慢性缺氧大鼠呼吸肌某些代谢酶活性变化
作者：王东林 毛宝龄 钱桂生 郭先健 李淑平
单位：第三军医大学附属新桥医院全军呼吸内科研究所，重庆 400037
关键词：缺氧；呼吸肌；酶；组织适应
第三军医大学学报991103
提要 目的：观测慢性缺氧大鼠呼吸肌氧化和酵解酶活性变化，探讨其在慢性缺氧适应中的意义。方法：建立大鼠慢性常压和减压间断缺氧模型，分别测定肋膈肌和脚膈肌已糖激酶(HK)、柠檬酸合成酶(CS)、3-羟酰辅酶A脱氢酶(HADH)和乳酸脱氢酶(LDH)活力，并与肢体肌肉比较。结果：肋膈肌氧化酶CS、HK和HADH活性均显著增加，脚膈肌和肋间肌也有不同程度增加，腹直肌和肢体无显著变化。所有肌肉LDH活性无显著变化。结论：慢性缺氧适应后，膈肌氧化代谢能力增强，不同肌肉因功能要求不同其适应性变化也有差异。
, http://www.100md.com
中图法分类号 R345;R845.22 文献标识码 A
Changes of the activity of metabolic enzymes in respiratory muscles after exposure to chronic hypoxia in rats
WANG Dong-lin, MAO Bao-ling, QIAN Gui-sheng, GUO Xian-jian, LI Shu-ping
(Research Institute of Respiratory Disease, Xinqiao Hospital, Third Military Medical University, Chongqing 400037)
Abstract Objective: To study the changes of the activity of oxidative and glycolitic enzymes in the costal and crural diaphragm and intercostal muscles after exposure to hypobaric and normobaric hypoxia respectively in rats. Methods: Rats were exposed to hypobaric or normobaric hypoxia 8 hours per day for 1 or 3 months respectively. The activity of hexokinase (HK), citrate synthetase (CS), 3-hydroxy1 CoA dehydrogenase (HADH) and lactate dehydrogenase (LDH) in the costal and crural diaphragm and the intercostal muscles were determined with biochemical techniques. Results: There was an increase of the activity of CS, HK and HADA in the costal diaphragm and a tendency of increase of the activity of CS, HK and HADH in the crural diaphragm and the intercostal muscles. No significant changes of the activity of the 1 above mentioned 3 enzymes were found in the rectus abdominis and skeletal muscles of the limbs. The activity of LDH, a glycolitic enzymes, was not remarkable changed in all the muscles mentioned above. Conclusion: The oxidative metabolic ability of the diaphragm was increased after exposure to chronic hypoxia.
, 百拇医药
Key words hypoxia; respiratory muscle; enzyme; tissue adaptation; rat
慢性缺氧常见于高原环境和慢性呼吸系统疾病，可使肌肉产生结构、代谢和功能的适应性变化。近年一些研究发现动物肢体肌肉氧化酶活性降低，其原因可能与功能活动减少有关。呼吸肌功能要求不同于肢体肌肉，缺氧条件下呼吸功能增加，功能活动增强，而肢体肌功能活动减少，故呼吸肌与肢体骨骼肌对慢性缺氧的适应性变化可能表现出不同特点，但有关这方面的研究报道较少。本文旨在观测慢性缺氧大鼠呼吸肌氧化和酵解代谢酶活性变化及其特点，并通过与肢体肌肉比较，探讨功能活动对肌肉缺氧适应的影响。
