本文選題：衰老心肌 + 有氧耐力運(yùn)動��； 參考：《中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院》2016年博士論文

【摘要】：第一部分有氧耐力運(yùn)動通過調(diào)控線粒體自噬干預(yù)衰老心肌炎癥反應(yīng)的機(jī)制研究研究目的延緩人體心肌的衰老進(jìn)程,對改善老年人生活質(zhì)量具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。炎性衰老是指在自然衰老進(jìn)程中機(jī)體內(nèi)促炎癥反應(yīng)狀態(tài)慢性進(jìn)行性升高的現(xiàn)象,是衰老研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。適量的運(yùn)動訓(xùn)練是目前公認(rèn)的抗心肌衰老的有效方式,但具體機(jī)制尚未完全闡明。本研究以有氧耐力運(yùn)動干預(yù)小鼠衰老心肌為模型,以氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)及線粒體自噬調(diào)控為研究內(nèi)容,擬證實(shí):(1)衰老心肌線粒體來源的ROS激活NLRP3炎癥小體,NLRP3炎癥小體切割炎癥因子IL-1β前體為有活性的IL-1β引發(fā)炎癥反應(yīng),炎癥反應(yīng)又可損傷心肌細(xì)胞增加線粒體釋放ROS,從而產(chǎn)生惡性循環(huán)并最終導(dǎo)致心肌衰老的發(fā)生發(fā)展。(2)有氧耐力運(yùn)動可通過上調(diào)線粒體自噬,減少線粒體來源ROS的釋放,下調(diào)NLRP3炎癥小體介導(dǎo)的心肌炎癥反應(yīng),從而達(dá)到抗心肌衰老的效果,并為尋找防治心肌衰老的有效靶點(diǎn)提供理論依據(jù)。研究內(nèi)容與方法將80只雄性C57BL/6小鼠隨機(jī)分為青年對照組(Young control group:YC,n=20)、青年訓(xùn)練組(Young training group:YT,n=20)、衰老對照組(Aging control group:AC,n=20)和衰老訓(xùn)練組(Aging training group:AT,n=20)。其中YT和AT組動物置于小動物跑臺中進(jìn)行中等負(fù)荷耐力運(yùn)動訓(xùn)練,即0°,17m/min,每天1次,每次30min,每周5次,共12周。采用超聲成像系統(tǒng)檢測小鼠心功能;處死動物,稱重計(jì)算心系數(shù);通過HE染色方法,觀察各組小鼠心肌的組織形態(tài)學(xué)變化;采用透射電鏡技術(shù),觀察各實(shí)驗(yàn)組小鼠心肌組織超微結(jié)構(gòu)的改變;采用Oxygraph-2k呼吸測量儀,測量心肌線粒體態(tài)3(ST3)與態(tài)4(ST4),且計(jì)算呼吸控制比(RCR);采用JC-1熒光標(biāo)記法,檢測線粒體的膜電位;通過熒光素與熒光素酶的生物發(fā)光法,測定ATP合成活力;熒光標(biāo)記DCFH-DA測量線粒體ROS生成速率;采用紫外分光光度法檢測線粒體Mn SOD的活性、MDA含量和蛋白羰基含量;熒光定量PCR法檢測小鼠心肌自噬相關(guān)蛋白(Beclin1、LC3、Bnip3)和炎癥因子(NLRP3、IL-1β)m RNA水平表達(dá);Western-Blot技術(shù)檢測小鼠心肌自噬相關(guān)蛋白(Beclin1、LC3、Bnip3)和炎癥因子(NLRP3、IL-1β)蛋白水平表達(dá);ELISA法測定小鼠血清中炎性因子IL-1β、IL-6和TNF-α的含量。研究結(jié)果與青年對照組相比,衰老對照組小鼠左心功能下降,而相比衰老對照組,衰老運(yùn)動組小鼠左心功能升高;與青年對照組相比,青年運(yùn)動組、衰老對照組小鼠的心系數(shù)數(shù)值顯著升高,相比衰老對照組,衰老運(yùn)動組小鼠的心系數(shù)數(shù)值顯著升高;與青年對照組相比,衰老對照組小鼠心肌纖維呈現(xiàn)疏松分布、線粒體可見較多空泡,相比衰老對照組,衰老運(yùn)動組小鼠心肌肌纖維排列較整齊,可見明顯的自噬泡。與青年對照組相比,衰老對照組小鼠線粒體呼吸功能顯著下降,相比衰老對照組,衰老運(yùn)動組線粒體呼吸功能顯著升高;與青年對照組相比,衰老對照組小鼠氧化應(yīng)激損傷增強(qiáng),而相比衰老對照組,衰老運(yùn)動組小鼠氧化應(yīng)激損傷明顯減弱;與青年對照組相比,衰老對照組小鼠的心肌炎癥反應(yīng)增強(qiáng),而相比衰老對照組,衰老運(yùn)動組小鼠的心肌炎癥反應(yīng)明顯減弱;與青年對照組相比,衰老對照組小鼠的線粒體自噬水平下降,而相比衰老對照組,衰老運(yùn)動組小鼠的線粒體自噬水平明顯上升。研究結(jié)論(1)氧化應(yīng)激、NLRP3炎癥小體介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)參與了心肌衰老的發(fā)生發(fā)展。(2)長期的有氧耐力運(yùn)動訓(xùn)練能夠有效地改善衰老心臟的心功能。