平原人群快速进入高原后易受高原低氧影响,引发高原反应甚至高原疾病。高原低氧明显影响氧化应激系统的功能,对脑组织和骨骼肌等耗氧量大的组织产生损伤。在人体中,脑组织对氧气的变化最为敏感,低氧时脑功能损伤发生最早,引发机体出现睡眠障碍和头痛等症状。骨骼肌是机体运动的主要器官,低氧会降低肌肉组织的能量储存,低氧对骨骼肌的损伤使平原人群进入高原后出现疲惫、乏力等症状,降低了进入高原人群的活动能力和进驻高原部队的战斗力。因此,高原低氧会对机体的生理和健康产生很大的影响,甚至造成损伤。HIF1是低氧调控中的一个中心调节器,Rps3p具有抗氧化应激的作用,本课题将对不同低氧刺激后的大鼠进行生理病理学及分子生物学研究,从基因调控水平探究HIF1信号通路基因和RPS3基因在低氧习服中对脑组织和骨骼肌的作用。本课题通过低压低氧模拟舱模拟不同低氧刺激,实验将大鼠随机分为空白组、间歇性低氧组（IH组）、急进5500m组（AH组）和间歇性低氧后急进5500m组（IH-AH组）。本课题主要从以下几个部分进行研究:（1）考察不同低氧刺激对大鼠生理病理的影响。分析常氧和不同低氧刺激后大鼠动脉血气指标、静脉血生化和血常规指标;摘取大鼠脑组织和骨骼肌,HE染色观察组织病理改变;（2）探究HIF1信号通路基因和RPS3基因在低氧习服过程中对大鼠脑组织的影响。采用Real-time PCR技术,检测不同低氧刺激后,大鼠脑组织HIF1相关基因和RPS3基因mRNA水平表达变化差异;（3）探究HIF1和RPS3基因在低氧习服中对大鼠骨骼肌的保护机制。检测不同低氧刺激后,大鼠骨骼肌HIF1相关基因、RPS3基因水平的表达差异;检测大鼠L6骨骼肌细胞低氧刺激后RPS3基因水平和Rps3p蛋白水平的表达差异,初步探讨低氧习服对骨骼肌的保护机制。第一部分研究表明:不同低氧刺激后大鼠ALP、ALT、AST、尿酸未发生显著性变化,肌酐值在生理范围内变动,不同低氧刺激未对大鼠的肝、肾造成损伤。间歇性低氧、急进5500m低氧和间歇性低氧后急进5500m低氧均引起大鼠脑组织水肿、核固缩,损伤程度依次加重。骨骼肌经不同低氧刺激后未发生明显的病理改变。血液生理指标分析得,急进5500m低氧环境后,大鼠pO₂、SO₂%、pCO₂、HCO₃-、BB、BE显著性降低,提示大鼠出现呼吸性碱中毒合并代谢性酸中毒,未经间歇性低氧预处理急进低氧的大鼠表现为轻度的低氧血症,经间歇性低氧预处理再急进的大鼠,pO₂和SO₂%值较急进5500m组有所提高,且酸碱平衡指标变化较小。间歇性低氧和急进5500m低氧后大鼠红细胞数、红细胞压积和血红蛋白较空白组相比显著性增加,提示机体在低氧刺激后通过增加血红蛋白浓度,代偿性地提高了组织的氧气供应;间歇性低氧处理后再急进5500m组大鼠红细胞数、血红蛋白和红细胞压积更接近常氧水平。第二部分研究表明:从基因表达水平看,在大鼠脑组织中,间歇性低氧诱导VEGFA、VEGFB、NOS3基因上调,EPO基因下调;急进低氧后大鼠脑组织HSPA1B、NOS1、VEGFB明显下调;间歇性低氧后急进低氧HSPA1B、NOS3、VEGFB基因下调,EPO和HSPA1A上调。不同低氧刺激促进HIF1信号通路上游基因EGLN1和VHL的表达,HIF1A表达减少;但RPS3基因未发生显著性变化。第三部分研究表明:在骨骼肌中,EPO、HSPA1A和HSPA1B基因经急性低氧刺激后表达量显著上升,间歇性低氧和急进低氧均促进大鼠骨骼肌NOS1、NOS2和NOS3基因的大量表达。间歇低氧预处理后再急进低氧的大鼠骨骼肌组织、低氧刺激后的大鼠L6骨骼肌细胞中,大鼠RPS3基因表达显著升高。本研究通过考察不同低氧刺激对大鼠生理病理的影响,探究大鼠脑组织和骨骼肌HIF1信号通路基因和RPS3基因在低氧习服中的作用,可得出以下结论:1、不同低氧刺激会对大鼠的生理产生不同的影响,间歇性低氧预处理后再急进低氧环境可促进大鼠低氧习服,相对提高大鼠pO₂和SO₂%,较小地改变大鼠机体生理变化,使大鼠的生理指标更接近常氧水平,改善了急性低氧环境下机体氧气的供应;间歇性低氧预处理同时促进大鼠骨骼肌组织对高原低氧习服,但会引起脑组织损伤;2、间歇性低氧预处理未促进大鼠脑组织对高原低氧习服,不同低氧刺激均造成大鼠脑损伤,与不同低氧刺激引起VEGF、NOS、EGLN1、VHL、HIF1A等HIF1相关基因表达变化有关,间歇性低氧对脑组织的损伤程度最小;3、间歇性低氧预处理后急进低氧促进大鼠骨骼肌对高原低氧习服,保护大鼠骨骼肌免受低氧损伤。不同低氧刺激均诱导HIF1目的基因NOS1、NOS2、NOS3基因上调,急进低氧诱导EPO、HSPA1A、HSPA1B基因上调,间歇性低氧预处理后再急进低氧骨骼肌组织中、低氧刺激后大鼠L6骨骼肌细胞中RPS3基因上调,是间歇性低氧预处理促进大鼠骨骼肌高原低氧习服的可能机制。