失重／模拟失重下肌肉萎缩的研究进展

失重／模拟失重下肌肉萎缩的研究进展马永烈孙亚志中、长期失重或模拟失重条件下，人或动物的肌肉组织，特别是下肢抗重力肌出现了废用性萎缩。这是航天医学急待解决的问题之一，因为肌肉萎缩不仅影响航天员的飞行时间和工作效率，而且影响航天员返回地面后的再适应能力，...     

两种中药合剂对悬吊大鼠生理防护效应的初步观察

目的：观察两种中药合剂对模拟失重大鼠血液循环，肌肉、骨骼系统的影响。方法：比较4组大鼠（对照组，悬吊组，中药1组，中药2组，n=15)在30d实验后血循环，肌肉，骨骼系统各项生理指标的变化。结果：两种中药合剂具有明显改善模拟失重鼠血循环的作用，对骨骼和肌肉系统也有一定的改善作用。结论：中药作为失重的防护措施是可行的，应进一步研究。     

大花红景天对悬吊大鼠和职业运动员的防护作用

红景天是一种适应原样的药物,具有增强机体非特异性耐力的功能。我国大约有七十多种红景天,主要分布在西北、华北和东北地区。部分红景天的药理作用已有不少报导,但涉及大花红景天的较少。本文介绍大花红景天两方面的研究结果:1.大花红景天对模拟失重条件下(尾吊大鼠)动物机体的部分生理反应的影响;2.健康人(职业运动员)服用后对心肺功能等指标的影响。实验结果表明,大鼠在连续7天悬吊后出现了体重降低,腓肠肌萎缩,胸腺萎缩,腓肠肌蛋白含量降低等不良反应,能被大花红景天明显地纠正。健康人连续服用75天后,提高他们运动成绩,改善了在自动跑台上作功总量,显著提高运动时的最大耗氧量和分钟通气量,而且没有发现不良反应。这表明该药安全无毒,是一种对机体有良好效用的草药。它应该有更广泛的应用前景,特别在提高航天员对多种环境不良因素耐力方面具有应用可能性。     

长期悬吊大鼠的组织病理变化

观察了长期悬吊大鼠的睾丸、骨骼等器官的组织病理学变化。发现悬吊组动物睾丸实质萎缩，体积缩小，重量减轻，生精上皮细胞显著减少，甚至完全消失；睾丸间质中出现大量水肿液，间质细胞显著增生，部分动物睾丸间质出现大量多核巨细胞；睾丸间质血管内皮细胞增生，血管壁增厚和管腔狭窄。组织学测量表明，实验组股骨骺板软骨全层厚度、增殖带和肥大钙化带厚度以及股骨股干骨皮质厚度均少于对照组，其他器官仅见轻微病理变化。     

尾部悬吊对大鼠肺循环血液动力学的动态影响

目的研究尾部悬吊模拟失重对大鼠肺循环的影响,为模拟失重对肺循环局部调节与立位耐力和运动能力降低机制研究积累资料。方法 -30°尾部悬吊(tail-suspension,TS)模拟失重的生理效应,Wistar雄性大鼠被随机分成3组:对照组(Con)、7d尾部悬吊组(TS7)和14d尾部悬吊组(TS14)。采用PowerLab/4SP生理记录系统记录肺动脉压、肺静脉压;超声流量计检测肺动脉流量。结果 TS7、TS14组大鼠肺动脉收缩压(arterial systolic blood pressure,SBP)显著降低(P0.05),TS7组肺动脉舒张压(arterial diastolic blood pressure,DBP)有降低趋势,TS14组大鼠肺动脉DBP显著降低。TS7、TS14组大鼠肺动脉平均压(mean arterial pressure,MAP)均显著(P0.05)或极显著降低(P0.01)。TS7、TS14组大鼠静脉压变化不明显。TS7、TS14组大鼠平均动、静脉压压差显著减小主要为动脉端压力变化所致。TS14组大鼠心率(heart rate,HR)是血容量减少的代偿反应,TS7组每分肺动脉流量有增加趋势,可能为从初期反应期到基本适应期肺循环的超调现象所致。结论 TS7和TS14肺动脉端阻力和肺循环阻力显著减小主要起因于肺动脉端压力变化,可能是造成模拟失重后立位耐力和运动能力降低的原因。     