(3)長期的有氧耐力運(yùn)動訓(xùn)練通過上調(diào)線粒體自噬起到抗心肌衰老的作用。(4)長期的有氧耐力運(yùn)動訓(xùn)練最終通過上調(diào)線粒體自噬水平,減輕心肌的炎癥反應(yīng),從而達(dá)到抗心肌衰老的效果。第二部分急性運(yùn)動中線粒體應(yīng)激誘導(dǎo)的心肌炎癥反應(yīng)及線粒體自噬的反饋調(diào)控研究目的大量的研究表明,不同強(qiáng)度、形式的運(yùn)動可以對機(jī)體產(chǎn)生不同的生物學(xué)效應(yīng),尤其是對心肌功能影響的差異。一些科研人員發(fā)現(xiàn),適度的耐力訓(xùn)練可提高機(jī)體的免疫功能,促進(jìn)機(jī)體的防病、抗病能力。但另一方面,大強(qiáng)度的急性運(yùn)動對機(jī)體則產(chǎn)生許多不良反應(yīng),如急性大強(qiáng)度的運(yùn)動,特別是長時(shí)間、高強(qiáng)度的運(yùn)動,會引起機(jī)體骨骼肌、結(jié)締組織的損傷,并誘發(fā)炎癥反應(yīng)。多年的研究表明,過量的大強(qiáng)度運(yùn)動會促進(jìn)機(jī)體炎癥水平的升高,對機(jī)體產(chǎn)生不利影響。經(jīng)過不斷的深入研究,許多科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在急性大強(qiáng)度運(yùn)動的運(yùn)動期間及運(yùn)動后的各階段,在機(jī)體血漿中,一些炎性因子的水平會明顯升高,并觸發(fā)隨后的炎癥反應(yīng)。但目前,關(guān)于急性大強(qiáng)度運(yùn)動造成心肌炎癥反應(yīng)的原因及其可能的調(diào)控機(jī)制,還尚不清楚。因此,本研究檢測了大鼠在急性運(yùn)動期及其隨后的恢復(fù)期中心肌的線粒體功能、心肌NLRP3小體的激活程度和線粒體自噬相關(guān)蛋白的表達(dá)水平,從而探討在急性運(yùn)動及恢復(fù)過程中,線粒體應(yīng)激反應(yīng)誘導(dǎo)心肌炎癥反應(yīng)的分子調(diào)控機(jī)制。研究內(nèi)容與方法將64只SD雄性大鼠,隨機(jī)分為8個(gè)實(shí)驗(yàn)組:即安靜對照組(RC,n=8)、運(yùn)動45min組(E-45,n=8)、運(yùn)動90min組(E-90,n=8)、運(yùn)動120min組(E-120,n=8)、運(yùn)動后恢復(fù)12h組(R-12,n=8)、運(yùn)動后恢復(fù)24h組(R-24,n=8)、運(yùn)動后恢復(fù)36h組(R-36,n=8)、運(yùn)動后恢復(fù)48h組(R-48,n=8)。急運(yùn)模型的建立:將各運(yùn)動組和運(yùn)動后恢復(fù)組的大鼠,置于動物跑臺中,實(shí)施一次急性的負(fù)荷遞增的跑步運(yùn)動。通過HE染色方法,觀察各組大鼠心肌的組織形態(tài)學(xué)變化;采用JC-1熒光標(biāo)記法,檢測大鼠心肌線粒體的膜電位;通過呼吸測量儀(Oxygraph-2k),檢測心肌線粒體的態(tài)3與態(tài)4的呼吸速率,計(jì)算線粒體的呼吸控制比(RCR);通過熒光素與熒光素酶的生物發(fā)光法,檢測心肌線粒體ATP的合成活力;利用DCFH-DA熒光標(biāo)記法,監(jiān)測心肌線粒體ROS的生成速率;采用紫外分光光度法檢測心肌線粒體Mn SOD的活性、MDA含量和蛋白羰基含量;采用Western blot法,檢測各組大鼠心肌組織中NLRP3,IL-1β、Beclin1、LC3、Bnip3的蛋白含量;ELISA法測定大鼠血清中IL-1β的含量。研究結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在急性運(yùn)動中大鼠心肌的線粒體功能進(jìn)行了適應(yīng)性調(diào)節(jié)以滿足心肌應(yīng)激反應(yīng),運(yùn)動性線粒體的應(yīng)激反應(yīng)也增強(qiáng)了活性氧的生成和誘發(fā)了NLRP3炎癥小體激活的炎癥反應(yīng)。此外,線粒體自噬相關(guān)蛋白質(zhì)包括Beclin1、LC3、Bnip3在急性運(yùn)動早期和恢復(fù)早期都顯著升高,這表明急性運(yùn)動誘導(dǎo)的線粒體自噬可以通過清除功能失調(diào)的線粒體,以減輕心肌氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)。研究結(jié)論急性運(yùn)動期間,線粒體應(yīng)激激活NLRP3炎癥小體引發(fā)大鼠心肌炎癥反應(yīng),并誘導(dǎo)了線粒體自噬的反饋性調(diào)節(jié),以減少急運(yùn)中大鼠心肌的炎性損傷。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R542.21

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本文編號：1741544