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模拟高原训练及恢复方法对大鼠肾脏影响的组织学研究

作　者: 陈圣锋
导　师: 田振军
学　校: 陕西师范大学
专　业: 运动人体科学
关键词: 模拟高原训练肾脏间歇低氧训练恢复细胞凋亡
分类号: R594.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

探讨模拟高原训练及恢复方法对大鼠肾脏组织的影响及其可能机制。选取8周龄SD雄性健康大鼠32只,国家标准啮齿类动物饲料分笼喂养,自由饮食,动物房相对湿度为30%-60%,温度20℃-24℃,自然光照。常压低氧房氧浓度为12.5%-12.7%,其相对高度为4000m。模拟高原训练：大鼠随机分为4组：即常氧对照组,常氧训练组,低氧对照组,低氧训练组。常压低氧氧浓度为12.7%,大鼠跑台坡度为10度,速度为20m/min。低氧对照组和低氧训练组大鼠全部实验均在低氧房中操作进行。第一周的周1-2大鼠跑台速度20m/min,时间为10min,间歇1d,周4-6跑台速度为20m/min,时间为15min,间歇1d；第二周的周1-2跑台速度为20m/min,时间为20min,间歇1d,周4-6跑台速度为20m/min,时间为25min,间歇1d；第三周的周1-2跑台速度为20m/min,时间为30min,间歇1d,周4-6跑台速度为20m/min,时间为40min,间歇1d；第四周的周1-2跑台速度为20m/min,时间为50min,间歇1d,周4-6跑台速度为20m/min,时间为60min,间歇1d。每周休息2d,训练5d。间歇低氧运动后不同条件下恢复：将SD大鼠64只,随机分为8组,每组8只：即低氧对照组、运动即刻组、常氧恢复24h组、低氧恢复24h组、常氧恢复48h组、低氧恢复48h组、常氧恢复7d组、低氧恢复7d组。常氧恢复是指常氧环境下自由活动和自由饮食；低氧恢复是指在氧浓度为12.7%,相对高度为4000m的条件下自由活动和饮食。间歇运动大鼠均在低氧房内的动物跑台上进行一次性训练,低氧浓度为12.7%,相对海拔高度为4000m,运动方案为运动3mmin,间歇3min,共重复10次,跑台梯度为10度,跑台速度为20m/min。在第10次运动结束后进入恢复方案。在末次跑台训练结束后次日,腹腔注射20%乌拉坦麻醉,冰浴下开腹摘取肾脏,0℃-4℃生理盐水涮洗,去其外层结缔组织膜后迅速放入中性甲醛液固定24-48h。HE、Masson、VG、高碘酸品红和醋酸氨银特殊染色,观察肾脏髓质区和皮质区组织结构变化,采用免疫组织化学实验技术观察、测试肾脏皮质区Bax、Bcl-2、p53、PCNA、HIF-1α、VEGF、nNOS、iNOS、eNOS、TNF-α、HSP70表达变化。采用Leica显微成像系统采集图像,Image-Pro Plus 5.1图像处理软件进行图像采集和平均光密度(MOD)分析。1模拟高原训练可促进肾组织p53和Bax的表达,不同程度抑制Bcl-2的表达,使Bax/Bcl-2比值升高,提示模拟高原训练促进肾脏细胞凋亡增加。