急性及慢性低氧对大白鼠和高原鼠兔肝线粒体呼吸功能的影响

本实验用氧电极法测定在急性及慢性低氧条件下,S.D大白鼠及高原鼠兔(Ochotona curzoniae)肝线粒体的氧化磷酸化效率及呼吸控制率之变化。结果表明:大白鼠和高原鼠兔经24小时急性低氧暴露后,其氧化磷酸化效率无明显变化;呼吸控制率在高原鼠兔中无明显变化,而在大白鼠中却有明显增加,这种增加是由于呼吸状态Ⅳ呼吸速度降低而引起的。经25天的慢性低氧暴露后,大白鼠和高原鼠兔的氧化磷酸化效率仍无明显变化,但大白鼠在海拔7000米时的呼吸控制率则有明显下降,而高原鼠兔却明显增加。实验结果提示:在细胞呼吸水平方面,高原鼠兔对低氧的耐受力明显高于大鼠。     

慢性高原低氧对高原鼠兔和大鼠肝脏的作用

我们曾经发现,移入高原的实验大鼠子一代和高原鼠兔(Ochotona curzoniae)对高原低气压低氧有完全不同的适应能力和适应机理(杜继曾等,1982)。我们还观察到,在24小时急性高原低氧时,由低地移入2300米高原的大鼠后裔在5000米和8000米的高度上,出现了以转氨酶、肝溶酶体酸性磷酸酶活力升高、肝糖原和蛋白质含量下降的肝脏代谢异常和肝脏病理变化,而高原鼠兔只是在8000米高度时,才始出现部分指标的轻度变异(杜继曾等,1982),从而揭示了高原鼠兔的肝细胞代谢在细胞水平上对低氧的适应机制优越于移入高原的实验大鼠后代。慢性低氧又如何作用于大鼠和高原鼠兔的肝脏代谢?迄今尚无人研究。因此对这一作用规律的认识和阐明,在环境适应生理学领域、人类高原活动和畜牧业生产上都是十分重要的。     

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.     

低氧对雄性高原鼠兔性腺的影响

在人工模拟低氧环境下（低压舱模拟５０００ｍ和７０００ｍ海拔高度）,低氧暴露２４ｈ和７ｄ,观察低氧对受试动物性腺的影响。结果表明,急性低氧２４ｈ,高原鼠兔血浆雌二醇（Ｅ２）明显升高;低氧暴露７ｄ,高原鼠兔血浆Ｅ２仍维持一较高水平;５０００ｍ低氧暴露７ｄ,其睾丸指数无明显变化,７０００ｍ时却有所降低。同等条件下,大鼠睾丸指数明显增高;５０００ｍ和７０００ｍ低氧暴露７ｄ对高原鼠兔睾丸组织形态无明显影响,然而,大鼠曲细精管间隙增大,且曲细精管内各级细胞排列紊乱。低氧环境下,高原鼠兔雄体血浆Ｅ２增高,可能是其低氧适应的特征之一     

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。     

高原鼢鼠和高原鼠兔红细胞低氧适应特征

为探讨高原鼢鼠对低氧高二氧化碳洞道生境及高原鼠兔对高海拔低氧生境的适应机制,用Sysmex SF-3000血细胞分析仪及聚丙烯酰胺凝胶电泳对两种高原动物的血常规及血红蛋白类型进行分析,后者采用聚丙烯酰胺凝胶电泳法。结果表明,高原鼢鼠和高原鼠兔的红细胞数(RBC)、红细胞压积(HCT)及平均红细胞容积(MCV)组间无显著差异(P>0.05),但高原鼢鼠和高原鼠兔的红细胞数显著高于SD大鼠,红细胞压积及平均红细胞容积均显著低于SD大鼠(P<0.05);高原鼢鼠的血红蛋白浓度(HBC)与SD大鼠无显著差异(P>0.05),但显著高于高原鼠兔的HBC(P<0.05)。高原鼢鼠血红蛋白主要有2种类型,高原鼠兔血红蛋白主要有3种类型,而SD大鼠血红蛋白主要有5种类型。从血红蛋白电泳迁移来看,2种高原动物血红蛋白类型有明显的趋同特征并与SD大鼠具有明显的差异。上述结果提示,长期适应高海拔低氧环境的高原动物的红细胞和血红蛋白表现出趋同进化,同时因生境和习性的差异又表现出各自的特异性。     

