背景:医学研究显示海拔3000m以上高原可对人体引发明显的缺氧效应,而缺氧是急性高原病最主要的致病因素之一。氧疗(Oxygen therapy)可直接纠正低血氧浓度,改善组织缺氧状况,消除或减轻因缺氧引起的细胞代谢及功能障碍,其对急性高原病的治疗作用已有研究证实,然而在急性高原缺氧损伤的预防方面,氧疗的作用还不甚明确。随着高原医学的发展及对急性高原病发病机制的深入研究,有学者报道低流量吸入氧气30min,人体血氧饱和度即可达到高峰,可以作为高原预防性吸氧的参考方法;短时间氧疗能减少急性高原病的评分值。而关于氧疗的浓度及时间关系对预防急性高原缺氧损伤的影响未见相关报道。在高原环境中,氧资源有限的情况下,如能找出最佳或较为科学的氧气吸入浓度和时间,即能有效的预防急性高原缺氧损伤,又能节约氧资源,将有很好的现实意义。本课题旨在通过研究找出氧疗最低有效浓度及量效、时效关系,为有效利用氧气资源预防急性高原缺氧损伤提供实验依据。目的:建立急性缺氧兔模型,探讨总量相同浓度不同的氧疗对急性高原缺氧兔的影响,求证低浓度氧疗对急性高原缺氧损伤的预防作用。方法:28只雄性新西兰大白兔随机分为5组,正常对照组(A组),25%浓度氧疗组(B组)吸氧时间10h,30%浓度氧疗组(C组)吸氧时间5h,35%浓度氧疗组(D组)吸氧时间3h,单纯缺氧组(E组)。在模拟海拔4500m高原环境下吸氧,设定各氧疗实验组动物吸氧总量均为600L,吸氧完毕后仍暴露于低压舱内,维持海拔4500m高度直到24h后实验结束处死,正常对照组动物置于低压舱外,可自由进食水。选择吸氧后1,3,5,10,24h5个时相点观察血清生化指标及最终脑组织线粒体功能的变化。黄嘌呤氧化酶法检测血清超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase, SOD)含量;硫代巴比妥酸法检测血清丙二醛(Malondialdehyde, MDA)含量;心肌酶乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)、肌酸激酶同工酶(MB isoenzyme of creatine kinase,CK-MB)含量的测定;脑组织线粒体氧化呼吸功能的测定,包括Ⅲ态呼吸(ST3)、Ⅳ态呼吸(ST4)、呼吸控制率(Respiratory control rate,RCR)、氧化磷酸化效率(Oxidative phosphorylationrate,OPR)。数据以均数加标准差( x±s)表示;统计学处理采用SPSS13.0统计软件包进行双因素方差分析及单因素方差分析,以P<0.05为相差显著,P<0.01为相差非常显著。结果:1.急性高原缺氧大白兔血清超氧化物岐化酶(SOD)、丙二醛(MDA)的改变与正常对照组相比,单纯缺氧组SOD活性下降及MDA含量增加最为显著;三个氧疗组24h后25%浓度氧疗组SOD活性最高、MDA含量最低,30%浓度氧疗组次之,35%浓度氧疗组最差。25%浓度氧疗组SOD活性呈上升趋势,而MDA含量呈下降趋势。2.急性高原缺氧大白兔乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)的改变与正常对照组相比,单纯缺氧组LDH、CK-MB含量显著升高;三个氧疗组LDH、CK-MB含量比单纯缺氧组显著降低,25%与30%浓度氧疗组LDH、CK-MB含量显著低于35%浓度氧疗组,而此两组间相比无统计学差异。3.急性高原缺氧大白兔脑皮质线粒体氧化呼吸功能的改变与单纯缺氧组相比,25%及30%浓度氧疗组ST3、RCR及OPR均显著升高,25%浓度氧疗组ST4显著下降;35%浓度氧疗组ST3、ST4及OPR显著升高,RCR无显著差异。三个氧疗组之间相比ST3、OPR无显著差异。4.急性高原缺氧大白兔脑皮质病理形态学改变正常对照组大白兔脑皮质神经元细胞结构完整,未见明显异常改变。25%浓度氧疗组大白兔脑皮质神经元细胞核周隙部分增宽,线粒体肿胀不明显,粗面内质网有部分不规则扩张。30%浓度氧疗组大白兔脑皮质神经元细胞基质变淡,线粒体轻度基质变淡,嵴间隙增宽,部分粗面内质网脱颗粒。35%浓度氧疗组大白兔脑皮质神经元细胞大部分线粒体出现嵴间隙增宽,基质变淡,少部分嵴断裂。单纯缺氧组大白兔脑皮质神经元细胞损伤最为严重,线粒体嵴内隙、嵴间隙增宽,基质变淡;部分粗面内质网扩张明显、脱颗粒,高尔基器囊泡扩张,个别线粒体明显肿胀,嵴断裂。结论:1.急性高原缺氧大白兔脑皮质神经元细胞线粒体结构有水肿表现,表明急性高原缺氧对机体有一定的损伤作用。2.低浓度氧疗可在一定程度上减轻急性高原缺氧所致的细胞损伤,其机制除与提高氧分压有关外,还可能与平衡氧自由基代谢、改善线粒体氧化呼吸功能有关。3.吸氧总量同为600L时,24h内25%浓度氧疗10h效果优于30%浓度氧疗5h和35%浓度氧疗3h。4.氧气总量一定的情况下,氧疗对于急性高原缺氧损伤的预防作用的量、时效关系为:低浓度长时间的氧疗优于较高浓度短时间的氧疗。