鼢鼠是一类终生在地下生活的小型哺乳动物，也是一群广泛分布的独居型啮齿动物，生活在几乎完全黑暗、低氧高二氧化碳的极端环境中(Tomasco & Lessa, 2011；Nevo, 2013；Smorkatcheva & Lukhtanov, 2014)。研究发现干旱季节鼢鼠生活的洞道中氧气浓度最高达18.9%，但在多雨季节或冬天，由于O₂和CO₂水平快速变化引起的低氧高二氧化碳， O₂浓度最低可下降至6%，CO₂浓度最高可上升至7%(Shams et al.，2005)。洞道深度不同，洞道内O₂浓度和CO₂浓度变化显著：洞道越深，CO₂浓度越高，O₂浓度随之下降(Shams et al.，2005；Nevo, 2009)。鼢鼠对低氧的耐受是其生活史中适应进化的一大特征。其中心脏结构和功能的低氧耐受是其适应生活的一个方面。低氧能通过多种机制改善心肌收缩功能，增强心脏的容忍度，且效果因物种和年龄而不同(孙希武等, 1994；Netuka et al., 2006；Ostadal & Kolar, 2007)。例如，对人、羊低氧处理后，其血管平滑肌细胞的肌醇三磷酸(IP₃)受体数目减少，亲和力下降，从而减轻因缺氧引起的血管收缩，增加心肌供血(Zhou et al., 1997)；Wistar大鼠心肌肌浆网和心肌线粒体的Ca²⁺、Mg²⁺-ATPase活性增高, 改善心肌收缩功能(孙希武等, 1994)；心肌线粒体呼吸链复合体酶活性增强，心肌细胞利用葡萄糖的能力增强，氧的利用率提高，为心肌提供更多的三磷酸腺苷(ATP)(Holden et al., 1995)。在缺氧条件下，肌肉脂溶性物质(FSC)能显著提高血清一氧化氮合成酶(NOS)活性和一氧化氮(NO)含量，降低心肺血红素氧合酶(HO)活性，对缺氧损伤有保护作用，这在高原鼢鼠Myospalax bailey的研究中有报道(刘海春, 魏登邦, 2003；秦桂香, 魏登邦, 2003)。此外，低氧信号是心肌细胞重建的重要标志，有助于心肌细胞增殖，且在富氧条件下通过DNA损伤应答可阻碍心肌细胞的增殖(Puente et al., 2014；Kimura et al., 2015)。与此同时，相关研究表明上述机制的作用效果因物种和年龄而不同(孙希武等, 1994；Netuka et al., 2006；Ostadal & Kolar, 2007)。比如，对甘肃鼢鼠Eospalax cansus(王延正, 徐文贤, 1992)进行急、慢性低氧处理的实验表明，甘肃鼢鼠可在多个层次上应对低氧压力，心肌组织甚至在急性低氧(4%O₂)条件下10 h后可完全恢复至正常状态，而相同条件下，SD大鼠结构已经发生不可逆的损伤(严婷婷等, 2012)。

急性缺氧可显著影响心功能，大鼠经低氧适应后，心脏功能明显改善，可减轻缺氧对心脏的损伤(龙超良等, 1999)。中度低氧可使乳鼠心脏成纤维细胞增殖细胞核抗原表达增加，并且出现肌成纤维细胞的表型特点(于军等, 2003)。间歇性低氧诱发心率(HR)增加(Taralova et al., 2015)，交感肾上腺功能亢进、早期血流动力学改变和近端组织重建，并使外周血管敏感性下降，在反复呼吸暂停患者及慢性间歇性低氧动物模型中均表现出交感神经活性提高和血浆儿茶酚胺水平升高(Prabhakar et al., 2012)。但是，有研究表明间歇性低氧使心肌梗死更易发生，重复的氧化应激可能触发氧化应激、系统炎症和交感神经激活等，进而导致各种心血管疾病的发生和进展(Ramond et al., 2011；韩苗苗等, 2014)。严重的血氧不足导致室性异位搏动，并促进心肌重构而导致房颤，重复的缺血性损害导致急性血液动力学应激，进而引起心室纤维化，促发睡眠中的室性心律失常和猝死(Monnereta et al., 2012；Rossi et al., 2013；Mendesa et al., 2014)。