2模拟高原训练显著促进iNOS的表达,不同程度抑制nNOS和eNOS的表达,提示模拟高原训练通过nNOS和eNOS的表达维持肾脏的生理功能,通过nNOS的表达,使组织产生过量的NO,促使细胞凋亡增加。3模拟高原训练可促进肾脏HSP70和TNF-a的表达,表明模拟高原训练可引起细胞凋亡的加剧,导致肾脏组织的损伤；模拟高原训练促进TNF-a的过量表达,表明模拟高原训练增加肾组织的炎症反应。4模拟高原训练可促进肾组织HIF-1α、VEGF和PCNA的表达,提示模拟高原训练可促进肾组织细胞的增殖和间质的增生,导致肾小球增生肥大；模拟高原训练可促进HIF-1α和VEGF的过量表达,使HIF-1α对Bax和VEGF等作用加强,促使肾脏组织细胞凋亡加剧、肾小球滤过膜通透性增加,可能是模拟高原训练后运动员尿成份发生异常的重要原因。5常氧恢复条件下肾脏组织Bax和p53的表达和Bax/Bcl-2比率较低氧条件下为低,低氧训练可上调Bax和p53的表达和Bax/Bcl-2比值；常氧恢复条件下Bcl-2的表达较低氧条件下为高,在恢复过程中Bax和p53的表达和Bax/Bcl-2趋于一致；低氧恢复条件下较常氧恢复条件下细胞凋亡显著增多；低氧恢复过程中低氧恢复48h凋亡最高；常氧恢复过程中常氧恢复24h凋亡最高。提示常氧恢复最佳时间在24h时后；低氧恢复最佳时间在48h时后；且常氧条件恢复优于低氧条件恢复。6低氧训练可下调nNOS和iNOS的表达,上调eNOS的表达,使cNOS/iNOS比率上升；低氧恢复条件下nNOS表达较常氧条件下为低,iNOS和eNOS表达较常氧条件下为高,而低氧恢复条件下cNOS/iNOS比率较常氧条件下为低。低氧恢复条件下较常氧恢复条件下NOS表达增加,通过过量NO促进细胞凋亡,且常氧恢复48h凋亡最高,因此提示常氧恢复优于低氧恢复,恢复最佳时间在48h后,与时间密切相关。7低氧训练可下调TNF-α的表达,上调HSP70的表达；在低氧和常氧恢复条件下,TNF-α和HSP70变化表现为先上升后下降；低氧恢复条件下TNF-α和HSP70表达较常氧条件下为高。低氧训练可能通过下调TNF-α、上调HSP70保护肾脏的组织细胞,使肾功能适应低氧训练的需要；常氧恢复24h时致炎作用最强,48h时损伤程度最高；低氧恢复条件下较常氧恢复条件下致炎和损伤作用最显著。提示常氧恢复优于低氧恢复,且恢复最佳时间在48h后,与时间密切相关。8低氧训练可下调PCNA和VEGF的表达,上调HIF-1α的表达；低氧恢复条件下VEGF和HIF-1α表达较常氧条件下为低,PCNA表达较常氧条件下为高。提示可能是由于常氧恢复过程中大量的自由基产生,进一步损伤肾组织所致；PCNA的过表达,可能与肾组织修复和肾脏间质增生显著增加有关。模拟高原训练可通过低氧和训练双重刺激增加组织的炎症反应,诱导肾脏组织的损伤,同时通过促进肾组织细胞的增殖、间质的增生,导致肾小球增生肥大和肾小管、肾小球基底膜增厚,使肾脏组织的细胞凋亡加剧；间歇低氧训练可造成肾组织的损伤,在恢复过程中损伤程度先增加后降低,低氧恢复较常氧恢复过程中致炎、损伤和增生作用显著,肾脏组织凋亡程度增加,提示运动造成的损伤具有延迟性,常氧恢复优于低氧恢复,且损伤的恢复与时间密切相关。

