青海高原高山土生牦牛、高山遷飼黃牛與低海拔黃牛心肌酶譜測定分析

胡琳，劉鳳云，李愈嫻，劉世明，吳天一

(青海省高原醫學科學研究院，青海 西寧 810012)

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青海高原高山土生牦牛、高山遷飼黃牛與低海拔黃牛心肌酶譜測定分析

胡琳，劉鳳云，李愈嫻，劉世明，吳天一

(青海省高原醫學科學研究院，青海 西寧 810012)

目的 比較青海高原高山土生牦牛(Bosgrunniens)和高山遷飼黃牛(Bostaurusdomestica)、低海拔黃牛血清心肌酶譜指標的差異，探討高山牦牛對高原環境的適應機制。方法 牦牛和黃牛均經頸部放血處死樣本，采集全血，制備血清，全自動生化分析儀測定天門冬氨酸氨基轉移酶(aspartate aminotransferase，AST)、肌酸激酶(creatine kinase，CK)、肌酸激酶同工酶(creatine kinase isozymes，CK-MB)、乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase，LDH)和α-羥丁酸脫氫酶(α-hydroxybutyrate dehydrogenase，HBDH)。結果 高山土生牦牛和高山遷飼黃牛的血清AST、CK、CK-MB指標均顯著高于低海拔黃牛(P<0.05)；與高山遷飼黃牛比較，高山土生牦牛的AST、CK較高(P<0.05)、CK-MB、LDH和HBDH較低(P<0.05)。提示高山遷飼黃牛在高原低氧環境中生活，造成心肌細胞損傷，細胞中各種酶進入血液，使得血清酶值顯著增高，表明高山遷飼黃牛處于高原習服狀態。結論 高山土生牦牛的血清心肌酶譜指標與低海拔黃牛具有差異性。高山遷飼黃牛處于高原習服狀態，高山土生牦牛已適應高原低氧環境。

牦牛；黃牛；高原；低海拔；心肌酶譜

牦牛(Bosgrunniens)生活在海拔3 000～5 000 m的高原地區，是由高原野牦牛(wild yak)馴化而來，對高寒、低氧等嚴酷環境有長期的適應時間，并且遠遠長于人類定居于高原的時間，因而是研究高原低氧適應的理想動物模型[1-2]。本文通過檢測和比較高山土生牦牛(Bosgrunniens)、高山遷飼黃牛(Bostaurusdomestica)和低海拔黃牛的血清心肌酶譜——包括天門冬氨酸氨基轉移酶(aspartate amino transferase，AST)，肌酸激酶(creatine kinase，CK)，肌酸激酶同工酶(creatinine kinase-MB isoenzyme，CK-MB)，乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase，LDH)和α-羥丁酸脫氫酶(α-hydroxybutyrate dehydrogenase，HBDH)5個指標，了解和探討不同組心肌的生理學狀況，為牦牛的高原適應機制提供初步的理論依據。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

1.1.1 高山土生牦牛：共97頭(購自青海省西寧市裕泰畜產品有限公司)。本組樣本平均畜齡為3～6歲，均系去勢雄性成年健康個體。全部生活在海拔3 000 m以上的青海省牧區。

1.1.2 高山遷飼黃牛：共22頭(購自青海省西寧市大通縣，海拔2 500 m)。本組樣本平均畜齡為4～6歲，系20世紀80年代山東省西門塔爾肉牛與當地黃牛雜交后的黃牛品種。

1.1.3 低海拔黃牛：共39頭(購自甘肅省平涼市，海拔1 300 m)。本組樣本平均畜齡為4～6歲，系當地秦川牛品種。

1.1.4 儀器與試劑：AU400型全自動生化儀(日本Olympus公司)。AST、CK、CK-MB、LDH、HBDH測定試劑盒(中生北控生物科技股份有限公司，批號分別為150571、150602、150751、140591、140561)。

1.2 血樣采集 牦牛和黃牛樣本均采用頸動脈放血方式進行屠宰，選擇大量屠宰的季節，在屠宰現場采集血樣，經頸動脈放血處死時，用促凝管采集全血10 mL。血樣經3 000 r/min，離心10 min，分離血清備用。

