画眉应对高温环境的代谢产热特征及抗氧化防御机制

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在过去的一个世纪里,气温不断升高,对动物的生存是一个挑战。鸟类是生态系统中重要的组成部分,对全球环境变暖有非常强的敏感性。本文以画眉(Garrulax canorus)为研究对象,探讨了其在高温环境条件下的代谢产热特征及抗氧化防御机制。将野外捕捉的画眉在室温25℃,光周期12L:12D的环境中自由取食和饮水,适应4周后将其分为7组:对照组,高温1d组、3d组、7d组及21d组(高温38℃适应1天、3天、7天、和21天)、恢复21d组和42d组(38℃适应21天后返回25℃恢复21天及42天)。实验结果表明:与对照组相比,高温驯化组画眉的体重、代谢率、能量收支、各组织状态4呼吸和细胞色素C酶活(cytochrome oxidase,COX)、甲状腺激素(thyroid hormone,TH)、肌肉解偶联蛋白(av-UCP)的表达量均显著性降低,经恢复组恢复后回到正常水平。画眉十二指肠显微结构切片结果发现:底部绒毛数量(个)中表现出了显著性差异;与对照组相比,高温21d组的底部绒毛数量显著降低,恢复组虽然有恢复,但是未恢复到了正常水平。肝脏组织热休克蛋白(HSP70)表达量在1天的高温刺激时发生了响应,随着高温刺激时间延长至3-7天HSP70的修复响应逐渐增强并达到峰值,然而超过7天的高温处理对肝脏组织的应激蛋白系统开始产生损伤作用,高温21天组HSP70的蛋白表达较对照组显著下调,恢复处理后HSP70的表达逐渐向正常水平恢复;肌肉组织HSP70未对高温刺激发生应答,说明高温刺激肝脏组织中HSP70对高温刺激的响应敏感度较肌肉组织高。与对照组相比,画眉肝脏组织中的超氧化物歧化酶(Mn-SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)三个基因的蛋白表达在高温处理及恢复处理后均未发生显著改变;肌肉Mn-SOD基因的蛋白也未发生显著改变。综上所述,画眉应对环境温度升高可以通过降低自身的代谢产热和提高抗氧化防御的能力来适应高温环境。
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