1 材料与方法
1.1 动物分组与模型
健康雄性Wistar大鼠36只，体重245±53 g，随机分为4组：①常压间断缺氧1月组(NH1 m，n=10)。大鼠置密闭舱内，以2 L/min流速持续充入低氧混合气体(10% O2+90% N2)，使舱内氧浓度为10%±1.0%，每天缺氧8 h，共1月。大鼠处死前在舱内抽取动脉血，测定血气、血红蛋白浓度(Hb)和血细胞压积(Ht)。②减压间断缺氧1月组(HH 1 m,n=10)。大鼠置减压舱内，减压至模拟海拔5 000 m，每天8 h，共1月。③减压间断缺氧3月组(HH 3 m,n=6)。按②法减压3月。④正常对照组(Control，n=10)。
, 百拇医药
1.2 待测酶液准备
大鼠处死，分别取肋膈肌(Costal Diaphragm,DIcos)、脚膈肌(Crural Diaphragm,DIcru)、肋间肌(Intercostal,INT)、腹直肌(Rectus Abdominis,RA)、胫前肌(Tibials Anterior,TA)和比目鱼肌(Soleus,SOL)。肌组织去除脂肪和结缔组织，称重后剪碎，以1∶20(W/V)比例加入0.1 mol/L PBS,pH7.4，含0.05%牛血清白蛋白(BAS)，匀浆，以400 g离心10 min，取上清测酶活力。以上步骤均在0°C～4°C。
1.3 酶活性测定
分别测定肌组织已糖激酶(HK，EC 2.7.1.1)、柠檬酸合成酶(CS，EC 4.1.3.7)、3-羟酰辅酶A脱氢酶(HADH，EC1.1.1.35)和乳酸脱氢酶(LDH，EC1.1.1.27)活力，分别作为反映肌组织葡萄糖磷酸化(HK)、三羧酸循环(CS)、脂肪酸β-氧化(HADH)和乳酸代谢(LDH)能力的指标。
, 百拇医药
待测酶液0.1 ml分别加入下列反应基液中[1]：①HK：0.1 mol/L Tris缓冲液(pH 7.6)、8 mmol/L MgCl2、1 mmol/L葡萄糖、0.15 mmol/L NADP+、250 μg G-6-PDH、2 mmol/L ATP。②CS：0.1 mol/L Tris缓冲液(pH 8.1)、25 mmol/L EDTA、0.5 mmol/L NAD+、1 mmol/L L-苹果酸、0.1 mmol/L乙酰辅酶A、400 μg MDH。③HADH：0.1 mol/L PBS(pH 7.4)、0.06 mmol/L EDTA、0.02 mmol/L NADH、0.05 mmol/L S-乙酰辅酶A。④LDH：0.1 mol/L PBS(pH 7.6)、0.2 mmol/L NADH、1 mmol/L丙酮酸钠。
1.4 肌肉蛋白含量测定
用Lowry法测定，蛋白含量用每克肌肉含蛋白mg表示。
, 百拇医药
1.5 统计学处理
数据x±s表示，用完全随机设计资料方差分析进行显著性检验。
2 结果
2.1 酶活性变化，见表1～4
表1 HK活性变化(U/g蛋白)
Tab 1 Changes of HK activities (U/g protein)
DIcos
DIcru
INT
RA
TA
, 百拇医药
SOL
Control
12.8±3.2
10.4±2.5
5.6±1.4
6.3±1.3
7.8±1.5
7.2±1.6
NH1 m
16.2±3.0※
12.1±2.5
6.2±1.3
, http://www.100md.com
7.0±1.8
7.6±1.3
6.9±1.6
HH1 m
15.9±3.4※
11.7±2.6
5.9±1.2
6.6±1.4
7.9±1.8
6.8±1.4
HH3 m
18.9±4.1△
, http://www.100md.com
13.6±2.7※
6.5±1.5
6.8±1.6
7.0±1.9
6.4±1.5
※：P<0.05,△：P<0.01 vs Control表2 CS活性变化(U/g蛋白)
Tab 2 Changes of CS activities (U/g protein)
DIcos
DIcru
INT
, 百拇医药
RA
TA
SOL
Control
51.2±9.8
42.1±8.7
19.5±4.6
23.8±6.5
27.2±5.3
28.3±7.0
NH1 m
59.7±8.6※
, http://www.100md.com
47.0±9.4
22.7±6.8
23.5±6.4
24.2±4.8
25.1±5.2
HH1 m
62.4±11.7※
48.6±10.3
23.1±5.6
24.3±5.9
25.4±4.7
26.5±4.9
, 百拇医药
HH3 m
76.6±15.9△
