼢鼠种群在历史上存在着快速扩张的事件。基于邻接法构建的网络关系图中,单倍型呈星状分布,没有按地理位置形成对应类群。基因流(Nm)数据显示多数地理种群间基因交流贫乏,AMOVA结果显示种群内与种群间遗传变异分别为48.82%和51.18%,遗传分化明显。IBD分析表明,甘肃鼢鼠的遗传分化与地理距离呈正相关,说明距离隔离对甘肃鼢鼠种群分化具有重要作用。甘肃鼢鼠的这种遗传多样性与种群遗传结构特点,可能是地下生活方式靠挖掘迁移带来的较小扩散能力的结果。     

Protein modulation in mouse heart under acute and chronic hypoxia

Exploring cellular mechanisms underlying beneficial and detrimental responses to hypoxia represents the object of the present study. Signaling molecules controlling adaptation to hypoxia (HIF-1α), energy balance (AMPK), mitochondrial biogenesis (PGC-1α), autophagic/apoptotic processes regulation and proteomic dysregulation were assessed. Responses to acute hypoxia (AH) and chronic hypoxia (CH) in mouse heart proteome were detected by 2-D DIGE, mass spectrometry and antigen-antibody reactions. Both in AH and CH, the results indicated a deregulation of proteins related to sarcomere stabilization and muscle contraction. Neither in AH nor in CH the HIF-1α stabilization was observed. In AH, the metabolic adaptation to lack of oxygen was controlled by AMPK activation and sustained by an up-regulation of adenosylhomocysteinase and acetyl-CoA synthetase. AH was characterized by the mitophagic protein Bnip 3 increment. PGC-1α, a master regulator of mitochondrial biogenesis, was down-regulated. CH was characterized by the up-regulation of enzymes involved in antioxidant defense, in aldehyde bio-product detoxification and in misfolded protein degradation. In addition, a general down-regulation of enzymes controlling anaerobic metabolism was observed. After 10 days of hypoxia, cardioprotective molecules were substantially decreased whereas pro-apoptotic molecules increased accompained by down-regulation of specific target proteins.     

Expression and functional activity of pro-oxidants and antioxidants in murine heart exposed to acute hypobaric hypoxia

Under hypobaric hypoxia, antioxidant defenses of the heart are stressed by the enhanced production of ROS. Mammalian heart acclimatizes to hypoxia through altered gene expression, which we studied in murine heart exposed to 10h of acute hypobaric hypoxia (AHH), equivalent to 15000ft, using cDNA arrays. Functional classification of genes with a > or =2-fold change revealed a number of pro-oxidants like Cyba, Xdh, Txnip, Ppp1r15b and antioxidants like Cat, Gpx1, Mt1, Mgst1. Interestingly, the protein level of Cyba, a subunit of NADPH oxidase, was markedly decreased in AHH exposed heart, suggesting the involvement of some stress response pathways. The AHH exposure also caused a significant reduction (50%) in the level of GSH (P<0.05). The present study provides a retrospective insight on the cellular antioxidant defense mechanisms under AHH.     

缬沙坦对家兔梗死心肌MDA、SOD、ATPase活性的影响

目的：探讨缬沙坦（Valsartan,VAL）对心肌梗死（MI）作用及其作用机制。方法：结扎冠状动脉左前降支建立心肌梗死建模,随即分为假手术组、心肌梗死组、VAL组。然后分别在各组中应用BL-420F生物机能实验系统测定右颈总动脉插入动脉导管的心肌梗死（MI）的左室收缩压（LVSP）、左室舒张末压（LVEDP）;分别采用黄嘌呤氧化法和硫代巴比妥酸显色法测定心肌丙二醛（MDA）和超氧化物歧化酶（SOD）含量以及应用定磷法心肌细胞细胞膜Na＋-K＋-ATPase、Ca2＋-ATPase活性。结果：VAL可降低MI家兔的收缩压不明显（P〉0.05）,但降低舒张末降低明显（P〈0.01）;VAL使MI家兔增高的MAD显著降低（P〈0.01）;使MI家兔降低的SOD值显著恢复、增加（P〈0.01）;VAL可使MI家兔降低的Na＋-K＋-ATPase和Ca2＋-ATPase活性恢复、增加（P〈0.05）。结论：VAL可能通过稳定细胞膜抗脂质过氧化反应及提高清除氧自由基以及促进MI后心肌细胞膜Na＋-K＋-ATPase ATPase和Ca2＋-AT-Pase活性的途径改善心肌梗死（MI）作用。     