1.3 血清心肌酶譜的測定 AST采用天門冬氨酸底物法，CK采用磷酸肌酸底物法，CK-MB采用免疫抑制法，LDH采用乳酸底物法，HBDH采用α-酮丁酸底物法。在全自動生化儀檢測各組樣本的血清心肌酶水平。具體實驗步驟嚴格按照試劑盒使用說明書操作。

2 結果

高山土生牦牛和高山遷飼黃牛的血清AST、CK、CK-MB、LDH和HBDH指標均顯著高于低海拔黃牛(P<0.05)；與高山遷飼黃牛比較，高山土生牦牛的AST、CK較高，CK-MB、 LDH和HBDH較低(P<0.05)。見表1。

無論是高山土生牦牛還是黃牛，血清心肌酶譜指標均明顯高于人體的參考值范圍。

表1 高山土生牦牛、高山遷飼黃牛和低海拔黃牛的心肌酶譜比較±s,U/L)Tab.1 Comparison of the myocardial enzyme spectrum of native mountain yaks, alien mountain yellow cattle and low altitude yellow ±s,U/L)

*P<0.05，與低海拔黃牛比較，compared with low altitude yellow cattle；#P<0.05，與高山遷飼黃牛比較，compared with alien mountain yellow cattle

3 討論

心肌細胞損傷后，細胞膜的完整性和通透性改變，使細胞內的大分子酶類物質逸出，引起血清心肌酶升高，這些大分子物質被統稱為心肌損傷標志物(biomarker)[3-4]。5個血清心肌酶指標——AST、CK、CK-MB、LDH和HBDH——可以從不同側面客觀反映心臟功能的變化情況。檢測人體血清中心肌酶譜和比值變化，目前被公認為診斷心肌損傷的敏感手段之一，已廣泛應用于臨床心臟疾病的診斷。但對大型動物如牦牛和黃牛的心肌酶譜進行的研究十分少見。因此，本研究檢測和分析了3個品系的牦牛和黃牛的AST、CK、CK-MB、LDH和HBDH 5種酶的水平，以探討健康黃牛和牦牛心肌細胞的生理學狀況，為牦牛的高原適應提供初步的理論依據，為闡釋人體的高原性心臟病機制提供借鑒和思路。

研究結果表明：①高山土生牦牛、高山遷飼黃牛和低海拔黃牛的心肌酶指標均顯著高于人體的正常參考值范圍，以健康高山土生牦牛最高；②高山土生牦牛的血清AST、CK和CK-MB均非常顯著高于低海拔黃牛，提示高山土生牦牛的血清心肌酶譜值處于高水平狀態。這可能與高山土生牦牛長期生活在高原低氧寒冷環境有關。吳麗珍等[5]研究發現，急性低溫暴露可引起家兔動脈血漿心肌酶含量升高。徐新萍等[6]研究發現，缺氧后大鼠的心肌酶譜LDH、AST和CK均顯著增高，且隨實驗時間得延長而增加。近年來研究發現，LDH與動物的低氧環境適應密切相關[7]。常建軍等[8]研究表明，當細胞內氧分壓較低時，LDH合成加快，活性增高，當細胞內供氧充足時，LDH活性合成受到抑制，因此通常用LDH活性的高低來評價各器官無氧代謝能力。本研究的高山土生牦牛實驗樣本長期生活在低氧、寒冷的環境中，受到缺氧和低溫的反復刺激，心肌細胞很可能發生受損，使得各種酶不斷釋放進入血液循環，造成血清中的心肌酶譜水平較高。經過長期不斷的自然選擇，心肌細胞逐漸經受了低溫、低氧的考驗，逐漸適應高原環境，故而可測得較高水平的血清心肌酶值。本研究測定生活在高原的健康土生牦牛的血清中心肌酶譜水平較高，雖然顯著高于低海拔黃牛，但尚不能說明牦牛的心肌細胞損傷。因為除此之外，實驗結果同時表明，高山土生牦牛血清中的LDH水平與低海拔黃牛相比，差異無統計學意義；而HBDH水平顯著低于低海拔黃牛，提示高山土生牦牛的糖酵解能力不強，機體內處于無氧狀態的機會不多。雖然環境缺氧，但高山土生牦牛體內卻具有充分利用氧的能力。而高山遷飼黃牛及其后代生活在青海高原達20多年之久，血清中的心肌酶譜含量顯著高于低海拔黃牛，卻又低于高山土生牦牛的指標，恰好提示其接受著低氧、寒冷的刺激，心肌細胞正在經受著考驗，并且血清中的CK-MB含量已接近高山土生牦牛，提示高山遷飼黃牛已向高原適應的方向發展。高山遷飼黃牛血清中LDH和HBDH顯著高于高山土生牦牛和低海拔黃牛，提示高山遷飼黃牛具有較高的無氧代謝能力，表明其機體內仍然存在著缺氧狀況，繼續承受著高原環境的選擇。

