题目：低氧耐受对甘肃鼢鼠心肌的影响

摘 要
甘肃鼢鼠(Myspalax cansus)隶属啮齿目(Rodentia)，鼢鼠亚科(Myospalacinae)，鼢鼠属(Myspalax)，是我国黄土高原特有地下鼠，由于终生营地下洞穴生活，使得甘肃鼢鼠发展出良好的低氧耐受保护机制，本研究以甘肃鼢鼠和SD大白鼠(Sprague-Dawley)为对象，进行低氧耐受实验，探寻甘肃鼢鼠的低氧耐受极限，比较二者低氧耐受的差异；以及低氧耐受不同时程，二者心肌组织显微和超微结构的变化差异；比较分析左心室组织中HSP70的表达变化和心肌耐受过程中组织结构变化的相关性。研究结果表明：
1. 不同低氧梯度暴露，甘肃鼢鼠在3%，3.5%氧浓度，平均存活时长为1.03±0.14h 和2.04±0.27h，SD大鼠分别是0.28±0.07h和0.48±0.08h。在4%氧浓度下甘肃鼢鼠可存活10小时以上，且行为状态良好，而SD大鼠仅存活4.87±0.45h。推测4%氧浓度可能是甘肃鼢鼠正常存活的低氧耐受极限。
结果说明，严重低氧应激时，甘肃鼢鼠通过自身的应激保护机制,调动器官系统反应, 及时调动对抗低氧的代偿机制，维持有氧代谢,保护内环境相对恒定,使其在4%氧浓度中逐渐适应，表现出很强的低氧耐受能力；SD大鼠在4%氧浓度大鼠暴露时，机体几乎没有能力和时间调动其代偿机制，在4%氧浓度下仅存活4.87±0.45h，说明其无法对该低氧环境产生耐受。
2. 在4%氧浓度的低氧耐受实验中，甘肃鼢鼠在低氧2，4h后，心肌纤维收缩明显呈波浪状，低氧时间延长至6，8和10h后，心肌显微波浪状收缩由强逐渐变弱，并逐渐恢复至正常状态，说明鼢鼠心肌在6h以后对严重缺氧环境开始代偿性适应；SD大鼠2h组心肌纤维断裂严重，收缩加强成明显的波浪状，随着低氧时间得增加，4h组呈严重成挛状收缩，损伤加剧，提示SD大鼠在这一氧浓度下已经无法正常调动其代偿机制。
3. 在4%严重低氧耐受过程中，甘肃鼢鼠心肌超微结构在2h组出现血管扩张，通透性增加，有炎细胞渗出，异染色质边集；4h组心肌损伤状况与2h组接近，出现脂滴，提示脂类的氧化代谢在此时开始发生障碍，6和8h组心肌损伤状况逐渐好转，线粒体聚集增多，细胞连接正常，肌小节收缩较前有所减弱；10组线粒体增多聚集，线粒体脊增粗更为明显，少量糖原颗粒聚集，脂滴较前有所减少，横小管扩张增大变粗，出现了与能量代谢有关的结构适应性变化。证明了甘肃鼢鼠有强的低氧耐受能力，由于其心脏代偿能力比较强，减轻了缺氧引起的心肌损伤，心肌在低氧耐受过程中逐渐恢复。
SD大鼠在2h心肌出现严重的超微病理损伤，4h组损伤加剧，说明4%浓度下大鼠没有能力调动其代偿机制，伴随心肌在短时间内的急剧损伤最终死亡。
4. 在4%氧浓度耐受不同时程后，HSP70在甘肃鼢鼠低氧各组左心室心肌组织中均广泛表达，与对照组比较差异极显著（P<0.01），但各低氧相邻组间比较均无显著性差异（P＞0.05），HSP70的表达在2~4h极显著增加后到8~10h呈显著下降趋势（P<0.05），而心肌超微结构状况在4h后也发生好转。提示HSP70蛋白表达增加，发挥细胞保护作用，使鼢鼠心肌细胞对低氧的耐受力增强，对该环境产生低氧耐受，处于逐渐适应的阶段。
SD大鼠心肌在2，4h后HSP70蛋白大量表达，与对照组相比差异极显著（P<0.01），但心肌终未见恢复，随后即发生死亡，说明HSP70在SD大鼠的极显著表达，还未能发挥其心肌保护作用，心肌未能恢复，SD大鼠即发生死亡。
常氧对照组中甘肃鼢鼠HSP70的表达量明显高于SD大鼠（P<0.01），可能是甘肃鼢鼠应对极端低氧环境时心肌自身保护特有的机制。甘肃鼢鼠在低氧2，4h的HSP70表达是极显著高于SD大鼠（p＜0.01），但其表达增长幅度分析，二者间不存在显著性差异（P＞0.05）。
说明该应激蛋白在二者心肌中有相似的低氧应激反应，但HSP70在鼢鼠各组都极显著高于SD大鼠，这可能促使鼢鼠机体和心脏有更强的低氧耐受力，HSP70大量表达使得鼢鼠心肌细胞对缺氧的耐受也显著强于SD大鼠，使其在低氧损伤心肌中发挥了强的保护作用，鼢鼠心肌逐渐恢复。说明甘肃鼢鼠在该浓度下心肌得低氧耐受能力明显强于大鼠。
综上所述，本研究结果说明甘肃鼢鼠虽长期生活在地下低氧环境中，但对严重的低氧环境仍比较敏感，在一定程度的严重低氧刺激下才会迫使其顺利启动其自身从分子、细胞水平到整体协调的低氧耐受机制，使心脏不至出现衰竭的现象，从而在心肌组织结构稳定的情况下，发挥正常功能，维持在低氧条件下的生存。