高原鼠兔肺对低氧环境的适应

合集下载

高原鼠兔个体和种群对捕食风险的响应及其栖息地植物群落的变化

高原鼠兔个体和种群对捕食风险的响应及其栖息地植物群落的变化

高原鼠兔个体和种群对捕食风险的响应及其栖息地植物群落的变化高原鼠兔个体和种群对捕食风险的响应及其栖息地植物群落的变化引言:高原鼠兔(Ochotona curzoniae)是我国西藏、青海、四川等地的典型特有种,广泛分布在高海拔地区的高寒生态系统中。

高原鼠兔是典型的厌食动物,对于活动区域和采食范围有较为严格的要求,同时也是众多捕食者的主要食物来源之一。

近年来,由于气候变化和人类活动的影响,高原鼠兔栖息地的植被覆盖和种群数量发生了显著变化,进而对高原鼠兔个体和种群对捕食风险的响应产生了影响。

一、高原鼠兔个体对捕食风险的响应1. 捕食风险对高原鼠兔活动模式的影响对于高原鼠兔来说,捕食者的存在与否对其活动模式有着重大影响。

在没有捕食者或较低捕食压力的区域中,高原鼠兔更容易表现出活跃的行为。

而当捕食者密度增加或者捕食行为频繁时,高原鼠兔往往会减少活动时间和活动范围,以减少与捕食者的接触。

2. 捕食风险对高原鼠兔食性选择的影响高原鼠兔的食性选择受捕食风险的影响也较为显著。

在低捕食压力的环境中,高原鼠兔倾向于选择高能量食物和丰富营养的植物部分。

但是,在面临较高捕食风险时,它们会更加偏好草本植物和富含纤维的部分,以减少被捕食者发现的几率。

二、高原鼠兔种群对捕食风险的响应1. 捕食风险对种群数量和分布的影响捕食者的增加会导致高原鼠兔种群数量的减少。

研究发现,捕食者密度增加时,高原鼠兔种群数量会显著下降,个体间的竞争也会增加。

同时,高原鼠兔在面对高捕食压力时,往往会选择聚居并形成较大的种群。

2. 捕食风险对种群遗传结构的影响种群的遗传结构和稳定性也受到捕食风险的影响。

在面临高捕食压力的环境中,高原鼠兔种群往往表现出较高的遗传多样性和基因流动性,以应对捕食者对种群的选择压力。

三、高原鼠兔栖息地植物群落的变化1. 高原鼠兔对栖息地植物群落的影响高原鼠兔的食草行为对栖息地植物群落的结构和物种多样性产生着重要的影响。

高原鼠兔的食草行为可以改变植物的生长方式和物种丰富度,同时也会影响到其他植物和动物的生态位分布。

青海高原草甸鼠兔行为的观察与研究

青海高原草甸鼠兔行为的观察与研究

青海高原草甸鼠兔行为的观察与研究作者:周子琦王雅仪王语兰来源:《农家科技》2020年第02期摘要:高原鼠兔是高原草甸地区的小型植食性哺乳动物,是高原生态系统中的关键物种。

为了研究青海高原草甸鼠兔的行为,通过实地观察的方法,观察了高原鼠兔的觅食、休息和守望行为;结合天气及其它外界因素,通过文献调研的方法,分析了高原鼠兔的行为特点。

研究结果表明,青海高原草甸鼠兔在晴天时常出洞活动、觅食,而在恶劣天气(大风)时很少出洞活动。

关键词:青海高原草甸;高原鼠兔;行为习惯;天气一、研究背景2017年8月,北京中学组织了青海科学考察活动,其中一站是海北市高寒草甸生态系统研究站(经度:101°16',纬度:37°41',海拔:3262.7m),使得我们有机会走进高原草甸,从而可以近距离地观察高原鼠兔。

通过文献调研了解到,高原鼠兔是高原草甸地区的小型植食性哺乳动物,是高原生态系统中的关键物种,有著重要的生态学功能。

高原鼠兔能够适应青藏高原高寒低氧的生态环境,必然有与高原草甸地区的环境相对应地行为特点,故提出以下3点研究问题:1.高原鼠兔的主要行为有哪些?2.高原鼠兔在每天的每个时间段主要有哪些行为?3.外界的环境因素对高原鼠兔的行为有哪些影响?基于以上研究问题,我们在范小江老师的指导下展开研究,分析得出了高原鼠兔的行为特点。

