OMT改善模拟高原缺氧动物脑线粒体氧化磷酸化及抗缺氧效应的研究

高原影响人体的根本原因是缺氧。机体90%以上的氧在线粒体被利用，能量（ATP）的产生是通过氧化磷酸化完成的，其偶联程度决定着氧的利用效率。以往研究证实，高原缺氧可使组织线粒体氧化与磷酸化发生脱偶联，质子漏增强，使得氧的利用效率降低，导致ATP生成减少。本研究在前期通过对十几种中药单体成分的筛选发现，氧化苦参碱（OMT）具有增强缺氧大鼠脑线粒体氧化磷酸化偶联的效应，可降低"无效氧耗"（4态氧耗）、升高膜电位。本项目即在此基础上，首先在体外观察OMT对模拟高原缺氧大鼠脑线粒体能量产生的影响及氧利用与能量生成之间的关系，并探讨脱偶联蛋白（UCP）所引起的质子漏在其中的作用；进而通过观察OMT体内干预对动物缺氧耐受性的影响，探讨OMT的抗缺氧效应，并揭示线粒体氧化磷酸化功能改变在其中的作用，不仅可进一步揭示OMT的药理作用，更重要的是提高机体对高原缺氧的耐受、降低高原病的发病率等都具有重要意义。

缺氧是高原影响人体的根本原因，而氧在体内的主要作用是在细胞的线粒体通过氧化磷酸化产生能量（ATP）以供机体各种生命活动所需。以往研究证实，高原缺氧可使组织线粒体氧化与磷酸化发生脱偶联，导致ATP生成减少，使得氧的利用效率降低。. 本研究利用药物体外干预模型，通过对缺氧大鼠脑线粒体氧化磷酸化呼吸氧耗检测，从结构明确的12种中草药单体成分中初步筛选出氧化苦参碱（OMT）和人参皂苷Rg1具有增强缺氧大鼠脑线粒体呼吸耦联和提高线粒体膜电位的作用；进而体内干预实验发现，OMT具有显著的抗缺氧效果，能增加动物的缺氧耐受性，显著延长动物在密闭缺氧下的存活时间（2.86倍），效果十分明显，且在一定范围内具有剂量依赖性，但不同作用时间对小鼠缺氧耐受性的影响不显著；而人参皂苷Rg1则不具有增强小鼠缺氧耐受性的作用；进一步对其机制的研究发现，OMT干预能抑制缺氧引起的脑线粒体氧化磷酸化障碍和线粒体内ATP的降低，即具有改善线粒体能量生成的效应，降低无效氧耗，增加氧利用效率，同时OMT能抑制缺氧引起的UCP4和UCP5蛋白和mRNA的表达，从而且抑制UCPs的活性，提示OMT是通过影响UCPs表达和活性进而增强缺氧暴露时脑线粒体的氧化磷酸化耦联、提高氧利用效率而发挥作用的，即UCPs是OMT发挥抗缺氧效应的机制和靶点。. 这些研究结果对提高机体对高原缺氧的耐受、减轻缺氧损伤、降低高原病发病率以及促进对人体对高原的习服、增强在高原的劳动能力和生存能力等都具有重要意义。