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《第三军医大学》 2003年
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缺氧习服过程中组织葡萄糖摄取特点及其机制

黄瑊  
【摘要】: 高原习服-适应的本质亟需有更全面和深入的认识。组织、细胞对氧的利用效率和能量的产生、储存和利用是缺氧时器官、系统乃至整个机体机能活动改变的核心。维持能量平衡是细胞代谢在缺氧习服过程中主要的适应性改变。在高原缺氧情况下必须对能源物质进行选择性利用,提高用氧效率,节约用氧。因此葡萄糖利用能力调整可能是缺氧习服的重要机制。葡萄糖跨细胞膜转运是绝大多数细胞和组织中葡萄糖代谢的限速步骤,成为各种刺激因素影响葡萄糖代谢的作用环节。因此,深入研究缺氧习服过程中葡萄糖摄取的变化规律及机制对阐明高原缺氧习服适应的本质具有重要意义。 方法 将wistar大鼠随机分为平原对照组、缺氧5天组、缺氧15天组、缺氧30天组。缺氧组在模拟海拔5000m低压舱内饲养,每天23小时。平原对照组大鼠在平原动物房内饲养。30天后在模拟海拔4000m高原的低压舱内从大鼠颈总动脉取血测血糖及血气,取大鼠双后肢骨骼肌以及大脑皮层进行体外葡萄糖摄取实验,取部分组织置液氮冻存。用3H-脱氧葡萄糖法在有或无胰岛素刺激情况下测定离体大脑皮层、骨骼肌组织葡萄糖摄取率,用酶法测定骨骼肌、大脑皮层组织中葡萄糖、糖原、乳酸、ATP、磷酸肌酸含量,用蔗糖梯度法分离细胞膜与细胞内质膜,进行葡萄糖转运体、胰岛素受体的放射线标记的配基结合实验并用Scatchard分析法分析结合位数与解离常数。用外源底物32P-ATP掺入法测定胰岛素受体在有或无胰岛素刺激时提取膜的TPK活性,用免疫印迹法、RT-PCR法测定骨骼肌GLUT1、GLUT4以及大脑皮层GLUT3的蛋白含量及mRNA含量。 另取健康Wistar大鼠随机分为:平原对照组、平原运动组、单纯缺氧组、缺氧运动组。平原对照组、单纯缺氧组与前述平原对照组、缺氧30天组的饲养条件相同。缺氧运动组是指大鼠在前述减压缺氧过程中每天于模拟海拔4000米高原进行1小时游泳运动,然后继续减压至海拔5000m。平原运动组在平原进行。30天后分别在平原和模拟海拔4000米高原低压舱内取材。用前述方法分别测定血气、血糖,测定骨骼肌与大脑皮层葡萄糖、糖原、乳酸、ATP、磷酸肌酸含量、葡萄糖摄取率以及GLUT1、 WP=8 4、3mRNA含量,用间接ELISA测定GLUT1、4、3蛋白含量。 结果 骨骼肌ATP含量在各组之间没有统计学差异(p0.05),大脑皮层中ATP含量在缺氧5天组显著低于平原对照组(p0.05),其余各组之间没有显著性差异(p0.05)。缺氧5天组骨骼肌(p0.01)、大脑皮层组织(p0.05)中的磷酸肌酸含量显著低于平原对照组,缺氧15天、30天组骨骼肌组织磷酸肌酸含量回复至平原水平,大脑皮层缺氧15天组仍低于平原对照组(p0.01),缺氧30天组与平原对照组之间无显著差异(p0.05)。在骨骼肌、大脑皮层组织中,缺氧5天组糖原含量降低(p0.01),缺氧15天、30天组回升,但仍低于平原对照组(p0.01)。缺氧5天组骨骼肌葡萄糖没有显著降低(p0.05),缺氧15天组、缺氧30天组葡萄糖含量高于平原对照组、缺氧5天组(p0.01),缺氧30天组较缺氧15天组进一步增加(p0.05)。大脑皮层的葡萄糖含量在缺氧5天组、缺氧15天组、缺氧30天组均高于平原对照组。缺氧15天组与缺氧5天组之间无显著差异(p0.05),缺氧30天组显著高于缺氧5天组(p0.01),缺氧15天组与缺氧30天组之间无显著差异(p0.05)。 缺氧5天组血糖降低(p0.01),缺氧15、30天组增高并高于平原对照组(p0.05)。骨骼肌、大脑皮层乳酸的含量先增加后回降,大脑皮层乳酸含量在缺氧5、15天组之间无显著差异(p0.05),但是缺氧15天组骨骼肌其含量显著低于缺氧5天组(p0.01),缺氧30天组骨骼肌乳酸含量显著低于缺氧5天组(p0.01),但与缺氧15天组、平原对照组之间没有显著差异(p0.05)。缺氧30天组大脑皮层乳酸含量显著低于缺氧5天组(p0.01)、缺氧15天组(p0.05),与平原对照组无显著差异(p0.05)。 无胰岛素刺激时缺氧5天、15天、30天组葡萄糖摄取率均高于平原对照组(p0.01),骨骼肌葡萄糖摄取率在缺氧15天、30天组之间没有显著差异(p0.05),但大脑皮层存在显著差异(p0.05)。骨骼肌孵育液中加有胰岛素时在各组葡萄糖摄取率均较未加胰岛素显著增加(p0.01),增加程度在缺氧15天组最高,其次为缺氧30天组。骨骼肌细胞膜中葡萄糖转运体最大结合位点数随缺氧时间延长而逐渐增加,细胞内质膜先降低后增加。两种膜葡萄糖转运体与葡萄糖的亲和常数在各组之间无显著差异(p0.05)。缺氧各组骨骼肌细胞膜GLUT1、4的蛋白表达量均高于平原对照组,缺氧各组之间没有显著性差异(p0.05)。缺氧5天组细胞内质膜中GLUT1表达量显著低于平原对照组(p0.05),缺氧5天组细胞内质膜GLUT4与平原对照组之间没有显著差异(p0.05)。缺氧30天组细胞内质膜GLUT1、4表达量显著高于平原对照组、缺氧5天组(p0.01)。 缺氧各组大脑皮层中GLUT3蛋白表达量均高于平原对照组,缺氧15天、30天组较缺氧5天组进一步增加,缺氧15、30天组之间无显著差异(p0.05)。骨骼肌GLUT1、4 mRNA水平与平原对照组相比,缺氧5天组增高(p0.01),缺氧15、30天组逐步回降,至缺氧30天组,GLUT1接近平原水平 WP=9 (p0.0
【学位授予单位】:第三军医大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:R363

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【引证文献】
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