54.5±10.8※
25.3±6.1※
26.1±6.8
23.9±5.2
25.7±5.9
※：P<0.05,△：P<0.01 vs Control表3 HADA活性变化(U/g蛋白)
Tab 3 Changes of HADA activities (U/g protein)
, 百拇医药
DIcos
DIcru
INT
RA
TA
SOL
Control
28.3±5.1
23.7±4.8
10.5±2.7
17.8±3.8
14.2±2.6
16.4±2.9
, 百拇医药
NH1 m
29.8±5.5
24.6±4.3
11.1±2.8
17.9±3.4
13.8±2.0
15.9±2.8
HH1 m
30.5±5.3
24.0±4.4
10.8±3.0
18.1±3.1
, 百拇医药
14.0±2.3
16.5±3.2
HH3 m
34.7±6.9※
25.9±4.7
11.3±2.5
18.5±3.7
12.4±3.6
14.7±3.3
※：P<0.05 vs Control表4 LDH活性变化(U/g蛋白)
Tab 4 Changes of LDH activities (U/g protein)
, 百拇医药
DIcos
DIcru
INT
RA
TA
SOL
Control
429±67
488±83
618±106
455±97
673±155
422±86
, http://www.100md.com
NH1 m
416±59
480±78
614±99
451±88
698±148
427±79
HH1 m
411±63
481±82
624±112
463±91
, 百拇医药 683±135
434±88
HH3 m
407±74
471±92
606±108
460±94
688±138
443±93
P>0.05 vs Control
缺氧膈肌氧化酶活性不同程度增加，其中DIcos变化幅度较DIcru大，辅助呼吸肌(INT和RA)及肢体肌(TA和SOL)无显著性变化，但辅助呼吸肌氧化酶活性呈增加趋势，肢体肌呈降低趋势。所有肌肉酵解酶(LDH)无显著变化(P>0.05)。
, 百拇医药
2.2 肌肉蛋白变化，见表5
表5 肌肉总蛋白含量变化
Tab 5 Changes of total proteins concentration in muscles
Control
NH1 m
HH1 m
HH3 m
DIcos
113.6±21.4
123.9±26.3
124.1±25.8
, http://www.100md.com
136.6±31.5※
DIcru
115.2±19.7
122.4±24.6
121.7±34.3
134.7±24.1※
INT
109.8±22.1
115.2±18.4
114.9±21.7
125.2±33.2
, http://www.100md.com
RA
111.3±29.8
115.6±25.8
116.0±24.2
119.8±21.7
TA
112.0±23.8
116.4±23.0
115.8±25.1
118.2±28.0
SOL
112.4±21.9
, 百拇医药
117.0±27.9
116.2±28.6
120.1±25.6
※：P<0.05 vs Control
缺氧肌肉总蛋白含量有不同程度增加，其中DIcos和DIcru增加幅度较大。
3 讨论
本实验结果表明，慢性缺氧大鼠膈肌氧化酶活性显著增强，其中以DIcos变化幅度最大，辅助呼吸肌INT和RA氧化酶活性虽然无显著性变化，但总体呈增加趋势，而肢体肌酶活性呈下降趋势。所有肌肉酵解酶活性无显著变化。
有氧氧化和无氧酵解提供肌细胞功能活动所需能量，酶活性变化是代谢能力变化的直接反映。缺氧环境下，细胞可通过代谢酶活性的调整维持适当的ATP水平。
, 百拇医药
代谢酶谱变化是肌肉适应性变化的重要特征，外环境刺激所产生的肌肉适应性变化，包括代谢酶活性谱的重新调整[2～5]。如Pette[7]采用慢性电刺激大鼠TA，参与有氧氧化代谢途径的酶活性均有不同程度增高，一般数倍或数十倍于刺激前。HK是变化最早的酶，电刺激两周后，可升高达14倍。 甚至有报道，电刺激后3-羟基丁酸脱氢酶上升达30倍。CS一般上升3～6倍。本文观察的酶活性变化没有上述电刺激酶活性变化幅度大，说明刺激方式不同，肌肉适应性变化可表现出很大的差异。酶蛋白表达增加是酶活性增强的重要原因，在酶活性变化的同时甚至在此之前，可检测到相应酶的mRNA表达增加[7]。本实验观察到肌肉总蛋白含量均有不同程度增加，特别是缺氧3月组膈肌变化显著，可能与酶等一些蛋白表达增加有关。
