不同海拔高原与进驻时间对血清细胞间粘附分子表达的影响
作者：崔建华 张西洲 谢印芝 何富文 朱国斌
单位：崔建华 张西洲 何富文 朱国斌(844900 新疆叶城，解放军第18医院)；谢印芝(军事医学科学院卫生学环境医学研究所)
关键词：高原；内皮细胞；粘附分子
中华航空航天医学杂志000207 【摘要】 目的 探讨健康青年进驻不同海拔高度不同时间血管内皮细胞间粘附分子-1(ICAM-1)表达的变化。方法 对从平原进驻海拔3 700 m和5 380 m高原第7 d及半年的40名某部官兵，运用酶联免疫分析法(ELISA)检测其血清ICAM-1表达的含量。结果 进驻5 380 m高原环境7 d后，血清ICAM-1的表达显著高于进驻3 700 m 7 d后的值(P<0.01)，进驻半年后的值均明显低于7 d后的值(P<0.05，P<0.01)，而5 380 m组半年后的值仍明显高于3 700 m组。结论 进驻高原者血清ICAM的表达，随海拔高度的升高而增高，随居留时间的延长，它会明显降低，但仍高于基线水平。
, 百拇医药
【中国图书资料分类法分类号】 R594.3
Change of serum ICAM-1 expression level in young men entering plateau stations at different altitude for different time period
CUI Jianhua,ZHANG Xizhou, XIE Yinzhi, et al.
(The 18th Hospital of PLA, Yecheng 844900, China)
【Abstract】 Objective To explore the change of serum intercellular adhesion molecule-1 expression in young millitary men entering plateau stations at different altitude for different period of time. Method Forty young millitary men from sea level served as subject. They entered stations at 3 700 m and 5 380 m respectively. The serum ICAM-1 expression levels were examined by ELISA on 7th day and 6 mouths later. Result On 7th day the serum ICAM-1 expression level of subjects entering station at 5 380 m was significantly higher than that at 3 700 m (P<0.01). Six months later, the ICAM-1 values of both groups were significantly lower than those on 7th day (P<0.05, P<0.01), but the value of 5 380 m group was still significantly higher than that of 3 700 m. Conclusion The ICAM-1 expression level of subjects entering stations at high altitudes increased along with the increase of altitude. As the time of residence went on, the ICAM-1 level lowered significantly, but still higher than baseline level.
, 百拇医药
【Key words】 High altitude; Endothelium; Adhesion molecule
细胞间粘附分子(intercellular adhestion molecule, ICAM-1)是含有5个免疫球蛋白区段的跨膜糖蛋白。它在内皮细胞、上皮细胞、单核细胞和淋巴细胞上均有表达[1]。ICAM-1的表达在介导中性粒细胞与血管内皮细胞的紧密粘附、游出血管的过程中起着重要的桥梁作用。我们对从平原进驻海拔3 700 m和5 380 m高原第7 d及半年的40名某部青年进行血清ICAM-1含量检测，探讨其在高原低氧中的意义。
对象和方法
一、对象
受试者系边防某部同一群体40名男性汉族官兵，年龄18～22岁，平原出生，上高原前经体格检查确认健康。其中进驻海拔3 700 m和5 380 m高原第7 d及半年各10名。
, http://www.100md.com
二、方法
受试者均在早晨采空腹肘部静脉血3 ml，分离血清，-25℃保存备检。ICAM-1测定应用酶联免疫分析法(ELISA)，试剂盒购自法国Acoulter company生物试剂公司，操作按说明书进行。
三、统计学分析
所有数据均以均数±标准差(±s)表示，统计学处理采用团体t检验。
结果
进驻海拔3 700 m和5 380 m，第7 d较半年ICAM-1表达增加有显著性意义(P<0.05或P<0.01)；进驻高原第7 d和半年，3 700 m较5 380 m ICAM-1表达降低有非常显著性意义(P<0.01)，见表1。
表1 不同海拔高度不同高原居住时间健康青年