4 h/d站立可防止4周尾部悬吊大鼠比目鱼肌的萎缩

目的依据比目鱼肌湿重、不同型肌纤维横截面积及比例与聚丙烯酰胺凝胶电泳分离肌球蛋白重链(mvosin heavy chain,MHC)异构体比例的变化,评价4h／d站立是否可防止模拟失重下比目鱼肌的萎缩。方法雄性SD大鼠18只,按体重配对原则随机分为3组,每组6只：即对照组(CON),尾部悬吊4周组(TS)及尾部悬吊 4h／d站立组(TS STD4)。4周后,取双侧肾上腺及比目鱼肌(soleus,SOL),称取湿重。左侧SOL行冰冻切片,ATP酶钙钴法染色以观察骨骼肌肌纤维种类及横截面积。右侧SOL行组织匀浆,在70V、40C下,于8％凝胶上电泳28h,考马斯亮蓝染色,用Scion image软件对MHC条带进行光密度容积的测量,得出不同MHC异构体的比例。结果4周模拟失重导致双侧后肢骨骼肌SOL的湿重、Ⅰ型与Ⅱ型肌纤维横截面积、Ⅰ型肌纤维比例及MHCI的比例均显著降低(P＜0、01或P＜0．05)。4h／d间断性站立可完全防止比目鱼肌上述指标的变化,与CON组相比无显著差异(P＞0．05)。结论每日4h站立可完全防止模拟失重大鼠SOL萎缩。     

悬吊大鼠胃窦部和十二指肠5—HT免疫反应细胞的变化

为了探讨失重因素对胃肠5-羟色胺免疫反应(5-HT-IR)细胞的影响,我们用免疫组织化学ABC 法,对地面模拟失重大鼠和正常对照大鼠胃窦部和十二指肠的5-HT-IR 细胞进行了观察。结果表明,模拟失重大鼠胃幽门部及十二指肠各段的5-HT-IR 细胞均较对照大鼠明显增多。本文对这一结果及其意义进行了初步讨论。     

维生素K对尾悬吊大鼠骨代谢的影响

目的 探讨维生素K对模拟失重大鼠骨质的影响,为失重骨丢失的防护提供实验依据。方法 将SD雄性大鼠分为3组,自由对照组（FAC）,悬吊对照组（SC）,维生素K悬吊组（SVK）（50mg/kg weight/d),每组9只。每天灌胃给药,实验期为21d。观察维生素K对尾悬吊大鼠血清骨钙素（BGP）、骨生物力学、矿盐含量、一氧化氮（NO）含量及碱性碱酸酶（ALP）活性含量的影响。结果 与SC比较,SVK血清总BGP和结合型BGP,股骨和胫骨矿盐含量,股骨生物力学,胫骨ALP活性含量均显著增加;股骨干NO含量明显减少。结论 维生素K可改善尾悬吊大鼠的骨代谢和骨结构,减少骨丢失,提高骨生物力学性能,降低骨折危险度。     

30d尾吊大鼠血循环、肌肉和骨骼系统的变化

目的 确定中长期失重防护措施研究的模拟失重动物模型。方法 比较对照组鼠（ｎ＝１５）和尾吊鼠（ｎ＝１５）在实验３０ｄ后血循环,肌肉和骨骼系统的变化。结果 尾吊可引起血液流变性和红细胞变形能力下降,肌肉萎缩,肌肉收缩功能下降,肌纤维的Ⅰ型纤维向Ⅱ纤维转化,Ｌ３骨矿盐含量下降,股骨载荷功能降低和骨代谢变化。结论 尾吊鼠可作为今后研究的模拟失重动物模型。     

膳食维生素D和磷水平对悬吊大鼠骨 肌肉与肾的影响

本实验观察了正常和高磷摄入时,补充高量维生素D_3对尾吊(30天)大鼠股骨、腓肠肌和肾成分及其它指标的影响。结果表明,在膳食钙磷含量和比值正常时(Ca:P=0.6%:0.6%),与适量维生素D摄入(膳食维生素D含量为2000IU/kg)比较,高维生素D摄入(10000IU/kg)不但不能减轻悬吊大鼠股骨的骨丢失,反而导致肾脏出现轻度病理变化,腓肠肌萎缩加重,高钙血和血清碱性磷酸酶活性(ALP)增强。在膳食磷含量增加时(1.8%),高维生素D摄入能显著减轻悬吊大鼠股骨的骨丢失,但也加重高磷摄入对肾脏的损伤,并有体重减轻和腓肠肌萎缩加重等副作用。结果提示,在失重和模拟失重条件下,机体对维生素D毒性作用的耐受能力可能减低,补充高剂量维生素D是有害的。     

