模拟飞行缺氧与吸氧对小鼠脏器自由基代谢的影响*
作者：张清俊 詹 皓 李 彤 郝爱功 万长宏 辛益妹
单位：空军航空医学研究所，北京100036
关键词：低压缺氧；高空模拟；吸氧；超氧化物岐化酶；丙二醛；自由基；肺；心肌
航天医学与医学工程990606摘要：目的 观察了两种模拟飞行条件(1500m轻度低压缺氧和5500m中度低压吸氧重复暴露)下小鼠多脏器自由基代谢变化的特点。方法 昆明种小鼠60只，随机分为6组(n＝10)进行缺氧与吸氧实验，实验完毕后，取小鼠尾血做血常规检查。次日，将小鼠断头处死，取脑、心、肺、肝、肾制备匀浆,测定丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性。结果1500m轻度低压缺氧重复暴露8wk使肺MDA含量显著增高，提示引起小鼠肺的自由基损伤;5500m中度低压吸氧重复暴露8wk后，心肌MDA含量、SOD活性均明显增高,提示引起小鼠心肌的自由基损伤。结论 模拟飞行缺氧与吸氧可以导致小鼠肺及心肌的自由基损伤。
, http://www.100md.com
中图分类号：R852.11 文献标识码：A 文章编号：1002-0837(1999)06-0414-03
Effects of Simulated Flight Hypobaric Hypoxia and
Oxygen Inhalation on Free Radi cal Metabolism
in Various Organs of Mice
ZHANG Qing-jun,ZHAN Hao,LI To ng,HAO Ai-gong,WAN Chang-hong,XIN Yi-mei
Address reprint requests to：ZHANG Qing-jun.Institute
, 百拇医药
of Aviation Medicine,Beijing 100036,China
Abstract: Objective To investigate the effects of two types of simulated flight co nditions(hypobaric hypoxia and hypobaric oxygen inhalation) on free radical meta bolism in various organs of mice. Method Sixty male Kunming mic e were randomly divided into six groups(n=10 each).The experiment comprises two parts.The first pa rt included three groups:normal controls(A1),1500 m hypobaric hypoxia for 4 wk(B 1 ) and 8 wk(C1).The second part included another three groups:normal control(A2) ,5 500 m hypobaric oxygen inhalation for 4 wk(B2) and 8 wk(C2).The exposure time in hy pobaric chamber was 2 h/d,3 d/wk.After experiment,caudal blood was taken for rou ti ne examination.The mice were decapitated on the next day and brain,heart,lung,li ver and kidney homogenates were prepared for measuring malondialdehyde(MDA) cont ent and superoxide dismutase(SOD) activity. Result Lipid peroxid es in lung was significantly increased in C1 group, and the content of myocardi al MDA and myocardial SOD activities in C2 group were markedly higher than those in A2 group.There were no significant differences among body weights, mean corp uscular indices and hemoglobin content in the normal control,hypobaric hypoxia a nd hypobaric oxygen inhalation groups.It demonstrates that repeated mild hypobar ic hypoxia for 8 wk causes free radical damage of lung and repeated exposure to 5500 m hypobaric oxygen inhalation for 8 wk may lead to myocardial peroxidative injury in mice. Conclusion Simulated fl ight hypobaric hypoxia and oxygen inhalation may lead to free radicals damage of lung and myocardial peroxidative injury in mice.