本研究結果不僅反映了牦牛的生物學特征，而且對牦牛疾病的臨床診治具有重要意義，同時對高原性心臟病形成的病因和機制具有一定的啟示。

[1] 鐘金城，陳智華，趙素君，等.牦牛生態類型的分布[J].生態學報，2006，26(7)：2068-2072.

[2] Roth JA, Tuggle CK.Livestock models in translational medicine[J].ILAR J, 2015, 56(1):1-6.

[3] Vranckx P, Farooq V, Garg S, et al.Different cardiac biomarkers to detect peri-procedural myocardial infarction in contemporary coronary stent trials: impact on outcome reporting [J].Heart, 2012, 98(19):1424-1430.

[4] Chung SD, Huang KH, Liao CH.Acute heart failure with elevated cardiac enzymes [J].Kidney Int, 2007, 72(4): 521-523.

[5] 吳麗珍，雷艷，蔡穎，等.低溫和氰化鈉對家兔心肌酶含量的影響[J].局解手術學雜志，2012，21(6)：610-612.

[6] 徐新萍，王麗峰，李英俊，等.單純缺氧對大鼠心臟功能和結構影響的定量研究[J].中國體視學與圖像分析，2009，14(4)：338-344.

[7] Sheafor BA.Metabolic enzyme activities across an altitudinal gradient: an examination of pikas (Genus Ochotona) [J].J Exp Biol,2003,206(Pt7):1241-1249.

[8] 常建軍，李莉，俞紅賢.生長期牦牛血清和組織中LDH活性的測定[J].湖北農業科學，2009，48(7)：1694-1696.

(編校：王冬梅)

Analysis on the myocardial enzyme spectrum of mountain yaks, alien mountain yellow cattle and low altitude yellow cattle in Qinghai Plateau

HU-Lin, LIU Feng-yun, LI Yu-xian, LIU Shi-ming, WU Tian-yi

(High Altitude Medical Research Institute, Qinghai 810012, China)

ObjectiveTo compare the myocardial enzyme spectrum of native mountain yaks (Bosgrunniens), alien mountain yellow cattle (Bostaurusdomestica) and low altitude yellow cattle breeding in Qinghai plateau, explove the mechanism that the native mountain yaks adapt to the plateau environment.MethodsThe samples were treated by cervical bleeding to death, and whole blood was collected.Then serum were prepared from whole blood.The myocardial enzymes including aspartate amino transferase,creatine kinase, creatinine kinase-MB isoenzyme, lactate dehydrogenase, α-hydroxybutyrate dehydrogenase and.ResultsIn the native mountain yaks and in the alien mountain yellow cattle, levels of AST，CK，CK-MB were significantly higher than those in the low altitude yellow cattle (P<0.05);compared with the alien mountain yellow cattle, levels of AST，CK were significantly higher than those in the native mountain yaks (P<0.05)，CK-MB，LDH and HBDH were lower(P<0.05).The results suggested that under the high altitude and hypoxia environment, myocardial cell injury occurred in the alien mountain yellow cattle, thus various enzymes penetrated through the cells into the blood circulation, lead to the higher serum enzymatic levels.ConclusionThe phenomenon indicates that the alien mountain yellow cattle is in a state of high altitude acclimatization.But the native mountain yaks are well adapte to the high altitude and hypoxia environment.

yak (Bosgrunniens); yellow cattle (Bostaurusdomestica); plateau; low altitude; myocardial enzyme spectrum

國家973計劃項目(Pre-973-2012CB722506、973-2012CB 518202)

胡琳，女，本科，副研究員，研究方向：高原醫學生物化學，E-mail：2338990652@qq.com；吳天一，通訊作者，男，本科，研究員，研究方向：高原醫學，E-mail：wutianyi@hormail.com。

Q955

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1005-1678(2015)06-0029-03