全文目录

摘要  3-6
Abstract  6-10
缩略词表  10-14
第一部分文献综述与选题依据  14-26
  1 模拟高原训练研究综述  14-21
    1.1 高原训练研究历史与现状  14-15
    1.2 模拟高原训练研究历史与现状  15-21
  2 模拟高原训练对肾脏的影响  21-24
    2.1 模拟高原训练对肾脏功能的影响  21-22
    2.2 模拟高原训练对肾脏血流的影响  22
    2.3 肾小管和肾小球损伤  22-23
    2.4 肾间质纤维化  23-24
  3 选题依据  24-26
第二部分模拟高原训练对大鼠肾脏影响的组织学观察  26-31
  1 实验对象与方法  26-29
    1.1 实验动物及喂养  26
    1.2 实验动物分组和训练方法  26
    1.3 实验仪器设备  26-27
    1.4 主要试剂  27
    1.5 取材与样品制备  27-28
    1.6 图像采集及分析  28
    1.7 观测指标  28-29
  2. 实验结果  29-30
    2.1 模拟高原训练对大鼠肾脏组织结构的HE染色观察  29
    2.2 模拟高原训练对大鼠肾脏组织结构的特殊染色观察  29-30
  3 分析与讨论  30
  4 小结  30-31
第三部分模拟高原训练对大鼠肾脏细胞凋亡的影响及其机制探讨  31-59
  1 实验对象与方法  31-32
    1.1 实验动物及分组和训练方法  31
    1.2 实验仪器设备  31
    1.4 主要试剂  31
    1.5 取材与样品制备  31
    1.6 免疫组织化学实验  31
    1.7 图像采集及数据统计处理  31-32
  2 实验结果  32-44
    2.1 模拟高原训练对大鼠肾脏细胞凋亡因子的影响  32-35
    2.2 模拟高原训练对大鼠肾脏组织NOS表达的影响  35-39
    2.3 模拟高原训练对大鼠肾脏组织损伤因子表达的影响  39-41
    2.4 模拟高原训练对大鼠肾脏组织增殖因子表达的影响  41-44
  3 分析与讨论  44-57
    3.1 模拟高原训练对大鼠肾组织凋亡因子的影响  44-47
    3.2 模拟高原训练对大鼠肾组织NOS的影响  47-51
    3.3 模拟高原训练对大鼠肾组织损伤因子的影响  51-53
    3.4 模拟高原训练对大鼠肾组织细胞增殖因子的影响  53-57
  4 小结  57-59
第四部分间歇低氧训练后不同条件恢复对大鼠肾脏影响的组织学观察  59-63
  1 实验对象与方法  59
    1.1 实验动物及喂养  59
    1.2 实验动物分组、训练与恢复方法  59
    1.3 主要仪器、试剂、取材与样品制备、图像采集及分析  59
  2 实验结果  59-61
    2.1 间歇低氧训练后不同条件恢复对大鼠肾脏组织结构影响的HE染色观察  59-60
    2.2 间歇低氧训练后不同条件恢复对大鼠肾脏组织结构影响的特殊染色观察  60-61
  3 分析与讨论  61-62
  4 小结  62-63
第五部分间歇低氧训练后不同条件恢复对大鼠肾脏组织细胞凋亡的影响及其机制探讨  63-85
  1 实验对象与方法  63
  2 实验结果  63-79
    2.1 间歇低氧训练后不同条件恢复对大鼠肾组织凋亡因子的影响  63-68
    2.2 间歇低氧训练后不同条件恢复对大鼠肾组织NOS的影响  68-73
    2.3 间歇低氧训练后不同条件恢复对大鼠肾组织损伤因子的影响  73-75
    2.4 间歇低氧训练后不同条件恢复对大鼠肾脏细胞增殖因子的影响  75-79
  3 分析与讨论  79-83
    3.1 间歇低氧训练后不同条件恢复对大鼠肾组织内凋亡因子影响的生物学分析  79-80
    3.2 间歇低氧训练后不同条件恢复对大鼠肾组织NOS表达变化的生物学分析  80-81
    3.3 间歇低氧训练后不同条件恢复对大鼠肾组织损伤因子影响的生物学分析  81-82
    3.4 间歇低氧训练后不同条件恢复对大鼠肾组织细胞增殖因子影响的生物学分析  82-83
  4 小结  83-85
全文总结  85-87
参考文献  87-101
附录  101-146
致谢  146-147
攻读学位期间的研究成果  147

模拟高原训练及恢复方法对大鼠肾脏影响的组织学研究

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