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编号:10280043
性别和环境温度对小鼠急性缺氧耐受性的影响
http://www.100md.com 《白求恩军医学院学报》 2000年第2期
     作者:刘宏雁 赵虹 吕国蔚 王维忠

    单位:刘宏雁 赵虹 王维忠(白求恩医大第三临床学院中心研究室 吉林 长春130031);吕国蔚(首都医科大学神经生物学研究室 北京100054)

    关键词:小鼠;缺氧耐受性;性别;温度

    白求恩医科大学学报000205

    〔提 要〕 目的:探讨性别和环境温度对小鼠急性重复缺氧耐受性的影响。方法:在相同条件下,比较雌、雄小鼠1,2,3,4次重复缺氧标准耐受时间;分别在(5±1)℃、(13±1)℃、(18±1)℃、(23±1)℃、(28±1)℃时,进行急性重复缺氧实验。结果:雌、雄小鼠1~4次重复缺氧标准耐受时间无明显差异(P>0.05);在(13±1)℃、(18±1)℃、(23±1)℃、(28±1)℃时第1次缺氧耐受时间分别为14,13,12,12 min,第2,3,4次重复缺氧的耐受时间分别为其第1次耐受时间的3.2,5.7,6.6倍;2.3,3.4,5.0倍;2.2,3.1,3.6倍;1.8,2.2,2.3倍。在(5±1)℃时第1次缺氧耐受时间为40 min,但无法观察2,3,4次缺氧耐受时间。结论:小鼠急性重复缺氧耐受性无性别差异;小鼠急性缺氧耐受性随环境温度的升高而降低。
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    〔中图分类号〕 R363.2+2 〔文献标识码〕 A

    〔文章编号〕 0253-3707(2000)02-0123-03

    Influence of sex and environmental temperature on tolerance

    to active hypoxia in mouse


    Liu Hongyan Zhao Hong Wang Weizhong

    (The Third Clinical College ,Norman Bethune University of Medical Sciences,Changchun,130031)
, 百拇医药
    Lu Guowei

    (Neurobiological Department,Capital University of Medical Science,Beijing,100054)

    〔Abstract〕 Objective:To explore influence of sex and environmental temperature on mouse tolerance to hypoxia actually.Methods:Standard tolerance time of female mouse exposed to hypoxia for one to four times,was compared with that of male on same condition;actual hypoxic experiments were performed at (5±1)℃,(13±1)℃,(18±1)℃,(23±1)℃,(28±1)℃.Results:No significant difference of standard tolerance time exposed to hypoxia for one to four times was seen between in female and male mouse (P>0.05).The hypoxia tolerance time of the first time in (13±1)℃ group,(18±1)℃ group,(23±1)℃ group,(23±1)℃ and (28±1)℃ group was 14 min,13 min,12 min,12 min respectively,but the change was very little within the range of room temperature.The tolerance time of 2 nd,3 rd and 4 th time hypoxia in (13±1)℃ group、(18±1)℃ group,(23±1)℃ group and (28±1)℃ group was 3.2,5.7,6.6;2.3,3.4,5.0;2.2,3.1,3.6;1.8,2.2 2.3 times longer than that of their own first time respectively.The hypoixa tolerance time of the first time in (5±1)℃ group was 40 min.We did not detect the tolerance time of hypoxia 2 nd,3 rd and 4 th time in (5±1)℃ group.Conclusion:Hypoxic tolerance time of female and male mice was not significantly different.The increment in hypoxia tolerance was negatively correlated to temperature change.
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    〔Key words〕 mouse;hypoxic tolerance;sex;temperature

    近年来,研究小鼠急性重复缺氧耐受性的研究报道逐渐增多,将对临床医学、运动医学和航空医学的发展起着巨大的推动作用。既往实验〔1,2〕中,通常在室温下进行,缺氧耐受时间的递增幅度很大。本实验在小鼠急性重复缺氧耐受性的研究中,发现温度对重复缺氧耐受性的增加具有重大影响,并探讨了小鼠性别与重复缺氧耐受性的关系。

