青藏高原低氧强辐射环境下免疫功能改变及机制

第３４卷第３期　’２０２。２　０　１　３年９月　国外医学医学地理分册　

ＦｏＲＥＩＧＮ　ＭＥＤＩＣＡＬ　ＳＣＩＥＮＣＥ　ＳＥＣＴＩｏＮ　ｏＦ　ＭＥＤＧＥ０ＧＲＡＰＨＹ　Ｖｏ１．３４　ＮＯ．３　

Ｓｅｐ．２０１３　

青藏高原低氧强辐射环境下免疫功能改变及机制　刘凤玲　，魏婵娟　，李旭光。，张敏。　（１．山东菏泽家政职业学院，山东菏泽２７４０００；２．咸阳市中级人民法院，陕西咸阳　７１２０００；　３．西藏民族学院，陕西成阳７１２０８２）　

摘要：高原环境低氧强辐射环境下引起机体非特异性免疫及特异性免疫均下降，从而导致机体的易感性增加。本文　依据有关研究，通过低氧对红细胞、淋巴细胞、中性粒细胞的功能及对免疫细胞增殖、能量代谢、钾离子通道，强辐射　对免疫细胞的影响加以综述。　关键词：低氧；辐射；高原；免疫　中图分类号：Ｒ１８８　文献标志码：Ａ　文章编号：１００１—８８８３（２０１３）０３—０２０２—０４　

Ｉｍｍｕｎｅ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｉｎ　Ｔｉｂｅｔａｎ　Ｐｌａｔｅａｕ　ｈｙｐｏｘｉａ　ａｎｄ　ｓｔｒｏｎｇ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　

ＬＩＵ　Ｆｅｎｇ—ｌｉｎｇ　，ＷＥＩ　Ｃｈａｎ—ｊ　ｕａｎ。，ＬＩ　Ｘｕ—ｇｕａｎｇ。，Ｚｈａｎｇ　Ｍｉｎ。　（１．Ｈｅｚｅ　Ｈｏｍｅ　Ｃａｒｅｅｒ　Ａｃａｄｅｍｙ，Ｈｅｚｅ　２７４０００，２．Ｗｅｎ　Ｈｕｉ　Ａｖｅｎｕｅ，Ｘｉａｎｙａｎｇ　７１２０００，　３．Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｔｉｂｅｔ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｘｉａｎｙａｎｇ　７１２０８２，Ｃｈｉｎａ）　

ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｉｎｎａｔｅ　ｉｍｍｕｎｉｔｙ　ａｎｄ　ａｄａｐｔｉｖｅ　ｉｍｍｕｎｉｔｙ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｄｅｃｒｅａｓｅ　ｉｎ　ｈｉｇｈ　ａｌｔｉｔｕｄｅ　ｏｆ　ｈｙｐｏｘｉａ　ａｎｄ　ｓｔｒｏｎｇ　ｒａｄｉ—　ａｔｉｏｎ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ａｎｄ　ｒｅｓｕｌｔ　ｉｎ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｉｌｌｎｅｓｓ　ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｆｏｃｕｓｅｓ　Ｏｉｌ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｒｅｄ　ｂｌｏｏｄ　ｃｅｌｌｓ，　ｌｙｍｐｈｏｃｙｔｅｓ，ｎｅｕｔｒｏｐｈｉｌｓ，ｉｍｍｕｎｅ　ｃｅｌｌ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ，ｅｎｅｒｇｙ　ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ，ｐｏｔａｓｓｉｕｍ　ｉｏｎ　ｃｈａｎｎｅｌｓ　ｉｎ　ｈｙｐｏｘｉａ　ｅｎｖｉ—　ｒｏｎｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｉｍｍｕｎｅ　ｃｅｌｌｓ　ｃｈａｎｇｅ　ｉｎ　ｉｎｔｅｎｓｅ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．　ＫＥＹ　ＷＯＲＤＳ：ｈｙｐｏｘｉａ；ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｈｉｇｈ　ａｌｔｉｔｕｄｅ；ｉｍｍｕｎｉｔｙ　

青藏高原是我国有待开发的一块宝地，是地学、　生物学等学科研究的一个得天独厚的天然场所，而且　对我国的经济建设至关重要。我国５Ｏ年代初建设川　藏、青藏公路，同时也开展了高原反应的最初观察工　作。近２Ｏ年来，青海、西藏、新疆高原地区的科研和　医学单位以及全国其他科研机构在高原现场、实验室　和临床实践方面也开展了大量的低氧生理学和高原　医学的研究工作。低氧时免疫系统能否适应该环境　和免疫功是否能发挥正常，将直接影响到机体其他系　统的功能，是其他系统低氧适应的前提和基础。因此　研究低氧条件下机体免疫功能的变化及其调控，对于　深入揭示机体低氧适应机制，寻找加速机体低氧适　应、预防高原病的措施具有重要指导意义。　高原地区的环境特点为低氧、低温、强辐射，可引　

