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初上高原的人常常不能很快的适应高原低氧环境,从而产生一系列的病理生理过程和临床综合征,出现高原反应,严重的发展为高原脑水肿和高原肺水肿,危及生命。其根本原因是由于外界氧分压降低,导致低张性缺氧。线粒体是细胞的“能量工厂”,其通过消耗氧的氧化磷酸化过程为机体提供95%的能量。解偶联蛋白家族（Uncouplingprotein,UCPs）是线粒体内膜质子转运蛋白,作为质子漏通道,使氧化磷酸化形成的质子梯度降低,但不伴有ATP的生成,产生“无效氧耗”。近年来对UCPs的研究多涉及营养、代谢等领域,但在高原缺氧时UCPs在机体对于高原习服和适应中的作用未见报道。UCP4和BMCP-1是近年来才发现的特异在脑组织中丰富表达的UCPs家族成员,而缺氧时UCP4和BMCP-1在脑组织中的表达、异构体分布、功能特异性以及线粒体氧耗和ATP生成的关系尚无人问津。因此研究缺氧时UCPs活性和含量的变化及其对线粒体能量代谢和呼吸氧耗的影响,对提高氧的利用和能量的生成有重要的意义。方法健康雄性SD大鼠暴露于模拟海拔5000米高原低压舱内,23小时/天,分别连续缺氧3天（急性缺氧组）和30天（慢性缺氧组）,同时设立平原对照组;各缺氧组与对照组分别在模拟高原低压舱内和平原断头处死,分离大鼠脑线粒体,Clark氧电极法测定线粒体氧化呼吸活性,寡霉素抑制法测定F0-F1ATP酶活性,罗丹明123法测定线粒体膜电位,HPLC分析脑组织线粒体内腺苷酸含量,[3H]-GTP结合法同时测定脑组织UCPs的活性与含量,RT-PCR检测UCP4、BMCP-1mRNA表达量,Western blot测定UCP4、BMCP-1蛋白表达。结果1.急性缺氧暴露可显著降低大鼠脑线粒体ST3、RCR、OPR,而ST4则显著增高;慢性缺氧脑线粒体ST3、OPR较对照显著下降,而与急性组比较,ST4显著降低,RCR则显著升高。2.急、慢性缺氧组大鼠脑线粒体ATP含量均显著下降,分别为对照的58.4%和71.4%。而慢性组则有所回升,显著高于急性组;急、慢性组AMP含量均较对照组显著增高;急性组ADP含量显著增高;急、慢性组ATP/ADP均显著降低,其中慢性组显著高于急性组。急、慢性缺氧组能荷均显著下降,相较于对照组分别降低20.1%、22.3%。3.急、慢性组脑线粒体UCPs与[3H]-GTP结合的解离常数Kd均显著下降,各为对照的58.1%、75.8%;而慢性组则高于急性组。急性组线粒体UCPs结合[3H]-GTP的最大量Bmax显著增高,为对照组的2.9倍;慢性组则显著低于急性组,而与对照组无统计学意义差别。急性组UCP4和BMCP-1 mRNA和蛋白的表达均显著高于对照组及慢性组,其中UCP4、BMCP-1 mRNA表达分别为对照组的2.34倍和4.08倍。慢性组BMCP-1 mRNA和蛋白表达较对照组显著增高,而UCP4 mRNA和蛋白表达则恢复至对照水平。4.急、慢性缺氧组脑组织线粒体膜电位（MMP）和F0-F1ATP酶活性显著下降,其中急性组分别降为对照组的80.5%和55.4%,而慢性组则分别降为对照组的87.4%和77.5%,比急性组均有回升。结论1、缺氧可显著增加大鼠脑线粒体UCPs活性。急性缺氧暴露可诱导大鼠脑线粒体UCP4、BMCP-1 mRNA和蛋白的表达,增加脑组织中UCPs的含量,慢性缺氧时则有所回降,而急、慢性缺氧均可增加脑线粒体UCPs活性,表明UCPs（UCP4、BMCP-1）表达的增加是活性增高的主要因素。2、缺氧时UCPs活性增强,驱散线粒体内膜质子梯度,同时增强线粒体ST4呼吸,使无效氧耗增强,从而使ATP合成减少,能量生成效率降低。3、慢性缺氧暴露可在一定程度上使大鼠脑组织线粒体UCPs活性回降,增强氧化磷酸化功能,部分恢复ATP合成酶活性和线粒体内ATP含量。提示经长期缺氧习服-适应后脑组织UCPs活性的下降,使无效氧耗减少,能量生成效率提高,从而保持能量平衡,这无疑是慢性高原缺氧习服-适应的重要机制之一。