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目的:大量研究表明,慢性间歇性低压低氧(CIHH)对成年大鼠具有明显的心脏保护作用,显著提高心肌抗缺血/再灌注或缺氧/复氧损伤能力,减轻缺血/再灌注后心脏舒缩功能的降低,预防缺血/再灌注心律失常的发生。幼年动物心脏与成年动物心脏在形态、功能等多方面存在差异,而有关CIHH对发育心脏作用的研究甚少。亦未见有关CIHH对发育大鼠心脏热休克蛋白表达的研究报道。本研究旨在应用功能学及分子生物学方法探讨CIHH对发育大鼠心脏的保护作用,及其热休克蛋白机制。
方法:60只新生雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠,随机分为六组:CIHH处理28天组(CIHH28)、CIHH处理42天组(CIHH42)和CIHH处理56天组(CIHH56)、28天对照组(Con28)、42天对照组(Con42)和56天对照组(Con56)。CIHH动物(连同母鼠)置于低压氧舱,分别接受28、42、56天相当于3000米海拔(PB=525mmHg,PO2=108.8mmHg)低压低氧处理(5hrs/day)。对照组动物除不给予慢性低氧外其余处理同CIHH动物。应用导管法描记动脉血压(BP)、心率(HR)、左室收缩压(LVSP)、左室舒张末压(LVEDP),左室压力最大变化速率(±LVdp/dtmax),并观察急性低氧/复氧对其影响。应用半定量RT-PCR和Western-blotting技术检测各组动物心肌热休克蛋白27(HSP27)、热休克蛋白70(HSP70)和热休克蛋白90(HSP90) mRNA及蛋白的表达。
结果:1、常氧状态下,Con各组动物间左心室功能无明显差异(P>0.05);Con28大鼠HR明显快于Con42和Con56大鼠的(P<0.05)。CIHH28组动物LVSP和+LVdp/dtmax明显高于CIHH42和 CIHH56组动物(P<0.05)。CIHH28组动物LVSP亦明显高于Con28动物(P<0.05)。急性低氧/复氧导致大鼠心功能损伤,表现为BP、HR、LVSP和±LVdp/dtmax降低、LVEDP升高(P<0.05),但CIHH大鼠各心功能参数变化明显小于对照动物(P<0.05)。CIHH动物相比较,CIHH28动物抗心肌急性低氧/复氧损伤作用明显好于CIHH42和CIHH56动物(P<0.05)。
2、常氧状态下,各组动物HSP mRNA表达无明显差异(P>0.05)。急性低氧/复氧状态下,Con动物HSP90mRNA表达均明显增加(P<0.05); CIHH动物HSP27 mRNA、HSP70 mRNA和HSP90 mRNA表达均明显增加(P<0.05),而CIHH28动物HSP70 mRNA和HSP90mRNA表现尤为突出(P<0.05)。与Con动物相比较,CIHH动物HSPs mRNA表达明显增加(P<0.05)。
3、常氧状态下,28天Con组动物HSP27蛋白表达明显高于相应的42天和56天Con组(P<0.01); CIHH能增强大鼠HSP27、HSP70和HSP90蛋白基础表达(P<0.05-0.01),且CIHH28大鼠三种HSPs表达明显高于CIHH42和CIHH56大鼠。急性低氧/复氧导致所有动物HSP27、HSP70蛋白表达增加(P<0.05),而CIHH动物HSPs蛋白表达明显大于Con动物(P<0.05),CIHH28动物HSPs表达最为显著。
结论:慢性间歇性低压低氧可通过增加心肌热休克蛋白mRNA及其蛋白表达,增强发育大鼠心脏抗急性低氧/复氧损伤能力。