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ICAM-1含量的变化(n＝10，±s)
Tab 1 The changes of serum ICAM-1 in healthy
young men entering stations at different altitude fordifferent time period(n＝10,±s)
第7 d
The 7th day
半年
Half a year
t值
t value
, http://www.100md.com
P值
P value
3 700 m
203.4±35.23
163.7±31.67
2.65
<0.05
5 380 m
342.1±67.44
227.9±52.92
4.21
<0.01
, 百拇医药
t值
t value
5.76
3.29
P值
P value
<0.01
<0.01
讨论 ICAM-1为内皮细胞表达的粘附分子，是白细胞CD11/CD18系统的配体。其表达量的升高可介导白细胞的活化及与血管壁的紧密粘附，为白细胞进一步跨内皮游出提供条件。正常情况下内皮细胞上ICAM-1的表达处于低水平，中性粒细胞及血管内皮细胞表面粘附分子的亲和力较弱，但在多种细胞因子如白细胞间素(interleukin, IL)、α-肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor-α，TNF-α)和γ-干扰素(interferon-γ，IFN-γ)等刺激下其表达急剧增加[2]。
, 百拇医药
血管内皮细胞具有维持管壁通透性、防止凝血和血栓形成等重要的生理功能。低氧时内皮细胞的功能改变是最早的变化。因氧是与组织代谢有关的血管收缩物质，高原低氧时低血氧分压和血氧饱和度，动脉血氧降低可以使血管扩张，从而造成毛细血管壁的损害[3]。长期低氧、血粘度升高、血流阻力增加、代谢产物在局部的潴留，可导致局部酸中毒。组织氧供不足，酸性物堆积，加重了组织细胞及毛细血管的损害，引起微血管内皮细胞退变、萎缩、管腔闭合、血管壁破坏和血管通透性增加，导致内皮细胞功能结构改变[3]。
本研究结果表明，ICAM-1在初入高原时由于急性低氧，机体处于应激状态，可使自由基及脂质过氧化反应增强，降低细胞膜流动性和膜上ATP酶活性[4]。随着海拔高度的升高，缺氧加重，ICAM-1表达增加。在大鼠心脏缺血-再灌注模型发现灌注后冠状血管内皮细胞上ICAM-1的表达增加[5]。高原低氧TNF-α、IL-6等细胞因子的表达增强[6]，对于ICAM-1表达的调节具有至关重要的意义。ICAM-1表达增强，一方面通过与其配体即表达于白细胞表面的CD11/CD18相结合，为白细胞牢固地粘附到血管壁及跨内皮游出提供了特异性的结合位点；另一方面，促进白细胞与内皮细胞粘附，越血管迁移和向组织中浸润[7]。内皮细胞与白细胞紧密结合引起相互激活，白细胞释放细胞因子、H2O2和多种蛋白水解酶，造成组织损伤，激活的内皮细胞可产生IL。胶原酶增加毛细血管通透性。随着居住时间的延长，ICAM-1的表达均有明显的下降适应。提示高原低氧，导致ICAM-1的表达增强，与微血管内皮细胞损伤、通透性升高及白细胞的附壁游出密切相关。因此，探索细胞因子与粘附分子表达的关系，对了解高原疾病防治和提高高原人群整体健康水平具有重要意义。
, http://www.100md.com
基金项目：国家自然科学基金资助项目(3970190)
参考文献
1 Springer TA. Adhesion receptors of the immune system. Nature, 1990,346(3):425-429.
2 Gerritsen ME, Carley WW, Ranges GE, et al. Flavonoids inhibit cytokine induced endothelial cell adhesion protein gene expression. Am J Pathol, 1995,147(2):278-292.
3 吕永达主编.高原医学与生理学.天津:天津科技翻译出版公司,1995.110-114.
, http://www.100md.com 4 崔建华,张西洲,何富文,等.不同海拔高度不同高原居住时间血中MDA和SOD的测定.高原医学杂志,1999，9(4)：12-14.
5 Kukielka GL, Hawkins HK, Michael HK, et al. Regulation of intercellular adhesion molecule-1(ICAM-1) in isehemic and reperfused canine myocardium. J Clin Invest, 1993,92(5):1504-1512.
6 崔建华,张西洲,何富文,等.健康青年进驻高原血清TNF-α和IL-6的变化.西北国防医学杂志,1999,20(3):197-198.
7 Seitz CS, Kleindienst R, Xu Q, et al. Coexpression and heat-shock protein 60 and intercellular-adhesion molecule-1 is related to increased adhesion of monocytes and T cells to aortic endothelium of rats in response to endotoxin. Lab Invest, 1996,74(1):241-252.
