慢性间歇低氧的实验性研究北京07-23-课件.ppt

1、（Acute intermittent hypoxia,AIHAcute intermittent hypoxia,AIH）：）：持续数分钟或数小时。持续数分钟或数小时。l慢性间歇低氧慢性间歇低氧（Chronic intermittent hypoxia,Chronic intermittent hypoxia,CIH CIH）：持续数天或数周，乃至数年。）：持续数天或数周，乃至数年。睡眠呼吸暂停低氧模式间歇低氧的特点睡眠呼吸暂停低氧模式间歇低氧的特点不同实验性间歇低氧的模式不同实验性间歇低氧的模式 平均动脉平均动脉-20246810increment of MAPincrement of M

2、AP（mmHg）（mmHg）7天7天21天21天42天42天SCSCUCUCIHIH图图.导管法所测大鼠平均动脉压变化导管法所测大鼠平均动脉压变化*与实验前自身比较：与实验前自身比较：*P0.01；与与UCUC比比较：较：P 0.01；与与SCSC比较比较：P0.05间歇低氧如何引起血压升高的？间歇低氧如何引起血压升高的？01000200030004000levels of Ep(ng/L)levels of Ep(ng/L)7天7天21天21天42天42天SCSCUCUCIHIH图图.大鼠血浆大鼠血浆肾上腺素肾上腺素水平变化水平变化与与UCUC比较：比较：P0.01；与与SCSC比较比较：P

3、0.01袁志明等袁志明等.中华结核和呼吸杂志中华结核和呼吸杂志,2003,26:569.,2003,26:569.袁志明等袁志明等.中华结核和呼吸杂志中华结核和呼吸杂志,2004,27:577.,2004,27:577.0100200300400500600700800levels of NE(ng/L)levels of NE(ng/L)7天7天21天21天42天42天SCSCUCUCIHIH图图.大鼠血浆大鼠血浆去甲肾上腺素去甲肾上腺素水平变化水平变化与与UCUC比较：比较：P0.01；与与SCSC比较比较：P0.01袁志明等袁志明等.中华结核和呼吸杂志中华结核和呼吸杂志,2003,26:

4、569.,2003,26:569.袁志明等袁志明等.中华结核和呼吸杂志中华结核和呼吸杂志,2004,27:577.,2004,27:577.各组大鼠动脉各组大鼠动脉收缩收缩压水平随时间变化趋势压水平随时间变化趋势不同程度间歇低氧条件下大鼠不同程度间歇低氧条件下大鼠血浆血浆NE随随时间变化时间变化不同程度间歇低氧大鼠动脉收缩压不同程度间歇低氧大鼠动脉收缩压/血浆去甲肾上腺素血浆去甲肾上腺素（NENE）变化趋势）变化趋势天津医科大学总医院呼吸科实验室天津医科大学总医院呼吸科实验室CHIH间歇低氧使颈动脉体的化学反射增强间歇低氧使颈动脉体的化学反射增强/压力反射减弱压力反射减弱Time(day)间歇

5、低氧导致肌肉交感神经间歇低氧导致肌肉交感神经(MSNA)(MSNA)增强的长期易化（增强的长期易化（LTF)LTF)间歇低氧导致颈动脉体敏感性增强的长期易化（间歇低氧导致颈动脉体敏感性增强的长期易化（LTF)Dick,TE.et al.Exp Physiol 2007;92:87-97。天津医科大学总医院呼吸科实验室天津医科大学总医院呼吸科实验室*天津医科大学总医院呼吸科实验室天津医科大学总医院呼吸科实验室间歇低氧导致高血压发病机制示意图间歇低氧导致高血压发病机制示意图A:间歇空气间歇空气+正常饮食正常饮食 C:间歇空气间歇空气+高胆固醇饮食高胆固醇饮食 B:间歇低氧间歇低氧+正常饮食正常饮食

