中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練對(duì)心肌肥大中相關(guān)信號(hào)通路分子的影響

1、yiT 論女第表站冢 中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練對(duì)心肌肥大中相關(guān)信號(hào)通路分子的影響 【摘要】：中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練誘導(dǎo)的運(yùn)動(dòng)性心肌肥大雖然體現(xiàn)了人體 對(duì)系統(tǒng)訓(xùn)練的生理適應(yīng)，但仍存在一些病理性的改變，具有潛在的疾病 和猝死的風(fēng)險(xiǎn)。那么中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練誘導(dǎo)的運(yùn)動(dòng)性心肌肥大其性質(zhì) 究竟如何；此時(shí)心臟生理性肥大的典型信號(hào)通路 （PI3K/Akt/mTOR 信 號(hào)通路）、心臟病理性肥大的典型信號(hào)通路（以心臟血管緊張素H及其 1 型受體為代表的 Gq 信號(hào)通路）以及其它相關(guān)信號(hào)通路中各信號(hào)分子 的表達(dá)究竟是如何變化的，各相關(guān)信號(hào)通路在此時(shí)致肥大信號(hào)網(wǎng)絡(luò)中 的具體作用如何，目前仍未見(jiàn)系統(tǒng)、明確的研究報(bào)道。目的：通過(guò) 8

2、周中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練，根據(jù)大鼠心臟損傷標(biāo)志物（心肌肌鈣蛋白 T、心 肌肌鈣蛋白I和腦鈉肽）的表達(dá)變化，結(jié)合組織學(xué)表型，判斷中等強(qiáng)度 耐力訓(xùn)練誘導(dǎo)的耐力型運(yùn)動(dòng)心臟性質(zhì)； 通過(guò)心臟局部血管緊張素H及 其 1型受體 mRNA 表達(dá)的變化情況,結(jié)合我們前期的研究成果，明確這 條心臟病理性肥大的代表性信號(hào)通路此時(shí)的變化機(jī)制 ，闡明心臟局部 血管緊張素H及其 1 型受體的變化對(duì)此種心肌肥大的具體作用； 通過(guò) 心臟 PI3K/Akt/mTOR 信號(hào)通路中各信號(hào)分子表達(dá)的變化情況，明確這 條心臟生理性肥大的代表性信號(hào)通路此時(shí)的具體變化情況 ，從整體上 闡明該信號(hào)通路的變化機(jī)制。進(jìn)而明確中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練誘導(dǎo)的心肌

3、 肥大時(shí)肥大信號(hào)網(wǎng)絡(luò)中各信號(hào)通路分子所扮演的角色 ，為運(yùn)動(dòng)心臟的 信號(hào)通路和內(nèi)分泌研究提供更新的形態(tài)和生理生化理論依據(jù)。 對(duì)科學(xué) 制訂運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練計(jì)劃，加強(qiáng)運(yùn)動(dòng)員心臟的保護(hù)和監(jiān)制，制訂心血管疾病的 運(yùn)動(dòng)處方，提高體育人口心臟健康，積極防治心血管疾病也具有一定的 參考價(jià)值。方法：（1）60 只雄性 SD 大鼠（3 月齡）隨機(jī)分為對(duì)照組（C 組,n二 30）和中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練組（E 組,n=30）,每組包括形態(tài)學(xué)檢測(cè)亞組 （C1/E1 組,n=10）、ELISA 檢測(cè)亞組（C2/E2 組,n=10）和實(shí)時(shí)熒光定量 PCR 檢測(cè)亞組 （C3/E3 組,n=10） 。 E 組大鼠通過(guò) 8 周中等強(qiáng)度的跑臺(tái)