[收稿日期：1999-12-15], http://www.100md.com
单位：崔建华 张西洲 何富文 朱国斌(844900 新疆叶城，解放军第18医院)；谢印芝(军事医学科学院卫生学环境医学研究所)
关键词：高原；内皮细胞；粘附分子
中华航空航天医学杂志000207 【摘要】 目的 探讨健康青年进驻不同海拔高度不同时间血管内皮细胞间粘附分子-1(ICAM-1)表达的变化。方法 对从平原进驻海拔3 700 m和5 380 m高原第7 d及半年的40名某部官兵，运用酶联免疫分析法(ELISA)检测其血清ICAM-1表达的含量。结果 进驻5 380 m高原环境7 d后，血清ICAM-1的表达显著高于进驻3 700 m 7 d后的值(P<0.01)，进驻半年后的值均明显低于7 d后的值(P<0.05，P<0.01)，而5 380 m组半年后的值仍明显高于3 700 m组。结论 进驻高原者血清ICAM的表达，随海拔高度的升高而增高，随居留时间的延长，它会明显降低，但仍高于基线水平。
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【中国图书资料分类法分类号】 R594.3
Change of serum ICAM-1 expression level in young men entering plateau stations at different altitude for different time period
CUI Jianhua,ZHANG Xizhou, XIE Yinzhi, et al.
(The 18th Hospital of PLA, Yecheng 844900, China)
【Abstract】 Objective To explore the change of serum intercellular adhesion molecule-1 expression in young millitary men entering plateau stations at different altitude for different period of time. Method Forty young millitary men from sea level served as subject. They entered stations at 3 700 m and 5 380 m respectively. The serum ICAM-1 expression levels were examined by ELISA on 7th day and 6 mouths later. Result On 7th day the serum ICAM-1 expression level of subjects entering station at 5 380 m was significantly higher than that at 3 700 m (P<0.01). Six months later, the ICAM-1 values of both groups were significantly lower than those on 7th day (P<0.05, P<0.01), but the value of 5 380 m group was still significantly higher than that of 3 700 m. Conclusion The ICAM-1 expression level of subjects entering stations at high altitudes increased along with the increase of altitude. As the time of residence went on, the ICAM-1 level lowered significantly, but still higher than baseline level.
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【Key words】 High altitude; Endothelium; Adhesion molecule
细胞间粘附分子(intercellular adhestion molecule, ICAM-1)是含有5个免疫球蛋白区段的跨膜糖蛋白。它在内皮细胞、上皮细胞、单核细胞和淋巴细胞上均有表达[1]。ICAM-1的表达在介导中性粒细胞与血管内皮细胞的紧密粘附、游出血管的过程中起着重要的桥梁作用。我们对从平原进驻海拔3 700 m和5 380 m高原第7 d及半年的40名某部青年进行血清ICAM-1含量检测，探讨其在高原低氧中的意义。
对象和方法
一、对象
受试者系边防某部同一群体40名男性汉族官兵，年龄18～22岁，平原出生，上高原前经体格检查确认健康。其中进驻海拔3 700 m和5 380 m高原第7 d及半年各10名。
, http://www.100md.com
二、方法
受试者均在早晨采空腹肘部静脉血3 ml，分离血清，-25℃保存备检。ICAM-1测定应用酶联免疫分析法(ELISA)，试剂盒购自法国Acoulter company生物试剂公司，操作按说明书进行。
三、统计学分析
所有数据均以均数±标准差(±s)表示，统计学处理采用团体t检验。
结果
进驻海拔3 700 m和5 380 m，第7 d较半年ICAM-1表达增加有显著性意义(P<0.05或P<0.01)；进驻高原第7 d和半年，3 700 m较5 380 m ICAM-1表达降低有非常显著性意义(P<0.01)，见表1。
表1 不同海拔高度不同高原居住时间健康青年
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ICAM-1含量的变化(n＝10，±s)