, 百拇医药
Key words:hypobaric hypoxia;altitude simulation;inhalation oxygen; superoxide dismutase;malondialdehyde;free radicals;lung;myocardium
高空缺氧是飞行人员所面临的主要应激因素之一。据国内外大量研究报道，急性低压缺氧对机体的自由基代谢有明显的不良影响。例如，大鼠急性重复低压缺氧(7500m,30min)出现心肌损伤，而心肌组织的谷胱甘肽过氧化物酶活性明显降低[1]，模拟5500m暴露24h，大鼠血清和大脑、心、肺等脏器的过氧化脂质水平明显升高[2]。但这些研究所采用的实验条件与实际飞行条件有一定的差距。为深入探讨职业飞行对机体自由基代谢的影响及其防护措施，本研究观察了两种模拟飞行条件(缺氧与吸氧重复作用)对小鼠多脏器自由基代谢的影响。
方 法
, 百拇医药
雄性昆明种小鼠60只，体重18～20g(军事医学科学院实验动物中心提供)，随机分为6组，每组10只，具体分组与处理方案见表1。
表1 动物分组与低压舱处理方案
Table1 Groups of mice and the methods of treatment 组别
(groups)
实验条件
(condtion)
暴露时间
(exposure time)(wk)
处理 时间
, 百拇医药
(treatment time)
A1
地面对照(ground CON)
B1
1500 m，吸空气(breathe air)
4
2 h/d,3 d/wk,4 wk
C1
1500 m，吸空气(breathe air)
8
2 h/d,3 d/wk,8 wk
, 百拇医药
A2
地面对照(ground CON)
B2
5500 m，吸氧(oxygen inhalation)
4
2 h/d,3 d/wk,4 wk
C2
5500 m，吸氧(oxygen inhalation)
8
2 h/d,3 d/wk,8 wk
采用本所制造的DDC-2型动物低压舱模拟飞行条件。低压舱的上升速率50m/s，下降速率30m/s。于实验4wk、8wk末记录各组小鼠体重。实验结束后，取小鼠尾血进行血常规分析(采用CELL-DYN1400全血细胞分析仪，美国雅培公司生产)，指标：血红蛋白浓度(HGB)，红细胞计数(RBC)，红细胞压积(HCT)，红细胞容积(MCV)，红细胞密度(MCH)，平均血红蛋白浓度(MCHC)等。次日，将小鼠断头处死，于冰浴上速取脑、心、肺、肝、肾,置-20℃保存备用。将小鼠各脏器称重后用4℃、1/15mol/L磷酸缓冲液(pH7.4)制备组织匀浆(1:10,W/V)，于低温离心机离心(4℃，3000r/min)10min后取上清置-20℃保存备用。组织匀浆脂质过氧化物丙二醛(MDA)用硫代巴比妥酸法测定[3],以1,1,3,3-四乙氧基丙烷(TEP,Fluka公司生产)为标准品，组织MDA含量用μmol/ml蛋白质表示。超氧化物歧化酶(SOD)用邻苯三酚自氧化法测定[4],SOD活性单位规定为：每ml反应液中SOD抑制率达50%所对应的SOD量为一个活性单位(U)，组织匀浆SOD活性用U/mg蛋白质表示。结 果
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由表2可见，各组小鼠体重随实验时间的延长而明显增加(P<0.01)，但与对照组相比，两种模拟飞行条件(1500m低压缺氧和5500m低压吸氧)对体重无明显影响。1500m轻度缺氧重复暴露8wk后，红细胞密度增加(P<0.01)，5500m中度低压吸氧重复暴露8 wk后，红细胞压积增加(P<0.05)，但其它指标各组间均无明显差异(表3)。
表2 各组小鼠体重(g)的变化
Table2 Changs of mouse weight(g)in six groups 组别
(group)
实验前
(before test)
4 wk
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8 wk
A1
18.8±1.2
40.2±2.2**
45.7±3.5**
B1
18.8±0.8
39.8±2.3**
46.1±3.3**
C1
18.7±0.8
, 百拇医药
39.4±2.9**
43.8±2.0**
A2
23.9±1.1
41.2±3.2**
45.7±4.4**
B2
24.3±1.1
43.5±3.3**
47.4±3.1**
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C2
23.9±1.5
42.4±3.9**
46.1±3.5**
注：**P<0.01,与实验前自身体重比
Note:**P<0.01,as compared with the body weight of each group be fore experiment表3 各组小鼠血红蛋白、红细胞平均指数比较
