摘要: 目的：已有很多研究表明，间歇性高原低氧(Intermittenthighaltitudehypoxia，IHAhypoxia)能显著提高心肌抗缺血觖氧的能力，表现为显著减轻缺血再灌注后心脏舒缩功能降低，减少缺血再灌注后心律失常的发生，缩小心肌梗死面积等。但对线粒体在低氧后的... 展开 目的：已有很多研究表明，间歇性高原低氧(Intermittenthighaltitudehypoxia，IHAhypoxia)能显著提高心肌抗缺血觖氧的能力，表现为显著减轻缺血再灌注后心脏舒缩功能降低，减少缺血再灌注后心律失常的发生，缩小心肌梗死面积等。但对线粒体在低氧后的心肌保护中的作用研究甚少。本工作主要研究间歇性高原低氧对心肌线粒体的呼吸功能、线粒体通透性转换孔(MPTP)、线粒体KATP通道(mitoKATP)和线粒体蛋白质表达的影响以及它们在抗缺血再灌注损伤中的作用。 方法：雄性SD大鼠随机分为常氧组(Normoxia)和间歇性高原低氧组，间歇性高原低氧组于低压氧舱接受42天相当5000m高度的减压低氧处理，每天6h。低氧暴露结束后，对照组和间歇性高原低氧组大鼠利用Langendorff灌流复制心肌缺血(30分钟)/再灌注(120分钟)损伤模型，观察记录心功能指标的变化；TTC法检测缺血再灌后心肌梗死面积；差速离心法分离左室心肌细胞线粒体，检测线粒体在不同Ca2+浓度的介质中A540的变化；WesternBlotting测定细胞色素C从线粒体泄漏出的量；分离心肌细胞，用indo-1作为Ca2+的荧光指示剂，检测模拟缺血再灌注过程中细胞内和线粒体内钙的变化及心肌细胞舒缩活动的变化；用蛋白质组学方法研究间歇性高原低氧训练后心肌线粒体内蛋白质表达的变化。 结果：在离体心脏Langendorff灌流实验中，观察到缺血再灌注抑制了常氧组大鼠心肌功能的恢复，间歇性高原低氧可以促进缺血再灌注后心功能的恢复，增加±dP/dtmax和PRP，降低了LVEDP；同时还减少了缺血再灌注引起的心肌梗死面积；在复灌最初15分钟用特异性MPTP开放剂atractyloside(Atr)处理可以使这些保护性效应消失。间歇性高原低氧可降低缺血再灌注过程中心肌细胞内钙超载程度，复灌初用Atr处理可明显增加复灌时胞质和线粒体内钙超载水平；间歇性高原低氧还可显著延迟心肌细胞MPTP的开放和细胞挛缩，Atr处理同样使之消失。间歇性高原低氧可减轻Ca2+引起的离体线粒体膨胀，Atr可使间歇性高原低氧组的这种作用消失；WesternBlotting结果表明，泄漏到线粒体外的细胞色素C的量与Ca2+浓度成正相关，相同Ca2+浓度下，间歇性高原低氧组泄漏的细胞色素C的量显著少于常氧组；使用Atr后，两组大鼠心肌线粒体泄漏出的细胞色素C的量没有显著差异。 在缺血前用mitoKATP的特异性抑制剂5-HD处理心脏10分钟可完全抑制间歇性高原低氧对心肌缺血再灌注时左心室功能的改善；模拟缺血显著升高常氧组大鼠心肌细胞内钙和线粒体内钙的水平；而间歇性高原低氧训练则大大减轻了细胞和线粒体内钙的水平，这些保护作用可被5-HD完全抑制。 在线粒体蛋白质组学研究中发现，间歇性高原低氧训练可以改变线粒体内与物质和能量代谢有关的酶的表达发生适应性变化。间歇性高原低氧训练增加苹果酸脱氢酶、乙醛脱氢酶、细胞色素C还原酶铁硫亚单位、顺乌头酸酶、电子传递黄素蛋白α亚单位和ATP合成酶β链等的表达，而减少天冬氨酸氨基转移酶等的表达；间歇性高原低氧训练增加了线粒体基质内的一种分子伴娘——热休克蛋白60——的表达；另外，间歇性高原低氧还提高了Peroxiredoxin5——一种抗活性氧类的蛋白质的表达。 结论：上述结果表明，间歇性高原低氧可减轻缺血再灌注引起的心功能损伤，线粒体结构的完整及其功能的维持在缺血后心室功能恢复中起重要作用。一方面，间歇性高原低氧训练降低了MPTP对钙的敏感性，减少其在缺血再灌注时MPTP的开放，维持线粒体结构的完整，促进复灌时线粒体功能的恢复，为心肌功能恢复提供能量基础；另一方面，间歇性高原低氧训练后mitoKATP在缺血再灌注中激活，能有效地降低细胞内钙的超载，从而进一步减少MPTP的开放，减轻了心肌细胞的损伤程度；另外，间歇性高原低氧影响了线粒体内一些蛋白质表达的变化，可能在间歇性高原低氧心肌保护作用机制中具有重要意义。 收起