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为了探讨间歇低氧训练对大鼠氧化应激及其低氧适应的机制，本文从细胞水平、分子水平以及基因水平进行实验研究。 实验中选用鼠龄为8wk的纯系SD雄性大鼠120只，随机分成三大组：常氧组(N)、急性低氧组(AH)和慢性间歇低氧组(IH)。其中N又分为：常氧安静组(NC)和常氧训练组(NT)；AH又分为：急性低氧安静组(AHC)、急性低氧运动组(AHE)和急性低氧训练组(AHT)；IH又分为：间歇低氧安静组(IHC)和间歇低氧训练组(IHT)。本实验采用美国Hypoxico公司制造的常压-低氧舱，以氧分压为14.5％(相当于模拟海拔3000m高度)和12.6％(相当于模拟海拔4000m高度)的两种低氧条件，因此，三大组共设计12小组进行实验，每小组大鼠10只。NT和AHT大鼠每天在坡度为0的动物跑台上以25m／min的速度跑步训练1h、5d／wk，共4wk。IH大鼠每天进低氧舱低氧应激12h，共4wk，其中IHT大鼠除每天进舱低氧应激12h外，还在舱外以25m／min的速度跑步训练1h、5d／wk。大鼠处死前，AH和IH大鼠于低氧舱作12h的一次性低氧应激(其中AHE大鼠在处死前一天进行1h、25m／min的跑步运动)。 采用透射电镜技术从细胞核、线粒体、肌原纤维、心肌闰盘(心肌细胞之间的连接)和毛细血管等五个方面观察大鼠心肌细胞超微结构在低氧适应过程中的变化。结果表明，急性低氧(AH)应激后大鼠心肌细胞超微结构受到损伤，再加急性运动(AHE)其损伤更严重。在常氧环境下进行4wk运动训练后再到低氧环境(AHT)，发现大鼠心肌损伤程度较未训练组(AH和AHE)减轻。同时观察到大鼠在海拔4000m低氧环境中心肌损伤较3000m严重，4000mAHE心肌损伤最严重，其细胞核有固缩现象，线粒体嵴断裂消失，出现大片空白区，肌原纤维断裂，毛细血管及小血管结构有明显损伤，间质毛细血管内皮细胞肿胀严重，心肌细胞闰盘损伤也较严重。经过慢性间歇低氧和运动训练适应4wk后，3000m组大鼠心肌超微结构损伤基本恢复，而且毛细血管有改善现象，表现为内皮细胞内小泡有所增加，细胞器(粗面内质网)清晰可见，说明氧运输能力加强，物质华东师范大学博士学位论文中文摘要交换加快。而4000m组，肿胀破损及大量空泡等现象仍未恢复到常氧组水平，提示此时心脏功能有失代偿现象。尽管400Om组(IH)4wk后仍未恢复到正常，但与急性组(AH)比较，心肌损伤程度己减轻，表明海拔400Om间歇低氧训练 (IHT)4wk后心肌产生部分代偿适应。以上研究结果表明:l)急性低氧可造成心肌超微结构的损伤;急性运动后进入急性低氧应激，导致心肌损伤加重，其原因是运动缺氧损伤和低氧损伤双重作用的结果。海拔4000m缺氧损伤较3000m严重，可见低氧造成心肌超微结构的损伤与低氧应激的程度有关，氧分压越低，损伤的程度越重。2)经过4wk的运动训练后再进行急性低氧应激，心肌的损伤减轻。提示长期参加运动训练可减轻低氧环境心肌的损伤。3)间歇低氧适应后能够减轻因低氧引起的心肌线粒体肿胀、线粒体峭断裂、消失，能维持线粒体等超微结构和形态的正常，海拔3000m组较4000m组有明显改善。4)经过4wk海拔3000m的间歇低氧适应后，心肌超微结构的损伤能恢复至正常，加上运动训练的适应，心肌有改善现象，提示心肌功能可能增强，进一步表明，海拔3000m的低氧应激所导致心肌超微结构的损伤是可逆性的;而海拔4000m的缺氧加运动负荷的刺激，由于缺氧程度严重，心肌只有部分代偿，部分失代偿，提示可能产生不可逆性损伤，其恢复情况值得更长时间观察。5)适宜的间歇低氧(3000m)与运动训练适应导致线粒体晴致密，基质电子密度增高，毛细血管小泡增加，提示氧运输能力加强，线粒体氧化磷酸化能力增强，合成ATP的能力提高。 从以上心肌细胞形态学研究发现，急性低氧应激后线粒体结构受到损伤，而慢性间歇低氧应激后则表现为代偿(300Om)或部分代偿(400Om)。为了解线粒体功能代谢的变化，实验采用荧光(Fura一2钙荧光染料)技术和生物发光技术分别测定心肌、肝脏和骨骼肌线粒体CaZ斗浓度和心肌线粒体ATP含量，并用分光光度法测定心肌线粒体ATP酶活性。结果表明:急性低氧应激后线粒体游离C扩十浓度、ATP含量和ATP酶活性下降，经过4wk的3000m间歇低氧适应后以上指标呈上升趋势，与运动训练相结合(IHT)其上升更明显，而4000m组则呈下降趋势。为进一步了解低氧时的物质能量代谢，对血乳酸和血糖进行了测定。结果表明:急性低氧应激后血乳酸明显上升，经过间歇低氧训练适应后再进行急性低氧应激，血乳酸上升程度减低，提示依赖糖酵解产能降低，能量代谢产生了适应。实验结果说明氧分压越低，线粒体钙离子转运功能下降和能量代谢障碍越明显;间歇性低氧训练能提高线粒体钙离子转运功能，并使能量代谢得到改善。低氧的适应性表现在利用氧和运输氧的能力提高。本实验采用EUSA技术定量测定了血清促红细胞生成素(Epo)和自动生化分析技术定量测定血红蛋白(Hb)，并直接在显微镜下做红细胞计数。结果表明，300Om间歇低氧训练适应后RBC华东师范大学博士学位论文中文摘要计数、EPO和Hb上升，提示间歇低氧训练后氧运输能力、肌肉利用氧的