从实验结果可以看出，不同肌肉酶活性变化幅度不同，特别是膈肌与肢体肌肉之间有较大差异，膈肌氧化酶活性明显增强，而肢体肌酶活性无显著变化甚至呈下降趋势，这种结果的差异可能与其功能要求不同有关。缺氧条件下，呼吸功增加，膈肌功能活动增强，而肢体肌肉为降低全身氧耗，功能活动明显减少。资料表明，耐力训练可明显增强呼吸肌的氧化能力，如Po-wers报道[8]，大鼠耐力训练后，膈肌氧化酶CS和HADH等活性显著增加，DIcos SDH活性增加29%。静息状态下，膈肌氧耗仅占全身1%～2%，而在耐力训练时，可增至30%以上，故呼吸运动增强可能是导致膈肌氧化酶活性增加的重要原因之一。
, 百拇医药
DIcos与DIcru之间的差异也可能与两者的功能要求不同有关。过去认为膈肌是单一的功能实体，但近年的研究表明，DIcos和DIcru在结构和功能上均有较大差别，被认为是两块不同的肌肉。因两者功能要求不同，其慢性缺氧适应性变化也不同。因此，本文认为，肌肉对慢性缺氧的适应性变化，除低氧这一直接刺激因素外，功能活动也有非常重要的影响。
基金项目：国家自然科学基金资助项目(39370302)
Foundation item: National Natural Science Foundation of China(39370302)
作者简介：王东林，男，35岁，副主任医师，副教授，博士
参考文献
[1] 蒋传葵，金承德，吴仁龙，等.工具酶活力测定[M].上海：上海科技出版社，1982.11-131.
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[2] Powers S K, Coombes J, Demirel H. Exercise training-induced changes in respiratory muscles[J].Sports Med,1997,24(2):120-131.
[3] Parra J, Pette D. Effects of low-frequency stimulation on soluble and structure-bound activities of hexokinase and phosphofructokinase in rat fast-twitch muscle[J]. Biochim Biophys Acta,1995,1251(2):154-160.
[4] Skorjanc D, Heine G, Pette D. Time-dependent increase of succinate dehydrogenase activity in low-frequency stimulated rabbit muscle:a comparison between microphotometric and biochemical methods[J]. Histochem Cell Biol,1997,107(1):47-55.
, 百拇医药
[5] Helge J W, Kiens B. Muscle enzyme activity in humans: Role of substrate availability and training[J]. Am J Phy-siol,1997,272(5142):R1620-R1624.
[6] Weber F E, Pette D. Changes in free and bound forms and total amount of hexokinase isoenzyme Ⅱ of rat muscle in response to contractile activity[J]. Eur J Biochem,1990,191(1):85-90.
[7] Pette D, Vrbova G. Adaptation of mammalian skeletal muscle fibers to chronic electrical stimulation[J]. Rev Physiol Biochem Pharmacol,1992,120:115-202.
, http://www.100md.com
[8] Annex B H, Kraus W E, Dohm G L, et al. Mitochondrial biogenesis in striated muscles: Rapid induction of citrate synthase mRNA by nerve stimulation[J]. Am J Physiol,1991,260(2 pt 1):C266-C270.
[9] Powers S K, Lawer J, Criswell, et al. Endurance training induced cellular adaptations in respiratory muscles[J]. J Appl Physiol,1990,68(5):2114-2118.