Table 3 Comparision of hemoglobin and mean corpuscular indices in mice 组别
(groups)
, 百拇医药
RBC(T/L)
HGB(g/L)
HCT(L/L)
MCV(fl)
MCH(pg)
M CHC(g/L)
A1
8.34±0.42
149±10
0.35±0.02
42.5±1.8
17.9±0.6
, 百拇医药
421±27
B1
8.36±0.32
149±7
0.36±0.02
43.3±1.8
17.8±0.5
411±12
C1
7.80±0.78
147±12
0.34±0.03
, 百拇医药
43.8±3.0
19.2±0.7**
434±31
A2
9.67±0.80
156±11
0.38±0.02
39.4±1.1
16.2±0.6
410±20
B2
10.01±0.48
, 百拇医药
160±8
0.40±0.02
39.5±1.1
16.0±0.3
404±13
C2
10.66±1.20
167±16
0.42±0.04▲
39.3±0.5
15.7±0.4
399±6
, 百拇医药
注：**P<0.01,与A1、B1相比；▲P<0.05，与A2组比
Note:**P<0.01,as compared with A1,B1;▲P<0.05，as co mpared with A2
随着1500m轻度低压缺氧重复暴露时间的延长，脑、心、肝组织MDA含量有降低趋势，肾脏MDA轻度增加，但均无统计学差异。暴露8wk后，肺MDA含量却显著增高(图1)，各组SOD活性无明显变化。5500m中度低压吸氧重复暴露8wk后，心肌MDA含量明显升高，SOD活性也明显增加(P<0.01，见图2)，而脑、肺、肝、肾组织MDA含量及其SOD活性无明显变化。两批实验的对照组(A1与A2)之间各脏器MDA含量及SOD活性均无明显差异。
图1 1500m轻度低压缺氧重复暴露小鼠肺MDA含量、SOD活性的比较(与A1比※P<0.01)
, http://www.100md.com
Fig.1 Comparisionof the MDA content and SOD activity of lung in mice under 1500 m mild hypobaric hypoxia(mean of A1 group as 100%: ※P <0.01 compared with A1)
图2 5500 m轻度低压缺氧重复暴露小鼠心肌MDA含量、SOD活性的比较
(与A2 比, ※P<0.01;与B2比,P<0.01)
Fig.2 Comparison of MDA content and SOD activity of myocardium in mice under 5500 m hypobaric oxygen inhalation(mean of A2 group as 100%,※P<0.01,as compared with A2; ▲P<0.01,as compared with B2)
, 百拇医药
讨 论
自由基是具有非配对电子的基团或分子，医学上对机体有害的氧自由基主要有超氧阴离子自由基(
)和羟自由基(
)。与细胞膜上不饱和脂肪酸反应使不饱和脂肪酸过氧化,MDA是其终产物之一，其含量的高低能够反映体内脂质过氧化的速率和强度。SOD是需氧生物体内催化歧化为H2O2与O2的一种金属酶，生理条件下它能有效地清除体内的代谢物，与其它抗氧化酶协同保护细胞膜和生物大分子免受氧自由基的攻击。正常生理条件下，氧化性损伤趋势与抗氧化防御系统处于动态平衡状态。
, 百拇医药
国内外已有大量关于急性低压缺氧可以引起机体某一脏器或血液氧自由基损伤的研究报道，但这些研究所采用的实验条件与职业飞行条件相比有一定的差距[1,2]。常耀明等[5]报道，急性低压缺氧时大鼠机体的脂质过氧化反应是增强的，并与缺氧的程度有关，缺氧越重，血清MDA浓度越高。王相林等[6]报道，5500m吸氧(氧浓度99.6%),8h,5d/wk,共4wk，大鼠肺组织可见重度充血，肺泡壁毛细血管扩张充血，部分肺泡壁毛细血管破坏出血，实验组肺CuZn-SOD含量降低，肺组织氧自由基含量增加。王晓玉等[7]也观察到5500m低压吸氧30min，人血清心肌酶含量明显增高，提示心肌细胞膜受到氧自由基损伤。
一般认为，1500m是不致引起缺氧症状的阈限高度[8]。重复暴露于1500m低压缺氧条件下，机体氧自由基代谢的特点尚未见报道。本研究观察到1500m重复暴露8wk后，肺组织MDA含量明显增高，说明重复轻度缺氧暴露可引起氧自由基损伤。一般来说，器官缺血再灌注损伤的机理与氧自由基代谢有关。缺血时，组织供氧不足，小肠、心、肺、脑等组织ATP分解产物次黄嘌呤积聚，再灌注时组织氧浓度升高，在黄嘌呤氧化酶作用下生成。低压缺氧条件下肺组织自由基损伤的机理可能与上述缺血损伤机制相似[9]。5500m高度相当于歼击机飞行员巡航飞行时的座舱高度，吸入氧浓度高于海平面一倍以上。本研究观察到，5500m中度低压吸氧重复暴露8wk后，虽然每天的暴露时间短于文献[6]的报道，但心肌MDA含量、SOD活性显著增高，说明在该条件下，心肌脂质过氧化代谢增强。此时心肌出现过氧化损伤，机理可能与吸入氧的浓度高于常压下空气中氧含量有关，因长时间暴露于100%的常压氧亦可致组织损伤[10]。另外在本实验中，虽然观察到个别红细胞指数呈现出统计学差异，但其值均在正常范围之内，且各组动物生长正常，未见明显行为异常。我们还观察到在本实验条件下，反映肝、肾功能的多项生化指标正常[11]。以上结果说明轻度低压缺氧重复暴露虽然不致于造成机体的明显缺氧症状，但仍可引起肺的自由基损伤；而中度低压吸氧的重复作用造成了心肌的自由基损伤，我们正对此做进一步的研究。
