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目的:缺氧预适应对心肌具有保护作用,间歇性缺氧作为一种新的缺氧预适应模式,对于心肌的功能活动、相关调控因子的变化和缺血耐受性的影响,以及随增龄而产生的差异,目前研究尚不深入。为此,本实验在大鼠长期间歇性缺氧及缺血再灌注动物模型的基础上,研究长期间歇性缺氧对心肌功能活动及缺血耐受性的影响,以评价长期间歇性缺氧预适应的作用及其机制,为临床防治缺血缺氧性疾病提供理论和实验依据。方法:建立间歇性缺氧大鼠动物模型。Wistar青年大鼠(3月龄,体重250±30g)与老年大鼠(20月龄,体重450±50g)各70只,随机分为常氧对照组、间歇性缺氧组(1d、7d、14d、28d),每组14只,缺氧终点各组又分为单纯间歇性缺氧组(IH)与缺氧+缺血再灌注组(缺血30min后再灌注4h),每组7只。在缺氧终点测定心室肥厚指数、右室压力以了解缺氧对心脏的影响;在缺氧终点用RT-PCR方法检测心肌HIF-1mRNA、VEGFmRNA的表达,免疫组化法测定心肌毛细血管密度和HIF-1、VEGF、Bcl-2蛋白的表达,用TUNEL法检测心肌细胞凋亡,并同时测定心肌SOD活性、MDA水平,以了解长期间歇性缺氧对心肌功能活动的影响;各组缺氧预适应后分别行缺血再灌注实验,用TTC染色法测定心肌梗死范围,用TUNEL法测定心肌细胞凋亡,用RT-PCR方法检测心肌HIF-1mRNA、VEGFmRNA的表达,免疫组化法测定心肌毛细血管密度和HIF-1、VEGF、Bcl-2蛋白的表达,并同时测定心肌PMNs浸润数、SOD活性、MDA水平。分析各指标不同时相点间的差异性及各指标间的相关性;青年组与老年组相同指标行组间对比以评价长期间歇性缺氧对心肌的影响以及缺氧预适应对心肌缺血耐受的影响随增龄发生的变化。结果:1. 大鼠心脏右室压力、心室肥厚指数、毛细血管密度、毛细血管/心肌纤维数目比值随间歇性缺氧时间延长而呈渐增趋势,仅IH28d与常氧对照相比有显著差异;老年组毛细血管增生能力较青年组减退。 <WP=8>2. 大鼠心肌HIF-1mRNA与VEGFmRNA及其蛋白表达在缺氧后即明显增加,随间歇性缺氧时间延长而呈渐增趋势,于IH7~14d达到峰值,至IH28d仍保持较高水平;老年组缺氧后HIF-1、VEGF的表达降低。3. 大鼠心肌Bcl-2表达在缺氧后即明显增加,随间歇性缺氧时间延长而呈渐增趋势,于IH7~14d达到峰值,至IH28d仍保持较高水平;心肌细胞凋亡指数随间歇性缺氧时间延长而呈渐增趋势,仅IH28d与常氧对照相比有显著差异;老年组Bcl-2表达增强,心肌细胞凋亡指数高于青年组。4. 间歇性缺氧增加大鼠心肌SOD活性、减少心肌MDA含量,随缺氧时间延长增加/减少的趋势逐渐平缓;老年组抗氧化损伤能力低于青年组。5. 间歇性缺氧可减少大鼠心肌缺血再灌注后的梗死范围、心肌细胞凋亡指数及PMNs浸润数,其保护作用在IH7~14d达到最佳效应,至IH28d仍具有保护效应;老年组心肌缺血再灌注易损性高于青年组。6. 大鼠心肌缺血再灌注后HIF-1与VEGF mRNA及其蛋白表达明显增加,间歇性缺氧处理的大鼠增加更为显著;老年组缺血再灌注后HIF-1、VEGF调控能力降低。7. 大鼠心肌缺血再灌注后Bcl-2表达明显增加,间歇性缺氧处理的大鼠增加更为显著;老年组与青年组无明显差异。8. 大鼠心肌缺血再灌注后SOD活性降低、MDA含量增加,间歇性缺氧处理可部分阻止抗氧化损伤能力下降的趋势;缺血再灌注后老年组抗氧化损伤能力低于青年组。结论:1. 长期间歇性缺氧及缺血再灌注后心肌组织HIF-1表达增加,同时伴有VEGF上调及心肌毛细血管的增生,提示HIF-1参与了间歇性缺氧及缺血再灌注过程中心肌氧代谢的调控;2.间歇性缺氧预适应上调心肌Bcl-2的表达,与减少缺氧及缺血再灌注的心肌细胞凋亡有关;3.间歇性缺氧预适应增加心肌SOD活性、减少MDA含量,心肌抗氧化能力的提高与缺血再灌注心肌损伤减轻有关;4. 间歇性缺氧预适应对心肌缺血再灌注损伤具有保护作用,减少心梗范围、减轻心肌细胞凋亡、降低PMNs浸润数,其机制与改善心肌血供、提高抗氧化能力、阻止细胞凋亡、抑制炎症反应有关;5. 随增龄变化心肌缺血缺氧易损性增加,缺氧预适应保护作用减弱,其机制与HIF-1缺氧调控能力减弱所导致的毛细血管增生减少、细胞凋亡增加、抗氧化能力降<WP=9>低等有关。6. 适度的间歇性缺氧,对心肌无明显损伤,同时可有效地激发机体对缺血再灌注损伤的耐受,是一种较为理想的预适应模式,对缺血缺氧性疾病的防治具有重要的临床价值。