結(jié)果

表1基本特征

瘦小鼠。在瘦小鼠中，常氧組暴露前的體重低于所有缺氧組(表1)。最初的體重差異是有意造成的，因?yàn)轭A(yù)計(jì)缺氧組的體重下降幅度更大。各組小鼠死亡時(shí)的體重相似，只有持續(xù)缺氧組小鼠的體重高于其他組。與常氧相比，在所有缺氧條件下小鼠的體重都明顯下降，其中間歇性缺氧條件下小鼠的體重下降幅度最大。

圖1 A：瘦小鼠和肥胖小鼠在正常缺氧和缺氧條件下通過脈搏血氧儀測(cè)量的血氧飽和度(SpO2)和組織氧分壓(PtiO2)的平均分布。紅色曲線表示常氧組，紫色曲線表示不頻繁的間歇性缺氧(12次/小時(shí)；IH12)，藍(lán)色曲線表示頻繁的間歇性缺氧(60次/小時(shí)；IH60)，綠色曲線表示持續(xù)缺氧(SH)。每種方案的SpO2和PtiO2值均歸一化為100%(所用時(shí)間百分比)。B：瘦小鼠頻繁間歇性缺氧時(shí)的示蹤示例。上部曲線顯示動(dòng)脈血中的SpO2，下部曲線顯示同一時(shí)間不同組織中的PtiO2。

表2動(dòng)脈血和組織中的平均氧含量

表3間歇性缺氧時(shí)動(dòng)脈血和組織中氧含量的變化

血液和所有器官的平均氧含量在常氧狀態(tài)下最高，從常氧狀態(tài)到不頻繁的間歇性缺氧(12次/小時(shí))、頻繁的間歇性缺氧(60次/小時(shí))逐漸降低，持續(xù)缺氧最低(P<0.001，圖1A，表2)。對(duì)不同組織的PtiO2進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)，肝臟的平均PtiO2明顯高于肌肉和脂肪(P<0.001)。在頻繁的間歇性缺氧過程中，血液和肝臟中的PtiO2出現(xiàn)高振幅波動(dòng)，肌肉中的波動(dòng)較小。與SpO2相比，頻繁間歇缺氧期間肌肉和附睪脂肪中PtiO2的變異性明顯較小。在頻繁間歇缺氧期間，附睪脂肪中PtiO2的變異性最小(圖1，表3)。

圖2用Hypoxyprobe(pimonidazole)對(duì)肝臟進(jìn)行免疫組織染色，并用蘇木精進(jìn)行反染。常氧組(空氣)和IH60組瘦小鼠和肥胖鼠的免疫組織染色具有代表性。原始放大倍數(shù)：3200。缺氧區(qū)域染成棕色(pimonidazole)。箭頭標(biāo)記肝靜脈。比例尺為50毫米。

低氧探針-1(鹽酸咪唑)用于評(píng)估不同組織的缺氧情況。注射后，低氧探針-1會(huì)分布到所有組織，并僅在PtiO2小于10托的細(xì)胞中與含硫醇的蛋白質(zhì)形成加合物。在免疫組織染色(圖2)或免疫印跡(未顯示)中，無論缺氧方案或?qū)φ諚l件如何，瘦小鼠均未顯示出組織缺氧的跡象。

圖3不同缺氧方案和禁食12小時(shí)后的胰島素抵抗指數(shù)。A：葡萄糖。B：胰島素C：瘦素D：脂聯(lián)素。數(shù)值為平均值±SE。顯示的是常氧(空氣)、IH12、IH60和SH的數(shù)值。*與瘦空氣組相比，P<0.05。?與肥胖空氣組相比，P<0.05。

與常缺氧相比，所有三個(gè)缺氧組的空腹血糖都明顯增加了~20mg/dl，但血漿胰島素沒有變化(圖3A和B)。缺氧明顯增加了血漿瘦素水平，尤其是在持續(xù)缺氧組(44倍，圖3C)。與常氧相比，任何缺氧條件下的脂肪連素都沒有明顯變化(圖3D)。血漿總膽固醇在所有低氧條件下都有所增加，但只有間歇性低氧12次/小時(shí)與常氧有顯著差異(表1)。

圖4通過丙二醛(MDA)水平測(cè)量不同缺氧方案后的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)。A：肝臟。B：肌肉C：附睪脂肪。數(shù)值為平均值±SE。數(shù)值顯示的是常氧(空氣)、IH12、IH60和SH的數(shù)值。*與瘦空氣組相比，P<0.05。?與肥胖空氣組相比，P<0.05。

在兩種間歇缺氧方案中，血漿甘油三酯都有所下降。間歇性缺氧60次/小時(shí)會(huì)明顯增加肝臟的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，但不會(huì)增加肌肉或脂肪的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)(圖4)。