收稿日期：1999-06-08；修回日期：1999-09-28, http://www.100md.com
单位：第三军医大学附属新桥医院全军呼吸内科研究所，重庆 400037
关键词：缺氧；呼吸肌；酶；组织适应
第三军医大学学报991103
提要 目的：观测慢性缺氧大鼠呼吸肌氧化和酵解酶活性变化，探讨其在慢性缺氧适应中的意义。方法：建立大鼠慢性常压和减压间断缺氧模型，分别测定肋膈肌和脚膈肌已糖激酶(HK)、柠檬酸合成酶(CS)、3-羟酰辅酶A脱氢酶(HADH)和乳酸脱氢酶(LDH)活力，并与肢体肌肉比较。结果：肋膈肌氧化酶CS、HK和HADH活性均显著增加，脚膈肌和肋间肌也有不同程度增加，腹直肌和肢体无显著变化。所有肌肉LDH活性无显著变化。结论：慢性缺氧适应后，膈肌氧化代谢能力增强，不同肌肉因功能要求不同其适应性变化也有差异。
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中图法分类号 R345;R845.22 文献标识码 A
Changes of the activity of metabolic enzymes in respiratory muscles after exposure to chronic hypoxia in rats
WANG Dong-lin, MAO Bao-ling, QIAN Gui-sheng, GUO Xian-jian, LI Shu-ping
(Research Institute of Respiratory Disease, Xinqiao Hospital, Third Military Medical University, Chongqing 400037)
Abstract Objective: To study the changes of the activity of oxidative and glycolitic enzymes in the costal and crural diaphragm and intercostal muscles after exposure to hypobaric and normobaric hypoxia respectively in rats. Methods: Rats were exposed to hypobaric or normobaric hypoxia 8 hours per day for 1 or 3 months respectively. The activity of hexokinase (HK), citrate synthetase (CS), 3-hydroxy1 CoA dehydrogenase (HADH) and lactate dehydrogenase (LDH) in the costal and crural diaphragm and the intercostal muscles were determined with biochemical techniques. Results: There was an increase of the activity of CS, HK and HADA in the costal diaphragm and a tendency of increase of the activity of CS, HK and HADH in the crural diaphragm and the intercostal muscles. No significant changes of the activity of the 1 above mentioned 3 enzymes were found in the rectus abdominis and skeletal muscles of the limbs. The activity of LDH, a glycolitic enzymes, was not remarkable changed in all the muscles mentioned above. Conclusion: The oxidative metabolic ability of the diaphragm was increased after exposure to chronic hypoxia.
, 百拇医药
Key words hypoxia; respiratory muscle; enzyme; tissue adaptation; rat
慢性缺氧常见于高原环境和慢性呼吸系统疾病，可使肌肉产生结构、代谢和功能的适应性变化。近年一些研究发现动物肢体肌肉氧化酶活性降低，其原因可能与功能活动减少有关。呼吸肌功能要求不同于肢体肌肉，缺氧条件下呼吸功能增加，功能活动增强，而肢体肌功能活动减少，故呼吸肌与肢体骨骼肌对慢性缺氧的适应性变化可能表现出不同特点，但有关这方面的研究报道较少。本文旨在观测慢性缺氧大鼠呼吸肌氧化和酵解代谢酶活性变化及其特点，并通过与肢体肌肉比较，探讨功能活动对肌肉缺氧适应的影响。
1 材料与方法
1.1 动物分组与模型
健康雄性Wistar大鼠36只，体重245±53 g，随机分为4组：①常压间断缺氧1月组(NH1 m，n=10)。大鼠置密闭舱内，以2 L/min流速持续充入低氧混合气体(10% O2+90% N2)，使舱内氧浓度为10%±1.0%，每天缺氧8 h，共1月。大鼠处死前在舱内抽取动脉血，测定血气、血红蛋白浓度(Hb)和血细胞压积(Ht)。②减压间断缺氧1月组(HH 1 m,n=10)。大鼠置减压舱内，减压至模拟海拔5 000 m，每天8 h，共1月。③减压间断缺氧3月组(HH 3 m,n=6)。按②法减压3月。④正常对照组(Control，n=10)。
