低压氧控制系统 | 高原病动物模型造模的理想工具

高山脑水肿，又称高原昏迷，急性高原病的危重类型。其特点是严重脑功能障碍和意识丧失，发病急，有时昏迷较久则留有后遗症甚至死亡。

环境模拟：小鼠置于低压氧舱内，模拟6000m海拔高度，分别处理6h、12h、24h、48h、72h。

指标检测：通过称重检测脑水肿，Evans blue（EB）检测血脑屏障（brain-blood barrier, BBB ）通透性、免疫荧光染色检测细胞凋亡情况。

造模结果：海拔6000 m时小鼠死亡率为12.2%。海拔6000m构建的HACE模型中出现脑细胞体积增大、肿胀，以24h、48h、72h为甚，并出现细胞排列紊乱、间隙增大及核固缩；模型鉴定显示海拔6000 m构建的HACE模型小鼠脑水肿和EB通透率12h后增加，各时点无明显细胞凋亡。

低压低氧舱模拟海拔6000m（气压47.19kPa、氧分压9.73kPa）48h可有效建立HACE模型。

高原心脏病是一种由于长期处于高原低氧环境导致慢性缺氧、肺循环阻力增加产生肺动脉高压、心肌缺氧导致右心肥大和心力衰竭的心脏病。

环境模拟：采用低压低氧动物实验舱模拟海拔6000m低氧低压环境，分别暴露1，3，5天。

组织检查：HE染色结果显示，低氧低压引起大鼠心组织不同程度的损伤，心肌组织在上述实验条件下随暴露时间的延长损伤加重。

指标检测：各组心肌组织丙二醛（MDA）含量、乳酸（LD）含量随时间延长而明显增加，还原型谷胱甘肽（GSH）含量 、总超氧化物歧化酶（T-SOD）、Na+ K+-ATPase活力随时间延长而明显降低。

造模效果：模拟海拔6000m高原环境对大鼠心组织造成明显损伤，且损伤程度与暴露于低氧低压的时间有关，机体抗氧化能力降低、自由基增加和能量代谢障碍是导致其损伤的重要因素。

低压氧舱模拟海拔6000 m低氧暴露72 h，可有效建立大鼠高原心脏病模型。

高原心脏病（HAHD病）是一种复杂的病理生理疾病，与高原反应全身低压缺氧有关。缺氧可导致心肌代谢失调，从而增加心力衰竭和心源性猝死的风险。醛脱氢酶2 （ALDH2）可调节心肌能量代谢，在多种心血管疾病中发挥保护作用。

Rifeng Gao等人发表在《Translational Research》上的文章“Aldehyde dehydrogenase 2 serves as a keycardiometabolic adaptation regulator inresponse to plateau hypoxia in mice”的研究旨在确定高原缺氧（PH）对心脏代谢和功能的影响，探讨ALDH2的相关作用，并探索潜在的治疗靶点。

作者发现PH显著降低动物存活率和心脏功能，ALDH2缺乏会加剧上述影响。PH还导致心肌能量来源从脂肪酸向葡萄糖转移，ALDH2缺乏会损害这种适应性代谢转变。非靶向/靶向代谢组学和透射电子显微镜检查显示，ALDH2缺乏会促进心肌脂肪酸沉积，从而导致脂肪酸转运增强、脂毒性和线粒体功能障碍。

此外，实验结果显示，ALDH2通过4-HNE/CPT1信号通路减弱了PH诱导的适应性代谢程序损伤，CPT1抑制剂依托莫西沙星显著改善了PH小鼠ALDH2缺乏所诱导的心脏损伤，提高了PH小鼠的存活率。

总之，数据显示，ALDH2是对PH做出反应的关键心脏代谢适应调节剂。CPT1抑制剂依托莫西沙星可能会减弱ALDH2缺乏诱导的效应，并改善对PH的反应性心脏功能。

低压氧浓度控制系统

文中采用上海玉研科学仪器公司提供的低压氧浓度控制系统建立高原缺氧（PH）模型模拟高原心脏病（HAHD病）。

具体方法为：小鼠在模拟高原环境中饲养2周（6000 m，47.2 kPa大气压，11.35% O2）。氧舱内气流为2 L/min，相对湿度保持在50 ~ 55%。每24小时将动物从低压氧舱中取出一次，持续15分钟，以补充食物和水。将实验动物置于12小时光/暗循环条件下饲养。

在进入低压氧舱之前和之后的2周内，每3天通过腹腔注射给予CPT1抑制剂依托莫西沙星（1mg / kg）。两周后从小鼠中分离出心肌组织，进行心肌收缩和舒张功能的单细胞分析、活性氧的测量、ATP检测、ALDH2酶活性的测定、中长链脂肪酸代谢组学分析、线粒体分离和线粒体复合体活性评估和心肌细胞耗氧量（OCR）分析。