圖5不同缺氧方案后體內(nèi)外脂肪組織分泌腫瘤壞死因子-a(TNF-a)的情況。數(shù)值為平均值±SE。顯示的是常氧(空氣)、IH12、IH60和SH的數(shù)值。*P<0.05與瘦空氣組相比。

與常氧相比，頻繁間歇缺氧組脂肪組織分泌的TNF-a增加了兩倍多(圖5)。

圖6肝組織中TNF-a的實(shí)時(shí)PCR檢測(cè)結(jié)果。數(shù)值為平均值±SE。TNF-a水平以mRNA表達(dá)水平表示，與18S核糖體RNA濃度進(jìn)行歸一化，然后以與瘦空氣組的比率表示。

缺氧不影響瘦小鼠肝臟中TNF-a的表達(dá)(圖6)。

肥胖小鼠。由于預(yù)計(jì)小鼠在缺氧暴露期間體重會(huì)下降，因此有意將肥胖小鼠分組，以提高兩組間歇性缺氧暴露前的體重(表1)。暴露后，所有暴露組的體重相似。無論采用哪種缺氧方案，缺氧小鼠的體重都比對(duì)照組小鼠減輕得多。絕對(duì)體重?fù)p失與瘦小鼠相似。

在常氧條件下，肥胖小鼠的SpO2有低于瘦小鼠的趨勢(shì)，盡管差異非常小(表2)。與瘦小鼠相比，肥胖動(dòng)物在所有缺氧暴露條件下的平均SpO2水平都較低。值得注意的是，肥胖小鼠在基線條件下的肝臟PtiO2比瘦小動(dòng)物低，但在缺氧暴露期間卻不低。無論實(shí)驗(yàn)條件如何，兩組肌肉和脂肪中的PtiO2都相似。正如預(yù)期的那樣，血液和所有器官中的平均氧含量在常氧狀態(tài)下最高，并從常氧狀態(tài)到不頻繁的間歇性缺氧、頻繁的間歇性缺氧和持續(xù)缺氧逐漸下降(P<0.001)。與瘦小鼠一樣，對(duì)不同組織的PtiO2進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)，肝臟的平均PtiO2明顯高于肌肉和脂肪(P<0.001)。與瘦小鼠類似，頻繁的間歇性缺氧會(huì)引起血液、肝臟和肌肉中氧含量的高振幅波動(dòng)，但不會(huì)引起附睪脂肪組織中氧含量的高振幅波動(dòng)(表3)。與SpO2相比，所有組織在頻繁間歇缺氧期間的平均變異性都明顯較小。與瘦小鼠不同的是，這些差異在不頻繁的間歇性缺氧時(shí)也很明顯。與瘦小鼠一樣，在頻繁間歇性缺氧期間，附睪脂肪的變異性最低。在肥胖小鼠的肝臟中，Hypoxyprobe-1染色顯示了缺氧的證據(jù)，主要在肝靜脈周圍區(qū)域，在包括常氧在內(nèi)的所有條件下都存在(圖2)。無論在何種條件下，瘦小鼠和肥胖小鼠肌肉和脂肪中的Hypoxyprobe-1染色結(jié)果均為陰性(未顯示)。

不出所料，在所有實(shí)驗(yàn)條件下，肥胖小鼠的空腹血糖都高于瘦小鼠。與瘦小鼠一樣，急性缺氧也會(huì)增加空腹血糖(圖3A)。頻繁的間歇性缺氧和持續(xù)性缺氧會(huì)使空腹胰島素水平升高，而瘦小鼠不會(huì)出現(xiàn)這種情況(圖3B)。與瘦小鼠的基線相比，肥胖小鼠的瘦素水平增加了100倍以上，而急性缺氧不會(huì)改變瘦素水平(圖3C)。血漿脂肪連素水平因肥胖而降低，但急性缺氧對(duì)其無明顯影響(圖3D)。在所有實(shí)驗(yàn)條件下，肥胖小鼠的血漿總膽固醇和甘油三酯水平均高于瘦小鼠。缺氧方案不影響膽固醇水平，而持續(xù)缺氧組甘油三酯水平有所下降(表1)。所有器官的脂質(zhì)過氧化與瘦小鼠相似。與正常缺氧和不頻繁的間歇性缺氧相比，頻繁間歇性缺氧時(shí)脂肪組織中丙二醛水平輕度升高(圖4)。與基線條件下的瘦小鼠相比，肥胖小鼠脂肪組織的TNF-a分泌率增加了10倍(圖5)，但急性缺氧沒有進(jìn)一步影響。與基線條件下的瘦小鼠相比，肥胖小鼠的TNF-a肝臟mRNA水平增加了4到6倍(圖6)，急性缺氧對(duì)其沒有進(jìn)一步影響。