運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和高脂膳食對(duì)大鼠心肌間質(zhì)膠原網(wǎng)絡(luò)重塑的生物學(xué)研究.pdf

1、目的：觀察運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和高脂膳食對(duì)大鼠心肌間質(zhì)膠原網(wǎng)絡(luò)重塑，以及探討其相關(guān)機(jī)制。 方法：選取3月齡大鼠(由西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院動(dòng)物管理中心提供)50只，體重220±20g。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)嚙齒類(lèi)動(dòng)物干燥飼料喂養(yǎng)，自由飲食，溫度17℃-23℃，濕度40％-60％。適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，采用高脂膳食誘導(dǎo)大鼠高脂模型。隨機(jī)分為5組：安靜對(duì)照組(A組)，有氧運(yùn)動(dòng)組(B組)，疲勞運(yùn)動(dòng)組(C組)，高脂對(duì)照組(D組)和有氧運(yùn)動(dòng)+高脂對(duì)照組(E組)。運(yùn)動(dòng)

2、負(fù)荷參考 Bedford 的研究進(jìn)行，起始速度15m/min。安靜對(duì)照組：正?；\內(nèi)生活狀態(tài)，不運(yùn)動(dòng)。有氧訓(xùn)練：每周訓(xùn)練5d，遞增速度3m/min、每5min遞增一次，運(yùn)動(dòng)至速度為20m/min，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為60min，跑臺(tái)坡度為5°，高脂運(yùn)動(dòng)組從第5周開(kāi)始訓(xùn)練。疲勞訓(xùn)練：每周訓(xùn)練6d，遞增速度3m/min、每5min遞增一次，運(yùn)動(dòng)至速度為35m/min，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為60±10min，跑臺(tái)坡度為10°。整個(gè)訓(xùn)練過(guò)程可用電刺激來(lái)強(qiáng)迫大鼠進(jìn)行跑臺(tái)

3、訓(xùn)練(電刺激<1mA)，訓(xùn)練過(guò)程共持續(xù)8周。高脂對(duì)照組同正常對(duì)照組一樣，自由飲食，不進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練。將所有動(dòng)物在第8周訓(xùn)練完后依次進(jìn)行心功能測(cè)定、血液、光鏡、電鏡和免疫組化標(biāo)本的取材。 結(jié)果： 1.運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)大鼠心功能產(chǎn)生影響。有氧運(yùn)動(dòng)使大鼠HR、LVEDP降低，LVSP、±dp/dtmax和±d<'2>p/dt<'2>max增加，表明心肌收縮力增強(qiáng)；疲勞運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致HR、LVEDP升高，LVSP、±dp/dtmax和±d<'

4、2>p/dt<'2>max降低，表明心肌收縮能力下降。高脂對(duì)照組HR和LVEDP大幅度升高，在各組中LVSP、±dp/dtmax和±d<'2>p/dt<'2> max下降極其明顯，表明心臟收縮性能受到嚴(yán)重影響；高脂有氧運(yùn)動(dòng)組較高脂對(duì)照組HR明顯降低，LVSP和±dp/dtmax增加，±d<'2>p/dt<'2> max增加極其顯著，表明心臟收縮功能明顯得到改善。說(shuō)明有氧運(yùn)動(dòng)可以重塑高脂膳食大鼠的心功能。 2.有氧訓(xùn)練可使大鼠循環(huán)

5、血中AngⅡ顯著性降低，血漿ALD和心肌羥脯氨酸含量降低；疲勞運(yùn)動(dòng)和高脂對(duì)照組大鼠循環(huán)系統(tǒng)中AngⅡ、ALD 和心肌羥脯氨酸含量顯著性升高，而高脂運(yùn)動(dòng)組各指標(biāo)均有所下降。有氧訓(xùn)練可以降低心肌羥脯氨酸含量。表明運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)高脂大鼠心肌膠原重塑與血漿AngⅡ和ALD密切相關(guān)。 3.大鼠心肌間質(zhì)膠原網(wǎng)絡(luò)重塑與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練關(guān)系密切。有氧運(yùn)動(dòng)可使大鼠心肌纖維增粗，心肌間質(zhì)膠原增生，以適應(yīng)心肌細(xì)胞肥大收縮力增強(qiáng)的需要，從而保證心肌間力的傳遞，心肌

