结果

表1基本特征


瘦小鼠。在瘦小鼠中，常氧组暴露前的体重低于所有缺氧组(表1)。最初的体重差异是有意造成的，因为预计缺氧组的体重下降幅度更大。各组小鼠死亡时的体重相似，只有持续缺氧组小鼠的体重高于其他组。与常氧相比，在所有缺氧条件下小鼠的体重都明显下降，其中间歇性缺氧条件下小鼠的体重下降幅度最大。

图1 A：瘦小鼠和肥胖小鼠在正常缺氧和缺氧条件下通过脉搏血氧仪测量的血氧饱和度(SpO2)和组织氧分压(PtiO2)的平均分布。红色曲线表示常氧组，紫色曲线表示不频繁的间歇性缺氧(12次/小时；IH12)，蓝色曲线表示频繁的间歇性缺氧(60次/小时；IH60)，绿色曲线表示持续缺氧(SH)。每种方案的SpO2和PtiO2值均归一化为100%(所用时间百分比)。B：瘦小鼠频繁间歇性缺氧时的示踪示例。上部曲线显示动脉血中的SpO2，下部曲线显示同一时间不同组织中的PtiO2。

表2动脉血和组织中的平均氧含量

表3间歇性缺氧时动脉血和组织中氧含量的变化


血液和所有器官的平均氧含量在常氧状态下最高，从常氧状态到不频繁的间歇性缺氧(12次/小时)、频繁的间歇性缺氧(60次/小时)逐渐降低，持续缺氧最低(P<0.001，图1A，表2)。对不同组织的PtiO2进行比较后发现，肝脏的平均PtiO2明显高于肌肉和脂肪(P<0.001)。在频繁的间歇性缺氧过程中，血液和肝脏中的PtiO2出现高振幅波动，肌肉中的波动较小。与SpO2相比，频繁间歇缺氧期间肌肉和附睾脂肪中PtiO2的变异性明显较小。在频繁间歇缺氧期间，附睾脂肪中PtiO2的变异性最小(图1，表3)。

图2用Hypoxyprobe(pimonidazole)对肝脏进行免疫组织染色，并用苏木精进行反染。常氧组(空气)和IH60组瘦小鼠和肥胖鼠的免疫组织染色具有代表性。原始放大倍数：3200。缺氧区域染成棕色(pimonidazole)。箭头标记肝静脉。比例尺为50毫米。


低氧探针-1(盐酸咪唑)用于评估不同组织的缺氧情况。注射后，低氧探针-1会分布到所有组织，并仅在PtiO2小于10托的细胞中与含硫醇的蛋白质形成加合物。在免疫组织染色(图2)或免疫印迹(未显示)中，无论缺氧方案或对照条件如何，瘦小鼠均未显示出组织缺氧的迹象。

图3不同缺氧方案和禁食12小时后的胰岛素抵抗指数。A：葡萄糖。B：胰岛素C：瘦素D：脂联素。数值为平均值±SE。显示的是常氧(空气)、IH12、IH60和SH的数值。*与瘦空气组相比，P<0.05。†与肥胖空气组相比，P<0.05。


与常缺氧相比，所有三个缺氧组的空腹血糖都明显增加了~20mg/dl，但血浆胰岛素没有变化(图3A和B)。缺氧明显增加了血浆瘦素水平，尤其是在持续缺氧组(44倍，图3C)。与常氧相比，任何缺氧条件下的脂肪连素都没有明显变化(图3D)。血浆总胆固醇在所有低氧条件下都有所增加，但只有间歇性低氧12次/小时与常氧有显著差异(表1)。

图4通过丙二醛(MDA)水平测量不同缺氧方案后的脂质过氧化反应。A：肝脏。B：肌肉C：附睾脂肪。数值为平均值±SE。数值显示的是常氧(空气)、IH12、IH60和SH的数值。*与瘦空气组相比，P<0.05。†与肥胖空气组相比，P<0.05。