二、研究方法1.研究工具绳子、地钉、设计好的记录表格、手机摄像软件、纸、笔、尼康D5300。

2.研究步骤准备阶段:通过聆听讲座和查阅文献,初步了解高原鼠兔的相关知识;确定研究内容和方案;制作记录表格。

观察阶段:在高原草甸上实地观察高原鼠兔的行为,将观察结果记录在表格中。

研究步骤如下:(1)在高原草甸上选择一块高原鼠兔经常出没的草地,并用绳和地钉设置30m×30m的样方;(2)从上午9点开始,组内3人每人每隔5分钟记录一次样方内鼠兔的主要行为(觅食、休息、守望),同时记录天气情况(晴、阴、时阴时晴、阴雨、风雨、阴风),观察的同时将鼠兔的行为拍照记录,下午4点结束观察,共观察七小时;(3)整理3人的观察数据,分别绘制成鼠兔行为和天气的关系表和鼠兔行为和每天时间段的关系表,分析得出鼠兔的行为特点结论。

动物低氧适应的相关研究进展

动物低氧适应的相关研究进展

动物低氧适应的相关研究进展作者:孔小艳等来源:《安徽农业科学》2015年第12期摘要氧在生命体能量代谢和稳态平衡中起着至关重要的作用,是维持机体正常发育和生长不可缺少的生命要素。

然而,地球上动物的生存环境有时会出现氧气不足的情况,如在高海拔地区、地下、水中等环境。

许多世居动物对低氧适应并不太依赖于器官功能的变化,更重要的是通过对细胞代谢的调整和许多耐低氧因子诱导从分子水平上来适应低氧环境。

对不同环境动物对低氧适应的生理特征和相关基因的研究进展进行了综述。

关键词动物;低氧适应;生理特征;基因中图分类号 S811 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2015)12-148-03Abstract Oxygen plays a crucial role in the body energy metabolism and homeostasis in life, it is essential to maintain normal body’s development and growth. However earth anima l living environment can sometimes lack oxygen, for example, in the high altitude area, underground,water environment. Many native animals adapt to hypoxia is not too dependent on the change of organ function, more important is to induce up adaptation to hypoxia environment from the molecular level through the cell metabolism adjustment and many anti hypoxia inducible factors. The research progress on physiological characteristics and related genes in this different environment on animal hypoxia adaptation were reviewed.Key words Animal; Hypoxia adaptation; Physiological characteristic; Gene低氧适应是机体在高原低氧、特殊低氧工作环境以及多种疾病所致机体氧获得和氧运送障碍所致缺氧状态下为维持基本生命活动所建立的一种保护性机制,其在生理学上表现为以心血管功能增强,血液系统携氧能力提高和组织氧利用效能强化等为主要特征的多系统多层次的协调效应[1]。

高原鼢鼠对低氧环境适应的生理指标研究进展

高原鼢鼠对低氧环境适应的生理指标研究进展

高原鼢鼠对低氧环境适应的生理指标研究进展于红妍【摘要】Plateau zokor {Myospalax baileyi) is one of blind subterranean mole rats that spend their life solely underground in sealed burrows. In their burrows, oxygen is low and carbon dioxide is high and their contents fluctuated with change of seasons, types of soil, water in soil and depth of burrows. To explore the adaptation mechanism of plateau zokors to hypoxic environment, the changes of plateau zokors enhanced capabilities of getting oxygen by regulated physiological parameter related to transport oxygen. The research progress of adaptation to hypoxia environment of plateau zokors was put forward.%高原鼢鼠是终生生活于封闭洞道中的地下鼠,其洞道内氧浓度低,并且随着季节、土质、土壤含水量和洞道深度而发生波动.为了探讨高原鼢鼠对低氧环境的适应机制,通过对其机体调节氧转运有关的生理指标变化进行研究,综述了高原鼢鼠适应低氧环境的研究进展.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2012(040)033【总页数】2页(P16145,16158)【关键词】高原鼢鼠;低氧环境;生理指标【作者】于红妍【作者单位】青海省草原总站,青海西宁810008【正文语种】中文【中图分类】S865.1+9高原鼢鼠(Myospalax baileyi)是生活在高海拔地区的地下鼠,低氧是其洞道微环境的显著特点之一。

