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研究背景我国高原面积辽阔，是世界上高原面积最大、边境线最长的国家。缺氧是高原环境医学中的首要问题。随着我国西部大开发战略的实施、青藏铁路的开通，越来越多的人到达高海拔地区。高原相关疾病正日渐成为一个严重影响公共健康的问题。因此，研发新型高效、低毒的抗高原缺氧损伤防治药物具有重要的现实意义。通过文献回顾及前期实验基础，课题组发现高原缺氧相关疾病的发生和体内自由基释放增加密切相关。由此提出研究假设：即高原缺氧导致机体氧化应激，线粒体氧化还原途径激活，抗氧化体系失代偿，自由基产生增加是导致高原相关疾病的主要原因之一，自由基清除剂类药物可能通过清除机体产生的过多自由基而对高原缺氧具有保护作用。研究目的1.通过研究高原缺氧动物模型，证实课题假设，阐明高原缺氧与体内自由基释放之间的关系，明确自由基清除剂对高原缺氧的保护作用。2.筛选出全新的抗高原缺氧自由基清除剂，并探讨其作用机制。3.研究兼具自由基清除和NO释放作用的硝酸酯类化合物的抗高原缺氧作用，并探讨其保护机制。实验内容及结果1.自由基清除剂的抗高原缺氧研究(1)4’-羟基-2-苯基咪唑啉自由基的抗高原缺氧研究通过常压密闭缺氧筛选试验对多个可能具有抗缺氧活性的化合物和中药提取物进行了筛选。选择了抗缺氧效果较为显著的咪唑啉类自由基清除剂4’-羟基-2-苯基咪唑啉自由基(HPN)进行抗高原缺氧药效及保护机制研究。结果显示HPN具有较好的抗高原缺氧作用，从而证实了课题假设并得出结论，即通过自由基清除剂类化合物对高原缺氧动物模型的干预可以保护机体免受缺氧引起氧化应激所致自由基产生增加的损伤，防止脂质过氧化，保护机体抗氧化酶系维持正常活性，维持线粒体能量代谢功能正常，稳定了线粒体膜，维持线粒体内氧化磷酸化的正常进行，维持Na/K-ATP酶活性，最终防止AMS及HACE的症状出现。以HPN为母核合成的咪唑啉类自由基化合物在常压密闭缺氧实验中也显示了较好的抗缺氧活性。(2) TEMPOL的抗高原缺氧研究对TEMPOL的抗高原缺氧作用进行了研究。结果显示TEMPOL同样具有较好的抗高原缺氧作用，能够保护海拔8000m实验动物的大脑及心脏。其保护机制同HPN相似，主要是通过清除过量产生的ROS，抑制脂质过氧化，保护机体抗氧化酶系维持正常活性。该结果再次证明了自由基清除剂类化合物具有抗高原缺氧作用，并首次证实了TEMPOL具有潜在的抗高原缺氧作用。2. NO供体乙酰阿魏酸单硝酸异山梨酯的抗高原缺氧研究对兼具自由基清除和NO释放作用的NO供体类化合物乙酰阿魏酸单硝酸异山梨酯(ACMI)进行抗高原缺氧药效及保护机制研究。结果显示，ACMI具有较好的抗高原缺氧作用，能够保护高海拔机体免受缺氧损伤。其机制为清除体内过多的自由基，维持了药物所释放的NO在体内的药理活性，抑制脂质过氧化的同时抑制了因自由基而导致的体内NO失活。以单硝酸异山梨酯为母核，合成的NO供体类自由基清除化合物，同样显示了较好的抗缺氧活性。本课题通过对两个氮氧自由基类化合物HPN、TEMPOL及NO供体类自由基清除化合物ACMI的抗缺氧作用及机制研究，证实了自由基清除剂可通过清除机体产生的过多自由基而对高原缺氧具有保护作用。同时筛选出了具有潜在药用价值的自由基清除剂及NO供体化合物，为进一步将其开发成为缺氧损伤防护药物奠定了基础，同时也为新型抗缺氧药物研发提供了实验依据和理论根据。