急性低氧下甘肃鼢鼠心脏抗氧化酶及ATP酶活性研究

论文摘要

甘肃鼢鼠（Myspalax cansus）是我国黄土高原特有地下鼠,终生营严格地下洞穴生活,生活环境是典型的低氧、高二氧化碳。为适应地下低氧环境,其结构和功能都出现了很多特化特征,在各层次上发展出良好的低氧适应机制。本研究以甘肃鼢鼠和SD大鼠为实验对象,分别对甘肃鼢鼠、SD大鼠进行急性低氧应激,分析比较两种动物心脏超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽还原酶（GR）、Ca2+-ATP酶和Na+,K+-ATP酶活性的变化及丙二醛（MDA）含量的变化,旨在探讨甘肃鼢鼠心肌低氧适应进化机制,研究结果表明：1.甘肃鼢鼠与SD大鼠相比,心脏SOD活性均高于SD大鼠,雌性甘肃鼢鼠组与雌性SD大鼠组在低氧2小时后有极显著差异（P<0.01）,在低氧4、6、8小时后,SOD活性有显著差异（0.01<P<0.05）；雄性组各时程低氧都有极显著差异（P<0.01）。甘肃鼢鼠SOD活性呈极显著上升,高水平活性维持8小时；SD大鼠上升趋势不明显,在6小时出现SOD活性的峰值,在8小时左右出现缺氧性死亡。2.甘肃鼢鼠与SD大鼠相比,低氧应激4小时前,甘肃鼢鼠CAT活性低于SD大鼠,4小时后,甘肃鼢鼠CAT活性高于SD大鼠,雌性甘肃鼢鼠组与雌性SD大鼠组相比,只在4小时后出现显著性差异（0.01<P<0.05）；而雄性甘肃鼢鼠组与雄性SD大鼠组只在4小时组出现显著性差异（0.01<P<0.05）,其它应激组无显著性差异（P>0.05）。说明低氧应激4小时左右甘肃鼢鼠才启动CAT来清除体内过多的过氧化氢,CAT不是甘肃鼢鼠对抗自由基损伤的主要手段。3.常氧状态下,甘肃鼢鼠体内GR活性极显著高于SD大鼠（P<0.01）,不同时程低氧应激后,甘肃鼢鼠GR活性均高于SD大鼠,并且甘肃鼢鼠GR活性在0-2小时呈极显著上升趋势（P<0.01）,说明甘肃鼢鼠可能将还原型谷胱甘肽作为其体内的主要抗氧化剂来清除体内急性低氧所产生的自由基,还原型谷胱甘肽和SOD是甘肃鼢鼠应对氧自由基主要手段。4.甘肃鼢鼠MDA含量在不同时程低氧应激后变化不明显,与常氧相比无显著性差异（P>0.05）；雌性SD大鼠MDA含量极显著上升,与常氧比,各时程低氧应激都有显著性差异（0.01<P<0.05）；雄性SD大鼠MDA含量上升,在6小时后与常氧比出现显著性差异（0.01<P<0.05）。说明低氧对SD大鼠造成严重心肌损伤,而对甘肃鼢鼠没有造成影响其生存的损伤。5.甘肃鼢鼠Ca2+-ATP酶活性高于SD大鼠,不同时程低氧应激后,SD大鼠Ca2+-ATP酶活性呈波动趋势,与常氧比无显著性差异（P>0.05）,甘肃鼢鼠Ca2+-ATP酶活性2小时应激组呈显著上升,高活性可维持2-3小时,保证甘肃鼢鼠细胞内的钙离子浓度维持在一个较稳定的水平,避免心肌纤维的损伤。6.甘肃鼢鼠Na+,K+-ATP酶活性高于SD大鼠,不同时程低氧应激后,SD大鼠Na+.K+-ATP酶活性呈波动趋势,与常氧比无显著性差异（P>0.05）；雌性甘肃鼢鼠Na+,K+-ATP酶活性在应激2小时组和4小时组显著上升（0.01<P<0.05）,雄性甘肃鼢鼠呈极显著上升（P<0.01）。这样,在低氧应激初期,甘肃鼢鼠胞内外Na+,K+浓度维持在合理水平,避免心肌电活动失常,心功能紊乱,造成心率衰竭。