6、 间歇低氧暴露后，离体心脏间歇低氧暴露后，离体心脏 30-min 30-min 缺血，缺血，120-min 120-min 在灌注，在灌注，2 2组比较组比较 3535天间歇低氧暴露后鼠心肌梗塞面积增加天间歇低氧暴露后鼠心肌梗塞面积增加*P 0.001.Effects of intermittent hypoxia induced myocardial damage in mice 0 0500500100010001500150020002000250025003000300035003500400040004500450050005000UC组UC组SC组SC组IH组IH组0 01 12

7、23 34 45 56 67 78 89 91010UC组UC组SC组SC组IH组IH组(mmHg/s)*P0.01+dp/dt+dp/dt和和VmaxVmax是反映心肌收缩能力的力学指标，是反映心肌收缩能力的力学指标，+dp/dt+dp/dt和和VmaxVmax均降低，显示左心室收缩功能下降。均降低，显示左心室收缩功能下降。*6 6周间歇低氧暴露对鼠心脏收缩功能的影响周间歇低氧暴露对鼠心脏收缩功能的影响+dp/dtVmax*(muscle length/s)天津医科大学总医院呼吸科实验室天津医科大学总医院呼吸科实验室0 050050010001000150015002000200025002

8、500300030003500350040004000UC组UC组SC组SC组IH组IH组(ms)*6 6周间歇低氧暴露对鼠心脏舒张功能的影响周间歇低氧暴露对鼠心脏舒张功能的影响(mmHg/s)-dp/dt*P50 AHI50 是一个可靠地指标预测肝脏酶升高是一个可靠地指标预测肝脏酶升高(OR(OR 5.95.9)，而，而BMI(OR 1.13)BMI(OR 1.13)。.Singh H,et al.Dig Dis Sci 2005;50:2338-43.Tanne F,et al.Hepatology 2005;41:1290-6组别组别例数例数ASTAST（U/LU/L）ALTALT（U/

9、LU/L）IAIA8 820.3320.333.133.1318.7418.741.331.33IH10IH108 828.7728.772.202.20a a19.0319.032.062.06IH20IH208 837.1337.132.462.46abab20.2920.291.651.65IH30IH308 848.6248.623.593.59abcabc25.4425.442.612.61abcabcIH40IH408 850.8950.891.961.96abcabc26.2326.233.083.08abcabcP P 值值0.0010.0010.0010.001表表.不同频率

10、间歇低氧组血浆不同频率间歇低氧组血浆ASTAST、ALTALT活性（活性（）sx a a示与示与IAIA组比较组比较P P0.01,0.01,b b示与示与IH10IH10组比较组比较P P0.01,0.01,c c示与示与IH20IH20组比较组比较P P0.010.01。间歇低氧大鼠血浆间歇低氧大鼠血浆ASTAST和和ALTALT增高，具有频率依赖性增高，具有频率依赖性天津医科大学总医院呼吸科实验室天津医科大学总医院呼吸科实验室图图.不同间歇低氧程度大鼠血清不同间歇低氧程度大鼠血清ALTALT结果变化趋势图结果变化趋势图 间歇低氧导致的大鼠间歇低氧导致的大鼠ALTALT升高具有低氧程度依赖

11、性升高具有低氧程度依赖性 天津医科大学总医院呼吸科实验室天津医科大学总医院呼吸科实验室方差分析示方差分析示F=111.275，P=0.00单纯慢性间歇低氧单纯慢性间歇低氧8 8周出现大鼠肝细胞损伤周出现大鼠肝细胞损伤图图.肝脏病理肝脏病理HEHE染色（染色（400400倍放大），倍放大），A A：示正常肝组织。：示正常肝组织。B B：示：示5%5%间歇低氧间歇低氧组第组第8 8周时出现肝损伤，肝细胞内脂质较正常减少，肝细胞核染色加深，周时出现肝损伤，肝细胞内脂质较正常减少，肝细胞核染色加深，有核固缩，细胞凋亡的趋势。有核固缩，细胞凋亡的趋势。天津医科大学总医院呼吸科实验室天津医科大学总医院呼吸