在两种间歇缺氧方案中，血浆甘油三酯都有所下降。间歇性缺氧60次/小时会明显增加肝脏的脂质过氧化反应，但不会增加肌肉或脂肪的脂质过氧化反应(图4)。

图5不同缺氧方案后体内外脂肪组织分泌肿瘤坏死因子-a(TNF-a)的情况。数值为平均值±SE。显示的是常氧(空气)、IH12、IH60和SH的数值。*P<0.05与瘦空气组相比。


与常氧相比，频繁间歇缺氧组脂肪组织分泌的TNF-a增加了两倍多(图5)。

图6肝组织中TNF-a的实时PCR检测结果。数值为平均值±SE。TNF-a水平以mRNA表达水平表示，与18S核糖体RNA浓度进行归一化，然后以与瘦空气组的比率表示。


缺氧不影响瘦小鼠肝脏中TNF-a的表达(图6)。


肥胖小鼠。由于预计小鼠在缺氧暴露期间体重会下降，因此有意将肥胖小鼠分组，以提高两组间歇性缺氧暴露前的体重(表1)。暴露后，所有暴露组的体重相似。无论采用哪种缺氧方案，缺氧小鼠的体重都比对照组小鼠减轻得多。绝对体重损失与瘦小鼠相似。


在常氧条件下，肥胖小鼠的SpO2有低于瘦小鼠的趋势，尽管差异非常小(表2)。与瘦小鼠相比，肥胖动物在所有缺氧暴露条件下的平均SpO2水平都较低。值得注意的是，肥胖小鼠在基线条件下的肝脏PtiO2比瘦小动物低，但在缺氧暴露期间却不低。无论实验条件如何，两组肌肉和脂肪中的PtiO2都相似。正如预期的那样，血液和所有器官中的平均氧含量在常氧状态下最高，并从常氧状态到不频繁的间歇性缺氧、频繁的间歇性缺氧和持续缺氧逐渐下降(P<0.001)。与瘦小鼠一样，对不同组织的PtiO2进行比较后发现，肝脏的平均PtiO2明显高于肌肉和脂肪(P<0.001)。与瘦小鼠类似，频繁的间歇性缺氧会引起血液、肝脏和肌肉中氧含量的高振幅波动，但不会引起附睾脂肪组织中氧含量的高振幅波动(表3)。与SpO2相比，所有组织在频繁间歇缺氧期间的平均变异性都明显较小。与瘦小鼠不同的是，这些差异在不频繁的间歇性缺氧时也很明显。与瘦小鼠一样，在频繁间歇性缺氧期间，附睾脂肪的变异性最低。在肥胖小鼠的肝脏中，Hypoxyprobe-1染色显示了缺氧的证据，主要在肝静脉周围区域，在包括常氧在内的所有条件下都存在(图2)。无论在何种条件下，瘦小鼠和肥胖小鼠肌肉和脂肪中的Hypoxyprobe-1染色结果均为阴性(未显示)。


不出所料，在所有实验条件下，肥胖小鼠的空腹血糖都高于瘦小鼠。与瘦小鼠一样，急性缺氧也会增加空腹血糖(图3A)。频繁的间歇性缺氧和持续性缺氧会使空腹胰岛素水平升高，而瘦小鼠不会出现这种情况(图3B)。与瘦小鼠的基线相比，肥胖小鼠的瘦素水平增加了100倍以上，而急性缺氧不会改变瘦素水平(图3C)。血浆脂肪连素水平因肥胖而降低，但急性缺氧对其无明显影响(图3D)。在所有实验条件下，肥胖小鼠的血浆总胆固醇和甘油三酯水平均高于瘦小鼠。缺氧方案不影响胆固醇水平，而持续缺氧组甘油三酯水平有所下降(表1)。所有器官的脂质过氧化与瘦小鼠相似。与正常缺氧和不频繁的间歇性缺氧相比，频繁间歇性缺氧时脂肪组织中丙二醛水平轻度升高(图4)。与基线条件下的瘦小鼠相比，肥胖小鼠脂肪组织的TNF-a分泌率增加了10倍(图5)，但急性缺氧没有进一步影响。与基线条件下的瘦小鼠相比，肥胖小鼠的TNF-a肝脏mRNA水平增加了4到6倍(图6)，急性缺氧对其没有进一步影响。