, 百拇医药
1.2 待测酶液准备
大鼠处死，分别取肋膈肌(Costal Diaphragm,DIcos)、脚膈肌(Crural Diaphragm,DIcru)、肋间肌(Intercostal,INT)、腹直肌(Rectus Abdominis,RA)、胫前肌(Tibials Anterior,TA)和比目鱼肌(Soleus,SOL)。肌组织去除脂肪和结缔组织，称重后剪碎，以1∶20(W/V)比例加入0.1 mol/L PBS,pH7.4，含0.05%牛血清白蛋白(BAS)，匀浆，以400 g离心10 min，取上清测酶活力。以上步骤均在0°C～4°C。
1.3 酶活性测定
分别测定肌组织已糖激酶(HK，EC 2.7.1.1)、柠檬酸合成酶(CS，EC 4.1.3.7)、3-羟酰辅酶A脱氢酶(HADH，EC1.1.1.35)和乳酸脱氢酶(LDH，EC1.1.1.27)活力，分别作为反映肌组织葡萄糖磷酸化(HK)、三羧酸循环(CS)、脂肪酸β-氧化(HADH)和乳酸代谢(LDH)能力的指标。
, 百拇医药
待测酶液0.1 ml分别加入下列反应基液中[1]：①HK：0.1 mol/L Tris缓冲液(pH 7.6)、8 mmol/L MgCl2、1 mmol/L葡萄糖、0.15 mmol/L NADP+、250 μg G-6-PDH、2 mmol/L ATP。②CS：0.1 mol/L Tris缓冲液(pH 8.1)、25 mmol/L EDTA、0.5 mmol/L NAD+、1 mmol/L L-苹果酸、0.1 mmol/L乙酰辅酶A、400 μg MDH。③HADH：0.1 mol/L PBS(pH 7.4)、0.06 mmol/L EDTA、0.02 mmol/L NADH、0.05 mmol/L S-乙酰辅酶A。④LDH：0.1 mol/L PBS(pH 7.6)、0.2 mmol/L NADH、1 mmol/L丙酮酸钠。
1.4 肌肉蛋白含量测定
用Lowry法测定，蛋白含量用每克肌肉含蛋白mg表示。
, 百拇医药
1.5 统计学处理
数据x±s表示，用完全随机设计资料方差分析进行显著性检验。
2 结果
2.1 酶活性变化，见表1～4
表1 HK活性变化(U/g蛋白)
Tab 1 Changes of HK activities (U/g protein)
DIcos
DIcru
INT
RA
TA
, 百拇医药
SOL
Control
12.8±3.2
10.4±2.5
5.6±1.4
6.3±1.3
7.8±1.5
7.2±1.6
NH1 m
16.2±3.0※
12.1±2.5
6.2±1.3
, http://www.100md.com
7.0±1.8
7.6±1.3
6.9±1.6
HH1 m
15.9±3.4※
11.7±2.6
5.9±1.2
6.6±1.4
7.9±1.8
6.8±1.4
HH3 m
18.9±4.1△
, http://www.100md.com
13.6±2.7※
6.5±1.5
6.8±1.6
7.0±1.9
6.4±1.5
※：P<0.05,△：P<0.01 vs Control表2 CS活性变化(U/g蛋白)
Tab 2 Changes of CS activities (U/g protein)
DIcos
DIcru
INT
, 百拇医药
RA
TA
SOL
Control
51.2±9.8
42.1±8.7
19.5±4.6
23.8±6.5
27.2±5.3
28.3±7.0
NH1 m
59.7±8.6※
, http://www.100md.com
47.0±9.4
22.7±6.8
23.5±6.4
24.2±4.8
25.1±5.2
HH1 m
62.4±11.7※
48.6±10.3
23.1±5.6
24.3±5.9
25.4±4.7
26.5±4.9
, 百拇医药
HH3 m
76.6±15.9△
54.5±10.8※
25.3±6.1※
26.1±6.8
23.9±5.2
25.7±5.9
※：P<0.05,△：P<0.01 vs Control表3 HADA活性变化(U/g蛋白)
Tab 3 Changes of HADA activities (U/g protein)
, 百拇医药
DIcos
DIcru
INT
RA
TA
SOL
Control
28.3±5.1
23.7±4.8
10.5±2.7
17.8±3.8
14.2±2.6
16.4±2.9
, 百拇医药
NH1 m
29.8±5.5
24.6±4.3
11.1±2.8
17.9±3.4
13.8±2.0
15.9±2.8
HH1 m
30.5±5.3
24.0±4.4
10.8±3.0
18.1±3.1
, 百拇医药
14.0±2.3
16.5±3.2
HH3 m
34.7±6.9※
25.9±4.7
11.3±2.5
18.5±3.7
12.4±3.6
14.7±3.3
※：P<0.05 vs Control表4 LDH活性变化(U/g蛋白)
Tab 4 Changes of LDH activities (U/g protein)
, 百拇医药
DIcos
DIcru
INT
RA
TA
SOL
Control