甘肃鼢鼠为鼹形鼠科Spalacidae动物，主要分布于黄土高原荒地、树林、丘陵，终生营地下生活(王延正, 徐文贤, 1992；Norrisa et al., 2004；鲁庆彬等, 2013)。以往的研究表明，其心血管系统适应低氧环境，低氧处理后血红蛋白浓度升高、红细胞数量增多、压积增加、心肌收缩力增加(杨静等, 2006；谢芬, 2012)。甘肃鼢鼠心脏可通过提高抗氧化酶活性清除多余自由基，提高ATP酶活性，保证心电活动正常以应对低氧应激，经过4.0%氧浓度处理后，心肌超微和显微结构随时间延长由损伤逐渐恢复正常(严婷婷等, 2012；唐燕红等, 2013)。间歇性低氧更接近自然中O₂浓度经常发生变化的情况，然而迄今对甘肃鼢鼠在间歇慢性低氧条件下心脏功能适应变化的情况尚不清楚，为此，本研究测定甘肃鼢鼠在慢性间歇性低氧适应前、后心功能变化，推测慢性间歇性缺氧会导致甘肃鼢鼠的左心室功能的提高，左、右心室质量很可能也会代偿性增加。本研究为进一步阐明甘肃鼢鼠低氧适应的机制及其应对极端环境压力的能力以及人体如何适应低氧提供参考。

雄性甘肃鼢鼠平均体质量为290.32 g±1.20 g(280~300 g，n=18)，捕自陕西省延安市(36°36′N, 109°31′E)。甘肃鼢鼠于室内环境下单笼饲养，饲养笼尺寸为长475 mm×宽350 mm×高350 mm，以胡萝卜为饲料。实验室的光周期为12L∶12D，温度为22 ℃ ~24 ℃，适应1周后将其随机分为2组：对照组(常氧组，N, n=9) ，实验组(慢性间歇性低氧组，CIH, n=9)。

对照组甘肃鼢鼠于实验室内不进行任何处理。实验组：将甘肃鼢鼠置于14.1%氧浓度低氧舱，每天低氧处理6 h，持续7 d，之后再置于10.5%氧浓度低氧舱，每天低氧处理6 h，持续7 d，最后用6.5%高度缺氧条件进行低氧应激，处理4 h(龙超良等, 1999)。低氧舱内CO₂浓度为1%左右，相对湿度为50%左右。

低氧适应期满后从低氧舱内取出甘肃鼢鼠，用20%乌拉坦(0.5 mL/100 g)腹腔麻醉后，仰卧固定于实验台上，分离右侧颈总动脉，向左心室内插入充满0.3%肝素的PE₅₀聚乙烯导管，接MLT0380血压换能器，信号输入至PowerLab/8sp生物信号处理系统，自动记录心率、左心室收缩压(LVSP)、左心室内压最大变化速率(±dp/dt_max)、左心室内压最大变化加速度(±d²p/dt²_max)、平均颈动脉压力(mCAP)。

心功能指标测定完成后，迅速开胸取心，用0.9%生理盐水将心脏清洗干净，分离左、右心室，弃去室间隔，滤纸吸干后分别称重，并记录左、右心室质量。

将测得的实验数据使用SPSS 18.0进行统计分析，结果以平均值±标准差(Mean±SD)表示，用探索分析检验数据后，符合方差分析要求的数据采用方差分析进行组间差异比较，P<0.05为差异有统计学意义，P<0.01为差异有高度统计学意义。

低氧适应后甘肃鼢鼠左心功能指标显示，实验组HR、mCAP、LVSP较对照组明显升高，其中HR差异有统计学意义(F=8.179，df=1，P<0.05)，mCAP、LVSP差异有高度统计学意义(mCAP: F=91.242，df=1，P<0.01；LVSP：F=105.249，df=1，P<0.01) 。+dp/dt_max、-dp/dt_max、+d²p/dt²_max、-d²p/dt²_max及平均动脉压(MAP)在实验组和对照组间差异无统计学意义(P＞0.05)(表 1)。

