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题目:甘肃鼢鼠与高原鼢鼠低氧适应血液学特征分析

关键词:低氧,甘肃鼢鼠,高原鼢鼠,血气,血红蛋白,氧亲和力,酸碱特性,电解质,分子量

  摘要


  甘肃鼢鼠(Myospalax cansus)和高原鼢鼠(Myospalax baileyi) 属啮齿目仓鼠科鼢鼠亚科,为我国特有地下鼠,是研究低氧适应生理机制的理想动物。
1、为探讨甘肃鼢鼠血气特征、酸碱特性及电解质特性的低氧适应,分别测定10.5%氧浓度下适应7d、14d、21d、28d甘肃鼢鼠血气、酸碱及电解质指标并与SD大鼠对比。
结果显示,与常氧组相比,甘肃鼢鼠各低氧组氧分压PO2、动静脉氧分压差PaO2-PvO2、静脉血氧饱和度SvO2、氧利用率均无显著性差异(P>0.05),动脉血氧饱和度SaO2显著升高(P<0.05)。SD大鼠各低氧组静脉血氧分压PvO2、静脉血氧饱和度SvO2、氧利用率无显著性变化(P>0.05),动脉血氧分压PaO2和动静脉血氧分压差PaO2-PvO2极显著降低 (P<0.01),动脉血氧饱和度SaO2显著显著降低(P<0.05)。常氧下,甘肃鼢鼠静脉血氧分压PvO2、静脉血氧饱和度SvO2极显著低于SD大鼠(P<0.01),氧利用率极显著高于SD大鼠(P<0.01)。各低氧组甘肃鼢鼠静脉血氧分压PvO2、静脉血氧饱和度SvO2极显著低于SD大鼠(P<0.01),动静脉血氧分压差PaO2-PvO2和氧利用率极显著高于SD大鼠(P<0.01);低氧14d、21d、28d组动脉血氧分压PaO2极显著高于SD大鼠(P<0.01);低氧28d组动脉血氧饱和度动脉血氧饱和度SaO2极显著高于SD大鼠(P<0.01)。说明甘肃鼢鼠摄取和利用氧能力较强,低氧适应过程中机体能获得充足的氧,而SD大鼠无法摄取足够氧,机体一直处于缺氧状态。
不同时程低氧后,甘肃鼢鼠和SD大鼠血液中血红蛋白浓度Hb、红细胞压积Hct呈上升趋势并趋于相对稳定,各低氧组Hb、Hct均显著升高(P<0.05)。常氧下,甘肃鼢鼠Hb与SD大鼠均无显著性差异(P>0.05),Hct极显著低于SD大鼠(P<0.01);低氧后,甘肃鼢鼠Hb、Hct增加的幅度不如SD大鼠,各低氧组Hb、Hct均显著(P<0.05)低于SD大鼠。说明甘肃鼢鼠能通过提高Hb来获取更多氧气,同时可能避免血液过于粘稠;提高血液中Hb为SD大鼠对抗低氧环境的主要途径之一,但无法避免血液过于黏稠。
与常氧组相比,甘肃鼢鼠低氧21d组动脉血二氧化碳分压PaCO2显著降低(0.01,低氧28d组PaCO2极显著降低(P<0.01)。低氧适应后期,SD大鼠血液酸碱指标均出现变化,动脉血pHa、动静脉血pH差值(pHa-pHv)、动静脉血二氧化碳分压差PvCO2-PaCO2显著升高(0.01,动脉血二氧化碳分压PaCO2、碳酸氢根浓度HCO3-、二氧化碳总量TCO2、剩余碱BE显著降低(P<0.05)。常氧下,甘肃鼢鼠静脉血碳酸氢根离子浓度差值HCO3-v-HCO3-a、二氧化碳总量差值TCO2v-TCO2a显著高于SD大鼠(0.01, pHa、pHa-pHv、PvCO2-PaCO2极显著高于SD大鼠(P<0.01),PCO2a极显著低于SD大鼠(P<0.01)。低氧后,低氧14d组甘肃鼢鼠pHv显著低于SD大鼠(0.01;各低氧组pHa、pHa-pHv、PvCO2-PaCO2、HCO3-v、HCO3-v-HCO3-a、静脉血二氧化碳总量TCO2v、TCO2v- TCO2a、静脉血剩余碱BEv显著高于SD大鼠(P<0.05),PaCO2极显著低于SD大鼠(P<0.01);低氧7d、21d、28d组HCO3-、动脉血二氧化碳总量TCO2a显著低于SD大鼠(P<0.05)。说明甘肃鼢鼠对酸碱变化具有较强的耐受能力,在低氧过程中能维持血液酸碱平衡;低氧对SD大鼠酸碱指标影响较大,酸碱平衡可能被破坏。
