發(fā)布時(shí)間：2018-12-24 09:14

【摘要】：研究背景心力衰竭已成為全球主要疾病死亡原因之一,目前全球心衰患者人數(shù)已高達(dá)2300萬(wàn)。盡管近年來(lái)心衰的診斷與治療水平已取得了很大的進(jìn)步,但心衰的5年死亡率仍高達(dá)45%-60%。在承受疾病痛苦的同時(shí),心衰還給患者造成了巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。調(diào)查顯示2010年美國(guó)心衰患者直接與間接的經(jīng)濟(jì)支出高達(dá)392億美金。因此,找到一種經(jīng)濟(jì)并且有效的改善心衰患者心血管功能的途徑就變得非常重要。有氧運(yùn)動(dòng)是一種非常健康的生活方式,規(guī)律的有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)心血管系統(tǒng)的健康非常有益。有氧運(yùn)動(dòng)能夠降低多種心血管疾病的發(fā)病率,在許多方面改善心血管系統(tǒng)功能。病情穩(wěn)定的心衰患者能夠通過(guò)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練減輕心衰癥狀,改善運(yùn)動(dòng)能力以及生活質(zhì)量。之前的研究認(rèn)為一氧化氮合成酶(NOS)及一氧化氮(NO)在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的心臟保護(hù)作用中發(fā)揮了重要作用,但具體機(jī)制尚未闡明。在心衰等病理?xiàng)l件下,β3腎上腺素受體(β3-AR)在心血管系統(tǒng)功能的調(diào)節(jié)過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。心衰時(shí)心臟中β3-AR表達(dá)增加并發(fā)揮負(fù)性肌力作用。研究顯示,β3-AR的心臟保護(hù)作用是通過(guò)活化NOS并釋放NO來(lái)實(shí)現(xiàn)的。我們前期的研究也顯示敲除β3-AR的壓力負(fù)荷小鼠NOS解偶聯(lián)增加,并出現(xiàn)更為嚴(yán)重的心臟功能惡化。同時(shí),β3-AR激動(dòng)劑能夠通過(guò)活化NOS/NO減輕心衰小鼠心肌肥厚,改善心臟功能。結(jié)合以上研究,我們提出科學(xué)假設(shè):壓力負(fù)荷小鼠心臟結(jié)構(gòu)和功能惡化,而有氧運(yùn)動(dòng)能夠?qū)毫ω?fù)荷心衰小鼠發(fā)揮心臟保護(hù)作用,并且運(yùn)動(dòng)的心臟保護(hù)作用主要通過(guò)β3-AR-NOS-NO途徑實(shí)現(xiàn)。研究目的1.壓力負(fù)荷心衰C57小鼠心臟結(jié)構(gòu)、功能以及β3-AR等相關(guān)分子的改變。2.有氧運(yùn)動(dòng)能否對(duì)壓力負(fù)荷心衰C57小鼠發(fā)揮心臟保護(hù)作用?3.有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)心衰小鼠心臟保護(hù)過(guò)程中β3-AR發(fā)揮的作用及機(jī)制?實(shí)驗(yàn)方法1.選取60只8周齡,體重18-21g的雄性C57小鼠。通過(guò)主動(dòng)脈縮窄術(shù)(Transverse Aortic Constriction,TAC)建立C57小鼠壓力負(fù)荷心衰模型,通過(guò)假手術(shù)(SHAM)建立對(duì)照。以游泳的方式對(duì)小鼠進(jìn)行有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練干預(yù)。將小鼠隨機(jī)分為4組:分別為SHAM(S),SHAM+Exercise(S+E),TAC(T),TAC+Exercise(T+E)。2.ELISA法檢測(cè)各組小鼠血漿兒茶酚胺水平,評(píng)價(jià)TAC對(duì)小鼠血漿兒茶酚胺水平的影響,長(zhǎng)期有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)血漿兒茶酚胺基礎(chǔ)水平的影響以及有氧運(yùn)動(dòng)時(shí)血漿兒茶酚胺水平的變化。3.超聲檢測(cè)小鼠心臟結(jié)構(gòu)和功能。計(jì)算心臟重量與體重比值評(píng)價(jià)心臟肥大程度。WGA與Masson染色分別用以評(píng)價(jià)心肌細(xì)胞肥大及心肌組織纖維程度。4.Western-blot法檢測(cè)心肌組織中β1-AR、β2-AR、β3-AR、e NOS、p-e NOS Ser1177、p-e NOS Ser114、n NOS、p-n NOS Ser847、p-n NOS Ser1412蛋白表達(dá)水平。5.硝酸還原酶法檢測(cè)心肌組織NO水平,DCFH-DA法檢測(cè)ROS水平,硫代巴比妥酸(TBA)法檢測(cè)丙二醛(MDA)含量,黃嘌呤氧化酶法(羥胺法)檢測(cè)SOD活性。6.45 8 18-21g C57泳的方式對(duì)小鼠進(jìn)行有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練干預(yù)。通過(guò)給予β3-AR選擇性拮抗劑SR59230A抑制β3-AR。將小鼠隨機(jī)分為3組:分別為T(mén)AC(T),TAC+Exercise(T+E),TAC+Exercise+SR59230A(T+E+SR)。7.超聲檢測(cè)小鼠心臟結(jié)構(gòu)和功能。計(jì)算心臟重量與體重比值評(píng)價(jià)心臟肥大程度。WGA與Masson染色分別用以評(píng)價(jià)心肌細(xì)胞肥大及心肌組織纖維程度。