5.1.2 慢性常压低氧对棕色田鼠的影响
慢性间歇性低氧有别于其他形式的低氧胁迫，但同样会对机体产生多方面的影响，可使机体的心、脑、肾脏、肺脏、血管等组织器官发生改变，导致红细胞增加和右心室肥大、肺动脉压升高、体重减轻、血糖及血液中胆固醇的水平降低等。但也能对心血管疾病如心肌梗死等具有治疗作用，研究发现，地下鼠通过减小红细胞体积，降低血液黏稠度和调整2，3－二磷酸甘油酸和血红蛋白的比率等血液学特征，减小血液黏稠度和血液循环阻力，减小心脏负荷，避免出现肺动脉高压和红细胞增多症等症状。同时，还通过改变毛细血管密度、改善肺部呼吸作用等特征适应低氧环境。
慢性间歇性低氧可对机体产生低氧刺激，并使机体对低氧产生一定程度的耐受性，即低氧习服。当机体再次遭受低氧时能够较快产生相应应答，减少对机体的伤害。近年来，慢性间歇性低氧研究越来越受到重视，广泛应用于运动行业和呼吸障碍综合征等方面。棕色田鼠长期营地下低氧生活，对间歇性低氧具有很强的适应性，本文首次对其慢性间歇性低氧应答进行研究，以期能为低氧生物学和运动提供更多的基础和研究思路。
5.1.2.1 对H IF－1α表达量的影响
物种和低氧之间没有显著交互作用;棕色田鼠和昆明小鼠之间H IF－1α表达量存在着极显著差异，慢性低氧处理对H IF－1α表达量也存在着极显著影响。棕色田鼠和昆明小鼠的肾脏HIF－1α表达量(图5.11)，在常氧状态下，棕色田鼠的HIF－1α表达量显著低于昆明小鼠，在低氧处理后棕色田鼠和昆明小鼠的HIF－1α表达量都极显著增高。
图5.11 棕色田鼠(
)和昆明小鼠(□)在10.0%慢性低氧条件下H IF－1α表达量的变化
5.1.2.2 对EPO的影响
慢性低氧处理对棕色田鼠和昆明小鼠的EPO表达量的影响(图5.12)。低氧处理对EPO的表达量有极显著影响，物种之间、物种与低氧处理的交互作用对EPO表达量没有显著作用。低氧处理后，棕色田鼠和昆明小鼠的EPO表达量都极显著降低，两种鼠的EPO表达量相差不大，低氧应答模式相似。
5.1.2.3 对血象的影响
(1)红细胞类 低氧处理与鼠种间无显著的交互作用;棕色田鼠的红细胞数量显著高于昆明小鼠，而红细胞压积和红细胞平均体积则极显著地低于昆明小鼠;低氧处理对两种鼠的红细胞数量作用不显著，而红细胞压积和红细胞平均体积显著增加。在常氧条件下，棕色田鼠的红细胞数量显著多于昆明小鼠，且慢性间歇低氧未导致其显著增加;而其红细胞压积和红细胞平均体积则小于昆明小鼠(图5.13A)。低氧处理使昆明小鼠的红细胞压积(图5.13B)和红细胞平均体积(图5.13C)显著增加。棕色田鼠对10.0%低氧具有较好的耐受性(图5.13)。
图5.12 棕色田鼠(
)和昆明小鼠(□)在10.0%慢性低氧条件下EPO表达量的变化
图5.13 棕色田鼠(
)和昆明小鼠(□)在10.0%慢性低氧条件下红细胞数量(A)、红细胞压积(B)和红细胞平均体积(C)的变化
(2)血红蛋白类 慢性低氧处理和鼠种间无交互作用;两种鼠的血红蛋白含量差异不显著，但棕色田鼠的红细胞平均血红蛋白量和平均血红蛋白浓度均显著高于昆明小鼠;低氧处理可显著提高两种鼠的血红蛋白含量和平均血红蛋白量。在常氧条件下，两种鼠的血红蛋白含量差异不显著，棕色田鼠的红细胞平均血红蛋白量较低，而红细胞平均血红蛋白浓度则较高(图5.14)。低氧处理使昆明小鼠的血红蛋白含量显著增加(图5.14A);平均血红蛋白在棕色田鼠和昆明小鼠均显著增加(图5.14B);两种鼠的平均血红蛋白浓度在低氧适应前后没有显著性变化(图5.14C)。表明在慢性间歇性低氧处理情况下，棕色田鼠和昆明小鼠均通过增加血红蛋白含量使红细胞平均血红蛋白浓度增加以应答低氧，但红细胞体积增大并未使血红蛋白浓度发生显著变化。