Tab 1 The changes of serum ICAM-1 in healthy
young men entering stations at different altitude fordifferent time period(n＝10,±s)
第7 d
The 7th day
半年
Half a year
t值
t value
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P值
P value
3 700 m
203.4±35.23
163.7±31.67
2.65
<0.05
5 380 m
342.1±67.44
227.9±52.92
4.21
<0.01
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t值
t value
5.76
3.29
P值
P value
<0.01
<0.01
讨论 ICAM-1为内皮细胞表达的粘附分子，是白细胞CD11/CD18系统的配体。其表达量的升高可介导白细胞的活化及与血管壁的紧密粘附，为白细胞进一步跨内皮游出提供条件。正常情况下内皮细胞上ICAM-1的表达处于低水平，中性粒细胞及血管内皮细胞表面粘附分子的亲和力较弱，但在多种细胞因子如白细胞间素(interleukin, IL)、α-肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor-α，TNF-α)和γ-干扰素(interferon-γ，IFN-γ)等刺激下其表达急剧增加[2]。
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血管内皮细胞具有维持管壁通透性、防止凝血和血栓形成等重要的生理功能。低氧时内皮细胞的功能改变是最早的变化。因氧是与组织代谢有关的血管收缩物质，高原低氧时低血氧分压和血氧饱和度，动脉血氧降低可以使血管扩张，从而造成毛细血管壁的损害[3]。长期低氧、血粘度升高、血流阻力增加、代谢产物在局部的潴留，可导致局部酸中毒。组织氧供不足，酸性物堆积，加重了组织细胞及毛细血管的损害，引起微血管内皮细胞退变、萎缩、管腔闭合、血管壁破坏和血管通透性增加，导致内皮细胞功能结构改变[3]。
本研究结果表明，ICAM-1在初入高原时由于急性低氧，机体处于应激状态，可使自由基及脂质过氧化反应增强，降低细胞膜流动性和膜上ATP酶活性[4]。随着海拔高度的升高，缺氧加重，ICAM-1表达增加。在大鼠心脏缺血-再灌注模型发现灌注后冠状血管内皮细胞上ICAM-1的表达增加[5]。高原低氧TNF-α、IL-6等细胞因子的表达增强[6]，对于ICAM-1表达的调节具有至关重要的意义。ICAM-1表达增强，一方面通过与其配体即表达于白细胞表面的CD11/CD18相结合，为白细胞牢固地粘附到血管壁及跨内皮游出提供了特异性的结合位点；另一方面，促进白细胞与内皮细胞粘附，越血管迁移和向组织中浸润[7]。内皮细胞与白细胞紧密结合引起相互激活，白细胞释放细胞因子、H2O2和多种蛋白水解酶，造成组织损伤，激活的内皮细胞可产生IL。胶原酶增加毛细血管通透性。随着居住时间的延长，ICAM-1的表达均有明显的下降适应。提示高原低氧，导致ICAM-1的表达增强，与微血管内皮细胞损伤、通透性升高及白细胞的附壁游出密切相关。因此，探索细胞因子与粘附分子表达的关系，对了解高原疾病防治和提高高原人群整体健康水平具有重要意义。
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基金项目：国家自然科学基金资助项目(3970190)
参考文献
1 Springer TA. Adhesion receptors of the immune system. Nature, 1990,346(3):425-429.
2 Gerritsen ME, Carley WW, Ranges GE, et al. Flavonoids inhibit cytokine induced endothelial cell adhesion protein gene expression. Am J Pathol, 1995,147(2):278-292.
3 吕永达主编.高原医学与生理学.天津:天津科技翻译出版公司,1995.110-114.
, http://www.100md.com 4 崔建华,张西洲,何富文,等.不同海拔高度不同高原居住时间血中MDA和SOD的测定.高原医学杂志,1999，9(4)：12-14.
5 Kukielka GL, Hawkins HK, Michael HK, et al. Regulation of intercellular adhesion molecule-1(ICAM-1) in isehemic and reperfused canine myocardium. J Clin Invest, 1993,92(5):1504-1512.
6 崔建华,张西洲,何富文,等.健康青年进驻高原血清TNF-α和IL-6的变化.西北国防医学杂志,1999,20(3):197-198.
7 Seitz CS, Kleindienst R, Xu Q, et al. Coexpression and heat-shock protein 60 and intercellular-adhesion molecule-1 is related to increased adhesion of monocytes and T cells to aortic endothelium of rats in response to endotoxin. Lab Invest, 1996,74(1):241-252.
[收稿日期：1999-12-15], http://www.100md.com