【摘要】：青藏高原西起帕米爾高原,東迄橫斷山脈,北至昆侖山-祁連山脈,南抵喜馬拉雅山脈,總面積250萬(wàn)平方千米,平均海拔4000 m以上,因其高海拔而素有"世界屋脊"和地球"第三極"之稱�？諝庀”　⒑涓稍�、紫外輻射強(qiáng)等極端自然條件使得生物形成了各自獨(dú)特的適應(yīng)機(jī)制來(lái)應(yīng)對(duì)青藏高原的特殊環(huán)境。氧氣是動(dòng)物生存的限制性因子,在其生長(zhǎng)發(fā)育及各項(xiàng)生理活動(dòng)中起著至關(guān)重要的作用。低氧作為一種應(yīng)激源,可以引發(fā)機(jī)體代謝紊亂、組織損傷、氧自由基增加、核酸結(jié)構(gòu)破壞、細(xì)胞膜受損等一系列應(yīng)激反應(yīng),甚至導(dǎo)致動(dòng)物死亡。高原土著動(dòng)物在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中形成了獨(dú)特的生理機(jī)制以適應(yīng)高原的低氧環(huán)境,心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)及神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)等若干穩(wěn)態(tài)機(jī)制的存在使得機(jī)體在低氧應(yīng)激下可以代償性的穩(wěn)定組織的氧氣水平。這些物種經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的自然選擇,獲得了能夠遺傳并產(chǎn)生具有遺傳基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)、功能和習(xí)慣特征,從而能夠在高原環(huán)境中得以繁衍生息。這些適應(yīng)性不僅表現(xiàn)在器官水平上,還體現(xiàn)在細(xì)胞、亞細(xì)胞水平上對(duì)氧的攝取與利用以及分子水平上低氧相關(guān)基因的表達(dá)調(diào)控,并涉及呼吸、心血管、和內(nèi)分泌等多個(gè)系統(tǒng)及新陳代謝。本文以3種青藏高原土著小型哺乳動(dòng)物高原鼠兔(Oehorona curzoniae)、根田鼠(Microtus oeconomus)以及甘肅鼢鼠(Myospalax cansus)為具體研究對(duì)象,分析在低氧應(yīng)激環(huán)境下,3種小型哺乳動(dòng)物心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、肌肉骨骼系統(tǒng)以及功能基因響應(yīng)水平的動(dòng)態(tài)變化,明確在低氧環(huán)境適應(yīng)過(guò)程中3種小型哺乳動(dòng)物的生理生化適應(yīng)機(jī)理,分析各系統(tǒng)在低氧環(huán)境適應(yīng)過(guò)程中所起的作用,比較3種動(dòng)物的低氧適應(yīng)能力,探索不同物種低氧適應(yīng)性和低氧適應(yīng)機(jī)制之間的差異與聯(lián)系,進(jìn)一步發(fā)展環(huán)境應(yīng)激與基因進(jìn)化生物學(xué)理論。主要得出以下結(jié)論:1.高原鼠兔、根田鼠以及甘肅鼢鼠3種小型哺乳動(dòng)物在低氧適應(yīng)的過(guò)程中,機(jī)體紅細(xì)胞數(shù)(RBC)、血紅蛋白濃度(Hb)和紅細(xì)胞壓積(HCT)均呈現(xiàn)增高的趨勢(shì),而平均紅細(xì)胞體積(MCV)及平均紅細(xì)胞血紅蛋白濃度(MCHC)均下降。3種哺乳動(dòng)物在模擬海拔5000 m與海拔8000 m的低氧環(huán)境下,Hbv、Hctv、P_(acO_2)、P(vcO_2)呈顯著性差異(P0.05),其他各項(xiàng)指標(biāo)組間均無(wú)顯著性差異(P0.05)。2.3種動(dòng)物血紅蛋白、血紅細(xì)胞壓積、氧氣分壓隨低氧環(huán)境暴露時(shí)間的延長(zhǎng)均呈現(xiàn)上升趨勢(shì),另外血液pH和二氧化碳分壓則有所降低。高原鼠兔和甘肅鼢鼠的氧飽和度表現(xiàn)為上升曲線、而根田鼠這一指標(biāo)則有所降低。