8.Western-blot法檢測(cè)心肌組織中β1-AR、β2-AR、β3-AR、e NOS、p-e NOS Ser1177、p-e NOS Ser114、n NOS、p-n NOS Ser847、p-n NOS Ser1412蛋白表達(dá)水平。9.分別檢測(cè)心肌組織中NO水平,ROS水平,MDA含量以及SOD活性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果1.TAC手術(shù)后4周壓力負(fù)荷小鼠LVEDD、LVESD增加,同時(shí)EF%、FS%降低,提示TAC小鼠左室擴(kuò)大,心臟收縮功能下降。并且在TAC后4-6周壓力負(fù)荷小鼠心臟結(jié)構(gòu)與功能持續(xù)惡化。而TAC后10周與6周相比無(wú)顯著性差異。運(yùn)動(dòng)干預(yù)雖沒(méi)有完全阻止壓力負(fù)荷所致的左室擴(kuò)大及收縮功能減低,與SHAM小鼠相比TAC+E小鼠依然發(fā)生LVEDD、LVESD增加以及EF%、FS%降低,但與TAC小鼠相比還是顯示出了很好的心臟保護(hù)作用。而注射β3-AR選擇性拮抗劑SR59230A后運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的心臟保護(hù)作用消失。2.TAC小鼠與SHAM小鼠相比,血漿兒茶酚胺基礎(chǔ)水平顯著增高,而長(zhǎng)期的有氧運(yùn)動(dòng)能夠顯著降低TAC小鼠血漿兒茶酚胺水平,但TAC+E小鼠與SHAM小鼠相比仍升高。小鼠有氧運(yùn)動(dòng)即刻血漿兒茶酚胺水平較基礎(chǔ)水平顯著增高。3.TAC小鼠出現(xiàn)明顯的心肌細(xì)胞肥大,TAC小鼠心肌細(xì)胞橫截面積約為SHAM小鼠的2.5倍。TAC+E小鼠與TAC小鼠相比心肌細(xì)胞肥大程度減輕,但仍高于SHAM小鼠。注射SR59230A后,TAC+E+SR小鼠較TAC+E小鼠心肌細(xì)胞橫截面積顯著增大,而與TAC小鼠無(wú)明顯差異。4.Masson染色結(jié)果顯示,與SHAM小鼠相比,TAC小鼠心肌組織纖維化程度顯著增高。TAC+E小鼠心肌組織雖然也出現(xiàn)了一定程度的纖維化改變,但與TAC小鼠相比其程度降低70%。而抑制β3-AR后,TAC+E小鼠心肌纖維化程度加重。5.與SHAM小鼠相比,TAC小鼠出現(xiàn)明顯的心肌肥厚,具體表現(xiàn)在TAC小鼠心臟重量指數(shù)、左室質(zhì)量、左室后壁厚度以及室間隔厚度顯著增加。TAC+E小鼠與TAC小鼠相比心臟重量指數(shù)與左室質(zhì)量降低,但左室后壁厚度與室間隔厚度無(wú)顯著差異。而注射SR59230A后,運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)心肌肥厚的作用消失。6.與SHAM小鼠相比,TAC小鼠心肌組織中β3-AR表達(dá)增加,而β1-AR,β2-AR蛋白水平無(wú)明顯改變。TAC+E小鼠心肌組織中β3-AR蛋白表達(dá)水平較TAC小鼠顯著增加。而注射SR59230A后,TAC+E+SR小鼠較TAC+E及TAC小鼠心肌組織中β3-AR蛋白表達(dá)水平均降低。7.e NOS蛋白表達(dá)水平在各組小鼠之間無(wú)明顯改變。TAC小鼠n NOS、p-n NOS Ser847、p-e NOS Ser1177表達(dá)增高,而p-n NOS Ser1412、p-e NOS Ser114表達(dá)降低,。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可上調(diào)n NOS、p-n NOS Ser1412、p-e NOS Ser114表達(dá),下調(diào)p-n NOS Ser847、p-e NOS Ser1177表達(dá)。抑制β3-AR后,TAC+E+SR小鼠與TAC+E小鼠相比n NOS、p-n NOS Ser1412、p-e NOS Ser114表達(dá)降低,p-n NOS Ser847、p-e NOS Ser1177表達(dá)增高。8.TAC小鼠較SHAM小鼠心肌組織NO水平降低約50%,而ROS水平則升高約45%。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能夠顯著降低心肌組織中ROS水平,并增加NO含量。抑制β3-AR后,TAC+E+SR小鼠心肌組織NO水平降低,ROS水平增高。9.與SHAM小鼠相比,TAC小鼠心肌組織MDA含量增高約3.5倍,SOD活性降低約50%。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能夠降低MDA含量,并使SOD活性增高。注射SR59230A后,運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)MDA與SOD的作用消除。結(jié)論1.壓力負(fù)荷誘導(dǎo)C57小鼠心衰后出現(xiàn)左室擴(kuò)張,心臟收縮功能減低。交感神經(jīng)興奮,血漿兒茶酚胺水平增高。心肌細(xì)胞肥大且發(fā)生纖維化改變,并且小鼠心肌組織中β3-AR以及n NOS功能紊亂,從而導(dǎo)致NO水平降低,氧化應(yīng)激水平增高。2.有氧運(yùn)動(dòng)能夠改善壓力負(fù)荷心衰C57小鼠心臟結(jié)構(gòu)及收縮功能的惡化,并減輕心肌細(xì)胞肥大以及纖維化程度。3.有氧運(yùn)動(dòng)的心臟保護(hù)作用是通過(guò)興奮β3-AR,激活n NOS釋放NO,改善心肌組織氧化應(yīng)激狀態(tài)實(shí)現(xiàn)的。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：第四軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：R541.6
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本文編號(hào)：2390444