青海高原高山土生牦牛、高山迁饲黄牛与低海拔黄牛心肌酶谱测定分析

胡琳，刘凤云，李愈娴，刘世明，吴天一

(青海省高原医学科学研究院，青海 西宁 810012)



青海高原高山土生牦牛、高山迁饲黄牛与低海拔黄牛心肌酶谱测定分析

胡琳，刘凤云，李愈娴，刘世明，吴天一

(青海省高原医学科学研究院，青海 西宁 810012)

目的 比较青海高原高山土生牦牛(Bosgrunniens)和高山迁饲黄牛(Bostaurusdomestica)、低海拔黄牛血清心肌酶谱指标的差异，探讨高山牦牛对高原环境的适应机制。方法 牦牛和黄牛均经颈部放血处死样本，采集全血，制备血清，全自动生化分析仪测定天门冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase，AST)、肌酸激酶(creatine kinase，CK)、肌酸激酶同工酶(creatine kinase isozymes，CK-MB)、乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase，LDH)和α-羟丁酸脱氢酶(α-hydroxybutyrate dehydrogenase，HBDH)。结果 高山土生牦牛和高山迁饲黄牛的血清AST、CK、CK-MB指标均显著高于低海拔黄牛(P<0.05)；与高山迁饲黄牛比较，高山土生牦牛的AST、CK较高(P<0.05)、CK-MB、LDH和HBDH较低(P<0.05)。提示高山迁饲黄牛在高原低氧环境中生活，造成心肌细胞损伤，细胞中各种酶进入血液，使得血清酶值显著增高，表明高山迁饲黄牛处于高原习服状态。结论 高山土生牦牛的血清心肌酶谱指标与低海拔黄牛具有差异性。高山迁饲黄牛处于高原习服状态，高山土生牦牛已适应高原低氧环境。

牦牛；黄牛；高原；低海拔；心肌酶谱

牦牛(Bosgrunniens)生活在海拔3 000～5 000 m的高原地区，是由高原野牦牛(wild yak)驯化而来，对高寒、低氧等严酷环境有长期的适应时间，并且远远长于人类定居于高原的时间，因而是研究高原低氧适应的理想动物模型[1-2]。本文通过检测和比较高山土生牦牛(Bosgrunniens)、高山迁饲黄牛(Bostaurusdomestica)和低海拔黄牛的血清心肌酶谱——包括天门冬氨酸氨基转移酶(aspartate amino transferase，AST)，肌酸激酶(creatine kinase，CK)，肌酸激酶同工酶(creatinine kinase-MB isoenzyme，CK-MB)，乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase，LDH)和α-羟丁酸脱氢酶(α-hydroxybutyrate dehydrogenase，HBDH)5个指标，了解和探讨不同组心肌的生理学状况，为牦牛的高原适应机制提供初步的理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物

1.1.1 高山土生牦牛：共97头(购自青海省西宁市裕泰畜产品有限公司)。本组样本平均畜龄为3～6岁，均系去势雄性成年健康个体。全部生活在海拔3 000 m以上的青海省牧区。

1.1.2 高山迁饲黄牛：共22头(购自青海省西宁市大通县，海拔2 500 m)。本组样本平均畜龄为4～6岁，系20世纪80年代山东省西门塔尔肉牛与当地黄牛杂交后的黄牛品种。

1.1.3 低海拔黄牛：共39头(购自甘肃省平凉市，海拔1 300 m)。本组样本平均畜龄为4～6岁，系当地秦川牛品种。

1.1.4 仪器与试剂：AU400型全自动生化仪(日本Olympus公司)。AST、CK、CK-MB、LDH、HBDH测定试剂盒(中生北控生物科技股份有限公司，批号分别为150571、150602、150751、140591、140561)。

1.2 血样采集 牦牛和黄牛样本均采用颈动脉放血方式进行屠宰，选择大量屠宰的季节，在屠宰现场采集血样，经颈动脉放血处死时，用促凝管采集全血10 mL。血样经3 000 r/min，离心10 min，分离血清备用。

1.3 血清心肌酶谱的测定 AST采用天门冬氨酸底物法，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。在全自动生化仪检测各组样本的血清心肌酶水平。具体实验步骤严格按照试剂盒使用说明书操作。

2 结果

高山土生牦牛和高山迁饲黄牛的血清AST、CK、CK-MB、LDH和HBDH指标均显著高于低海拔黄牛(P<0.05)；与高山迁饲黄牛比较，高山土生牦牛的AST、CK较高，CK-MB、 LDH和HBDH较低(P<0.05)。见表1。

无论是高山土生牦牛还是黄牛，血清心肌酶谱指标均明显高于人体的参考值范围。

表1 高山土生牦牛、高山迁饲黄牛和低海拔黄牛的心肌酶谱比较±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，与低海拔黄牛比较，compared with low altitude yellow cattle；#P<0.05，与高山迁饲黄牛比较，compared with alien mountain yellow cattle