低温驯化锯缘青蟹鳃抗氧化防护、ATPase及膜脂肪酸组成变化

锯缘青蟹(Scylla serrata)低温环境下生理生化的变化对于理解其低温适应具有重要的意义。本研究中采用生物化学的方法对低温驯化下锯缘青蟹鳃中超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase,GPX)的活性,脂质过氧化产物丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量,4种ATPase(Na ,K -ATPase,Mg2 -ATPase,Ca2 -ATPase和Ca2 ,Mg2 -ATPase)活性及细胞膜脂肪酸组成进行测定。实验结果显示青蟹鳃中抗氧化酶(SOD、CAT和GPX)活性在3个驯化温度下,随驯化温度的降低而升高。SOD活性在5℃和10℃驯化下显著高于对照组(27℃组)(p<0.01);CAT活性在3个驯化温度下均显著高于对照组(p<0.01或p<0.05);GPX活性仅5℃驯化下显著高于对照组(p<0.01)。MDA含量低温驯化下升高,但仅5℃驯化下显著高于对照组(p<0.01)。鳃中4种ATPase活性均是随驯化温度的降低而升高,并且5℃和10℃驯化下均显著高于对照组(p<0.01或p<0.05)。低温驯化下C18:0、C18:1、C18:2、C18:3、C20:5和C22:6等脂肪酸与对照组相比均发生显著性变化(p<0.01或p<0.05),饱和指数∑SFA/∑UFA显著下降(p<0.01或p<0.05)。低温驯化下锯缘青蟹鳃中抗氧酶及ATPase活性升高,说明其具有明显的温度补偿效应,它是对低温适应的一种积极反应。鳃中MDA低温驯化下积累是活性氧自由基未能被及时清除而产生氧化应激的结果。低温下细胞膜脂肪酸饱和指数降低是维持细胞膜执行正常生理功能的需要。     

Control of activity states of heart mitochondrial ATPase. Role of the proton-motive force and Ca2+

The ATPase complex of submitochondrial particles exhibits activity transitions that are controlled by the natural ATPase inhibitor (Gómez-Puyou, A., Tuena de Gómez-Puyou, M. and Ernster, L. (1979) Biochim. Biophys. Acta 547, 252–257). The ATPase of intact heart mitochondria also shows reversible activity transitions; the activation reaction is induced by the establishment of electrochemical gradients, whilst the inactivation reaction is driven by collapse of the gradient. In addition it has been observed that the influx of Ca²⁺ into the mitochondria induces a rapid inactivation of the ATPase; this could be due to the transient collapse of the membrane potential in addition to a favorable effect of Ca²⁺-ATP on the association of the ATPase inhibitor peptide to F₁-ATPase. This action of Ca²⁺ may explain why mitochondria utilize respiratory energy for the transport of Ca²⁺ in preference to phosphorylation. It is concluded that the mitochondrial ATPase inhibitor protein may exert a fundamental regulatory function in the utilization of electrochemical gradients.     

脱硫废弃物对碱胁迫下油葵幼叶细胞钙分布及Ca2+-ATPase活性的影响

利用脱硫废弃物改良盐碱地对于确保国家粮食安全和生态安全,发展循环经济具有重要意义。为了探索脱硫废弃物提高植物抗盐碱机理,采用盆栽试验法, 研究了施入不同量脱硫废弃物和CaSO₄对碱胁迫下油葵叶片细胞钙分布、总钙含量以及质膜和液泡膜Ca²⁺-ATPase活性的影响。结果表明:在碱胁迫下(CK),Ca²⁺与焦锑酸钾结合成黑色颗粒成团零星分布于叶绿体和液泡中,叶绿体超微结构受到不同程度的破坏。施入脱硫废弃物和CaSO₄,叶绿体结构完整,细胞间隙、细胞壁和液泡中的钙颗粒逐渐增多,同时,质膜和液泡膜Ca²⁺-ATPase活性随脱硫废弃物和纯品硫酸钙施量的增加而增加,其中液泡膜Ca²⁺-ATPase活性无论是对照(CK)还是处理的活性均高于质膜Ca²⁺-ATPase活性。叶片细胞内总钙含量也随脱硫废弃物和CaSO₄施用量的增加呈升高趋势。说明脱硫废弃物和CaSO₄通过增加Ca²⁺-ATPase活性,有利于钙通过质膜和液泡膜进入细胞内,维持膜结构的稳定性,缓解碱对油葵的胁迫。     

Characteristics of ATPase activity and the subunit composition of myosin in the conduction system of bovine heart

The ATPase activity, light chains and isoenzymes of myosin from specialized myocardial tissue (the A-V node, bundle of His, and right and left bundle branches) of bovine heart were compared with those of atrial and ventricular myosins. The order of Ca2+-activated ATPase activity was atrial greater than specialized myocardial tissue greater than ventricular myosin. SDS-polyacrylamide gel electrophoresis showed that myosin from the specialized myocardial tissue contained the light chains of both atrial and ventricular myosins. On the other hand, the specialized myocardial tissue contained one V3 isomyosin and showed no difference from ventricular myocardial tissue on pyrophosphate gel.