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。     

高原鼠兔的血象及其与低氧适应的关系

高原鼠兔是新开发的实验动物,能很好地适应高原低氧环境。本研究报道了驯化高原鼠兔的部分血液指标,并与野生高原鼠兔及部分其它实验动物和人的相应指标作了比较。同时对高原鼠兔能适应高原低氧环境的机理作了探讨。高原鼠兔红细胞数量高、体积小、红细胞膜表面积大,从而提高了Ｈｂ的利用率,使尽可能多的Ｈｂ参与摄氧和释氧。     

不同海拔高原鼠兔、大白鼠血红蛋白电泳及血液学对比观察

人类的不同类型的血红蛋白类型具有不同的氧亲和力。上海生理所研究发现移居到西藏高原后在比较长期生活在低氧环境后 ,有形成一种新的血红蛋白趋向 ,并认为这是人体对低氧环境的一种适应性改变。在此报道基础上 ,西藏医科所又在西藏三个不同海拔地区 ,对移居、世居和只进入高原三个月的人群作了血红蛋白类型检查。结果发现血红蛋白电泳图谱呈四条带 ,即除了有低海拔地区正常人的Ａ1、Ａ2 和Ｆ三种类型血红蛋白外 ,还有另一种血红蛋白 ,并将它暂称为血红蛋白Ｘ。而对高原土生动物以及迁饲大白鼠 ,在低氧环境下其血红蛋白类型是否出现异常变…     

高原鼠兔种群年龄结构和动态

我们于1974—1982年,在青海省海北高寒草甸生态系统定位站,对高原鼠兔(Ochotona curzon-iae)的种群年龄结构和动态进行了一些研究,现简报如下:1.各年龄组的季节变化 根据1978年采集的814个标本,按照施银柱等(1978)在《灭鼠和鼠类生物学研究报告》第三集中介绍的方法,参考室内饲养的资料,将鼠兔分为5个年龄组:幼体1组、幼体2组、亚成体组、成体组和老体组(图1)。结果表明:4月,种群由成体和老体组成,分别为87.7％和12.3％,说明鼠     

高原低氧对高原鼠兔和大白鼠肺泡Ⅱ型细胞及表面活性物质超微结构的影响

本文报道高原低氧(海拔3300米)对高原鼠兔、移居高原大鼠、急进高原大鼠的肺泡Ⅱ型细胞及表面活性物质超微结构的影响。发现高原鼠兔肺占体重的百分比低于移居高原大鼠(P>0.05)和急进高原大鼠(P<0.001)。透射电镜和扫描电镜观察,表明急进高原大鼠肺泡Ⅱ型细胞微绒毛减少,线粒体变性肿胀,板层体排空、合成减少。而高原鼠兔未出现上述超微结构改变。移居高原大鼠的微细结构变化介乎于高原鼠兔与急进高原大鼠之间。     

低氧暴露条件下高原鼠兔和大鼠HPA轴活动的比较

采用人工模拟低气压低氧的方法比较研究了不同程度（模拟海拔5 km和7 km)和不同时间（24d和5d）低氧暴露,对大鼠和高原鼠兔（Ochotona curzoniae）下丘脑-垂体-肾上腺皮质 (hypothalamo-pituitary-adrenalcortex,HPA)轴活动的影响。结果如下：7 km低氧暴露24 h,大鼠下丘脑的促肾上腺皮质激素释放激素（corticotropin-releasing actor,CRF）和肾上腺皮质激素皮质酮分泌显著增加,大鼠HPA低氧暴露对大鼠HPA 轴活动无显著差异。低氧暴露5天后,大鼠7 km、5 km组的HPA轴活动与对照相比无明显差异。低氧暴露对高原鼠兔的HPA轴无明显影响。上述结果表明：低氧暴露的时间和程度与大鼠HPA的活动密切相关;从HPA的活动来看,高原鼠兔表现出较强的低氧耐受性。     