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*基金项目：全军医药卫生科研基金资助课题(96Q029)
参考文献
[1]李庆棣,杨晔,俞启福等.急性重复低压缺氧对大鼠心肌脂质过氧化与心肌酶活性的影响[J].航天医学与医学工程,1994,7(3):181～185
[2]白树民,于志深,刘成林等.急性低压缺氧对大鼠脂质过氧化反应和锌代谢的影响[J].航医学与医学工程,1995,8(2):120～123
[3]OhkawaH,Ohishi N,Yaki K.Assay for lipid peroxide in animal tissues by thiobarbituric acid reaction[J].Anal Biochem,1979,95:351～358
[4]邓碧玉,袁勤生,李文杰.改良的连苯三酚测定超氧化物歧化酶活性的方法[J].生物化学与生物物理进展,1991,18:163
, 百拇医药
[5]常耀明,海春旭,龚书明等.缺氧/再给氧对大鼠MDA及抗氧化酶的影响[J].中华航空医学杂志,1992,3(3):132～135
[6]王相林,梁延杰,郑晓惠等,低压高氧对大鼠肺组织超徽结构与铜锌—超氧化物歧化酶水平的影响[J].中华航空医学杂志,1995,6(3):154～156
[7]王晓玉,韩学平,刘华欣等.5000m高空吸纯氧与吸空气时血清心肌酶的变化[J].航空军医,1996,24(6):334～335
[8]张立藩,赵民,马瑞山.航空生理学[M].西安:陕西科学技术出版社,1984:105～106
[9]McCord JM.Oxygen-derived free radicals in post ischemic tiss ue injury[J].N Eng J Med,1985,312:159～163
[10]陈 瑗,周 玫.自由基医学[M].北京:人民军医出版社,1991:394
[11]辛益妹,陈立敏,郝爱功等.模拟飞行缺氧与吸氧条件下小鼠外周血像和肝肾功能的变化[J].航空军医,1999，1(3)：99～101
收稿日期：1999-01-25, 百拇医药
单位：空军航空医学研究所，北京100036
关键词：低压缺氧；高空模拟；吸氧；超氧化物岐化酶；丙二醛；自由基；肺；心肌
航天医学与医学工程990606摘要：目的 观察了两种模拟飞行条件(1500m轻度低压缺氧和5500m中度低压吸氧重复暴露)下小鼠多脏器自由基代谢变化的特点。方法 昆明种小鼠60只，随机分为6组(n＝10)进行缺氧与吸氧实验，实验完毕后，取小鼠尾血做血常规检查。次日，将小鼠断头处死，取脑、心、肺、肝、肾制备匀浆,测定丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性。结果1500m轻度低压缺氧重复暴露8wk使肺MDA含量显著增高，提示引起小鼠肺的自由基损伤;5500m中度低压吸氧重复暴露8wk后，心肌MDA含量、SOD活性均明显增高,提示引起小鼠心肌的自由基损伤。结论 模拟飞行缺氧与吸氧可以导致小鼠肺及心肌的自由基损伤。
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中图分类号：R852.11 文献标识码：A 文章编号：1002-0837(1999)06-0414-03
Effects of Simulated Flight Hypobaric Hypoxia and
Oxygen Inhalation on Free Radi cal Metabolism
in Various Organs of Mice
ZHANG Qing-jun,ZHAN Hao,LI To ng,HAO Ai-gong,WAN Chang-hong,XIN Yi-mei
Address reprint requests to：ZHANG Qing-jun.Institute
, 百拇医药
of Aviation Medicine,Beijing 100036,China
