高海拔低氧环境下牦牛心脏的形态学生态适应机制

牦牛（Bos grunniens）素有"高原之舟"之称，是青藏高原大型食草动物。经过长期的自然选择,牦牛在行为、形态和生理等方面表现出很明显的生态适应性。但由于牦牛分布地域的限制，现场采样较为困难，关于牦牛心脏对高海拔低氧环境的适应性结构及分子机制目前在国内外鲜有报道。本项目拟通过光镜、电镜、免疫组织化学技术、原位杂交技术及激光共聚焦技术,全面揭示不同年龄牦牛心脏的组织结构特点、心脏冠状血管及微血管的构筑特点、心脏传导系统与心脏骨骼的关系，尤其是低氧诱导因子等相关的生物活性物质在体内的分布特点，从分子水平探讨牦牛心脏对低氧环境的生态适应性结构及分子机制，同时为高原医学和运动医学的研究提供理论基础和实验依据。

为了研究关于牦牛心脏对高海拔低氧环境的适应性结构及分子机制，本项目通过光镜、电镜、免疫组织化学技术、分子生物学技术，全面揭示了不同年龄牦牛心脏的组织结构特点、心脏冠状血管及微血管的构筑特点、心脏传导系统中蒲肯野纤维、窦房结和房室结的结构与关系，尤其是低氧诱导因子等相关的生物活性物质在体内的分布特点。研究发现，（1）牦牛冠状动脉的分布呈左优势型；（2）心脏微动脉铸型表面呈典型的“ 树皮样”结构，可见内皮细胞核压痕。犊牦牛心脏毛细血管前微动脉铸型表面无环行缩窄，而成年牦牛毛细血管铸型有环行缩窄。心肌层中毛细血管形成“ H ” 形或“ Y ” 形吻合；（3）肌性冠状动脉的外膜与中膜之间没有外弹性膜；中膜很发达，靠近外膜处出现纵行平滑肌束，其数量随年龄的增长明显增多；内膜的内皮下结缔组织层缺失，内弹性膜在5月龄发生断裂，成年时断裂处出现次级内弹性膜；（4）窦房结主要由起搏细胞组成，少量的移行细胞位于结的周边。起搏细胞肌丝数量少，排列杂乱，线粒体结构简单且少。移行细胞肌丝数量增多，排列规则，线粒体增多；（5）房室结主要由呈螺旋状排列的移行细胞构成，结的中央及周边有大量神经束分布；（6）牦牛心室蒲肯野纤维周围包绕有结缔组织鞘。左束支在室间隔内膜下有2条或3条分支；右束支经隔缘肉柱在右前乳头肌根部心肌层中有3条或4条分支，部分右束支分支有两层次级分支。右束支分支观察到心室蒲肯野纤维在心内膜下呈二维多边形网状分布,并向心肌层中发出分支呈三维立体分布。但在左、右心室乳头肌顶端内膜下未观察到蒲肯野纤维分布。（7）心钠素(ANP)在右心房中表达量最高，在窦房结和房室结表达均为阴性，在蒲肯野纤维中有少量表达；连接蛋白Cx43在普通心肌闰盘及相邻细胞侧面都有大量表达，在蒲肯野纤维相邻的侧面有大量表达，在窦房结和房室结表达为阴性。本研究的许多内容均为国内外首次报道。从分子水平探讨牦牛心脏对低氧环境的生态适应性结构及分子机制，同时为高原医学和运动医学的研究提供理论基础和实验依据。