低氧对大鼠胃肠线粒体呼吸链复合物及相关活性物质表达的影响

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机体暴露于高海拔低氧条件下，可产生各种代偿反应。线粒体是细胞呼吸的主要场所和氧化磷酸化的重要结构，在维持细胞正常的能量代谢、离子转运等功能方面具有重要作用且对缺血、缺氧也较为敏感。模拟5000m海拔低氧可引起中枢或外周调节因子变化及胃肠道黏膜屏障损伤，其消化、吸收、分泌等功能受到一定的影响。低氧可引起相关活性物质的改变，胃肠组织线粒体氧化应激平衡失调，产生一系列代偿性功能改变，对低氧应答和适应机制具有重要研究意义。
　　以雄性健康Wister大鼠为材料，采用低压舱模拟5000m海拔低氧的方法，低氧暴露分为4h组、24h组、72h组(每组n=7)。动物置于低氧舱内，以兰州(海拔1500米)的常氧环境作为对照组。低氧处理后将动物移出并处死、取血清、胃和小肠组织分别进行线粒体提取等处理。运用分光光度法测定不同时相低氧处理对胃及小肠组织线粒体呼吸链复合物酶Ⅰ(CⅠ，NADH脱氢酶)、Ⅱ(CⅡ，琥珀酸脱氢酶)、Ⅲ(CⅢ，细胞色素c还原酶)、Ⅳ(CⅣ，细胞色素c氧化酶)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性及脂类过氧化产物丙二醛(MDA)含量，运用免疫组织化学法检测其组织中低氧诱导因子1α(HIF-1α)、Bax蛋白、Bcl-2蛋白、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)及c-fos蛋白表达变化、测定血清SOD活性及MDA含量。
　　结果:
　　1.模拟5000m海拔低氧处理4h后，大鼠胃和小肠组织中线粒体呼吸链酶复合物CⅠ、CⅡ、CⅢ和CⅣ活性显著降低(P<0.05或P<0.01)，胃组织CⅣ活性为对照的59.95％，降低最显著，而小肠组织CⅠ活性降低最显著，为对照组的63.29%；低氧24h，复合物活性低于对照组(P<0.01或P<0.05)，高于处理4h组(P<0.01或P<0.05)有逐渐回升的趋势；72h之后与对照组无明显差异(P>0.05)。急性低氧引起胃和小肠组织线粒体呼吸链复合物酶活性降低，可引起细胞代谢降低，但亚急性代谢趋于回升。
　　2.低氧处理4h、24h、72h后胃和小肠组织线粒体SOD活性均显著降低(P<0.05或P<0.01)；胃肠组织线粒体MDA含量在低氧组均高于对照组(P<0.05或P<0.01)，低氧24h时增加最为显著(P<0.01)。而血清SOD活性显著降低(P<0.01)；低氧24h时降低最为显著(P<0.01)，MDA含量在0-72h低氧组均高于对照组(P<0.05或P<0.01)。低氧引起自由基水平变化可对细胞代谢产生不利影响。
　　3.低氧处理4h大鼠小肠组织中HIF-1α、Bax阳性表达高于对照组(P<0.01)，而Bcl-2低于对照组(P<0.01)；24h后，HIF-1α阳性表达组是对照组的3.8倍(P<0.01)；Bax阳性表达组是对照的2.15倍(P<0.01)；Bcl-2低于对照组，是对照的70.56%(P<0.01)，Bcl-2/Bax的值也降低至最小。低氧72h HIF-1α、Bax阳性表达较24h有不同程度降低(P<0.01)，而Bcl-2表达高于24h组(P<0.05)。24h为低氧应答的重要时段，HIF-1α表达升高可诱导机体的低氧应答和适应机制，其与Bax的表达呈正相关，与Bcl-2的表达呈负相关，提示其可能参与细胞促凋亡反应。
　　4.低氧4h，大鼠小肠组织中TNF-α阳性表达显著高于对照组(P<0.01)，是对照组的1.95倍；c-fos表达显著高于对照组(P<0.01)，是对照组的2.33倍；低氧24h比4h有一定程度降低，72h明显低于低氧24h组(P<0.01)，但仍高于对照组(P<0.05)。TNF-α表达升高，其可能为小肠组织中急性低氧反应的细胞因子参与低氧应激下的炎性反应。
　　结论:
　　1.低氧抑制胃和小肠组织线粒体呼吸链复合物酶活性。
　　2.胃、小肠组织及血清中SOD活性显著降低及脂类过氧化产物MDA含量在低氧应激下显著升高。
　　3.低氧引起小肠组织中HIF-1α、Bax蛋白表达增加，Bcl-2蛋白表达减少。
　　4.低氧引起小肠组织TNF-α、c-fos、表达呈不同程度增加。
　　模拟5000米低氧4h为抑制呼吸链复合物活性和自由基代谢增加的重要时段；而24h为HIF-1α低氧应答和细胞凋亡反应的重要时期。72h低氧效应趋于减弱，组织机能呈逐渐恢复的趋势。

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作者
曹旺杰;
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作者单位

西北师范大学;

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授予单位西北师范大学;
学科生物化学与分子生物学
授予学位硕士
导师姓名侯天德;
年度 2015
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类细胞内膜系统;
关键词
低氧环境; 胃肠组织; 线粒体; 呼吸链酶复合物; 低氧诱导因子-1α; 肿瘤坏死因子-α;

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