Abstract: Objective To investigate the effects of two types of simulated flight co nditions(hypobaric hypoxia and hypobaric oxygen inhalation) on free radical meta bolism in various organs of mice. Method Sixty male Kunming mic e were randomly divided into six groups(n=10 each).The experiment comprises two parts.The first pa rt included three groups:normal controls(A1),1500 m hypobaric hypoxia for 4 wk(B 1 ) and 8 wk(C1).The second part included another three groups:normal control(A2) ,5 500 m hypobaric oxygen inhalation for 4 wk(B2) and 8 wk(C2).The exposure time in hy pobaric chamber was 2 h/d,3 d/wk.After experiment,caudal blood was taken for rou ti ne examination.The mice were decapitated on the next day and brain,heart,lung,li ver and kidney homogenates were prepared for measuring malondialdehyde(MDA) cont ent and superoxide dismutase(SOD) activity. Result Lipid peroxid es in lung was significantly increased in C1 group, and the content of myocardi al MDA and myocardial SOD activities in C2 group were markedly higher than those in A2 group.There were no significant differences among body weights, mean corp uscular indices and hemoglobin content in the normal control,hypobaric hypoxia a nd hypobaric oxygen inhalation groups.It demonstrates that repeated mild hypobar ic hypoxia for 8 wk causes free radical damage of lung and repeated exposure to 5500 m hypobaric oxygen inhalation for 8 wk may lead to myocardial peroxidative injury in mice. Conclusion Simulated fl ight hypobaric hypoxia and oxygen inhalation may lead to free radicals damage of lung and myocardial peroxidative injury in mice.
, 百拇医药
Key words:hypobaric hypoxia;altitude simulation;inhalation oxygen; superoxide dismutase;malondialdehyde;free radicals;lung;myocardium
高空缺氧是飞行人员所面临的主要应激因素之一。据国内外大量研究报道，急性低压缺氧对机体的自由基代谢有明显的不良影响。例如，大鼠急性重复低压缺氧(7500m,30min)出现心肌损伤，而心肌组织的谷胱甘肽过氧化物酶活性明显降低[1]，模拟5500m暴露24h，大鼠血清和大脑、心、肺等脏器的过氧化脂质水平明显升高[2]。但这些研究所采用的实验条件与实际飞行条件有一定的差距。为深入探讨职业飞行对机体自由基代谢的影响及其防护措施，本研究观察了两种模拟飞行条件(缺氧与吸氧重复作用)对小鼠多脏器自由基代谢的影响。
方 法
, 百拇医药
雄性昆明种小鼠60只，体重18～20g(军事医学科学院实验动物中心提供)，随机分为6组，每组10只，具体分组与处理方案见表1。
表1 动物分组与低压舱处理方案
Table1 Groups of mice and the methods of treatment 组别
(groups)
实验条件
(condtion)
暴露时间
(exposure time)(wk)
处理 时间
, 百拇医药
(treatment time)
A1
地面对照(ground CON)
B1
1500 m，吸空气(breathe air)