高原鼠兔——朋友还是敌人

高原鼠兔——朋友还是敌人

高原鼠兔——朋友还是敌人作者:暂无来源:《军事文摘·科学少年》 2017年第11期在青藏高原生活着一种很像老鼠,但是没有尾巴的小动物。

它们数量众多,每天忙忙碌碌,就连冬季也不会停歇。

它们是青藏高原的特有物种—高原鼠兔。

高原鼠兔娇小又结实,全身毛茸茸的,还有一对圆圆的耳朵,它们时不时从洞口探出小脑袋,用好奇的眼神观察你,可爱极了。

不过,一直以来它们也是一种备受误解的物种,长期被归为高原草场退化的罪魁祸首,人们一度想将它们赶尽杀绝。

鼠兔家族的“豪宅”根据化石证据显示,高原鼠兔的进化史已有3700万年的时间,在鼠兔属中是非常原始的一种。

在青藏高原隆升过程中,它们逐渐扩散到周边地区,远到日本、欧洲和美洲。

青藏高原的生态环境非常恶劣,高寒低氧,但这种小型哺乳动物进化适应得非常成功。

从海拔3200米至5000多米的草甸区,都能看到它们的身影,尤其在低海拔地区,这些家伙们简直随处可见。

鼠兔最有意思的地方就在于,它们是典型的社会性动物。

它们以家族为单位,活动面积为100~200平方米。

据观察,一个鼠兔家族大概由两三只雄性搭配两三只雌性和一些幼崽构成。

其中一只主雄鼠兔会成为家族的老大,拥有绝对的主导权。

每个鼠兔家族会挖掘属于自己的一套洞穴系统,最大深度为40~50厘米,洞道系统错综复杂,贯通有4~6个洞口,这是为了方便在外活动时随时可以躲避天敌。

不仅如此,鼠兔的管家能力让人惊叹。

它们会建储藏室,储存干草作为房子的垫料,还会在通道旁留一些小槽沟,用来放置粪便,从而使房间保持整洁,它们甚至还会打造专门的育婴室,供幼崽生活。

领地意识很强鼠兔的领地意识很强,不同家族之间的洞穴系统会有界限分割,但彼此之间又有重叠。

夏季的清晨和黄昏,或者冬季的中午时分,鼠兔们纷纷出洞活动,场面一度非常混乱,毫无秩序可言。

有的啃草,有的在洞口进进出出,有的窝在地上晒太阳,就像块石头,冷不丁翻过身来吓人一跳。

时不常的,还能目睹一只鼠兔怒气冲冲地追着一个误入领地的“冒失鬼”,风一样地奔跑,直到把它轰走为止。

高原鼢鼠和高原鼠兔肺细叶的结构特征

高原鼢鼠和高原鼠兔肺细叶的结构特征

( VB mog tetrese is h eL au a l hg etnpae uzk r,a dl s i Drt. eew os nf at L )a n h e p ce .T VB vlew s l ih s i lta o o h te s n o t nS s T r a n i ic n we a h s g i df rn ei d ni fpl nr voi( P iee c n e syo umo aya e l D A)b tenpa a o o n lta ia ,b tl Asi etos ce r t l e e lt uzkr a dpaeu pk w e s s u l DP nt p iswe te h w e e hg e a h t nteS a.T ea ao um n r voi( P ih rt nta h D rt h r fp l o aya el A A) ad eat b r h i e l n l i fe s ci s ln a n hma ( P)o lta u gp r c3 e , EV fpae u
5 1 3 ,0 8 。 3 —5 9 2 0 ]
关 键 词 高 原 鼢 鼠
高 原 鼠兔
低氧
肺细 叶
体 视 学
Ch r c e itc f p l o a y a i u t u t r n t l t a o o a a t r si s o u m n r c n s sr c u e i he p a e u z k r M y s lx b i y n l t a i a Oc o o a c r ni e o pa a a l i a d p a e u p k h t n u z a e
A src T ePaeu zk rMysaa al ia d paeu pk O htn uzie aes eise d mi t te Q nh iTbt b tat h 1ta oo op lx bi y n lta ia cooa cr a r p c n e c o h iga— ie e n e