    1 材料与方法

    1.1 方 法

    1.1.1 缺氧耐受模型 按急性重复缺氧方法〔1〕,将小鼠置于含有新鲜空气,经过标定的150 ml广口瓶内,以橡皮塞密闭,记时,一旦出现喘呼吸,立即取出,并随即转移到另一相似体积,含有新鲜空气的广口瓶内,密闭,记时。依次类推至4次,各次倒瓶中,从密闭开始到喘呼吸出现时间为“原始耐受时间”,再依下式算出相当于100 ml有效空气量下的“标准耐受时间”。 〔1〕
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    T:标准耐受时间(Standard tolerance time);t1:喘呼吸出现时间(Time of beginning asthma respiration);t0:密闭开始时间(Time of airtight beginning time);V0:原始瓶容积(Bottle volume);Wa:小鼠体重(Mouse weight)。

    1.1.2 性别对重复缺氧耐受的影响 选体重十分接近(19±1 g)雌、雄小鼠各15只,每日选数目相等的雌、雄小鼠同时进行急性耐缺氧实验。

    1.1.3 温度对重复缺氧耐受的影响 雄雌小鼠不限,随机分成5组,每组15~19只不等,分别在(5±1)℃、(13±1)℃、(18±1)℃、(23±1)℃、(28±1)℃,进行急性重复缺氧实验。

    1.2 统计学处理
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    实验数据用SPSS统计软件包处理,数据以均数±标准差(±s)表示,组间比较采用单因数方差分析检验。

    2 结 果

    2.1 小鼠性别与其急性重复缺氧耐受性的关系

    小鼠在各次急性重复缺氧时的行为表现与以前报道相似〔1〕,雌、雄小鼠未见明显差别。第1次缺氧过程中小鼠烦躁不安,上下窜动,呼吸浅快,逐渐发绀,最后出现痉挛和喘呼吸。第2次缺氧过程中,小鼠自由活动明显减少,烦躁不安减轻,呼吸变慢,紫绀明显。第3,4次缺氧过程中,小鼠紫绀更加严重,活动更加减少,甚至出现喘呼吸时,也不出现烦躁不安。雌、雄小鼠第1,2,3,4次缺氧标准耐受时间也未见差别(P>0.05)。

    Tab.1 Standard tolerance time of female and male mice exposed to hypoxia for 1~4 times (±s,n=15,t/min) Group
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    Times exposed to hypoxia

    1

    2

    3

    4

    Female

    10.66±2.61

    23.48±3.84

    36.71±9.12

    50.86±14.67

    Male

    10.40±1.58
, 百拇医药
    25.74±7.22

    39.13±13.69

    47.41±16.33

    2.2 环境温度与小鼠急性重复缺氧耐受性的关系

    不同室温下,上鼠在各次急性重复缺氧时的行为表现与以前报道相似〔1〕。温度越低,小鼠越相对安静,喘呼吸出现较晚,紫绀相对较轻。温度为(5±1)℃时,小鼠在第2次缺氧过程中,呼吸越来越慢,甚至1~2 min内未见呼吸,如此时从瓶中取出,呼吸很难恢复,如移至室温下,20 min左右可恢复呼吸,至1 h以上肢体可恢复正常功能,故此温度时,无法观察缺氧耐受时间。

    随着温度的降低,第1次缺氧的平均耐受时间增加。但室温时(15~30℃)变化不大。第2,3,4次重复缺氧平均耐受时间的递增幅度随着温度的降低而增加,随着温度的升高而降低。与第1次缺氧的平均耐受时间的定基比随着温度增加而逐渐降低(13±1)℃、(18±1)℃、(23±1)℃、(28±1)℃时,第1次缺氧耐受时间分别为14,13,12,12 min,第2,3,4次重复缺氧的耐受时间分别为其第1次耐受时间的3.2,5.7,6.6倍;2.3,3.4,5.0倍;2.2,3.1,3.6倍;1.8,2.2,2.3倍。Tab.2 Standard tolerance time of mice exposed
, 百拇医药
    to hypoxia for 1~4 times (±s,t/min) Temperature