4
2 h/d,3 d/wk,4 wk
C1
1500 m，吸空气(breathe air)
8
2 h/d,3 d/wk,8 wk
, 百拇医药
A2
地面对照(ground CON)
B2
5500 m，吸氧(oxygen inhalation)
4
2 h/d,3 d/wk,4 wk
C2
5500 m，吸氧(oxygen inhalation)
8
2 h/d,3 d/wk,8 wk
采用本所制造的DDC-2型动物低压舱模拟飞行条件。低压舱的上升速率50m/s，下降速率30m/s。于实验4wk、8wk末记录各组小鼠体重。实验结束后，取小鼠尾血进行血常规分析(采用CELL-DYN1400全血细胞分析仪，美国雅培公司生产)，指标：血红蛋白浓度(HGB)，红细胞计数(RBC)，红细胞压积(HCT)，红细胞容积(MCV)，红细胞密度(MCH)，平均血红蛋白浓度(MCHC)等。次日，将小鼠断头处死，于冰浴上速取脑、心、肺、肝、肾,置-20℃保存备用。将小鼠各脏器称重后用4℃、1/15mol/L磷酸缓冲液(pH7.4)制备组织匀浆(1:10,W/V)，于低温离心机离心(4℃，3000r/min)10min后取上清置-20℃保存备用。组织匀浆脂质过氧化物丙二醛(MDA)用硫代巴比妥酸法测定[3],以1,1,3,3-四乙氧基丙烷(TEP,Fluka公司生产)为标准品，组织MDA含量用μmol/ml蛋白质表示。超氧化物歧化酶(SOD)用邻苯三酚自氧化法测定[4],SOD活性单位规定为：每ml反应液中SOD抑制率达50%所对应的SOD量为一个活性单位(U)，组织匀浆SOD活性用U/mg蛋白质表示。结 果
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由表2可见，各组小鼠体重随实验时间的延长而明显增加(P<0.01)，但与对照组相比，两种模拟飞行条件(1500m低压缺氧和5500m低压吸氧)对体重无明显影响。1500m轻度缺氧重复暴露8wk后，红细胞密度增加(P<0.01)，5500m中度低压吸氧重复暴露8 wk后，红细胞压积增加(P<0.05)，但其它指标各组间均无明显差异(表3)。
表2 各组小鼠体重(g)的变化
Table2 Changs of mouse weight(g)in six groups 组别
(group)
实验前
(before test)
4 wk
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8 wk
A1
18.8±1.2
40.2±2.2**
45.7±3.5**
B1
18.8±0.8
39.8±2.3**
46.1±3.3**
C1
18.7±0.8
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39.4±2.9**
43.8±2.0**
A2
23.9±1.1
41.2±3.2**
45.7±4.4**
B2
24.3±1.1
43.5±3.3**
47.4±3.1**
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C2
23.9±1.5
42.4±3.9**
46.1±3.5**
注：**P<0.01,与实验前自身体重比
Note:**P<0.01,as compared with the body weight of each group be fore experiment表3 各组小鼠血红蛋白、红细胞平均指数比较
Table 3 Comparision of hemoglobin and mean corpuscular indices in mice 组别
(groups)
, 百拇医药
RBC(T/L)
HGB(g/L)
HCT(L/L)
MCV(fl)
MCH(pg)
M CHC(g/L)
A1
8.34±0.42
149±10
0.35±0.02
42.5±1.8
17.9±0.6
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421±27
B1
8.36±0.32
149±7
0.36±0.02
43.3±1.8
17.8±0.5
411±12
C1
7.80±0.78
147±12
0.34±0.03
, 百拇医药
43.8±3.0
19.2±0.7**
434±31
A2
9.67±0.80
156±11
0.38±0.02
39.4±1.1
16.2±0.6
410±20
B2
10.01±0.48
, 百拇医药
160±8
0.40±0.02
39.5±1.1
16.0±0.3
404±13
C2
10.66±1.20
167±16
0.42±0.04▲
39.3±0.5
15.7±0.4
399±6
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注：**P<0.01,与A1、B1相比；▲P<0.05，与A2组比