4、耐 力訓(xùn)練，建立大鼠耐力型運(yùn)動(dòng)心臟模型。訓(xùn)練計(jì)劃按照 Fenning 的訓(xùn)練 方案，結(jié)合 Wisloff 對(duì)最大攝氧量的控制方法，相對(duì)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度大約維持 在60%-65%VO2max。（2）通過(guò)實(shí)時(shí)熒光定量 PCR 技術(shù)檢測(cè) C3 和 E3 組大鼠心臟 PI3K/Akt/mT0R 信號(hào)通路中各信號(hào)分子 PI3K、PDK1、 Akt、mTOR、p70S6K、elF4E 和 AMPK 以及 Gq 信號(hào)通路（以局部血 管緊張素H及其 1 型受體為代表）的 mRNA 表達(dá)。（3）C2 和 E2 組大鼠 心尖部取血離心后，通過(guò) ELISA 法檢測(cè)大鼠血清心肌肌鈣蛋白 T、心 肌肌鈣蛋白I和腦鈉肽表達(dá)的變化

5、；取出大鼠心臟勻漿后 ，通過(guò) ELISA 法檢測(cè)大鼠心臟 Akt 和 mTOR 蛋白的表達(dá)。（4）使用 HE 染色 觀察 C1 和 EI 組大鼠心臟組織形態(tài)的一般特征。（5）通過(guò)免疫組織化 學(xué)法結(jié)合計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)測(cè)定 C1 和 E1 組大鼠心臟 Akt、mTOR、 p70S6K 和 eIF4E 的免疫反應(yīng)陽(yáng)性面積和光密度。結(jié)果：8 周中等強(qiáng) 度耐力訓(xùn)練后,（1）E1 和 E2 組大鼠較 C1 組和 C2 組大鼠，體重發(fā)生顯著 性下降，心臟質(zhì)量下降，但心肌細(xì)胞發(fā)生肥大，心系數(shù)顯著增加。（2）E3 組大鼠心臟局部血管緊張素H的 mRNA 表達(dá)顯著增加，而其 1 型受體 的 mRNA 表達(dá)顯著下

6、調(diào)；PI3K、PDK1、Akt 和 AMPK 的 mRNA 表 達(dá)未見(jiàn)顯著增加，mTOR、p70S6K 和 eIF4E 的 mRNA 表達(dá)顯著增加。 yiT 論女第表站家 (3)E2 組大鼠血清心肌肌鈣蛋白 T、血清心肌肌鈣蛋白I、血清 BNP 和心臟 Akt 蛋白的含量未發(fā)生顯著性變化，心臟 mTOR 的蛋白表達(dá)顯 著增加。(4)E1 組大鼠心臟組織 HE 染色未見(jiàn)病理性改變。(5)心臟 Akt 蛋白免疫反應(yīng)陽(yáng)性面積和光密度未見(jiàn)顯著增加；心臟 mTOR 蛋白、 心臟 p70S6K 蛋白和心臟 elF4E 蛋白免疫陽(yáng)性面積和光密度顯著增 加。結(jié)論：(1)8 周中等強(qiáng)度跑臺(tái)耐力訓(xùn)練可以建立耐力型

7、運(yùn)動(dòng)心臟動(dòng) 物模型，為研究耐力訓(xùn)練所致的心肌肥大提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。耐力型運(yùn)動(dòng) 心臟重塑后的形態(tài)機(jī)能特征主要表現(xiàn)在：心肌細(xì)胞肥大 ，心系數(shù)增加， 心臟泵血功能提高。(2)8 周中等強(qiáng)度跑臺(tái)耐力訓(xùn)練后心肌肌鈣蛋白含 量未見(jiàn)顯著性增高，表明心肌細(xì)胞未發(fā)生不可逆的壞死,BNP 表達(dá)未發(fā) 生顯著性變化表明心功未發(fā)生惡化，未出現(xiàn)向病理性心肌肥大乃至慢 性心衰的發(fā)展。(3)8 周中等強(qiáng)度跑臺(tái)耐力訓(xùn)練后，心肌細(xì)胞的 AT1R 的 mRNA 表達(dá)下調(diào)，使心臟局部 Ang H的促細(xì)胞增長(zhǎng)作用減弱，啟動(dòng)心肌 細(xì)胞的保護(hù)性調(diào)節(jié)作用，避免心肌過(guò)度肥大而產(chǎn)生病理性改變。使心 臟局部 Angn收縮冠狀血管的作用減弱，增加冠狀血

