低氧训练对大鼠心肌细胞HIF-1α及对凋亡相关因子的影响

作     者：周桔 

作者单位：湖南师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：瞿树林;汤长发

授予年度：2007年

学科分类：0403[教育学-体育学] 040302[教育学-运动人体科学(可授教育学、理学、医学学位)] 04[教育学] 

主      题：低氧训练 心肌细胞凋亡 Bcl-2 Bax HIF-1α 

摘      要：目的：通过采用不同持续时间低氧后训练的大鼠低氧训练模型，研究低氧和／或训练对大鼠心肌细胞低氧诱导因子(Hypoxia Induced Factor-1α，HIF-1α)及对凋亡相关因子的影响，比较低氧和／或训练过程中大鼠心肌细胞HIF-1α及凋亡相关因子Bcl-2、Bax蛋白表达的变化及相关性。方法：60只SD大鼠随机分为正常对照组(A)、低氧8h组(B)、低氧12h组(C)、常氧训练组(D)、低氧8h训练组(E)和低氧12h训练组(F)，(n=10)。D、E、F组大鼠每天在坡度为0的动物跑台上以25m／min的速度训练1h。训练完后，将B、E组和C、F组放入氧浓度为12.5％(相当于海拔4000m)的低氧舱内8h和12h。实验期为4wk，5d／wk。按实验设计，所有大鼠均在实施腹腔注射，麻醉理想后断头处死，取全血检测RBC、Hb、HCT值，取心肌组织制备心肌组织石蜡切片，用免疫组化法检测大鼠心肌细胞HIF-1α、心肌凋亡细胞和B细胞淋巴瘤／白血病癌基因-2(B cell lymphoma／leukemia 2，Bcl-2)、Bax(Bcl-2 associated x,Bax)因子的蛋白表达以及TUNEL标记法在光镜下观察凋亡心肌细胞核数目。 结果：(1)检测RBC、Hb、HCT三个指标的结果显示：B组与E组比较均具有显著性差异(P0.05);A组和D组比较亦均具有显著性差异(P0.05)。 (2)心肌组织切片进行HE染色显示，正常对照组(A)和低氧8h组(B)大鼠心肌细胞结构完整，核大，呈圆形;低氧8h训练组(E)、低氧12h组(C)大鼠的心肌细胞结构逐渐变化;低氧12h训练组(F)、常氧训练组(D)可见大鼠心肌细胞明显肿胀，间隙明显增大，核变小，不规则。 (3)TUNEL染色切片统计结果显示：E组和F组比较，具有显著性差异(P0.05);A组与D组比较，具有显著性差异(P0.05)。 (4)免疫组化染色切片观察大鼠心肌组织HIF-1α的蛋白表达显示：将实验各组心肌样本的石蜡切片进行免疫组化染色，在显微镜下观察发现：HIF-1α免疫组织化学阳性物质定位于细胞核内，呈弥散或颗粒状或二者混合。呈强染性的心肌细胞核中可见丰富的阳性反应颗粒，细胞核周围的胞浆内亦有阳性表达。统计结果显示：B组、C组分别与A组比较，均具有显著性差异(P0.05);E组和F组比较具有显著性差异(P0.05);A组和D组比较，具有显著性差异(P0.05)。 (5)免疫组化染色切片观察大鼠心肌组织Bcl-2和Bax的表达显示，Bcl-2、Bax免疫组织化学阳性物质定位于胞浆内，偶见胞膜(或)核膜，细胞核被苏木素复染成蓝色。统计结果显示：A组、B组、C组之间Bcl-2、Bax的表达均具有显著性差异(P0.05);E组、F组之间比较，具有显著性差异(P0.05);A组和D组比较具有显著性差异(P0.05)。 (6)大鼠心肌细胞凋亡与HIF-1α、Bax、Bax／Bcl-2比值的相关性以及HIF-1α与Bax表达的相关性显示：大鼠心肌细胞凋亡与HIF-1α、Bax、Bax／Bcl-2比值之间存在正相关(P0.05);心肌细胞HIF-1α的蛋白表达与Bax之间存在正相关(P0.05)。 结论：(1)低氧刺激SD大鼠有氧代谢能力提高，常氧训练以及低氧8小时训练模型使SD大鼠有氧代谢能力降低。 (2)低氧和／或训练均可诱导大鼠心肌组织HIF-1α、Bcl-2以及Bax的蛋白表达;随着低氧时间的延长，大鼠心肌细胞凋亡加重。 (3)Bcl-2与Bax参与调控心肌细胞的凋亡，二者之间的平衡关系可能是维持或导致凋亡是否发生的重要因素。HIF-1α的表达可能协同Bcl-2家族凋亡相关因子的表达，在低氧和／或训练导致的心肌细胞凋亡中发挥重要作用。