常氧组相比,各低氧组甘肃鼢鼠钠离子浓度Na+、钾离子浓度K+、游离钙离子浓度iCa2+、动静脉血钠离子浓度差值Na+v-Na+a、动静脉血钾离子浓度差值K+v-K+a、动静脉血游离钙离子浓度差值iCa2+v-iCa2+a无显著性变化(P>0.05)。低氧28d组静脉血钠离子浓度Na+v、动脉血钠离子浓度Na+a、动脉血钙离子浓度iCa2+a显著降低(0.01,iCa2+v-iCa2+显著升高(0.01。常氧条件下,甘肃鼢鼠K+v-K+a、iCa2+a显著高于SD大鼠(001,iCa2+v极显著高于SD大鼠(P<0.01);低氧后,各低氧组甘肃鼢鼠iCa2+v、iCa2+a极显著高于SD大鼠(P<0.01),低氧7d组和28d组甘肃鼢鼠K+v-K+a显著高于SD大鼠(001;低氧14d、21d甘肃鼢鼠iCa2+v-iCa2+a显著高于SD大鼠(P<0.05)。说明低氧过程中,甘肃鼢鼠机体电解质水平正常、未发生酸碱失衡,低氧对SD大鼠电解质指标影响较大,酸碱平衡可能被破坏。
2、为进一步了解甘肃鼢鼠含量最高的血红蛋白慢带的特征,对其进行分子量测定。实验结果显示,SD大鼠血红蛋白蛋白具有5种类型,甘肃鼢鼠血红蛋白具有4种亚型,其中电泳迁移率最慢的血红蛋白条带非常明显、分子量为57.31kD,说明常年洞道低氧生活,使甘肃鼢鼠血红蛋白类型和结构发生适应性的变化。因57.31kD蛋白慢带含量非常高且与红细胞56 kD的硒结合蛋白分子量非常接近,推测可能含有部分红细胞56 kD硒结合蛋白。
3、为了探讨不同海拔对高原鼢鼠血气特性的影响,将高海拔环境的高原鼢鼠转移至低海拔环境中饲养,测定其血气指标并与其在高海拔环境下的血气指标进行对比。结果显示,与高海拔高原鼢鼠相比,低海拔高原鼢鼠pH、pHa-pHv、PaCO2-PvCO2无明显变化,PaO2、PvO2、PaO2-PvO2、SvO2较高,SaO2略有升高,PaCO2、PvCO2、SaO2-SvO2较低。说明,低海拔环境中相对高浓度的O2和低浓度的CO2对高原鼢鼠血液PO2、PCO2、SvO2的影响较高,对pH、SaO2影响不大。
4、为了探讨常氧对低氧动物血气特征、酸碱特性及电解质特性的影响以及不同物种间的差异,测定常氧适应4w的高原鼢鼠、甘肃鼢鼠与SD大鼠血气、酸碱及电解质指标并进行比较。结果显示,常氧适应后,甘肃鼢鼠与高原鼢鼠PvO2、PaO2、PaO2-PvO2、SvO2、SaO2、氧利用率均无显著性差异(P>0.05),二者PvO2、SvO2极显著低于SD大鼠(P<0.01),氧利用率极显著高于SD大鼠(P<0.01)。高原鼢鼠与甘肃鼢鼠Hba、Hbv、Hcta、Hctv无显著性差异(P>0.05),但Hcta、Hctv极显著低于SD大鼠(P<0.01)。高原鼢鼠和甘肃鼢鼠血液酸碱特征不同于SD大鼠,但两种地下鼠的酸碱特征趋于一致性,均表现为pHa-pHv、HCO3-v-HCO3-a、TCO2v-TCO2a、PvCO2-PaCO2显著高于SD大鼠(P<0.05),PaCO2极显著低于SD大鼠(P<0.01)。高原鼢鼠和甘肃鼢鼠血浆Na+、K+、iCa2+、Na+v-Na+a、K+v-K+a、iCa2+v-iCa2+a无显著性差异(P>0.05);高原鼢鼠K+a显著低于SD大鼠(0.05,K+v-K+a显著高于SD大鼠(0.05;甘肃鼢鼠K+v-K+a、iCa2+a和iCa2+v显著高于SD大鼠(0.01。
说明,常氧下高原鼢鼠和甘肃鼢鼠血气、酸碱及电解质特征趋于一致且区别与SD大鼠,甘肃鼢鼠和高原鼢鼠血红蛋白维持较高释放氧能力,低Hct利于降低血液粘度、减小血液循环阻力、减轻心脏负担、提高血液运输氧的能力,血液仍维持对酸碱变化的高耐受力。
    综上所述,甘肃鼢鼠部分血液学特征不同于SD大鼠,甘肃鼢鼠血红蛋白类型和结构已发生适应性变化,低氧下甘肃鼢鼠血液能通过提高Hb来获取更多氧,同时可能避免血液过于粘稠,具有较高血氧亲和力和良好的维持酸碱平衡及电解质平衡能力。另外,低海拔环境中相对高浓度的O2和低浓度的CO2对高原鼢鼠血液PO2、PCO2、SvO2的影响较高,对pH、SaO2影响不大。常氧下高原鼢鼠和甘肃鼢鼠血气、酸碱及电解质特征趋于一致但不同于SD大鼠。