    n

    Times exposed to hypoxia

    1

    2

    3

    4

    (5±1)℃

    15

    40.5±2.2

, 百拇医药     -

    -

    -

    (13±1)℃

    15

    14.1±2.7

    44.6±8.4*

    80.27±8.9*

    93.0±6.1*

    (18±1)℃

    15

    12.6±4.3
, 百拇医药
    28.3±10.4*

    43.6±15.8*

    63.3±16.5*

    (23±1)℃

    15

    12.1±2.4

    26.5±5.3*

    37.4±10.6*

    43.3±11.4

    (28±1)℃

    19
, 百拇医药
    12.2±1.8

    21.5±3.7*

    26.4±3.3*

    27.7±4.5

    Compared with preceding times within group *P<0.05

    3 讨 论

    低温可减少脑氧耗及降低代谢率,从而可增加小鼠的缺氧耐受时间,但小鼠第1次缺氧耐受时间在室温下变化不大,而2,3,4次缺氧耐受时间增加幅度差异显著,故低温导致代谢抑制很难完全解释此现象。低温导致的代谢抑制看来不一定是低温脑保护的主要机理。Busto等在局限性脑缺血20 min模型中,虽然发现以脑温33℃动物脑损伤最轻,但三种脑温(36℃、33℃和30℃)下脑组织的能量储存、ATP浓度及乳酸含量均无差异,脑组织内游离脂肪酸浓度也无差异〔3〕。Sutton〔4〕发现低温使脑代谢降低4/5倍时,保护作用却增加了10~30倍,即使在ATP池完全耗竭时,低温仍有脑保护作用。异氟醚亦可导致脑代谢率下降和脑电图抑制,但动物实验未能证明异氟醚对脑缺血所致的损伤有任何的保护作用〔5〕。有人提出,麻醉药的脑保护作用不是由于药物诱发的代谢活动的抑制,而是预防脑缺血时反应性大脑高温的结果〔6〕。许多实验证实,轻度低温可减少缺血后脑损伤〔7〕,低温抑制脑缺血过程中EAA释放。在不同种属、不同方法所诱导的全脑或局限脑缺血缺氧模型中,应用微透析技术均发现缺血缺氧区或脑组织中EAA尤其是GLU大量释放〔8〕,而低温可完全或部分地抑制该效应。Busto〔3〕等报道大鼠局限性脑缺血20 min模型中,脑温维持于36℃时,缺血开始后10,20 min和重新灌流后10 min,纹状体组织中GLU浓度较缺血前分别升高6,10和7倍,而维持于33℃和30℃脑温的动物在上述时间点纹状体中GLU并无明显升高。兔全脑缺血10 min过程中,缺血开始5 min,脑温维持于37℃,兔海马组织内GLU已明显升高并持续至再灌流后10 min,而脑温维持于29℃时,GLU浓度未见升高,海马在组织学上得到完全的保护〔8〕。温度升高促进GLU的释放在许多实验中得到证实〔6,9,10〕。本研究组证实,EAA的降低有助于小鼠急性缺氧预适应的形成(待发表),故有理由认为抑制EAA的释放是小鼠急性缺氧耐受随温度降低而增加的原因之一。
, 百拇医药
    〔基金项目〕 国家自然科学基金资助项目(39670271)

    〔作者简介〕 刘宏雁(1962-),女,吉林省长春市人,讲师,医学博士,主要从事缺氧耐受机理研究。

    〔参考文献〕

    〔1〕吕国蔚,史美棠,李 凌,等.急性重复缺氧对小鼠耐受的影响及机制的初步探讨〔J〕. 中国病理生理杂志,1992,8(4):425~429.

    〔2〕崔秀玉,吕国蔚.麻醉与兴奋小鼠急性重复缺氧耐受性的变化〔J〕.首都医科大学学报,1994,15(1):1~4.

    〔3〕Busto R,Globue MY,Dietrich WD,et al.Effect of mild hypothermia on ischemia-induced release of neurotransmitters and free fatty acids in rat brain〔J〕.Stroke,1989,20(7):904~910.
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    〔5〕Warner DS,Deshpande JK,Wicloch TZ,et al.The effect of isoflurane on neuronal necrosis following near-complete forebrain ischemia in the rat〔J〕.Anesthesiology,1986,64:19~23.

    〔6〕岳 云.脑缺血期间大脑呈反应性高温一个重要问题的提出〔J〕.国外医学麻醉学与复苏学分册,1995,16(6):35.

    〔7〕Minamisawa H,Smith MC,Siesjo BK.The effect of mild hypotherm and hypathermia on brain damage following 5,10 and 15 minutes of forebrain ischemia〔J〕.Ann Neurol,1990,28:26~33.
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    〔10〕詹仁知,孙大金.低温脑保护与兴奋性氨基酸〔J〕.国外医学麻醉学及复苏学分册,1996,16(6):341.

    〔收稿日期〕 1999-09-15, http://www.100md.com