图5.14 棕色田鼠(
)和昆明小鼠(□)在10.0%慢性低氧条件下血红蛋白(A)、平均血红蛋白量(B)、平均血红蛋白浓度(C)的变化
(3)白细胞和血小板 低氧处理和鼠种间无交互作用;棕色田鼠的白细胞数量和血小板数量均显著低于昆明小鼠;低氧处理后两种鼠的白细胞和血小板含量都没有发生显著变化。在常氧条件下，棕色田鼠的白细胞和血小板数量均显著低于昆明小鼠(图5.15)。低氧处理未显著改变棕色田鼠和昆明小鼠的白细胞(图5.15A)和血小板(图5.15B)数量。这一结果表明慢性间歇性低氧处理不影响白细胞和血小板的数量。
5.1.2.4 对VEGF的影响
棕色田鼠和昆明小鼠之间的VEGF表达量有极显著差异，低氧处理对VEGF的表达量有影响，但二者差异未达到显著性水平。棕色田鼠和昆明小鼠在常氧状态下VEGF表达量无差异;二者低氧应答模式相似，低氧处理后，棕色田鼠和昆明小鼠的VEGF表达量都极显著升高，物种和低氧处理间无显著的交互作用(图5.16)。
图5.15 棕色田鼠(
)和昆明小鼠(□)在10.0%慢性低氧条件下白细胞(A)和血小板(B)的变化
图5.16 棕色田鼠(
)和昆明小鼠(□)在10.0%慢性低氧条件下VEGF表达量的变化
5.1.2.5 对血管密度的影响
慢性常压低氧处理对棕色田鼠和昆明小鼠之间血管密度产生了显著的影响，而且两种鼠之间的差异也达极显著水平。棕色田鼠和昆明小鼠在低氧处理前后血管密度的变化如图5.17所示。棕色田鼠在低氧处理后血管密度变化不明显，而昆明小鼠变化升高;鼠种间比较表明，棕色田鼠在常氧状态和低氧处理后，血管密度都显著高于昆明小鼠，物种与低氧处理间有交互作用(图5.17)。
5.1.2.6 对肾上腺、子宫和卵巢重量的影响
低氧处理后，棕色田鼠和昆明小鼠之间肾上腺、卵巢和子宫均表现出极显著的差异。棕色田鼠和昆明小鼠肾上腺、卵巢和子宫的重量如图5.18所示，在常氧状态下棕色田鼠的肾上腺和子宫重量显著小于昆明小鼠;低氧处理后，棕色田鼠的卵巢和子宫重量极显著小于昆明小鼠，低氧处理与物种之间无交互作用(图5.18)。
图5.17 棕色田鼠()和昆明小鼠(□)在10.0%慢性低氧条件下血管密度的变化
图5.18 棕色田鼠(
)和昆明小鼠(□)在10.0%慢性低氧条件下肾上腺(A)、卵巢(B)和子宫(C)的变化
5.1.2.7 对CRH的影响
低氧处理后棕色田鼠和昆明小鼠的CRH表达量没有显著性差异，但对肾脏CRH的表达量有极显著影响。在常氧状态下，两种鼠的CRH表达量差别不大，低氧应答方式相似，但棕色田鼠在低氧处理后CRH显著增加，昆明小鼠增加不明显;低氧和物种间无交互作用(图5.19)。
图5.19 棕色田鼠(
)和昆明小鼠(□)在10.0%慢性低氧条件下CRH表达量的变化
5.1.2.8 对皮质醇和雌二醇的影响
低氧处理后棕色田鼠和昆明小鼠之间皮质醇和雌二醇的表达量差别不大，对皮质醇和雌二醇的影响也不显著。棕色田鼠和昆明小鼠粪便中皮质醇和雌二醇的表达量的变化如图5.20所示，低氧处理后棕色田鼠的皮质醇表达量有所上升，而昆明小鼠则变化不大，但棕色田鼠的皮质醇表达量显著高于昆明小鼠(图5.20 A);低氧处理后，两种鼠雌二醇的表达量都有所增高，但种间、种内的差异均未达到显著性水平;低氧处理与物种之间无交互作用(图5.20 B)。
