高原动物对环境的适应性研究论文

。对于高原低氧的适应分为两大类即遗传性适应和获得性习服:高原世居人群如青海藏族人民及高原土著动物如高原鼠兔、藏羚羊、牦牛等经过长期的进化、自然选择形成了对高原低氧环境的遗传性适应,该适应是非可逆、可遗传的形态结构、生理生化方面的改变过程。它是高原土生动物和高原世居人群世代在低氧环境中生存、进化的结果,是机体克服低氧环境得以生存的有效途径。低氧适应的本质就是在低氧条件下机体能够最大限度地摄取和利用有限的氧,完成正常的生理功能,是人类或动物在高原生活数千至数万年而自然选择所获得的适应,具有遗传学基础。健康人或动物到达高原后通过一系列的生理性调节逐步达到的适应属获得性习服。不论是获得性习服还是遗传性适应均建立起与高原低氧环境的适应以维持正常的生命过程。而一些移居生物如果没有形成有效的适应性机制,则表现出一系列生理、生化等水平的改变,严重者出现慢性高原病。 由于高原土著动物的极佳适应能力,成为研究高原低氧适应的最佳动物模型,研究者期望通过对这些动物的研究能够更好的理解急慢性高原病发病机制,以预防治疗急慢性高原病。前期对高原土著动物的研究发现:在生理水平表现低氧通气反应钝化、红细胞、血红蛋白不升高,肺动脉压无增高,无右心室肥厚的表现;在形态学水平表现为肺小动脉壁薄,缺乏平滑肌层,心肌骨骼肌细胞线粒体含量丰富;在分子水平成功克隆低氧诱导因子(hypoxia inducible factor, HIF-1a)、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF),肌红蛋白(Myoglobin,MGB),脑红蛋白(Neuroglobin,NGB)、血红蛋白(Haemoglobin, Hb)、线粒体环氧化酶等低氧相关基因,并发现高原土著动物组织中HIF-1a表达升高,同时一些低氧相关基因有其特殊的结构。心脏和血管是实现血液循环的基础,有效血液循环的维持对机体组织与器官的氧、营养物质的供应有重要作用。有效的血液循环依赖于心脏的收缩与舒张来完成,钙离子是心肌兴奋收缩耦联的关键因子,而钙调素和钙/钙调素依赖的蛋白激酶IIδ亚单位(calcium/ calmodulin- dependent protein kinase II delta,CaMKⅡδ)通过调节钙离子在细胞内的稳态在心肌的收缩舒张过程中具有关键作用。心房利钠肽(atrial natriuretic peptide, ANP)与脑钠肽(brain natriuretic peptide, BNP)属于利钠肽系统,是心血管系统分泌的肽类,这一系统的物质具有利尿、利钠、扩血管作用,并通过旁分泌/自分泌的的方式抑制心肌细胞肥大,减缓心室重构,在一些病理条件下发挥重要代偿作。ANP、BNP基因表达的增加与血清分泌的增多与心肌生长、体育运动及心功能紊乱有关,是临床上心肌肥厚、心力衰竭有用的标记物。在对心肌生理性肥厚及病理性肥厚ANP、BNP基因表达的研究中发现,生理性肥厚时ANP较正常心肌组表达增高,但较病理性肥厚低,BNP在心肌正常组及生理性肥厚中的表达均无明显升高,但在心功能失代偿期时表达明显增高。