小鼠间歇性环境热应激的生理反应
Physiological Responses to Intermittent Environmental Heat Stress in Mice
C57BL/6J 小鼠接受 30°C–37°C 间歇性热暴露(3 小时/天 × 4 天/周 × 4 周)后出现血浆皮质酮升高 2–4 倍、肾上腺素下降超 50% 的神经内分泌应激反应,伴血压一过性降低约 10 mmHg、外周免疫细胞减少超 30%。尽管白细胞下降,反复热应激仍使白细胞与血管内皮黏附增加 3 倍以上,提示血管内皮激活先于心血管功能障碍,而对心脏收缩功能与动脉硬化影响有限。
极端高温的健康的危害已有较扎实的流行病学证据:热浪与人群死亡风险升高相关,且气候变化将增加其频率与强度[1];针对美国65岁以上医保人群的分析显示,极端热事件期间多种病因的住院风险上升,但既有研究多聚焦心血管、呼吸等少数预设结局[2];中国江苏一项覆盖20余万例心肌梗死死亡的时间分层病例交叉研究也评估了极端温度事件与心梗死亡的关联[3]。然而,反复热暴露如何逐步推高心血管疾病风险,其生理机制始终缺乏系统刻画。实验层面同样存在空白:小鼠在约20°C的标准饲养温度下即处于持续冷应激,环境温度设定直接影响热生理结果的解释与外推[4];而机制研究多采用39.5°C左右的极端热暴露建立热卒中模型,以急性肝损伤等终末损害为着眼点[7],介于生理性温热与热卒中之间的间歇性热暴露尚少有人系统考察。
这项2026年10月2日在线发表于FASEB期刊网站的研究[9]正是针对这一区间。研究者将C57BL/6J小鼠置于30–37°C的间歇高温环境,每天3小时、每周4天,持续最长4周,并借助SoHo植入式遥测、尾套测压和活体显微镜分别追踪核心体温、血压与内皮激活。效应呈温度依赖性:环境温度超过33°C时,核心体温与饮水、摄食同步升高;37°C暴露使血浆皮质酮升高2–4倍、肾上腺素下降逾50%,并在血管诱导热休克蛋白表达;收缩压和舒张压出现约10 mmHg的一过性下降,循环免疫细胞减少超过30%。出人意料的是,尽管外周血白细胞减少,4周反复热暴露使白细胞在内皮上的滚动与黏附增加逾3倍,提示内皮激活增强;而心脏收缩功能、动脉僵硬度、血脂及明显器官损伤指标几乎未受影响。
这些发现把热应激的血管免疫效应与既往认识衔接起来:发热范围的热应激已被证明可上调高内皮静脉的ICAM-1和CCL21并促进淋巴细胞穿越[5],本研究则显示亚热卒中强度的反复环境热暴露同样足以增强内皮-白细胞相互作用,只是具体机制是否相同尚无从判断;与以急性器官损伤为特征的极端热暴露模型[7]相比,本研究揭示的是先于心血管功能障碍的神经内分泌、免疫重塑与内皮激活的协同适应。血管热休克蛋白的诱导,也与其他环境因素诱导内皮HSP70/HSP90家族的报告相呼应[8]。
当然,研究时长仅4周且限于小鼠,内皮激活是否以及何时演变为实际的心血管功能障碍并未证实;皮质酮升高、肾上腺素下降与白细胞减少却黏附增强之间的因果链条仍待拆解,而人群热应激反应还受药物等可损害体温调节的因素调节[6],向人类外推时需格外谨慎。
- 1.Heat stress and public health: a critical review · Annu Rev Public Health 2008
- 2.Cause-specific risk of hospital admission related to extreme heat in older adults · JAMA 2014
- 3.Extreme Temperature Events, Fine Particulate Matter, and Myocardial Infarction Mortality · Circulation 2023
- 4.Optimal housing temperatures for mice to mimic the thermal environment of humans: An experimental study · Mol Metab 2018
- 5.Fever-range thermal stress promotes lymphocyte trafficking across high endothelial venules via an interleukin 6 trans-signaling mechanism · Nat Immunol 2006
- 6.The effect of prescription and over-the-counter medications on core temperature in adults during heat stress: a systematic review and meta-analysis · EClinicalMedicine 2024
- 7.Effects of Extreme Heat Exposure on Heatstroke and Liver Injury in Mice: The Role of PPARα · Environ Health Perspect 2026
- 8.Benzene metabolites increase vascular permeability by activating heat shock proteins and Rho GTPases · Toxicol Sci 2025
- 9.Physiological Responses to Intermittent Environmental Heat ... · faseb.onlinelibrary.wiley.com 2026
来源:监管与产业动态 · doi.org