川芎嗪和黄芪对尾部悬吊大鼠比目鱼肌肌球蛋白ATP酶活性及肌萎缩的影响

目的 探讨川芎嗪和黄芪对吊尾大鼠比目鱼肌（SOL）肌球蛋白ATP酶（mATPase）活性及肌萎缩的影响。方法 尾部悬吊法建立模拟失重模型,Ca^2＋-ATPase法测定SOL的mATPase活性。结果 1）与吊尾组（TS）相比,在腹腔注射川芎嗪组和黄芪组,SOL中Ⅱ型肌纤维比例均显著降低,且黄芪组Ⅰ、Ⅱ型肌纤维的比例与同步饲养组相比亦无显著差异;2）川芎嗪组SOL中Ⅰ型肌纤维横截面积（CSA）显著增大,与同步饲养组相比无显著性差异,黄芪组Ⅰ、Ⅱ型肌纤维CSA及平均CSA均显著地增大,且与同步饲养组相比亦无显著性差异;3）川芎嗪组和黄芪组梭内肌各纤维的mATPase染色均与同步饲养组相近。结论 川芎嗪和黄芪对大鼠SOL的失重性肌萎缩及慢肌向快肌的转化均有明显的对抗作用,且均可显著抑制模拟失重导致的梭内肌各纤维mATPase活性的升高。     

多穴位电针刺激对抗模拟失重大鼠比目鱼肌萎缩作用研究

目的研究电针刺激对抗模拟失重大鼠比目鱼肌萎缩的作用。方法采用-30°尾吊大鼠模型模拟失重的生理效应。雄性Wistar大鼠随机分成3组,每组10只(n=10):对照组(CON)、30 d尾吊组(TS)和30 d尾吊+多穴位刺激组(TS+MA)。CON组自由活动;TS组大鼠尾吊30 d;TS+MA组大鼠尾吊30 d,外加韩氏穴位神经刺激仪双侧对称穴位隔日刺激30 min。结果 TS组大鼠比目鱼肌肌纤维束排列不规则,肌纤维横截面积变小,间质水肿并有大量炎性细胞浸润;TS+MA组与TS组变化相似,但肌细胞核数量增多,没有观察到炎性细胞浸润。与CON组比,TS和TS+MA组大鼠Ⅱ型肌纤维数量均出现显著增加(P0.01);与TS组比,TS+MA组肌纤维数量显著下降(P0.01)。与CON组比,TS组大鼠比目鱼肌指数显著降低(P0.05),TS+MA组无显著差异。结论多穴位电针刺激对抗模拟失重所导致的大鼠比目鱼肌萎缩作用明显,但更好的穴位刺激处方和刺激方式有待进一步探索。     

模拟失重对大鼠比目鱼肌肌梭超微结构的影响

目的 观察模拟失重不同时期大鼠比目鱼肌肌梭超微结构的改变。方法 采用大鼠尾部悬吊法建立模拟失重模型。雌性大鼠随机分为模拟失重4、7、14d组和模拟失重14d后恢复14d组，以及各组的对照组。分坦肌梭，用透射电镜观察模拟失重不同时期比目鱼肌肌梭超微结构的改变。结果 模拟失重4d组大鼠比目鱼肌肌梭的超微结构有较明显的改变，表现为部分肌原纤维排列略见紊乱，线粒体增生、肿胀、终末池明显扩张等。模拟失重7d组肌梭的超微结构改变更为明显。模拟失重14d组肌梭超微结构改变显著，可见严重的退行性改变，超微结构模糊不清，细胞核固缩，线粒增生、肿胀、线粒体嵴模糊、减少、消失，Z线排列紊乱，部分溶解消失，肌浆网终末池高度扩张。模拟失重14d后恢复14d组肌梭超微结构基本恢复正常。结论：模拟失重可致肌梭超微结构发生明显的、可逆性的改变，随模拟失重时间延长而加重。     

睫状神经营养因子对失重性肌萎缩及其纤维表型转换的干预作用

目的 探讨CNTF对失重性肌萎缩及其纤维表型转换的干预作用.方法 用尾吊方法制备失重性肌萎缩模型,通过采用RT-PCR和Western blot分析方法检测MHC-l/llb和p130或Myf5表达的变化,以揭示CNTF对失重性肌萎缩及其纤维表型转换的影响.结果 与对照组相比,体内注射CNTF显著逆转失重诱导的慢肌比目鱼肌重量的丢失.此外,尾吊过程中的动态分析结果也提示,CNTF处理可明显削弱失重诱导的慢肌比目鱼肌重量的丢失及其慢肌向快肌纤维表型的转换.课题组进一步发现CNTF的这种干预效应伴随着肌卫星细胞特异标志p130和Myf5蛋白的上调,这就提示了CNTF处理的慢肌比目鱼肌中肌卫星细胞库增加.结论 本研究首次揭示了CNTF可通过增加慢肌的肌卫星细胞库干预失重性肌萎缩及其纤维表型的转换.     