8、管血流量，從而保 證心臟在運(yùn)動(dòng)中的能量代謝需求。說(shuō)明受體數(shù)量及 (或)親和力的變化 才是生理性心肌肥大向病理性心肌肥大發(fā)展的關(guān)鍵因素 ，Ang n本身 數(shù)量的變化并不能反映心肌肥大的性質(zhì)。 表明在中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練所 致的生理性心肌肥大信號(hào)通路網(wǎng)中，Ang n /AT1R 信號(hào)通路不起主要 作用。(4)Akt 與 mTOR 之間并不只是一種簡(jiǎn)單的上下游關(guān)系，在心肌 細(xì)胞處于正常的生理狀況下,Akt 應(yīng)是 mTOR 的上游正性調(diào)節(jié)因子，而 在耐力訓(xùn)練這種特殊的刺激存在時(shí)，這種關(guān)系受到抑制，運(yùn)動(dòng)刺激可直 接激活或通過(guò)其它途徑激活 mTOR 及其下游因子。（5）8 周中等強(qiáng)度 的耐力訓(xùn)練后，大鼠心臟

9、PI3K/PDK1/Akt 信號(hào)通路未被激活或處于一 種不完全激活狀態(tài)。中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練導(dǎo)致的耐力型運(yùn)動(dòng)心臟的肥大 效應(yīng)主要是由 mTOR/p70S6K/elF4E 信號(hào)通路完成的。與正常生理發(fā) 育導(dǎo)致的心肌肥大不同,PI3K/PDK1/Akt 信號(hào)通路中的各信號(hào)分子并 未被激活，表明中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練所致的心臟 生理性肥大”與正常生 理發(fā)育所致的心臟生理性肥大”在信號(hào)通路的特征上存在差異。 【關(guān) 鍵詞】中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練心肌肌鈣蛋白 AktmTORAng II AT_1R 信號(hào) 通路運(yùn)動(dòng)性心肌肥大 【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué) 【學(xué)位級(jí)別】：博士 【學(xué)位授予年份】：2011 【分類號(hào)】：G80

10、4.2 【目錄】 ： 論文摘要6-9Abstract9-14第一部分文獻(xiàn)綜述14-69前言 14-161.心肌肥大概述 16-221.1 心肌肥大的分類 17-201.2 運(yùn)動(dòng)性心肌 肥大20-211.3 運(yùn)動(dòng)性心肌肥大與心血管疾病 21-222.PI3K/Akt/mTOR 信號(hào)通路與 Gq 信號(hào)通路 22-522.1PI3K/Akt/mTOR 信號(hào)通路概述 22-452.2Gq 信號(hào)通路和心肌肥大45-523.心肌損傷標(biāo)志物52-583.1心 肌肌鈣蛋白53-553.2 腦鈉肽 55-58 參考文獻(xiàn) 58-69 第二部分實(shí)驗(yàn)研究 yiT 論女第衣站家 69-1241 .前言 69-712 材

11、料與方法 71-812.1 動(dòng)物分組 712.2 訓(xùn)練方案 71-722.3 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑 72-742.4 技術(shù)路線 74-752.5 形態(tài)學(xué)檢測(cè)亞組 取材及實(shí)驗(yàn)步驟75-772.6ELISA檢測(cè)亞組取材及實(shí)驗(yàn)步驟 772.7PCR 檢測(cè)亞組取 材及實(shí) 驗(yàn)步驟 77-802.8 數(shù)據(jù)處 理 80-813.實(shí)驗(yàn)結(jié)果 81-1033.1 大鼠精神狀態(tài)的變化 813.2 大鼠體重的變化 81-823.3 大鼠 心臟重量與心臟體重指數(shù)的變化 82-833.4 實(shí)時(shí)熒光定量 PCR 檢測(cè)結(jié) 果 83-933.5EILSA檢測(cè)結(jié)果 93-983.6 心肌組織 HE 染色觀察 98-993.7 免疫組織化學(xué)法結(jié)合計(jì)算機(jī)圖像處理檢測(cè) 99-1034.分析和討論 103-1234.1 耐力型運(yùn)動(dòng)心臟動(dòng)物模型的建立及其形態(tài)機(jī)能特征 103-1104.2 中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練對(duì)心臟局部 Ang II /AT_1R 信號(hào)通路