12、科实验室uCIH caused liver injury with an increase in serum ALT(461 58 U/l vs.103 16 U/l in the control group;P 0.01)and AST(637 37 U/l vs.175 13 U/l in the control group;P 0.001).uHistology revealed hepatic steatosis in both groups,with mild accentuation of fat staining in mice exposed to CIH.uAnimals e

13、xposed to CIH exhibited lobular inflammation and fibrosis in the liver,which were not evident in control mice.uCIH caused significant increases in lipid peroxidation in serum and liver tissue;significant increases in hepatic levels of MOP and proinflammatory cytokines IL-1_,IL-6,and TNF-a.Savransky

14、V et al.Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol.2007,293:G871G877.A.对照组对照组6 6周：周：正常鼠肝细胞。正常鼠肝细胞。B.对照组对照组 9 9 周周：正常鼠肝细胞。正常鼠肝细胞。C.髙脂组髙脂组6 6周：周：鼠肝细胞脂肪变性，细胞水肿鼠肝细胞脂肪变性，细胞水肿。D.髙脂组髙脂组9 9周周：鼠肝细胞外周胶原纤维轻度增生鼠肝细胞外周胶原纤维轻度增生.E.髙脂间歇低氧组髙脂间歇低氧组9 9周周：鼠肝细胞脂肪变性，细胞水肿。炎细胞浸润、局灶性坏死鼠肝细胞脂肪变性，细胞水肿。炎细胞浸润、局灶性坏死.F.髙脂间歇低氧组髙脂间歇低氧组9

15、 9周周：鼠肝细胞外周胶原纤维增生。鼠肝细胞外周胶原纤维增生。Sleep Breath，DOI 10.1007/s11325-010-0370-3.A.对照组对照组：鼠正常电：鼠正常电镜下肝细胞结构镜下肝细胞结构B.髙脂膳食组髙脂膳食组：6 6 周，肝细胞浆内大量周，肝细胞浆内大量脂肪滴，部分脂肪滴脂肪滴，部分脂肪滴融合。融合。C.髙脂膳食加间歇低髙脂膳食加间歇低氧组氧组：6 6周周,肝细胞浆肝细胞浆内大量脂肪滴内大量脂肪滴,一些一些脂肪滴可见髓样结构，脂肪滴可见髓样结构，肝细胞核变小且不规肝细胞核变小且不规则。则。D.髙脂膳食加间歇低髙脂膳食加间歇低氧组氧组：9 9 周周,肝窦周肝窦周间隙可

16、见大量胶原纤间隙可见大量胶原纤维素维素.Joo EY,et al.SLEEP 2010;33:235-241.Ayalon L,et al.SLEEP 2009;32:373-381.uPatients with OSA showed decreased brain activation compared with control subjects during an attention task.uThe alertness and reaction times show greater correlations with measures of sleep disruption than

17、with measures of hypoxia.间歇低氧导致与认知功能相关脑细胞损伤间歇低氧导致与认知功能相关脑细胞损伤2 2天间歇低氧造成鼠大脑天间歇低氧造成鼠大脑CA1CA1海马区细胞凋亡增加海马区细胞凋亡增加7 7倍，皮质区增加倍，皮质区增加8 8倍。鼠倍。鼠水迷宫逃脱时间和睡眠时间显著延长。水迷宫逃脱时间和睡眠时间显著延长。2001,21:2442-2450.6 6周间歇低氧大鼠周间歇低氧大鼠 MorrisMorris水迷宫定位航行实验水迷宫定位航行实验UC组第组第6周周1.MPG10%CH组组 第第6周周10%CIH组组 第第6周周5%CIH组组 第第 6 周周2.MPG图图.各组