3 讨论

心肌细胞损伤后，细胞膜的完整性和通透性改变，使细胞内的大分子酶类物质逸出，引起血清心肌酶升高，这些大分子物质被统称为心肌损伤标志物(biomarker)[3-4]。5个血清心肌酶指标——AST、CK、CK-MB、LDH和HBDH——可以从不同侧面客观反映心脏功能的变化情况。检测人体血清中心肌酶谱和比值变化，目前被公认为诊断心肌损伤的敏感手段之一，已广泛应用于临床心脏疾病的诊断。但对大型动物如牦牛和黄牛的心肌酶谱进行的研究十分少见。因此，本研究检测和分析了3个品系的牦牛和黄牛的AST、CK、CK-MB、LDH和HBDH 5种酶的水平，以探讨健康黄牛和牦牛心肌细胞的生理学状况，为牦牛的高原适应提供初步的理论依据，为阐释人体的高原性心脏病机制提供借鉴和思路。

研究结果表明：①高山土生牦牛、高山迁饲黄牛和低海拔黄牛的心肌酶指标均显著高于人体的正常参考值范围，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均非常显著高于低海拔黄牛，提示高山土生牦牛的血清心肌酶谱值处于高水平状态。这可能与高山土生牦牛长期生活在高原低氧寒冷环境有关。吴丽珍等[5]研究发现，急性低温暴露可引起家兔动脉血浆心肌酶含量升高。徐新萍等[6]研究发现，缺氧后大鼠的心肌酶谱LDH、AST和CK均显著增高，且随实验时间得延长而增加。近年来研究发现，LDH与动物的低氧环境适应密切相关[7]。常建军等[8]研究表明，当细胞内氧分压较低时，LDH合成加快，活性增高，当细胞内供氧充足时，LDH活性合成受到抑制，因此通常用LDH活性的高低来评价各器官无氧代谢能力。本研究的高山土生牦牛实验样本长期生活在低氧、寒冷的环境中，受到缺氧和低温的反复刺激，心肌细胞很可能发生受损，使得各种酶不断释放进入血液循环，造成血清中的心肌酶谱水平较高。经过长期不断的自然选择，心肌细胞逐渐经受了低温、低氧的考验，逐渐适应高原环境，故而可测得较高水平的血清心肌酶值。本研究测定生活在高原的健康土生牦牛的血清中心肌酶谱水平较高，虽然显著高于低海拔黄牛，但尚不能说明牦牛的心肌细胞损伤。因为除此之外，实验结果同时表明，高山土生牦牛血清中的LDH水平与低海拔黄牛相比，差异无统计学意义；而HBDH水平显著低于低海拔黄牛，提示高山土生牦牛的糖酵解能力不强，机体内处于无氧状态的机会不多。虽然环境缺氧，但高山土生牦牛体内却具有充分利用氧的能力。而高山迁饲黄牛及其后代生活在青海高原达20多年之久，血清中的心肌酶谱含量显著高于低海拔黄牛，却又低于高山土生牦牛的指标，恰好提示其接受着低氧、寒冷的刺激，心肌细胞正在经受着考验，并且血清中的CK-MB含量已接近高山土生牦牛，提示高山迁饲黄牛已向高原适应的方向发展。高山迁饲黄牛血清中LDH和HBDH显著高于高山土生牦牛和低海拔黄牛，提示高山迁饲黄牛具有较高的无氧代谢能力，表明其机体内仍然存在着缺氧状况，继续承受着高原环境的选择。

本研究结果不仅反映了牦牛的生物学特征，而且对牦牛疾病的临床诊治具有重要意义，同时对高原性心脏病形成的病因和机制具有一定的启示。

[1] 钟金城，陈智华，赵素君，等.牦牛生态类型的分布[J].生态学报，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] 吴丽珍，雷艳，蔡颖，等.低温和氰化钠对家兔心肌酶含量的影响[J].局解手术学杂志，2012，21(6)：610-612.

[6] 徐新萍，王丽峰，李英俊，等.单纯缺氧对大鼠心脏功能和结构影响的定量研究[J].中国体视学与图像分析，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] 常建军，李莉，俞红贤.生长期牦牛血清和组织中LDH活性的测定[J].湖北农业科学，2009，48(7)：1694-1696.

(编校：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

国家973计划项目(Pre-973-2012CB722506、973-2012CB 518202)

胡琳，女，本科，副研究员，研究方向：高原医学生物化学，E-mail：2338990652@qq.com；吴天一，通讯作者，男，本科，研究员，研究方向：高原医学，E-mail：wutianyi@hormail.com。

Q955

A

1005-1678(2015)06-0029-03