高原低氧环境气虚小鼠心、肺反应性变化的分子机制研究

高原低氧环境气虚小鼠心、肺反应性变化的分子机制研究

高原低氧环境气虚小鼠心、肺反应性变化的分子机制研究目的探讨高原低氧环境气虚小鼠心、肺反应性变化的分子机制。

方法SPF 级模型组小鼠置于低氧舱内进行减压低氧暴露,对照组在常氧环境中饲养,连续21 d。

观察小鼠体征。

末次低氧暴露后检测2组小鼠心乳酸脱氢酶(LDH)、Na+-K+-ATP酶活性,肺功能变化,心、肺组织缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)及肺组织通道蛋白-5(AQP5)蛋白和基因表达。

结果模型组小鼠出现气虚体征。

与对照组比较,模型组小鼠心LDH活性增高、Na+-K+-ATP酶活性降低(P<0.05,P<0.01);肺功能指标检测结果显示,模型组小鼠吸气时间、呼气时间、持续时间、潮气量、呼气末端停顿均降低和频率升高(P<0.05,P<0.01);心、肺HIF-1α蛋白、基因表达均增高,肺AQP-5基因表达增高(P<0.05,P<0.01)。

结论较长时间的高原低氧暴露,可导致小鼠表现气虚体征并出现肺通气效率降低。

心肌受损可能与心Na+-K+-ATP酶活性变化有关,而心、肺HIF-1α表达及肺AQP-5基因表达升高,可能有利于提高心、肺的适应性代偿反应。

Abstract:Objective To discuss the molecular mechanism of reactive changes in heart and lung of mice models in high altitude hypoxia environment. Methods Healthy SPF mice were put in hypoxia cabin for decompression and hypoxia exposure to make model,and mice in the control group were fed in normoxia environment for 21 days. The physical signs of the mice were observed. After the last time of hypoxia exposure,mice were detected for indexes of correlation along with the control group. LDH,Na+-K+-ATPase activities of heart,changes of pulmonary function,and gene and protein expression of HIF-1α in the heart and lung tissue,AQP-5 in the lung tissue were detected. Results Mice in the model group showed signs of qi deficiency. Compared with the control group,Na+-K+-ATPase activity of heart tissue was lowered (P<0.01)but LDH was raised significantly (P<0.05)in the model group. The detection results of pulmonary function displayed that the indexes such as Ti,Te,RT,EEP and TV were all dropped (P<0.05 or P<0.01)in the model group. However,the respiratory frequency increased significantly. The gene and protein expressions of HIF-1α in heart and lung all increased (P<0.05 or P<0.01)in the model group.基金项目:甘肃省科技支撑计划(1204FKCA169);国家科技支撑计划(2011BAI05B02);敦煌医学与转化省部共建教育部重点实验室开放基金(DHYX1213-012)Also the gene expression of AQP-5 in lung increased obviously (P<0.01). Conclusion Long time exposure in high altitude hypoxia environment can cause qi deficiency and low pulmonary ventilation. Impaired myocardium may be related to the changes of Na+-K+-ATPase activity. The increase of expressions of HIF-1α in heart and lung and AQP-5 in lung may be beneficial to adaptive compensatory reaction of heart and lung.Key words:high altitude hypoxia exposure;qi deficiency;LDH;Na+-K+-ATPase;HIF-1α;AQP-5;mice高原反应发病急、病程短、危险性大。

高原鼠兔生活习性研究

高原鼠兔生活习性研究

82Journal of Animal Science and Veterinary Medicine Vol39No22020高原鼠兔生活习性研究牛榆玲(甘肃省天祝县动物卫生监督所,甘肃天祝733299)摘要:被誉为“地球第三极”的青藏高原具有低氧、低温和高紫外线的特征。

生活在青藏高原的高原鼠兔,其环境适应机制与其生理机能和环境因素密切相关;本文综述了高原鼠兔形态结构、生理特性及对环境影响等方面的研究现状。

关键词:高原鼠兔;习性;研[中图分类号%S812[文献标识码%A[文章编号%10046704(2020)02008202Research on the Habits of Plateau Pikas(Ochotona Curzoniae)NIU Yu-ling(Tianzhu County Animal Health Supervision Institute,Tianzhu Gansu!33299JJhina)Abstract:Known as“the third pole of the earth",the Tibetan plateau is characterized by low oxygen,low temperature and high ultraviolet light.The environmental adaptation mechanism of Tibetan ochotona curzoniae is closely related to physiological functionandenvironmentalfactors.Thispaperreviewstheresearchstatusofochotonacurzoniaein morphologicalstructure, physiologicalcharacteristicsanditsimpactonenvironment.Key words:Ochotona curzoniae;habits;research素有“世界屋脊”、“地球第三极”之称的青藏高原,平均海拔在3000m以上,面积为2.5X106km2,其面积约占我国国土面积的1/4,是世界上最高的高原。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