总之,对甘肃鼢鼠在低氧状态下心脏抗氧化酶系及多种ATP酶的研究结果表明,甘肃鼢鼠主要通过SOD和还原型谷胱甘肽来清除由于低氧所产生的多余自由基；低氧状态下甘肃鼢鼠心肌Ca2+-ATP酶、Na+,K+-ATP酶活性的增高也保证了其心电活动正常,心率稳定,心脏活动处于良好状态。以上说明甘肃鼢鼠在长期低氧环境下,机体已经从个体、组织和细胞等方面产生不同的应答反应来维持内环境的稳定,从而减轻低氧对心脏的损伤,达到适应低氧的目的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一部分 引言
• 1. 地下鼠概述
• 1.1 地下鼠生物学特征及生境特征
• 2. 低氧
• 2.1 低氧概述
• 2.2 间歇性低氧的研究
• 3. 自由基对心脏功能的影响
• 3.1 自由基概述
• 3.2 自由基产生的途径
• 3.3 自由基对机体的损害作用
• 4. 抗氧化酶系
• 4.1 超氧化物歧化酶（SOD）
• 4.2. 过氧化氢酶（CAT）
• 4.3 谷胱甘肽氧化还原系统
• 5. 丙二醛
• 5.1 MDA对生物膜的损伤
• 5.2 MDA对蛋白质分子的损伤
• 5.3 MDA对核酸分子的损伤
• 6. 低氧与ATP酶
• +,K^-ATP酶'>6.1 Na⁺,K^-ATP酶
• 2+-ATP酶'>6.2 Ca²⁺-ATP酶
• 7. 甘肃鼢鼠与低氧研究
• 第二部分 急性低氧对甘肃鼢鼠心脏抗氧化酶系的影响
• 1 方法和材料
• 1.1 实验动物与分组
• 1.2 实验方法与步骤
• 1.3 数据统计与分析
• 2. 实验结果
• 2.1 低氧对超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响
• 2.2 低氧对过氧化氢酶（CAT）活性的影响
• 2.3 低氧对谷胱甘肽还原酶（GR）活性的影响
• 2.4 低氧下丙二醛（MDA）含量
• 3. 讨论
• 3.1 低氧对甘肃鼢鼠和SD大鼠SOD活性的影响
• 3.2 低氧对甘肃鼢鼠和SD大鼠CAT活性的影响
• 3.3 低氧对甘肃鼢鼠和SD大鼠GR活性的影响
• 3.4 低氧下甘肃鼢鼠与SD大鼠MDA含量比较
• 第三部分 急性低氧对甘肃鼢鼠心脏ATP酶的影响
• 1 方法和材料
• 1.1 实验动物与分组
• 1.2 实验方法与步骤
• 1.3 数据统计与分析
• 2. 实验结果
• 2+-ATP酶活性的影响'>2.1 低氧对Ca²⁺-ATP酶活性的影响
• 2+Mg²⁺-ATP酶活性的影响'>2.2 低氧对Ca²⁺Mg²⁺-ATP酶活性的影响
• +,K⁺-ATP酶活性的影响'>2.3 低氧对Na⁺,K⁺-ATP酶活性的影响
• 3. 讨论
• 2+-ATP酶活性的影响'>3.1 低氧对甘肃鼢鼠与SD大鼠Ca²⁺-ATP酶活性的影响
• 2+Mg²⁺-ATP酶活性的影响'>3.2 低氧对甘肃鼢鼠与SD大鼠Ca²⁺Mg²⁺-ATP酶活性的影响
• +,K⁺-ATP酶活性的影响'>3.3 低氧对甘肃鼢鼠与SD大鼠Na⁺,K⁺-ATP酶活性的影响
• 总结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的研究成果