6、收縮性能增強(qiáng)；疲勞運(yùn)動(dòng)可導(dǎo)致大鼠心肌束間、心肌細(xì)胞群及細(xì)胞間大量膠原纖維不成比例增生，導(dǎo)致心臟僵硬度增加、順應(yīng)性降低，直接損害了心臟的功能。說(shuō)明有氧訓(xùn)練改變了大鼠心肌間質(zhì)膠原，使心臟功能增強(qiáng)。高脂膳食損傷了內(nèi)皮和心肌細(xì)胞，心肌間質(zhì)膠原過(guò)度增生，增生的膠原包裹著肥大的心肌，“封閉”了心肌細(xì)胞收縮的空間，增加了心肌的僵硬度，損害了心臟的功能；而通過(guò)有氧訓(xùn)練，使高脂大鼠心肌間質(zhì)膠原降解加強(qiáng)，改善了心臟的功能。 4.疲勞運(yùn)動(dòng)大鼠心肌 T

7、NF-a蛋白的表達(dá)顯著性升高，說(shuō)明在疲勞運(yùn)動(dòng)下大鼠心肌組織中TNF-a參與了心肌損傷及重構(gòu)；高脂膳食大鼠心肌組織中TNF-a表達(dá)性著性升高，經(jīng)運(yùn)動(dòng)干預(yù)后其表達(dá)降低，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能夠減少心肌組織中炎性因子TNF-a的表達(dá)，能改善心功能。由于TNF-a能夠提高心肌組織中MMPs的活性，因此認(rèn)為，運(yùn)動(dòng)引起高脂膳食大鼠心肌間質(zhì)膠原的重塑與TNF-a參與MMPs表達(dá)有關(guān)。 5.有氧運(yùn)動(dòng)大鼠心肌AT-1R的表達(dá)顯著性降低，而疲勞運(yùn)動(dòng)大鼠心肌

8、AT-1R的表達(dá)顯著性升高；高脂膳食大鼠心肌AT-1R的表達(dá)顯著升高，經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)干預(yù)后其表達(dá)顯著性降低。由于AngⅡ能刺激心肌成纖維細(xì)胞增殖、膠原蛋白合成及基質(zhì)膠原蛋白沉積，誘導(dǎo)心肌纖維化。因此，有氧運(yùn)動(dòng)可顯著性降低大鼠心肌組織AT-1R的表達(dá)，從而抑制心肌的纖維化，提高心肌的收縮功能。 6.疲勞運(yùn)動(dòng)大鼠心肌 MMP-13的表達(dá)顯著性升高；高脂膳食大鼠心肌組織中，MMP-13表達(dá)顯著性升高，經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)干預(yù)后可顯著性降低其表達(dá)，而有氧

9、運(yùn)動(dòng)大鼠心肌MMP-13的表達(dá)不顯著，說(shuō)明高脂膳食能夠?qū)е滦募∧z原纖維的增生，有氧運(yùn)動(dòng)能夠改善心肌的結(jié)構(gòu)，抑制或減少M(fèi)MP-13的表達(dá)，從而減少膠原纖維的增生。 7.有氧運(yùn)動(dòng)和疲勞運(yùn)動(dòng)大鼠心肌組織中NOS的表達(dá)顯著性升高，且兩組間具有顯著性差異；高脂膳食大鼠心肌組織中NOS的表達(dá)顯著性升高，運(yùn)動(dòng)干預(yù)后可顯著性降低其表達(dá)。由于NOS活力及含量的升高與心肌缺血再灌注損傷和膠原的增生關(guān)系密切，NO能抑制膠原纖維的增生。因此，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能