高住低練對大鼠肝細(xì)胞凋亡調(diào)控因子及細(xì)胞增殖的影響.pdf

1、低氧、運(yùn)動(dòng)及低氧訓(xùn)練的缺氧狀態(tài)與體細(xì)胞凋亡存在著直接或者間接的聯(lián)系。體細(xì)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(xì)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(shí)間不同、刺激方式不同等對機(jī)體細(xì)胞凋亡及細(xì)胞增殖的影響不同。本研究試圖探討關(guān)于不同持續(xù)時(shí)間低氧暴露后運(yùn)動(dòng)(高住低練)肝細(xì)胞凋亡和增殖之間關(guān)系、HIE-1α和凋亡相關(guān)基因之間關(guān)系、凋亡調(diào)控因子情況的研究，為低氧訓(xùn)練在運(yùn)動(dòng)實(shí)踐中的科學(xué)應(yīng)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(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物中心，許可證號：湘scxk 2003-003)。按體重隨機(jī)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(yùn)動(dòng)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(xùn)練，不進(jìn)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(dāng)于海拔4000m)，

3、每周5天，共4周；常氧運(yùn)動(dòng)組和兩高住低練組每天均以25m/min的速度訓(xùn)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(jìn)行HE常規(guī)染色和TUNEL法在光鏡下觀察細(xì)胞形態(tài)和凋亡細(xì)胞核的定位，采用免疫組織化學(xué)方法觀察HIF-1α、bax、bcl-2和PCNA蛋白表達(dá)，采用計(jì)算機(jī)顯微圖像分析系統(tǒng)進(jìn)行凋亡細(xì)胞、HIE-1α、bax、bcl-2和PCNA定

4、位及陽性表達(dá)定量分析。 研究結(jié)果： (1) 實(shí)驗(yàn)過程中，隨著時(shí)間的延長各組大鼠體重呈現(xiàn)增長趨勢，顯示不同實(shí)驗(yàn)期之間體重存在顯著性差異(p＜0.05)，但不同實(shí)驗(yàn)期各實(shí)驗(yàn)組組間差別不大； (2) 單純低氧暴露時(shí)，白細(xì)胞數(shù)(WBC)隨著低氧暴露時(shí)間的延長呈現(xiàn)下降；常氧運(yùn)動(dòng)組WBC比正常對照組顯著升高(p＜0.01)；與常氧運(yùn)動(dòng)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(xì)胞數(shù)

5、(Lymph)、中間細(xì)胞數(shù)(Mid)和中性粒細(xì)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(xì)胞可見紅染的凋亡細(xì)胞；高住低練組大鼠的肝細(xì)胞結(jié)構(gòu)可見細(xì)胞腫脹、間隙明顯增大，凋亡細(xì)胞核明顯增多； (4) 與正常對照組相比實(shí)驗(yàn)各組細(xì)胞凋亡指數(shù)著性升高(p<0.01)，高住低練組的凋亡發(fā)生率及凋亡指數(shù)顯著高于低氧暴露組和常氧運(yùn)動(dòng)組(p<0.01)，但低氧暴露時(shí)間的長短對肝細(xì)胞凋亡的影響無顯著性差異；

6、 (5) 與正常對照組相比實(shí)驗(yàn)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(shí)間的延長呈現(xiàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)間的延長，肝組織線粒體Ca2+也顯著降低并顯著低于常氧運(yùn)動(dòng)組(p<0.01)；

7、 (7) 不論是單純低氧暴露、常氧訓(xùn)練或者高住低練都能促進(jìn)bax蛋白表達(dá)增加(p<0.05)；8h低氧暴露組bax蛋白表達(dá)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(yùn)動(dòng)組相比增加(p<0.05)，隨著低氧暴露時(shí)間的延長，呈增長趨勢；肝細(xì)胞凋亡與bax呈正相關(guān)(r=0.693，P<0.01)； (8) 與正常對照組相比實(shí)驗(yàn)各組的bcl-2蛋白表達(dá)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(dá)顯著高于正常對照組，隨著低氧暴露時(shí)間的延長蛋白表達(dá)顯著下降(p<0.05)；高住低練組bcl-2蛋白表達(dá)隨著低氧暴露時(shí)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)

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

10、關(guān)(r=0.341)； (11) 單純低氧暴露組隨著低氧時(shí)間的延長，細(xì)胞增殖指數(shù)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(xì)胞增殖指數(shù)顯著低于低氧8h組(p<0.01)；與正常對照組相比，訓(xùn)練各實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞增殖指數(shù)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(xì)胞增殖指數(shù)明顯增加(p<0.01)；肝細(xì)胞凋亡與PCNA呈正相關(guān)(r=0.436)。

11、 結(jié)論： (1) 常氧運(yùn)動(dòng)，氧含量為12.6％(相當(dāng)于海拔高度4000m)的單純低氧暴露和高住低練均能誘導(dǎo)肝細(xì)胞凋亡，其中高住低練過程中負(fù)荷性缺氧與低氧性缺氧兩者具有協(xié)同效應(yīng)，高住低練對肝細(xì)胞凋亡的影響比單純低氧暴露和常氧運(yùn)動(dòng)中大，12h持續(xù)時(shí)間低氧暴露或高住低練對肝細(xì)胞凋亡的影響比8h明顯； (2)高住低練過程中的低氧應(yīng)激和(或)運(yùn)動(dòng)刺激過大并持續(xù)發(fā)生時(shí)，使機(jī)體適應(yīng)能力下降，使HGB和RBC下降、白細(xì)胞數(shù)下降、胞漿

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