氯化胆碱对尾吊大鼠比目鱼肌肌萎缩对抗效果的观察

目的 探讨氯化胆碱对尾吊大鼠比目鱼肌肌萎缩的影响。方法 按体重配对原则将24只雌性SD大鼠分为对照组（CON）、尾吊组（TS）与尾吊给药组（TS＋Cch），每组8只。尾部悬吊法建立模拟失重模型，1／2尾吊大鼠按150mg／kg的剂量用氯化胆碱灌胃，连续14d。Ca^2＋-ATPase法测定比目鱼肌（SOL）的mATPase活性，常规方法制作石蜡组织切片。结果 1）以氯化胆碱灌胃后，尾吊大鼠SOL中Ⅰ型肌纤维比例明显升高，Ⅱ型肌纤维比例明显降低，P〈0．001；2）以氯化胆碱灌胃后，尾吊大鼠SOL的肌束之间间隙减小，Ⅰ型肌纤维横截面积（CSA）明显升高，P〈0．001，Ⅱ型肌纤维CSA和单根肌纤维的平均CSA亦明显高于尾吊组，P〈0．05；3）以氯化胆碱灌胃后，尾吊大鼠SOL的梭内肌纤维中，一核链纤维的mATPase染色呈阴性，其它各纤维与尾吊组相同，均呈阳性。结论氯化胆碱对模拟失重条件下大鼠SOL慢肌向快肌的转化与模拟失重引起的肌萎缩均有显著的对抗作用。     

缺氧预处理对模拟失重大鼠比目鱼肌萎缩的预防

目的了解缺氧预处理对失重状态下发生的骨骼肌萎缩是否有预防作用。方法采用大鼠尾部悬吊法建立模拟失重动物模型，将雌性SD大鼠按体重配对原则随机分为对照组（CON）、尾部悬吊组（SUS）及缺氧预处理＋尾部悬吊（HCP＋SUS）组。首先，对HCP＋SUS组进行1周的缺氧预处理。处理完成后，将SUS及HCP＋SUS组大鼠尾部悬吊2周。试验结束处死3组大鼠，取双后肢比目鱼肌，分别称重。将部分比目鱼肌制成匀浆，取上清液用于超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）的检测。结果尾部悬吊2周后，SUS组大鼠双后肢比目鱼肌湿重明显低于CON及HCP＋SUS组（P〈0．01）。与SUS组相比，HCP＋SUS组比目鱼肌SOD活性明显升高（P〈0．05），MDA水平明显降低（P〈0．05）。结论缺氧预处理可提高大鼠骨骼肌的抗氧化能力，对失重状态下发生的骨骼肌萎缩有预防作用。     

强肌Ⅰ、Ⅱ号中药改善尾吊大鼠比目鱼肌血流量和肌肉力学特性的作用

航天员因失重而产生肌肉萎缩,引起了国内外很多学者的关注,并进行了广泛研究。本文观察尾吊大鼠服用中药后比目鱼肌血流量和肌肉力学特性的变化。实验采用45只SD 品系雄性大鼠,体重240-300g,将鼠按体重分为3组。尾吊大鼠头低位20-25°。三组鼠每天按固定时间分别灌水和强肌Ⅰ、Ⅱ号中药(30g/kg),悬吊15天后,用戊巴比妥钠(4mg/100g)麻醉,用张力、位移传感器测量肌肉力学特性各参数,用标有~(51)Cr 同位素青蛙红血球方法测比目鱼肌的血流量。结果表明:强肌Ⅰ、Ⅱ号中药对尾吊大鼠比目鱼肌血流量、肌肉力学特性有改善作用。其中强肌Ⅱ号效果更明显。比目鱼肌的血流量与等长单收缩、强直收缩张力峰值呈正相关,相关系数分别为0.81、0.84。本结果为防护肌肉萎缩措施提供了实验依据。     

模拟失重对大鼠后肢动脉血管床血管反应性的影响

目的 观察模拟失重对大鼠后肢血管床血管反应性的影响。方法 采用尾部悬吊大鼠模型模拟失重，利用离体后肢恒流灌流技术测定模拟失重２ｗｋ后动及血管床反应性的变化。