429±67
488±83
618±106
455±97
673±155
422±86
, http://www.100md.com
NH1 m
416±59
480±78
614±99
451±88
698±148
427±79
HH1 m
411±63
481±82
624±112
463±91
, 百拇医药 683±135
434±88
HH3 m
407±74
471±92
606±108
460±94
688±138
443±93
P>0.05 vs Control
缺氧膈肌氧化酶活性不同程度增加，其中DIcos变化幅度较DIcru大，辅助呼吸肌(INT和RA)及肢体肌(TA和SOL)无显著性变化，但辅助呼吸肌氧化酶活性呈增加趋势，肢体肌呈降低趋势。所有肌肉酵解酶(LDH)无显著变化(P>0.05)。
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2.2 肌肉蛋白变化，见表5
表5 肌肉总蛋白含量变化
Tab 5 Changes of total proteins concentration in muscles
Control
NH1 m
HH1 m
HH3 m
DIcos
113.6±21.4
123.9±26.3
124.1±25.8
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136.6±31.5※
DIcru
115.2±19.7
122.4±24.6
121.7±34.3
134.7±24.1※
INT
109.8±22.1
115.2±18.4
114.9±21.7
125.2±33.2
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RA
111.3±29.8
115.6±25.8
116.0±24.2
119.8±21.7
TA
112.0±23.8
116.4±23.0
115.8±25.1
118.2±28.0
SOL
112.4±21.9
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117.0±27.9
116.2±28.6
120.1±25.6
※：P<0.05 vs Control
缺氧肌肉总蛋白含量有不同程度增加，其中DIcos和DIcru增加幅度较大。
3 讨论
本实验结果表明，慢性缺氧大鼠膈肌氧化酶活性显著增强，其中以DIcos变化幅度最大，辅助呼吸肌INT和RA氧化酶活性虽然无显著性变化，但总体呈增加趋势，而肢体肌酶活性呈下降趋势。所有肌肉酵解酶活性无显著变化。
有氧氧化和无氧酵解提供肌细胞功能活动所需能量，酶活性变化是代谢能力变化的直接反映。缺氧环境下，细胞可通过代谢酶活性的调整维持适当的ATP水平。
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代谢酶谱变化是肌肉适应性变化的重要特征，外环境刺激所产生的肌肉适应性变化，包括代谢酶活性谱的重新调整[2～5]。如Pette[7]采用慢性电刺激大鼠TA，参与有氧氧化代谢途径的酶活性均有不同程度增高，一般数倍或数十倍于刺激前。HK是变化最早的酶，电刺激两周后，可升高达14倍。 甚至有报道，电刺激后3-羟基丁酸脱氢酶上升达30倍。CS一般上升3～6倍。本文观察的酶活性变化没有上述电刺激酶活性变化幅度大，说明刺激方式不同，肌肉适应性变化可表现出很大的差异。酶蛋白表达增加是酶活性增强的重要原因，在酶活性变化的同时甚至在此之前，可检测到相应酶的mRNA表达增加[7]。本实验观察到肌肉总蛋白含量均有不同程度增加，特别是缺氧3月组膈肌变化显著，可能与酶等一些蛋白表达增加有关。
从实验结果可以看出，不同肌肉酶活性变化幅度不同，特别是膈肌与肢体肌肉之间有较大差异，膈肌氧化酶活性明显增强，而肢体肌酶活性无显著变化甚至呈下降趋势，这种结果的差异可能与其功能要求不同有关。缺氧条件下，呼吸功增加，膈肌功能活动增强，而肢体肌肉为降低全身氧耗，功能活动明显减少。资料表明，耐力训练可明显增强呼吸肌的氧化能力，如Po-wers报道[8]，大鼠耐力训练后，膈肌氧化酶CS和HADH等活性显著增加，DIcos SDH活性增加29%。静息状态下，膈肌氧耗仅占全身1%～2%，而在耐力训练时，可增至30%以上，故呼吸运动增强可能是导致膈肌氧化酶活性增加的重要原因之一。
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DIcos与DIcru之间的差异也可能与两者的功能要求不同有关。过去认为膈肌是单一的功能实体，但近年的研究表明，DIcos和DIcru在结构和功能上均有较大差别，被认为是两块不同的肌肉。因两者功能要求不同，其慢性缺氧适应性变化也不同。因此，本文认为，肌肉对慢性缺氧的适应性变化，除低氧这一直接刺激因素外，功能活动也有非常重要的影响。
基金项目：国家自然科学基金资助项目(39370302)
Foundation item: National Natural Science Foundation of China(39370302)
作者简介：王东林，男，35岁，副主任医师，副教授，博士
参考文献
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收稿日期：1999-06-08；修回日期：1999-09-28, http://www.100md.com