高原鼠兔肺对低氧环境的适应摘要:高原鼠兔(Ochotona curzoniac)是青藏高原地区特有的土著动物,是一种快速奔跑地面啮齿类动物,在长期的进化过程中形成了适应高原低氧环境的独有特征。

本文从解剖结构、组织、分子等方面对高原鼠兔对低氧环境的适应作一综述。

关键词:高原鼠兔;肺;低氧适应Abstract:Plateau pika (Ochotona curzniae) is the specialized native species of Qinghai-Tibet plateau,plateau pika is a sprint running animal aboveground,this species had evolved the particular characteristics to adapt to high altitude.Based on the aspects of anatomical structure、tissue and molecular mechanism,we summarized plateau pika reaction to high altitude.Keywords: Plateau pika (Ochotona curzniae);Lung;Hypoxic adaptation1、引言青藏高原位于中国的西南边陲,平均海拔在3000米以上,面积达230万平方公里,号称“世界屋脊”和“地球第三极”,青藏高原是世界上最高和最大的高原,具有独一无二的自然和地理特征。

低氧和寒冷是青藏高原最鲜明的气候特征,平均气压为66.5KPa,平均气温为-8°C - 4°C,这两大气候因素对高原动物生理及生存具有深刻的影响。

高原鼠兔是该地区特有的土著动物,在长期的进化过程中形成了适应高原低氧环境的独有特征。

2、高原鼠兔及其对高原低氧环境的适应2.1高原鼠兔的生物学特征及其生境特点高原鼠兔(Ochotona Curzniae),兔形目(Lagomorpha),鼠兔科(Macroscelidea),鼠兔属(Ochotona),主要分布在青藏高原及与高原毗邻的尼泊尔、锡金等地[1]。

成年高原鼠兔体长10 -15 cm,平均体重为150 g~200 g,嘴唇似兔,耳短而圆似鼠,尾仅留痕迹,隐于躯背毛色呈黄褐色,是一种生活在青藏高原海拔3 000~5 000 m地区的特有土生动物,在青藏高原北缘发现高原鼠兔的化石距今约3 700万年。

它们世代生活繁殖在高原,高原低氧环境可视为它们生存的正常环境,是一种经过无数代的自然选择过程且对高原缺氧充分适应而保留下来的青藏高原特有的土生动物[2]。

高原鼠兔的天敌主要有草原上鹰类(胡兀鹫、猎隼等)、熊、狼和狐狸等,高速跳跃奔跑逃回洞内是高原鼠兔逃生的手段。

2.2高原鼠兔对高原低氧环境的生理适应低氧性肺动脉高压特点是肺血管收缩反应增强和肺小动脉壁平滑肌细胞异常增生使其结构发生改变。

居住在海平面的人和动物暴露于高原后,由于低氧引起肺小动脉压力增高,从而改善了通气血流的匹配,减轻低氧血症,这是一个重要的适应机制。

但长期低氧使肺血管出现形态的改变,主要表现为肺小动脉中层肥厚,无肌型肺小动脉出现平滑肌层,而成为新肌化血管,进一步促进了肺动脉压力增加。

严重的肺动脉高压将引起右室负荷的加重,导致右室肥厚,限制了心脏血液输出,还可能导致右心衰竭。

低氧30 d的大鼠右心室/左心室+室间隔比值(RV/LV+S)为0.40-0.50,高原鼠兔经过自然选择失去了这种低氧性肺血管收缩反应,无右室肥厚,RV/LV+S仅为0.21-0.23。

