高住低練對大鼠肝細胞凋亡調控因子及細胞增殖的影響.pdf

1、低氧、運動及低氧訓練的缺氧狀態(tài)與體細胞凋亡存在著直接或者間接的聯系。體細胞的發(fā)生、增殖、分化和死亡的過程是密不可分的。增殖和凋亡的相互平衡才能使細胞和組織保持穩(wěn)定。低氧程度不同或氧分壓不同(海拔高度)、低氧時間不同、刺激方式不同等對機體細胞凋亡及細胞增殖的影響不同。本研究試圖探討關于不同持續(xù)時間低氧暴露后運動(高住低練)肝細胞凋亡和增殖之間關系、HIE-1α和凋亡相關基因之間關系、凋亡調控因子情況的研究，為低氧訓練在運動實踐中的科學應用

2、提供研究資料。 研究方法：健康成年雄性SD大鼠60只(購自湖南農業(yè)大學動物中心，許可證號：湘scxk 2003-003)。按體重隨機分6組：正常對照組(n=10)、8h低氧暴露組(n=10)、12h低氧暴露組(n=10)、常氧運動組(n=10)、8h高住低練組(n=10)和12h高住低練組(n=10)。正常對照組不訓練，不進行低氧暴露；兩低氧暴露組和兩高住低練組每天低氧暴露8h和12h(氧濃度12.6％，相當于海拔4000m)，

3、每周5天，共4周；常氧運動組和兩高住低練組每天均以25m/min的速度訓練1h，每周5天，共4周。處死后取血檢測血常規(guī)；取新鮮肝組織檢測肝糖原含量和制備肝組織勻漿液檢測線粒體鈣離子濃度；取新鮮肝組織制備石蠟切片進行HE常規(guī)染色和TUNEL法在光鏡下觀察細胞形態(tài)和凋亡細胞核的定位，采用免疫組織化學方法觀察HIF-1α、bax、bcl-2和PCNA蛋白表達，采用計算機顯微圖像分析系統(tǒng)進行凋亡細胞、HIE-1α、bax、bcl-2和PCNA定

4、位及陽性表達定量分析。 研究結果： (1) 實驗過程中，隨著時間的延長各組大鼠體重呈現增長趨勢，顯示不同實驗期之間體重存在顯著性差異(p＜0.05)，但不同實驗期各實驗組組間差別不大； (2) 單純低氧暴露時，白細胞數(WBC)隨著低氧暴露時間的延長呈現下降；常氧運動組WBC比正常對照組顯著升高(p＜0.01)；與常氧運動組相比，高住低練組WBC顯著下降(p＜0.05)，8h與12h高住低練組差別不大。淋巴細胞數

5、(Lymph)、中間細胞數(Mid)和中性粒細胞(Gran)的變化情況相似； (3) HE染色顯示低氧暴露組的大鼠肝細胞可見紅染的凋亡細胞；高住低練組大鼠的肝細胞結構可見細胞腫脹、間隙明顯增大，凋亡細胞核明顯增多； (4) 與正常對照組相比實驗各組細胞凋亡指數著性升高(p<0.01)，高住低練組的凋亡發(fā)生率及凋亡指數顯著高于低氧暴露組和常氧運動組(p<0.01)，但低氧暴露時間的長短對肝細胞凋亡的影響無顯著性差異；

6、 (5) 與正常對照組相比實驗各組的肝糖原含量變化都有顯著性差異(p<0.05)；高住低練組的肝糖原含量隨著低氧暴露時間的延長呈現下降，12h高住低練組的顯著低于正常對照組(p<0.01)，也顯著低于8h高住低練組(p<0.05)； (6) 與正常對照組相比實驗各組的肝組織線粒體Ca2+含量都有顯著性差異(p<0.05)；高住低練組隨著低氧暴露時間的延長，肝組織線粒體Ca2+也顯著降低并顯著低于常氧運動組(p<0.01)；

7、 (7) 不論是單純低氧暴露、常氧訓練或者高住低練都能促進bax蛋白表達增加(p<0.05)；8h低氧暴露組bax蛋白表達只稍低于低氧12h的水平；高住低練組的bax蛋白含量與單純低氧組和常氧運動組相比增加(p<0.05)，隨著低氧暴露時間的延長，呈增長趨勢；肝細胞凋亡與bax呈正相關(r=0.693，P<0.01)； (8) 與正常對照組相比實驗各組的bcl-2蛋白表達增加，都有顯著性意義(p<0.05)；單純低氧暴露組b

8、cl-2蛋白表達顯著高于正常對照組，隨著低氧暴露時間的延長蛋白表達顯著下降(p<0.05)；高住低練組bcl-2蛋白表達隨著低氧暴露時間的延長而下降，仍明顯高于正常對照組(p<0.05)； (9) 肝組織bax/bcl-2值顯示，正常對照組與12h低氧暴露組和12h高住低練組相比具有顯著性意義(p<0.05)；常氧運動組與8h和12高住低練組相比具有非常顯著性意義(p<0.01)； (10) 不論是單純低氧暴露、常氧運動

9、或者高住低練都能促進HIF-1α蛋白表達增加(p<0.05)；12h比8h低氧暴露組HIF-1α蛋白表達稍有增高(P>0.05)；高住低練組的HIF-1α蛋白表達比單純低氧暴露組明顯增高(p<0.05)，與常氧運動組比高住低練組HIF-1α蛋白表達增高更加顯著(p<0.01)；肝細胞凋亡與HIF-1α呈正相關(r=0.770，p<0.01)；HIF-1α與bax呈高度正相關(r=0.958，p<0.01)，HIF-1α與bcl-2呈正相

10、關(r=0.341)； (11) 單純低氧暴露組隨著低氧時間的延長，細胞增殖指數逐漸下降；與正常對照組相比具有非常顯著性差異(p<0.01)，12h低氧暴露組細胞增殖指數顯著低于低氧8h組(p<0.01)；與正常對照組相比，訓練各實驗組細胞增殖指數均有所增加，其中12h高住低練組增加最明顯(p<0.01)；與單純低氧暴露組相比，高住低練組的細胞增殖指數明顯增加(p<0.01)；肝細胞凋亡與PCNA呈正相關(r=0.436)。

11、 結論： (1) 常氧運動，氧含量為12.6％(相當于海拔高度4000m)的單純低氧暴露和高住低練均能誘導肝細胞凋亡，其中高住低練過程中負荷性缺氧與低氧性缺氧兩者具有協(xié)同效應，高住低練對肝細胞凋亡的影響比單純低氧暴露和常氧運動中大，12h持續(xù)時間低氧暴露或高住低練對肝細胞凋亡的影響比8h明顯； (2)高住低練過程中的低氧應激和(或)運動刺激過大并持續(xù)發(fā)生時，使機體適應能力下降，使HGB和RBC下降、白細胞數下降、胞漿

12、Ca2+超載、肝糖原含量下降、bax/bcl-2升高和可導致激活凋亡級聯誘導肝細胞凋亡等； (3) bax、bcl-2與HIF-1α基因參與調控肝細胞的凋亡；HIE-1α與肝細胞凋亡呈正相關，HIF-1α可能調控bax和bcl-2，并與bax呈高度正相關，調控bax高表達而促進肝細胞凋亡； (4) 肝糖原和線粒體Ca2+參與調節(jié)肝細胞凋亡； (5) 白細胞可能參與致肝臟微循環(huán)形成血栓而導致肝細胞凋亡； (