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高原是我国领土的重要组成部分,占我国陆地面积的26%,低压低氧是其突出的环境因素特征。随着海拔升高,氧分压越低,尤其在海拔3500 m以上的地区,人体的体作业能力和劳动效率明显下降。然而,高原环境体作业能力下降的潜在分子机制尚不清楚,用于预防急性高原反应和提高运动能力的干预措施尚处于匮乏阶段。面对日益频繁的高原突发事件,寻找用于提高急进高原体作业能力的小分子药物,具有重要的现实和军事意义。吡咯喹啉醌（PQQ）是一种芳香族三环邻醌,在哺乳动物体内无法合成,主要通过饮食获得。实验证实,PQQ作为一种氧化还原辅助因子,可以刺激线粒体发生,保护线粒体免受自由基氧化损伤,提高能量利用率,调节基础能量代谢。关于PQQ对低氧条件下线粒体功能的影响还未见相关报道,因此,本研究主要探讨PQQ对模拟高原低氧条件下小鼠体作业能力的改善作用及其线粒体机制研究。目的探讨PQQ对急性高原低氧环境下小鼠运动能力的改善作用及其分子机制。方法1.不同低氧暴露时长对血液生化指标的影响。雄性昆明小鼠置于模拟海拔6000 m的低压氧舱中分别暴露12 h、7 d和28 d。采用全自动干式生化分析仪对小鼠血清中的葡萄糖（Glu）、甘油三酯（TG）、肌酸激酶（CK）、肌酸激酶同工酶（CK-MB）、α-羟丁酸脱氢酶（α-HBDH）、同型半胱氨酸（HCY）、乳酸脱氢酶（LDH）和CO2进行检测。2.PQQ对小鼠抗缺氧能力和急性低压低氧暴露小鼠运动能力的影响。雄性昆明小鼠灌胃给与不同剂量的PQQ（5、10 mg/kg.bid/d）和CoQ 10（20 mg/kg.qd/d）,灌胃给药7d。分别采用常压密闭缺氧实验和10000 m减压缺氧实验评价小鼠的常压缺氧耐受力和减压缺氧耐受力。采用模拟海拔4000 m的低氧负重游泳实验评价小鼠的运动能力。同时采用EKF便携式乳酸仪检测低氧游泳小鼠的血乳酸;采用生化试剂盒和生化分析仪检测肝糖原和血清超氧化物岐酶、血清丙二醛、血清尿素等指标变化。3.PQQ提高急性低压低氧暴露小鼠抗缺氧能力和运动能力的分子机制研究。雄性昆明小鼠灌胃给与不同剂量PQQ（5、10 mg/kg.bid/d）和CoQ 10（20 mg/kg.qd/d）,7 d后将暴露组小鼠放置于模拟海拔6000 m的低压氧舱中暴露12 h。利用实时荧光定量PCR检测心脏线粒体DNA相对拷贝数的变化,使用蛋白免疫印迹技术检测线粒体相关蛋白线粒体转录因子A（Tfam）、线粒体融合蛋白2（Mfn2）、视神经萎缩相关蛋白1（Opa1）、线粒体分裂蛋白1（Fis1）表达水平的变化。利用氧分压为1%的三气培养箱培养大鼠心肌细胞H9C2,同时给与不同浓度PQQ（5μmol/L、2 μmol/L、1 μmol/L、0.5 μmol/L、0.1μmol/L、0.01μmol/L）干预,分别培育12 h和24 h,用CCK8检测细胞活力,以确定PQQ的干预浓度。选取0.1 μmol/L和1 μmol/L浓度的PQQ分别干预12 h和24 h,采用荧光酶标仪检测细胞ROS水平;采用化学发光仪检测细胞ATP水平。结果1.与常氧对照组相比,12h和7d暴露组的GLU明显升高了（P<0.05）,而28 d暴露组的GLU显著降低（P<0.001）;12 h、7d和28 d暴露组的CO2显著降低（P<0.01）;12 h、7d和28 d暴露组的HCY和TG均显著升高（P<0.05）;12 h和7d暴露的CK、CK-MB、α-HBDH和LDH无显著变化,但28 d暴露组均显著升高了（P<0.05）。以上结果提示急性低氧与慢性低氧分子调控机制不同导致小鼠血清生化指标的变化也不相同。2.PQQ干预组显著提高小鼠常压密闭缺氧实验的存活时间（P<0.05）和10000 m急性减压缺氧的存活率,提示PQQ具有显著的抗缺氧效果。与低氧对照组相比,PQQ干预组的游泳力竭时间显著增加（P<0.05）,且上调肝糖原（P<0.05）和血清SOD水平（P<0.01）,下调血乳酸（P<0.05）、血尿素（P<0.05）和MDA水平。实验结果提示PQQ可提高急性低氧暴露小鼠的运动能力并降低氧化应激损伤。3.与常氧对照组相比,低氧对照组小鼠的心脏线粒体拷贝数、Tfam、Mfn2、Opa1蛋白的表达均下降,Fis1蛋白表达上升。与低氧对照组比,PQQ干预显著上调了线粒体拷贝数、Tfam、Mfn2、Opa1的表达,下调Fis1蛋白表达。低剂量的PQQ干预组H9C2细胞活力显著上升,但未显示出剂量依赖性。同时,0.1 μmol/L和1 μmol/LPQQ干预后,低氧培养的H9C2细胞的ATP水平明显上升,ROS水平明显下降。结果提示PQQ抗缺氧和运动能力的分子机制可能与其调控心脏线粒体生物发生、线粒体融合-分裂动态平衡、线粒体氧化应激和能量代谢相关。结论1.急性和慢性低压低氧暴露分子调控机制不同。2.PQQ具有提高急性高原低氧条件下抗缺氧能力和运动能力的效果,能够减缓低压低氧下的氧化应激损伤。3.PQQ提高急性高原低氧条件下抗缺氧能力和运动能力的分子机制,可能与其调控心脏线粒体的生物发生、线粒体融合-分裂动态平衡、线粒体氧化应激和能量代谢相关。