高原鼠兔肺动脉树显示薄壁结构,肺小动脉平滑肌缺乏,较小的肺动脉(< 100 μm),仅由一弹力纤维层组成[3,8]。

肺组织和血管内皮细胞是分泌和合成血管活性物质的重要场所,可合成并释放具有舒缩血管作用的物质,从而对血管张力有重要调节作用。

低氧使大鼠肺血管周围肥大细胞密度增加,肥大细胞增生的数量和小动脉中层的厚度有较好的相关性。

肥大细胞释放某些介质,如组织胺等使肺血管收缩。

类胰蛋白酶(Tryptase)是肥大细胞分泌的一种血管新生因子。

在大鼠的肺小动脉周围有许多的肥大细胞,Tryptase免疫组化染色呈阳性,而高原鼠兔的肺小动脉血管周围未见肥大细胞及此种免疫反应,提示高原鼠兔肺小动脉管壁薄可能与肥大细胞缺失有关。

转化生长因子-β(Transforming growth factor-β, TGF-β)是一种血管重建的调节因子,低氧能刺激TGF-β的mRNA表达,在原发性肺动脉高压的患者及慢性缺氧的大鼠肺组织的肌化血管TGF-β抗体染色呈阳性,而高原鼠兔的肺组织却没有这种反应。

所以在较高的海拔,高原鼠兔无肺动脉高压,也缺乏此种小血管的重建过程,是一种遗传性的适应。

一氧化氮(Nitrogen monoxidum, NO)对调节低氧性肺血管收缩反应(Hypoxia pulmonary vasoconstriction, HPV) 具有重要的意义。

不管是慢性缺氧性肺动脉高压动物模型的肺血管或是离体肺的灌注,还是慢性阻塞性肺病患者的肺血管环,均发现其对乙酰胆碱的内皮依赖性舒张作用减弱,说明慢性缺氧时血管内皮受损,内皮损伤能增加HPV。

慢性缺氧的大鼠一氧化氮合酶(Nitric oxide synthase, NOS)活性下降,NO含量降低。

而NO和肺动脉压有较好的相关性,肺小动脉壁厚度和NO的水平呈负相关[4],所以NO释放的减少既引发了肺血管缺氧性收缩反应,又导致了肺血管结构重建。

高原鼠兔在长期低氧环境下肺血管内皮细胞及平滑肌无低氧性损伤,能维持NO正常释放,对维持肺血管的低张力起到了重要作用[4] ,这也是它适应低氧环境的重要机制之一。

高原鼠兔在低氧环境下血氧饱和度为50%时的氧分压P50显著降低,氧解离曲线左移[5],大鼠则无明显改变。

高原鼠兔的P50降低意味着在低氧条件下与氧结合成氧合血红蛋白(Hb-O2)。

的亲和力明显高于大鼠,即在肺部Hb能与更多的O2但这并不减少对组织氧的释放,其原因不仅在于氧解离曲线左移,而且与曲线中下段坡度明显陡峭有关。

这一特征使得高原鼠兔在肺部氧分压较高时具有很强的Hb氧亲和力,从而显著增加携氧量,使动脉血保持较高的PO2和动脉血血氧饱和度(Oxygen saturation, SO2);而在组织这个氧分压较低的部位,由于曲线中下段陡峭,使得氧分压稍有降低,Hb就会释放出大量的氧。

有报道[6],高原鼠兔无差异,而动脉血Hb-O2高原鼠兔明显高于大鼠,说明与大鼠混合静脉血Hb-O2高原鼠兔的动脉血在组织可释放大量的氧,以满足机体的需要。

动-静脉氧差(a-vDCO2)可作为评价向组织释氧能力的客观指标,在海拔2 300-5 000 m的高度,高原鼠兔的Hb仅增加了15.18 %,而大鼠增加了57.11 %,高原鼠兔血氧的利用率为66.13 %,大鼠仅为23.19 %,高原鼠兔的耗氧量(VO2)明显高于兔、豚鼠、大鼠和人,也表明高原鼠兔具有较强的组织释氧及氧利用能力。