ＤＯＩ：１０．３９６９／Ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－８８８３．２０１３．０３．０１８　收稿日期：２０１３－０３—１２　修回日期：２０１３－０４—１１　作者简介：刘凤玲（１９６６一），女（汉族），副教授．研究方向：药物化学、环　境化学．　

起机体免疫功能的变化，其中低氧是主要的影响因　素口］，主要可引起机体免疫抑制，并增加机体对疾病　的易感性。机体的免疫功能分为非特异性免疫和特　异性免疫，前者主要包括红细胞（ｒｅｄ　ｂｌｏｏｄ　ｃｅｌｌ，　ＲＢＣ）、中性粒细胞（ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｏｎｕｃｌｅａｒｓ，ＰＭＮｓ）、　单核／巨噬细胞（Ｍｏｐ），后者主要由Ｔ、Ｂ淋巴细胞所　组成。高原环境对机体的这些免疫细胞的功能都会　有一定程度的影响，不同性别、不同年龄的影响不完　全一样。　

１　低氧环境对红细胞免疫功能的影响　红细胞免疫功能的高低与诸多因素有关，其中低　氧是造成细胞免疫功能下降因素之一。由于人体长　期在低氧高辐射环境中生活，机体从外界摄取氧及运　送氧的能力发生改变，使供氧与耗氧平衡失调，红细　胞生成的生理调节紊乱，代偿性生成增加，形态变异，　体积增大，血流速度缓慢，致血中循环抗原抗体复合　物增加。另外，由于红细胞增大，膜表面张力增大，　