Note:**P<0.01,as compared with A1,B1;▲P<0.05，as co mpared with A2
随着1500m轻度低压缺氧重复暴露时间的延长，脑、心、肝组织MDA含量有降低趋势，肾脏MDA轻度增加，但均无统计学差异。暴露8wk后，肺MDA含量却显著增高(图1)，各组SOD活性无明显变化。5500m中度低压吸氧重复暴露8wk后，心肌MDA含量明显升高，SOD活性也明显增加(P<0.01，见图2)，而脑、肺、肝、肾组织MDA含量及其SOD活性无明显变化。两批实验的对照组(A1与A2)之间各脏器MDA含量及SOD活性均无明显差异。
图1 1500m轻度低压缺氧重复暴露小鼠肺MDA含量、SOD活性的比较(与A1比※P<0.01), http://www.100md.com
Fig.1 Comparisionof the MDA content and SOD activity of lung in mice under 1500 m mild hypobaric hypoxia(mean of A1 group as 100%: ※P <0.01 compared with A1)
图2 5500 m轻度低压缺氧重复暴露小鼠心肌MDA含量、SOD活性的比较(与A2 比, ※P<0.01;与B2比,P<0.01)
Fig.2 Comparison of MDA content and SOD activity of myocardium in mice under 5500 m hypobaric oxygen inhalation(mean of A2 group as 100%,※P<0.01,as compared with A2; ▲P<0.01,as compared with B2)
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讨 论
自由基是具有非配对电子的基团或分子，医学上对机体有害的氧自由基主要有超氧阴离子自由基(
)和羟自由基()。与细胞膜上不饱和脂肪酸反应使不饱和脂肪酸过氧化,MDA是其终产物之一，其含量的高低能够反映体内脂质过氧化的速率和强度。SOD是需氧生物体内催化歧化为H2O2与O2的一种金属酶，生理条件下它能有效地清除体内的代谢物，与其它抗氧化酶协同保护细胞膜和生物大分子免受氧自由基的攻击。正常生理条件下，氧化性损伤趋势与抗氧化防御系统处于动态平衡状态。, 百拇医药
国内外已有大量关于急性低压缺氧可以引起机体某一脏器或血液氧自由基损伤的研究报道，但这些研究所采用的实验条件与职业飞行条件相比有一定的差距[1,2]。常耀明等[5]报道，急性低压缺氧时大鼠机体的脂质过氧化反应是增强的，并与缺氧的程度有关，缺氧越重，血清MDA浓度越高。王相林等[6]报道，5500m吸氧(氧浓度99.6%),8h,5d/wk,共4wk，大鼠肺组织可见重度充血，肺泡壁毛细血管扩张充血，部分肺泡壁毛细血管破坏出血，实验组肺CuZn-SOD含量降低，肺组织氧自由基含量增加。王晓玉等[7]也观察到5500m低压吸氧30min，人血清心肌酶含量明显增高，提示心肌细胞膜受到氧自由基损伤。
一般认为，1500m是不致引起缺氧症状的阈限高度[8]。重复暴露于1500m低压缺氧条件下，机体氧自由基代谢的特点尚未见报道。本研究观察到1500m重复暴露8wk后，肺组织MDA含量明显增高，说明重复轻度缺氧暴露可引起氧自由基损伤。一般来说，器官缺血再灌注损伤的机理与氧自由基代谢有关。缺血时，组织供氧不足，小肠、心、肺、脑等组织ATP分解产物次黄嘌呤积聚，再灌注时组织氧浓度升高，在黄嘌呤氧化酶作用下生成
。低压缺氧条件下肺组织自由基损伤的机理可能与上述缺血损伤机制相似[9]。5500m高度相当于歼击机飞行员巡航飞行时的座舱高度，吸入氧浓度高于海平面一倍以上。本研究观察到，5500m中度低压吸氧重复暴露8wk后，虽然每天的暴露时间短于文献[6]的报道，但心肌MDA含量、SOD活性显著增高，说明在该条件下，心肌脂质过氧化代谢增强。此时心肌出现过氧化损伤，机理可能与吸入氧的浓度高于常压下空气中氧含量有关，因长时间暴露于100%的常压氧亦可致组织损伤[10]。另外在本实验中，虽然观察到个别红细胞指数呈现出统计学差异，但其值均在正常范围之内，且各组动物生长正常，未见明显行为异常。我们还观察到在本实验条件下，反映肝、肾功能的多项生化指标正常[11]。以上结果说明轻度低压缺氧重复暴露虽然不致于造成机体的明显缺氧症状，但仍可引起肺的自由基损伤；而中度低压吸氧的重复作用造成了心肌的自由基损伤，我们正对此做进一步的研究。, http://www.100md.com
*基金项目：全军医药卫生科研基金资助课题(96Q029)
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, 百拇医药
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收稿日期：1999-01-25, 百拇医药