2.3 高原鼠兔和SD大鼠肺脏组织结构的差异肺是气体交换的器官,其结构特征与氧交换的效率密切相关。

研究发现,高原牦牛肺/体重比比平原黄牛大,地下鼠的肺容积/体重比是大鼠的1.1倍。

肺泡是肺进行气体交换的功能单位。

高原动物具有很高的肺气体扩散容量,而肺气体扩散容量与肺泡表面积大小、气—血屏障厚度以及微血管容积等因素有关。

研究表明,高原鼠兔的肺/体重比是SD大鼠的1.2倍,高原鼠兔的单个肺泡面积小、单位面积肺泡数多,这表明两者单位体重的肺泡表面积大。

同时,微血管密度高增加了肺部气—血交换的面积。

高原鼠兔气—血屏障的算术平均厚度和调和平均厚度都显著低于SD大鼠,而算术平均厚度反映屏障的氧耗,调和平均厚度反映屏障的通透性。

与SD大鼠相比,高原鼠兔通过既减小屏障氧耗,又增加屏障通透性来加快肺部气—血交换速率。

综上所述,高原鼠兔具有较高的肺气体扩散容量,增加肺气体扩散容量是高原动物适应低氧环境的重要策略之一。

肺气体扩散容量的大小本质上取决于肺泡上皮总表面积及微血管容积。

研究表明,慢性低氧下大鼠毛细血管容积和长度显著增加,肺泡上皮细胞和毛细血管内皮细胞亦显著增生,从而增大了肺气—血交换面积;此外,在慢性低氧条件下,大鼠肺组织的一氧化氮合酶(NOS)含量升高,NO的合成增加,从而抑制了肺血管收缩,使毛细血管保持舒张状态。

长期适应低氧环境的高原鼠兔血液中NO 与内皮素-1(ET-1)的比显著高于低氧状态下的大鼠,利于血管的舒张,提高肺气体扩散的效率。

因此,高原鼠兔不仅通过特殊的肺结构来适应低氧生境,还依赖于肺毛细血管功能状态的改变。

肺内微血管结构对肺血液循环及肺气体扩散具有重要意义。

在慢性低氧条件下,SD大鼠肺血管中膜基层显著增厚,中膜基层与血管外径的比值(MVM)高出对照组5.9倍。

基层增生,使肺血液循环阻力升高,从而导致肺动脉高压,减小肺气体扩散的效率。

高原动物驼马、藏羊、牦牛和高原鼠兔的MVM小于平原或低海拔动物,微血管中膜肌层薄有利于缓解肺血管的低氧性收缩反应,从而保证血液循环的畅通。

高原鼠兔肺组织微血管除了丰富外,在三个级别的微血管中,MVM表现出显著低于SD大鼠。

Tucker等模拟4000 m高原环境,对包括绵羊、黄羊、猪和犬等家畜在内的7种动物的呼吸生理、血液生理及高原低氧有关的心血管和呼吸系统形态学指标进行了研究,结果表明:动物对慢性低氧的敏感性主要取决于肺微动脉中膜平滑肌的含量。

平滑肌含量多说明该动物对低氧敏感,否则相反。

研究表明,高原鼠兔的肺微动脉中膜肌层薄厚度与肺动脉压有很好的相关性;高原鼠兔肺微动脉周围未见肥大细胞,而同海拔大鼠的肥大细胞增生,说明肺微动脉中膜肌层厚度与肥大细胞的增生亦具正相关;同时,高原鼠兔肺微动脉中膜肌层厚度与肺NO水平呈负相关。

Frid等还发现肺动脉平滑肌细胞有四种亚型,其中两种为肌样细胞,另两种为非肌样细胞,这两种非肌样细胞在低氧时增殖迅速,且分泌一些促进有丝分裂的因子,而两种肌样细胞在低氧时DNA合成却减少。

因此,高原鼠兔等高原动物肺微动脉中膜肌层薄,还可能是因为其平滑肌细胞类型具有特异性,即非肌样细胞含量少或缺失。

研究表明,单纯低氧引发大鼠血管平滑肌增生,而高CO2则具有抑制平滑肌增生的作用。

以上分析提示,高原鼠兔作为高原土著动物,对低氧不敏感,肺微血管中膜肌层薄,血液循环阻力小,进一步提高了肺气体扩散效率。

2.4高原鼠兔对高原低氧环境的分子适应血管内皮生长因子( Vascular endothelial grow th facto r, VEGF) , 又称血管通透因子( Vascular permeabilityfactor, VPF) 或血管调理素( Vasculot ropin) , 广泛存在于动物组织中具有高度特异的血管内皮细胞有丝分裂素, 是细胞因子的一种[8,9,10]。

相关文档
最新文档