ｈｔｔｐ：／／ｇｗｙｘ－ｙｘ．ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｓ．ｎｅｔ．ｃｎ；Ｅ—ｍａｉｌ：ｍｅｄｇｅｏｇｒａｐｈｙ＠ｍａｉｌ．ｘｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ　第３４卷　刘凤玲，魏婵娟，李旭光，等．青藏高原低氧强辐射环境下免疫功能改变及机制　・２０３・　致膜受体破坏，功能降低，加之缺氧局部循环障碍，　使血管内皮细胞发生缺血，临床即出现急慢性高原　反应，如心慌、头痛、头昏、失眠、暂时性血压升高等。　血液中Ｃ３ｂ受体绝大部分在红细胞膜上，受低　氧和血液流变学应切力的影响，红细胞膜受损，Ｃ３ｂ　空位减少，受体活性降低而出现黏附功能下降。另外　当氧分压降低，出现红细胞体积增大，代偿性膜张力　增大，Ｃ３ｂ受体的数量与功能相应下降从而导致红细　胞黏附功能下降。红细胞Ｃ３ｂ受体花环率下降，其　原因主要有：高原强辐射使机体不断产生抗原物质，　进而使血清中免疫复合物增多；低氧环境下，红细胞　代偿性增生，形态改变，膜受体功能受损，血中免疫复　合物增加；低氧、强辐射环境中，机体产生氧自由基增　多，而红细胞表面清除氧自由基的超氧化物歧化酶活　性下降，免疫复合物增加，从而导致继发性红细胞免　疫功能下降口］。　２低氧环境对免疫细胞功能的影响　２．１缺氧环境对淋巴细胞的影响　研究发现低氧环　境下，机体特异性细胞免疫功能降低同时伴有脾脏肿　大和胸腺萎缩。外周血Ｔ淋巴细胞数（ＣＤ３＋）逐渐　降低，其中小鼠以辅助性Ｔ淋巴细胞（ＣＤ４＋）下降　为主，同时伴有ＣＤ４＋／ＣＤ８＋比值下降；大鼠是ＣＤ４　和ＣＤ８＋细胞数同时下降。脾脏主要是ＣＤ４＋和　ＣＤ８＋细胞同时下降导致的ＣＤ３＋细胞数的显著下　降，ＣＤ４＋／ＣＤ８＋不发生显著变化。中枢免疫器官　胸腺，起初代偿性的减少不成熟的双阳性细胞来增加　成熟的单阳性细胞的含量，但随着低氧暴露时间延　长，胸腺产生成熟淋巴细胞的功能失代偿。低氧环境　下，外周发挥免疫作用的淋巴细胞数减少可能与低氧　暴露早期淋巴细胞凋亡率和坏死率增加和肺脏淋巴　细胞分布增多有关。　白海波观察到５　ｋｍ海拔高度低氧作用２４　ｈ不　抑制脾单个细胞ＤＮＡ合成及脾单个核细胞转化，而　作用５天时则抑制ＤＮＡ合成及脾单个核细胞转化；　７　ｋｍ海拔高度低氧作用２４　ｈ，ＤＮＡ合成及脾单个核　细胞转化均受抑制；７　ｋｍ海拔２４　ｈ低氧导致脾脏中　乙酰胆碱下降，儿茶酚胺升高。这些结果表明低氧可　抑制脾单个核细胞的ＤＮＡ合成及转化，并可能与交　感神经兴奋及副交感神经抑制有关口］。　Ｍｏｉｌｅｒ等　］观察了１２名受试者在常氧条件及　进入高原环境（４　５５９　ｍ）后做最大限度的踏车，观察　其淋巴细胞ＤＮＡ损害情况，高原运动后第一天即出　现淋巴细胞ＤＮＡ损害，此损害是由于低氧诱导的炎　症反应所致。Ｎａｉｄｕ等［５　用外周血单个核细胞（ＰＢ—　ＭＣ）在低氧（２０　ｍＬ／Ｌ　Ｏ　）条件下培养１６～４０　ｈ，结　果发现ＩＬ一２、ＩＬ－４、ＩＬ一６、ＩＦＮ－７分泌增加，ＩＬ－１０分泌　下降。已知ＩＬ一２刺激Ｔ细胞增殖，ＩＬ－１０抑制Ｔ细　胞增殖，但低氧后总的效果是Ｔ细胞增殖反应下降，　细胞周期延迟，大多数细胞停留在Ｇ１期，不能进入Ｓ　期，用植物血凝素刺激低氧（２０　ｍＬ／Ｌ　Ｏ　）４０　ｈ后的　ＰＢＭＣ，发现细胞周期延迟伴随特异性ｅｙｌｉｎＡ和Ｂ　表达下降和ＩＬ一２合成增加，说明低氧诱导丝裂原刺　激的ＰＢＭＣ的生长抑制状态是通过抑制ｃｙｃｌｉｎＡ和　Ｂ的合成实现的，但在体内补体和中性粒细胞的参与　下，低氧对ＩＬ－２分泌的影响更为复杂，许多实验表明　低氧血症和出血时，Ｔｈ１分泌的ＩＬ－２下降，Ｔｈ２分泌　的ＩＬ一４和ＩＬ一１Ｏ增加，从而使Ｔ细胞增殖反应下降。　２．２缺氧环境对中性粒细胞的影响低氧条件下中　性粒细胞对血管内皮黏附增加，渗出增多。低氧／复　氧引起的炎症反应亦与中性粒细胞对内皮细胞的黏　附增加有关。用中性粒细胞与内皮细胞共培养模型　研究发现，低氧程度不同，影响中性粒细胞不同程度　的黏附，严重低氧诱导稳定黏附，而轻度低氧只诱导　滚动黏附。低氧后内皮细胞产生Ｈ　Ｏ。，Ｈ　Ｏ。刺激Ｔ　细胞产生肿瘤坏死因子一ａ（ＴＮＦ－ａ）通过激活ＮＦ—Ｂ　引起Ｅ选择素表达增加，低氧／复氧诱导的Ｈ。Ｏ。增　加只发生在复氧初期　］。但有研究发现复氧４～８　ｈ　后中性粒细胞和内皮细胞黏附增加并认为是淋巴细　胞直接接触刺激Ｔ细胞（ＣＤ４＋）产生ＴＮＦ—ａ所造成　的。低氧还对中性粒细胞的吞噬功能产生影响，低氧　血症即使在很短的时间内使全血中性粒细胞吞噬功　能增加并伴随表面受体ＣＤＩ６、ＣＤ３２和ＣＤ３５表达增　加，且此效应需要细胞内ｃａ抖库动员和蛋白激酶Ｃ　的激活；再给氧（９７　～９９　）使中性粒细胞的吞噬功　能下降到基线水平，ＣＤＩ６和ＣＤ３２的表达也下降，而　且这种效应可被ＮＡＤＰＨ氧化酶抑制剂所阻断，提　示此效应是调理素受体自氧化造成的。急性低氧后，　黏附分子表达上调，中性粒细胞凋亡延迟，能明显增　强中性粒细胞的细胞毒性作用，促进炎性反应。　２．３低氧对免疫细胞增殖、分化、凋亡的影响　诸多　研究显示，缺氧对免疫细胞的增殖、分化、成熟、迁移　及凋亡等产生影响，在缺氧的环境下，Ｔ淋巴细胞的　增殖能力降低。缺氧通过腺苷受体Ａ２Ｒ抑制ＣＣＲ７　表达而诱导Ｔ淋巴细胞凋亡；而有趣的是，缺氧能抑　制中性粒细胞的凋亡、提高中性粒细胞的存活率，其　抑制中性粒细胞凋亡作用与铁蛋白感受器有关。缺　氧时树突状细胞（ＤＣ）的抗原摄取能力降低、蛋白表　达改变等而影响ＤＣ的分化、成熟和活化［７］，复氧可　以逆转、恢复其分化、成熟，因此，ＤＣ的分化和成熟　

ｈｔｔｐ：／／ｇｗｙｘ－ｙｘ．ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｓ．ｎｅｔ．ｃｎ；Ｅ－ｍａｉｌ：ｍｅｄｇｅｏｇｒａｐｈｙ＠ｍａｉｌ．ｘｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