高原鼠兔與甘肅鼢鼠各處理組的P50均在2300 m最大,8000 m-25 d最小,表明它們氧合能力在2300 m最小,在8000 m-25 d最大;根田鼠各組的P_(50)由大到小依次為5000 m-25 d8000 m-7 d8000 m-14 d5000 m-7 d2300 m,表明根田鼠 Hb 氧合能力 2300 m 時(shí)最強(qiáng),5000 m-25 d 時(shí)最弱。3.高原鼠兔與甘肅鼢鼠隨著模擬海拔高度的增高,右心室增重的趨勢(shì)較左心室明顯,且這2種動(dòng)物的HW/BW、RVW/BW、LVW/BW、RVW/LVW均表現(xiàn)出上升趨勢(shì),不論5000 m還是8000 m的低氧脅迫過(guò)程中,自第14 d開(kāi)始,右心室增重的趨勢(shì)較左心室明顯(P0.05),表明這兩種動(dòng)物低氧適應(yīng)過(guò)程中的心臟增大主要是由于左心室壁增厚所致,同時(shí)也提示低氧適應(yīng)的高原動(dòng)物的心臟每搏輸出量增大,泵血能力加強(qiáng),從而提高對(duì)全身組織的氧供應(yīng)能力;根田鼠的HW/BW、RVW/BW、LVW/BW、RVW/LVW均比高原鼠兔和甘肅鼢鼠要高,而低氧適應(yīng)時(shí)程相同時(shí),8000 m海拔的各項(xiàng)指標(biāo)又均比5000 m海拔的相應(yīng)指標(biāo)略高,表明隨著海拔的增高,機(jī)體各器官組織會(huì)更大程度的啟動(dòng)相應(yīng)低氧應(yīng)急機(jī)制。4.隨著低氧脅迫程度的加強(qiáng),高原鼠兔、根田鼠和甘肅鼢鼠的LDH均呈上升趨勢(shì),但差異不顯著(P0.05);此過(guò)程中,3種動(dòng)物的T_(CO_2)均呈下降趨勢(shì),在相同處理?xiàng)l件下,高原鼠兔和甘肅鼢鼠的T_(CO_2)均比根田鼠高(P0.05)。5.在低氧應(yīng)激下,不同物種之間,高原鼠兔和甘肅鼢鼠氧化和糖酵解肌肉中HIF-1α的水平要比根田鼠的低。同種物種不同處理組之間比較,高原鼠兔、甘肅鼢鼠與根田鼠的氧化和糖酵解的肌肉中HIF-1α的表達(dá)量都顯著高于常氧對(duì)照組,但并無(wú)組間顯著性差異(P0.05)。在氧化肌肉組織中,根田鼠HIF-1α的增幅百分比為79±5%,高原鼠兔為49±4%,甘肅鼢鼠處理組為58±4%;在糖酵解肌肉組織中,根田鼠組HIF-1α的增幅百分比為98±6%,鼠兔組的為65±5%,而甘肅鼢鼠處理組為73±4%。在低氧脅迫條件下,3種動(dòng)物骨骼肌中氧化肌肉HIF-1α和VEGF的增高和糖酵解肌肉HIF-1α和VEGF的增高存在線性關(guān)系。6.常氧狀態(tài)下,3種動(dòng)物心臟酶活性并無(wú)明顯差別(P0.05)。在低氧應(yīng)激作用下,3種動(dòng)物表現(xiàn)出不同的心臟酶活性變化,甘肅鼢鼠、高原鼠兔心臟SOD活性、CAT活性、GR活性增幅顯著均高于根田鼠。7.三種小型哺乳動(dòng)物在受到低氧應(yīng)激后,表現(xiàn)出的ATP酶活性變化差異較大,甘肅鼢鼠與高原鼠兔的Ca~(2+)-ATP酶活性和Na~+ K~+-ATP酶活性均顯著高于根田鼠(P0.05),這樣保證甘肅鼢鼠與高原鼠兔細(xì)胞內(nèi)離子濃度維持在一個(gè)較穩(wěn)定水平,而后出現(xiàn)緩慢下降的趨勢(shì)可能是由于甘肅鼢鼠和高原鼠兔在適應(yīng)低氧環(huán)境的過(guò)程中機(jī)體已經(jīng)產(chǎn)生適應(yīng)性,細(xì)胞內(nèi)環(huán)境已趨于穩(wěn)定。
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２３．４５±２．８１邋ｎｇ邋／ｍ巧Ｄ２４．８９±３．２０邋ｎｇ邋／ｍｌ。逡逑此外，在氧含量正常的條件下，高原鼠兔氧化和糖酵解肌肉中ＨＩＦ－ｌａ的水平逡逑要比根田鼠的低（如圖４－３邋Ｂ所示），，但并無(wú)組間顯著性差異。同時(shí)在低氧脅迫條件逡逑下，高原鼠兔、甘肅彮鼠與根田鼠的氧化和糖酵解的肌肉中ＨＩＦ－ｌａ的表法量都顯逡逑著高于常氧對(duì)照沮。在氧化肌肉組織中，根田鼠處理組組（ｎ＝１０）ＨＩＦ－ｌａ的X椃俜皺義媳任罰

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