低氧对高原鼠兔肝细胞内质网和心肌肌浆网Ca^2＋泵的影响

模拟高原低氧条件研究高原鼠兔肝细胞内质网（Ｅｎｄｏｐｌａｓｍｉｃｒｅｔｉｃｕｌｕｍ,ＥＲ）和心肌肌浆网（Ｓａｒｃｏｐｌａｓｍｉｃｒｅｔｉｃｕｌｕｍ,ＳＲ）钙泵功能变化。实验设对照组（海拔２３００ｍ）和两个低氧实验组（模拟海拔５０００ｍ和７０００ｍ）。２４ｈ急性低氧时,海拔５０００ｍ组高原鼠兔ＥＲ的Ｃａ２＋泵活性无变化,海拔７０００ｍ组高原鼠兔ＥＲＣａ２＋泵活性下降２９．０２％。７ｄ亚急性低氧时高原鼠兔ＳＲ的Ｃａ２＋泵活性无显著变化。高原鼠兔ＥＲ的Ｃａ２＋泵活性在海拔５０００ｍ组和７０００ｍ组分别升高３２．５０％和３３．３３％。２５ｄ慢性低氧时高原鼠兔ＥＲ,ＳＲ的Ｃａ２＋泵活性均无显著变化．表明：急性低氧对Ｃａ２＋泵功能有抑制作用,低氧７ｄ后抑制缓解,至２５ｄ低氧时趋于恢复。     

高原鼢鼠和高原鼠兔血液参数和血红蛋白亚型对不同海拔生境的响应

高原鼢鼠和高原鼠兔是青藏高原特有的物种,对高原低氧环境有很强的适应性。本研究测定了不同海拔的高原鼢鼠和高原鼠兔的红细胞数目、血红蛋白浓度、平均红细胞压积、平均红细胞体积等;通过质谱测序明确两种高原动物血红蛋白亚型;采用PAML4.8程序分析两种动物血红蛋白亚基中的正向选择位点;采用同源建模的方法分析正向选择位点对血红蛋白氧亲和力的影响,基于对两种高原动物血液特征的分析,探讨了它们适应低氧的策略。结果表明,随着海拔升高,高原鼢鼠通过增加红细胞数目、减小红细胞体积应答低氧,相反,高原鼠兔通过减少红细胞数目、增大红细胞体积应答低氧;高原鼠兔红细胞中具有α₂β₂成年型血红蛋白和α₂ε₂胎儿型血红蛋白,高原鼢鼠红细胞中只有α₂β₂成年型血红蛋白,但高原鼢鼠血红蛋白氧亲和力和别构效应显著高于高原鼠兔;高原鼢鼠与高原鼠兔的血红蛋白α和β亚基中,正向选择的氨基酸位点数目、位置以及它们的侧链基团极性和取向具有明显不同,这可能是造成两种动物血红蛋白氧亲和力不同的重要原因。总之...     

高原鼠兔低氧诱导因子- 1α的初步研究

Hypoxia-induced factor-1 plays a key role during the cell hypoxia trausduction. Hypoxia induced factor-1α (HIF-1α) is a functional subunit of hypoxia-indueed factor-1. Plateau pika ( Ochotona curron/ae), which is a Qinghai-Tibet plateau native animal lived above 3 000 m, has high ratio of oxygen utilization to adapt to plateau hypoxia environments. One fragment of the coding re-gion of eDNA sequence of plateau pika HIF-1α was obtained by RT-PCR technique using a degeneracy PCR primer based on previ-ously reported eDNA sequence in human, cattle, house mouse and Norway rat HIF-1α gene. It was directly inserted into the vector pMD18-T. DNA sequencing proved that it was highly homology with human (91%), cattle (91%), house mouse (89%) and Nor-way rat 89%) HIF-1α gene. The study provides basic important information for the HIF-1α cDNA whole sequence cloning of pla-teau pika and its functional study.     

