目的：间歇性低氧适应(intermittent hypoxia adaptation,IHA)能显著提高心肌抗缺血/缺氧的能力，表现为显著减轻缺血/复灌对心脏舒缩功能的抑制，减少缺血/复灌后心律失常的发生，缩小心肌梗死面积等。近年来发现，间歇性低氧可以显著地减轻心肌缺血/复灌所致的胞浆静息钙([Ca2+]i)的超载。间歇性低氧的心肌保护作用伴随着某些PKC(Protein kinase C)亚型活性的提高。这些提示间歇性低氧对心肌细胞内钙稳态的调控及信号通路可能和其保护效应密切相关，其中，PKC作为细胞内重要的信号分子有可能参与了间歇性低氧的保护作用。心肌α1-肾上腺素受体(adrenergic receptor,AR)作为PKC的上游介导了与心肌钙信号和收缩调控有关的多种细胞内反应，在缺血/复灌时其信号通路发生了显著的变化。有研究证明α1-AR可能参与了心脏对抗缺血/复灌心肌损伤的作用，但是到目前为止对此还存在争议，特别是对其亚型的作用以及其对心肌细胞钙稳态的保护作用一直都没有定论，其是否通过PKC通路介导心肌保护目前也不是非常清楚。有研究认为间歇性低氧可以维持缺血/复灌时心肌细胞线粒体的功能，从而有利于维持心肌细胞内ATP的水平。而心肌细胞的胞膜、肌浆网(sarcoplasmic reticulum，SR)以及线粒体的钙离子调控通道等，它们的功能都需要ATP的参与，而在心肌缺血/复灌时它们都发生了不同程度的损伤。我们实验室以往发现间歇性低氧可以显著保护缺血/复灌对SR钙泵(SERCA2)调控蛋白phospholamban磷酸化水平的影响。因此，我们推测间歇性低氧可能正是通过保护这些重要的信号通路以及钙离子调控靶点的功能来实现其保护效应。为验证这一假说，本工作将从离体心脏、心肌细胞到分子水平研究α1-AR、其介导的信号通路以及细胞膜、肌浆网和线粒体与钙离子调控相关的分子靶点在间歇性低氧心肌保护作用中的作用及其机制。　　 方法：雄性SD大鼠随机分为常氧组(normoxia)和间歇性低氧组，间歇性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，对照组和间歇性低氧组大鼠利用Langendorff灌流复制心肌缺血(30分钟)/再灌注(30分钟)损伤模型，观察记录心功能指标的变化；利用放射性同位素配体结合实验来检测α1-AR及其亚型在正常灌流和缺血/复灌时的分布变化。利用成体大鼠急性分离的心肌细胞，分别对两组大鼠心肌细胞进行模拟缺血(20分钟)/复灌(30分钟)的损伤。在此过程中，分别加入针对其钙信号通路的激动剂或抑制剂，并同步检测其细胞收缩和钙瞬变，观察其对细胞功能的影响。同时收集各组的心肌细胞，提取蛋白，利用Western Blotting方法检测SR钙离子通道的蛋白ryanodine受体(RyRs)、钙泵和钠钙交换体(sodium calcium exchange，NCX)表达变化及PKC的转位情况，并利用45Ca2+同位素检测SR RyRs和钙泵的活性变化情况。此外，我们还利用全细胞膜片钳技术记录了缺血时大鼠左心室肌细胞的NCX的电流。　　 结果：我们发现，缺血/复灌后心脏的收缩功能明显受到抑制。IHA不影响缺血前的离体心脏收缩能力，但是IHA处理可以较常氧对照组显著改善缺血/复灌后大鼠心肌收缩功能。同时，在缺血前，左心室α1-AR在总体水平上并没有发生显著的变化，但是其α1A-和α1B-AR亚型在细胞膜的分布显著增多，而α1D-亚型显著减少。在缺血和复灌后，胞膜总α1-AR及其三种亚型分布在两组都明显减少，但是IHA组总α1-AR及其三种亚型分布明显高于常氧对照组。在细胞水平的实验中，我们发现，IHA并不影响缺血前的心肌细胞钙瞬变和细胞收缩，但它极大抑制了缺血/复灌导致的胞浆钙超载，并显著的改善了缺血/复灌对心肌细胞钙瞬变和细胞收缩的抑制。与之相应，α1-AR的激动剂phenylephrine同样可以显著抑制缺血/复灌导致的胞浆钙超载。Western blotting的结果显示，IHA可以显著提高大鼠左心室心肌细胞内的PKC-δ和ε亚型的表达，并促进PKC-δ和ε亚型在缺血/复灌时的转位。Phenylephrine同样可以显著促进PKC-δ和ε亚型在缺血/复灌时的转位。利用α1-AR亚型的抑制剂，我们发现α1B-亚型的抑制剂CEC(chlorethylclonidine)可以基本上消除phenylephrine和IHA所引起的对心肌细胞的保护作用，而α1A-AR抑制剂5-MU(5-methyl-urapidil)和BMY7378并不能明显抑制其保护作用。PKC-ε亚型抑制肽段以及线粒体KATP通道的抑制剂5-HD(5-hydroxydecanoate)都可以显著抑制phenylephrine和IHA所引起的对心肌细胞的保护作用。在此基础上，我们对调控心肌细胞内钙稳态的主要通道蛋白进行了检测，结果发现，IHA显著的改善了缺血/复灌对肌浆网钙离子释放通道RyRs和钙泵的蛋白质含量及活性的抑制；此外IHA还可以显著的减少缺血对NCX电流的抑制。　　 结论：上述结果表明，间歇性低氧可有效地对抗缺血/复灌引起心肌细胞钙超载，并减轻其对离体心脏和左心室心肌细胞的收缩抑制。这一保护作用与IHA上调α1B-AR亚型有关，可能通过其信号通路PKC-ε等亚型以及作用靶点线粒体KATP通道，保护了线粒体在缺血/复灌时的功能稳定性，进而减轻缺血/复灌对SR RyRs和SERCA2的含量和功能以及对NCX活性的抑制，协同发挥了对抗钙超载的保护作用，促进缺血后收缩功能的恢复。而其对抗心肌细胞钙超载，维持细胞内钙稳态、保护细胞钙瞬变和细胞收缩的作用可能是IHA抗心肌损伤的重要机制。