图5.20 棕色田鼠(
)和昆明小鼠(□)在10.0%慢性低氧条件下皮质醇(A)和雌二醇(B)的变化
5.1.2.9 对肺重量和肺气血屏障的影响
(1)对肺重量的影响 慢性低氧对棕色田鼠和昆明小鼠的影响作用如图5.21所示。双因素方差分析结果表明，低氧处理和低氧与物种间无交互作用;棕色田鼠和昆明小鼠的肺重量有极显著性差异。T－检验结果表明，在常氧状态下，棕色田鼠的肺重量极显著地低于昆明小鼠;低氧处理后棕色田鼠的肺重量略有增长，而昆明小鼠的肺重量则有所减小，但这一差异在两种鼠均达显著性水平(图5.21)。
图5.21 棕色田鼠(
)和昆明小鼠(□)在10.0%慢性低氧条件下肺体重比的变化
(2)对肺气血屏障的影响 慢性低氧对棕色田鼠和昆明小鼠的肺气血屏障厚度产生不同的影响(图5.22)。双因素方差分析结果表明，低氧与物种有显著的交互作用;低氧处理对肺气血屏障的厚度有极显著影响。棕色田鼠和昆明小鼠低氧前后的肺气血屏障厚度(图5.22)，在常氧条件下，棕色田鼠的肺气血屏障厚度显著小于昆明小鼠，而低氧处理后则极显著大于昆明小鼠;低氧处理后，棕色田鼠的肺气血屏障变化极微弱，而昆明小鼠的则极显著减小(图5.22)。
图5.22 棕色田鼠(
)和昆明小鼠(□)在10.0%慢性低氧条件下肺气血屏障厚度的变化
低氧适应是指机体在低氧环境中通过自身的调节作用，产生一系列代偿性生理改变，使得各系统功能恢复稳定，最终达到新的内外环境平衡的过程。一般而言，不同程度的持续性低氧对机体总会有不同程度的伤害，但合理的间歇性低氧则对机体有一定程度的保护作用，是促使机体产生低氧适应的过程。慢性间歇性常压低氧刺激可以提高机体对低氧的耐受性，对心肌、神经、肝脏等器官具有显著保护作用，对机体的免疫作用也有一定影响。慢性间歇性低氧对冠心病和高血压等疾病都有一定程度的治疗作用，对机体免疫系统疾病如哮喘和皮炎等也有治疗作用，在临床治疗上有非常广泛的应用前景。同时，慢性间歇性低氧对机体的健康有益，可增加抗氧化酶活性，降低运动心率，增加心脏效率，提高机体对外界环境的应激能力，以避免应激性损伤的再次发生。
低氧适应主要是通过对机体红细胞的生成，血管生成及生长、糖代谢和应激反应等生理功能的调节，提高机体的氧摄取和氧利用能力，在生理学上的表现主要为心血管功能的增强、组织氧利用效能的强化和血液系统携氧能力的提高等主要特征，其生物学适应是长期低氧适应进化的结果。地下鼠长期生活在地下低氧环境中，已经进化形成了一系列与低氧适应相关的结构和功能机制。对中东地区营地下生活的鼹形鼠的系统研究发现，其低氧适应策略主要包括:①低氧条件下，提高心肌的最大耗氧量;②提高线粒体密度和血管密度，减小氧气的有效扩散距离;③增加肺的扩散能力，保持血氧含量;④肌红蛋白等分子含量多，增加氧气的扩散;⑤血液特征有利于氧气的运输，通过增加红细胞数量，减小红细胞平均体积，改变2，3－二磷酸甘油酸和血红蛋白的比率。但不同物种之间对低氧的反应又有差异。棕色田鼠在血液系统、血管密度、应激系统等方面都具有较强的低氧应答能力，这也是其对低氧环境长期适应的结果。
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