高原鼠兔乳酸脱氢酶同工酶对低氧环境的应答

用聚丙酰胺凝胶薄层电泳和紫外光谱法,研究与分析高原鼠兔(Ochotona curzoniae)在天然及模拟低氧条件下,心脏、肝脏、肾脏及骨骼肌4种组织的乳酸脱氢酶(LDH)同工酶的酶谱和其酶活力的变化。     

高原鼠兔种群敏殖生态的研究

1985-1988年,在青海湖黑马河地区以耳标法对高原鼠兔的繁殖生态进行了研究。在繁殖群体中主要是来自上年出生的第1、2胎的鼠兔（82.85%）,第3胎和老体占少数。成年雌鼠兔100%参加繁殖,通常年产3胎,有的年份可产4胎或5胎。产仔数1-8只（平均为4.52±0.12）,1只雌鼠兔终生可产2-29只。妊娠期为22.2±0.13天。洞内哺乳期为11.65±0.01天。有的年份当年出生的少数雌鼠兔到36.8±3.05日龄可达到性成熟并参加繁殖,生1-2胎,雄鼠兔性成熟较晚。     

高原鼠兔松果腺褪黑激素含量昼夜节律的研究

自然光照条件下,高原鼠兔（Ｏｃｈｏｔｏｎａｃｕｒｚｏｎｉａｅ）松果腺褪黑激素（Ｍｅｌａｔｏｎｉｎ,ＭＬＴ）含量呈现明显的昼夜节律（Ｐ＜０．００１,夜间组含量均值与白天组含量均值差异显著性比较）。在２月份的实验中,对１８只鼠兔（体重１２２—１６４克）松果腺的采样时间分别为０２．００,０９．００,１２．００,１８．００,２２．００和２４．００时。白天ＭＬＴ含量波动为５６—６４微微克／松果腺,夜间波动为１１３—１７０微微克／松果腺。夜间ＭＬＴ含量高峰值出现在２４．００时。在１０月份的实验中,对６０只鼠兔（体重１０２—１５３克）松果腺的采样时间分别为０３．００,０６．００,０９．００,１２．００,１５．００,１８．００,２１．００和２４．００时。白天ＭＬＴ含量波动为７７—１１９微微克／松果腺,夜间波动为１３９—５０５微微克／松果腺。夜间ＭＬＴ含量高峰值出现在０３．００时。将２月份和１０月份高原鼠兔松果腺ＭＬＴ含量进行差异显著性比较,１０月组显著高于２月组（Ｐ＜０．０５）。结果表明,该动物的松果腺本身对光周期具有敏感性,它能够感知环境光周期的变化,成功地完成神经内分泌的转换。     

捕食风险对高原鼠兔行为的影响

我们在野外条件下利用赤狐的粪尿增加高原鼠兔的捕食风险 ,采用目标动物抽样法对高原鼠兔的 5种行为进行观察 ,分析天敌动物气味增加与天敌动物数量增加对高原鼠兔行为影响的差异 ,探讨高原鼠兔对捕食风险的权衡能力及面对不同风险的行为决策。 2 0 0 1年 ,在捕食风险处理样方中观察雄性成体 1 8只 ,雌性成体2 5只 ,雄性幼体 35只和雌性幼体 4 2只 ,在对照样方中观察雄性成体 1 4只 ,雌性成体 1 5只 ,雄性幼体 2 2只和雌性幼体 1 1只 ;2 0 0 2年 ,在捕食风险处理样方中观察雄性成体 7只 ,雌性成体 1 2只 ,在对照样方中观察雄性成体 8只 ,雌性成体 1 5只。研究结果表明 :增加赤狐的气味后 ,高原鼠兔通过改变行为策略以适应捕食风险的增加。当气味源刚放入后 ,与对照样方比较 ,高原鼠兔明显增加了观察和鸣叫的频次 ,相应减少了取食的频次 ,且随着时间的推移 ,高原鼠兔并未对气味产生适应性。当天敌动物的数量增加后 ,赤狐气味的增加对高原鼠兔行为的影响较小 ,在捕食风险超出高原鼠兔的耐受范围时 ,高原鼠兔扩散。同时 ,高原鼠兔的行为在雌雄之间、成体与幼体之间没有明显的不同 ,雌雄个体、成幼体均采用相同的行为策略减小捕食风险。以上结果表明 :捕食风险明显影响高原鼠兔的行为 ,高原鼠兔能够权衡捕食