甘肃鼢鼠左、右心室质量在常氧与慢性间歇性低氧应激状态下的变化如表 2。数据表明低氧应激后，甘肃鼢鼠左、右心室质量/体质量与对照组相比明显升高(P＜0.01) ，但是右心室与左、右心室质量比却维持在恒定水平，但与对照组差异无统计学意义(P>0.05)。

甘肃鼢鼠长期生活在低氧环境中，有研究表明4.0%氧浓度是其低氧耐受极限(唐燕红等, 2013)。为充分调动甘肃鼢鼠的代偿机制，本实验采用慢性间歇性低氧的氧浓度梯度，最后6.5%高度缺氧进行低氧应激，探讨其心脏耐受低氧的机制。结果表明，间歇性低氧对甘肃鼢鼠的心脏是一种保护，在这个过程中，心脏逐步适应低氧环境，刺激了其代偿功能。

慢性间歇性低氧后，实验组甘肃鼢鼠的HR、mCAP、LVSP均较对照组明显升高，而+dp/dt_max、-dp/dt_max、+d²p/dt²_max、-d²p/dt²_max及MAP差异并无统计学意义。可能是低氧适应后，甘肃鼢鼠的心室肌细胞增多，心肌肌原纤维蛋白的含量增加(Kimura et al., 2015)，导致心肌收缩能力增加，从而使心脏负担增加不明显。已有研究表明，低氧可以明显影响心功能，但决定间歇性缺氧是有益或有害主要取决于缺氧时间的长短、严重程度及发生的快慢，并且与急性缺氧相比，慢性低氧更能使心脏各功能得到改善，起到保护作用(龙超良等, 1999；周兆年, 2003；bBéguin et al., 2005；Lavie, 2015)。此外实验组甘肃鼢鼠的心率较对照组显著增加，说明其心率储备很大，成为其适应低氧生境的生理基础之一。有研究表明，低压缺氧及常压缺氧比常压常氧的静息心率高出5倍左右(DiPasquale et al., 2015)。慢性间歇性低压低氧可诱导心脏保护作用，无明显的不良反应，经过3周的间歇性低氧处理，HR在缺氧的周期内缓慢增加(袁芳等, 2008；Faulhaber et al., 2015)。表明间歇性低氧对心脏具有一定程度的保护作用，避免其受到低氧的损伤，且有利于甘肃鼢鼠心功能在低氧应激中发生代偿性增强。

慢性间歇性低氧实验结果显示，左、右心室质量较对照组有显著增加，但左、右心室质量比的差异无统计学意义。有研究表明，肺动脉高压更易发生心肌代偿性肥厚，以增强心肌收缩能力，且右心室质量的改变是对压力负荷的快速反应(Kentera & Sušić, 1980；Boer et al., 1994；，龙超良等, 1999；张晋源等, 2014)。本实验结果表明，实验组甘肃鼢鼠左、右心室明显肥厚，心肌收缩能力增大以增加心脏的每搏输出量，表明低氧适应调动了心脏的代偿机制。低氧引起的心室增重，除了心肌间质增生外，还可能有心肌肌原纤维蛋白含量的增加，这尚需通过心室肌原纤维蛋白含量的测定来证明。研究结果表明急性低氧应激和慢性间歇性低氧适应是不同的，后者是调动起机体适应低氧的潜在能力，而前者是顺势刺激所引起的机体潜在能力的发挥。

通过慢性间歇性低氧应激处理，甘肃鼢鼠能增强右心室功能以满足当前实验条件下的机体氧供应。大量研究表明，慢性间歇性低氧能充分调动各种代偿机制，以增强机体对低氧的抵抗能力，从而缓解缺氧对心肌的损害(龙超良等, 1999)。甘肃鼢鼠适应低氧环境的心血管生理基础可能是其心脏代偿能力大，也可能是因为其肌肉脂溶性物质抗缺氧且红细胞表面积较大，红细胞内血红蛋白得到充分利用等因素增强了其心血管系统对低氧的适应(阮宗海等, 2000；秦桂香, 魏登邦, 2003)。研究结果表明，甘肃鼢鼠终生居住于相对低氧的黄土高原地下洞穴，经过长期的自然选择，其心血管系统的耐低氧功能十分显著。