18、大鼠于第各组大鼠于第6 6周定位航行实验轨迹周定位航行实验轨迹天津医科大学总医院呼吸科实验室天津医科大学总医院呼吸科实验室6 6周间歇低氧大鼠海马区周间歇低氧大鼠海马区CA1CA1区形态学变化区形态学变化-光镜光镜 HE染色染色(400)A：UC组组 B：10%CH组组 D：5%CIH组组 C：10%CIH组组 肿胀明显肿胀明显排列紊乱排列紊乱正常神正常神经元经元染色变浅细染色变浅细胞轻度水肿胞轻度水肿稀疏稀疏核固缩核固缩坏死坏死天津医科大学总医院呼吸科实验室天津医科大学总医院呼吸科实验室正常正常神经神经元元10%CIH10%CIH组核膜组核膜断裂断裂10%CH 10%CH 组染色质组染色质色

19、浅不均色浅不均5%CIH 5%CIH 组组细胞器消细胞器消失，核仁失，核仁消失消失 6 6周间歇低氧大鼠海马周间歇低氧大鼠海马CA1CA1区细胞形态变化区细胞形态变化电镜电镜(25000)天津医科大学总医院呼吸科实验室天津医科大学总医院呼吸科实验室Gozal E,et al.Am J Physiol Cell Physiol 2005,288:C535-C542.间歇低氧引发脑血管炎性反应增强间歇低氧引发脑血管炎性反应增强间歇低氧暴露间歇低氧暴露2424小时脑血循环白细胞黏附活性增加小时脑血循环白细胞黏附活性增加3.43.4倍倍蛋白过氧化蛋白过氧化脂质过氧化脂质过氧化:.NF-NF-k kB

20、B活性随间歇低氧时间延长而增加活性随间歇低氧时间延长而增加三组间三组间X2为为21.416，P0.01。组间两两相比采用。组间两两相比采用Mann-Whitney U检检验，验，U均为均为=25.000，P均均0.05。不同间歇低氧水平不同间歇低氧水平NF-kBNF-kB细胞内浓度比较细胞内浓度比较天津医科大学总医院呼吸科实验室天津医科大学总医院呼吸科实验室三组间三组间X2为为35.632，P0.01。组间两两相比采用。组间两两相比采用Mann-Whitney U检验，检验，U均为均为=25.000，P均均0.05。不同间歇低氧频率不同间歇低氧频率NF-kBNF-kB细胞内浓度比较细胞内浓度比

21、较天津医科大学总医院呼吸科实验室天津医科大学总医院呼吸科实验室Lavie Neurol Clin，2005,23:10591075NOET-1 CIHCIH 来源于线粒体来源于线粒体电子传递链与氧化酶电子传递链与氧化酶有关。有关。IHIH使细胞线粒体使细胞线粒体活性下调。活性下调。作为作为IHIH靶靶点，参与产生点，参与产生ROSROS。间歇低氧导致心肌组织氧化应激反应增强间歇低氧导致心肌组织氧化应激反应增强/抗氧化能力下降抗氧化能力下降LOPSOD间歇低氧引发鼠海马区过氧化反应为抗氧化剂阻断间歇低氧引发鼠海马区过氧化反应为抗氧化剂阻断*p0.016 6周间歇低氧大鼠抗氧化干预后血浆周间歇低氧大鼠抗氧化干预后血浆ASTAST和和ALTALT水平下降水平下降天津医科大学总医院呼吸科实验室天津医科大学总医院呼吸科实验室T1T1：4 4周后干预周后干预T2T2：全程干预：全程干预ASTAST：谷草转氨酶：谷草转氨酶ALTALT：谷丙转氨酶：谷丙转氨酶6 6周间歇低氧大鼠抗氧化干预后血浆周间歇低氧大鼠抗氧化干预后血浆TGTG和和TCTTCT水平下降水平下降TCTC：总胆固醇：总胆固醇TGTG：甘油三酯：甘油三酯天津医科大学总医院呼吸科实验室天津医科大学总医院呼吸科实验室T1T1：4 4周后干预周后干预T2T2：全程干预：全程干预