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研究目的心肌梗死(myocardial infarction,MI)是全球导致患者残疾和死亡的严重疾病之一。MI后继发的心室扩张是引发慢性心力衰竭的主要病理基础。因此,如何控制心室扩张,保护心脏功能尤为重要。有研究显示低氧干预有益于心脏功能的保护。由此,我们通过本研究,观察间歇性低压低氧(Intermittent hypobaric hypoxia,IHH)对心脏结构和功能的影响,探究IHH干预是否可以通过上调过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子-1α(peroxisome proliferator-activated receptorγcoactivator 1-alpha,PGC-1α)对MI后的心脏产生保护作用。研究方法将24只雄性8-10周龄SPF级健康雄性成年Sqrague&Dawley(SD)大鼠随机分为4组进行手术,即假手术常氧干预组(Sham-Nor,n=6)、假手术IHH干预组(Sham-IHH,n=6)、心梗常氧干预组(MI-Nor,n=6)和心梗IHH干预组(MI-IHH,n=6)。术后的第7天(BASE)和第35天(4W)测量4组大鼠的体重,并进行超声心动图检查。对于IHH干预的大鼠,从术后的第7天起,我们将12只大鼠暴露于低压氧舱(模拟海拔5000米,气压PB=404 mmHg,PO2=84mmHg),每天4小时(上午8:00–12:00),持续4周。常氧组动物被置于正常大气压和氧含量之下。所有动物均获得等量的水和标准的实验室饮食。干预4周后将所有大鼠处死,测量心脏重量比值,MASSON染色检测离体心脏的心肌纤维化程度,JC-10荧光探针测定心肌线粒体膜电位,免疫印迹法测定心肌PGC-1a蛋白达的变化。研究结果1.观察各组大鼠的生存状态发现,与常氧干预组相比,IHH干预组在每天4小时的干预时间内活动较少,干预时间外活动较常氧组增加。4周干预结束后,各组之间体重和心脏重量比值(心脏重量/体重)均无显著差异。2.MASSON染色结果显示,在MI组中,MI-Nor组较MI-IHH组出现明显的心室扩张,左室前壁变薄,可见大量的胶原纤维,而MI-IHH组形态维持较好,左心室未出现明显扩张。心肌纤维化结果显示,MI-Nor组大鼠心肌纤维所占比例大于MI-IHH组(P<0.001)。3.心脏超声结果显示,在4周干预结束后,MI-Nor组大鼠的LVEDs显著大于MI-IHH组大鼠(P<0.01),但FS、LVEF均显著低于MI-IHH组(P<0.001,P<0.001)。4周干预前后各组比较中,Sham-Nor组,MI-Nor组和MI-IHH组大鼠的LVEDd较干预前均出现显著增加(P<0.05,P<0.001,P<0.05),MI-Nor组大鼠的LVEDs较干预前也出现显著增加(P<0.001),MI-IHH组和MI-Nor组大鼠的LVEF较干预前均有显著升高(P<0.001,P<0.01),而FS仅有MI-IHH组较干预前显著提高(P<0.001)。4.JC-10结果显示,Sham-Nor组和MI-IHH组大鼠心肌细胞线粒体膜电位分别显著高于MI-Nor组(P<0.001,P<0.001)。5.Western-Blot结果显示,Sham-IHH组大鼠心肌的PGC-1α蛋白表达显著高于Sham-Nor组(P<0.05),MI-IHH组大鼠心肌的PGC-1α蛋白表达显著高于MI-Nor组(P<0.05)。研究结论:IHH通过上调心肌的PGC-1α蛋白表达,促进线粒体合成,保护线粒体功能,提高心肌梗死后心肌能量代谢水平,维持心肌细胞正常功能,减少心肌纤维化,增强心肌收缩力,从而改善心室重构,保护心脏功能。