【摘要】：研究背景肥胖以及與之相關(guān)的代謝綜合征已經(jīng)成為一個(gè)世界性健康問題。肥胖并伴有代謝綜合征的病人患冠心病的風(fēng)險(xiǎn)是正常人群的三倍。與體重正常的患者相比,肥胖患者發(fā)生急性心肌梗死后其預(yù)后更差。因此,對(duì)于此類患者尋找一種行之有效的心肌保護(hù)措施改善疾病預(yù)后非常重要。基礎(chǔ)研究和臨床研究表明吸入麻醉藥預(yù)處理可以改善心臟功能并降低心肌梗死面積,減輕心肌缺血再灌注損傷(myocardial ischemia-reperfusion injury, MIRI)。研究報(bào)道正常動(dòng)物心肌腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase, AMPK)的激活參與了吸入麻醉劑誘導(dǎo)的心肌保護(hù)過程,而活性氧簇(reactive oxygen species, ROS)的生成增多介導(dǎo)了吸入麻醉劑預(yù)處理后AMPK的激活。但是,最近的研究發(fā)現(xiàn)吸入麻醉劑預(yù)處理心肌保護(hù)效應(yīng)可被飲食誘導(dǎo)的肥胖所抑制或抵消,其機(jī)制可能是肥胖時(shí)心肌氧化應(yīng)激水平升高,損傷了ROS調(diào)節(jié)的吸入麻醉劑預(yù)處理對(duì)AMPK激活。運(yùn)動(dòng)鍛煉被證明可以減輕衰老相關(guān)的心肌氧化應(yīng)激,并修復(fù)缺血預(yù)處理對(duì)衰老心臟的保護(hù)效應(yīng)。但是運(yùn)動(dòng)鍛煉能否修復(fù)吸入麻醉劑對(duì)肥胖心肌的預(yù)處理效應(yīng)還不清楚。本研究擬觀察運(yùn)動(dòng)鍛煉能否通過降低肥胖大鼠心肌的氧化應(yīng)激,恢復(fù)吸入麻醉劑七氟烷預(yù)處理對(duì)肥胖大鼠心肌AMPK的磷酸化激活,進(jìn)而改善七氟烷預(yù)處理的心肌保護(hù)效應(yīng)。第一部分運(yùn)動(dòng)對(duì)高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖大鼠代謝和心肌氧化應(yīng)激的影響目的：研究規(guī)律且適度運(yùn)動(dòng)對(duì)高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖大鼠代謝和心肌氧化應(yīng)激的影響方法：雄性SD大鼠(體重82.7±1.8 g)被隨機(jī)分為四組(每組8只)：(1)L-SED,低脂飲食(10% kal)喂養(yǎng)12周,不接受運(yùn)動(dòng)鍛煉；(2)L-EXE組,低脂飲食(10%kal)喂養(yǎng)4周后,接受平板運(yùn)動(dòng)鍛煉,繼續(xù)低脂飲食喂養(yǎng)8周；(3)O-SED組,高脂飲食(45%kal)喂養(yǎng)12周,不接受運(yùn)動(dòng)鍛煉；(4)O-EXE組,高脂飲食(45%kal)喂養(yǎng)4周后,接受平板運(yùn)動(dòng)鍛煉,繼續(xù)高脂飲食喂養(yǎng)8周。經(jīng)過低脂飲食或高脂飲食喂養(yǎng)12周并運(yùn)動(dòng)鍛煉8周后,大鼠被處死,留取血液樣本和心肌組織,檢測代謝指標(biāo)、心肌超氧化物水平及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、過氧化氫酶(catalase,CAT)及核因子E2相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2(Nuclear factor-E2-related factor 2,Nrf2)蛋白表達(dá)水平。結(jié)果：1.運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠代謝的影響低脂飲食或高脂飲食喂養(yǎng)4周后,與低脂飲食組大鼠相比,高脂飲食組大鼠體重增加(180±9 vs. 156±6, p0.05; obese rats vs. lean rats);繼續(xù)喂養(yǎng)8周后,O-SED組大鼠與L-SED組大鼠之間的體重差異更大；另外,與L-SED組大鼠相比,O-SED組大鼠血漿胰島素、瘦素和總膽固醇水平明顯增高;與O-SED組大鼠相比,運(yùn)動(dòng)鍛煉可以明顯降低O-EXE組大鼠血漿胰島素、瘦素和總膽固醇水平；L-SED組大鼠和L-EXE組大鼠血漿胰島素、瘦素和總膽固醇水平無明顯差異；各組之間的血糖和血漿甘油三酯水平無明顯差異。2.運(yùn)動(dòng)對(duì)心肌氧化應(yīng)激的影響與L-SED組大鼠相比,O-SED組大鼠心肌超氧化物水平明顯增加；L-SED組和L-EXE組大鼠心肌超氧化物水平無明顯差別,但與O-SED組大鼠相比,運(yùn)動(dòng)鍛煉8周后的O-EXE組大鼠心肌超氧化物水平明顯降低。與L-SED組大鼠相比,O-SED組大鼠心肌抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)和抗氧化反應(yīng)的主調(diào)節(jié)器Nrf2蛋白明顯降低；與O-SED組大鼠相比,運(yùn)動(dòng)鍛煉可以使O-EXE組大鼠心肌SOD和Nrf2蛋白表達(dá)回升；但是與L-SED組大鼠相比,運(yùn)動(dòng)鍛煉后的L-EXE組大鼠心肌SOD和Nrf2蛋白表達(dá)無明顯變化；各組之間抗氧化酶CAT蛋白表達(dá)無明顯差異。第二部分運(yùn)動(dòng)改善七氟烷預(yù)處理對(duì)肥胖大鼠心肌的保護(hù)效應(yīng)目的：觀察規(guī)律且適度的運(yùn)動(dòng)能否通過降低肥胖大鼠心肌氧化應(yīng)激,恢復(fù)ROS調(diào)節(jié)的七氟烷預(yù)處理對(duì)AMPK的激活,進(jìn)而改善七氟烷預(yù)處理對(duì)肥胖大鼠心肌的保護(hù)效應(yīng)。方法：雄性SD大鼠(體重82.7±1.8 g)經(jīng)過12周低脂(10% kal)或高脂(45% kal)飲食喂養(yǎng)4周,并安靜或運(yùn)動(dòng)鍛煉8周后,被隨機(jī)分為8組(每組11-13只)進(jìn)行心肌缺血再灌注：(1)L-SED組；(2)L-SED+SEV組；(3)L-EXE+SEV組；(4)L-EXE組；(5)O-SED組；(6)O-SED+SEV組；(7)O-EXE+SEV組；(8)O-EXE組。8組大鼠均建立MIRI模型,心肌缺血25分鐘,再灌注120分鐘。其中L-SED+SEV組、L-EXE+SEV組、O-SED+SEV組和O-EXE+SEV組在MIR前進(jìn)行七氟烷預(yù)處理。再灌注完成后移除心臟計(jì)算心肌梗死面積和缺血高風(fēng)險(xiǎn)心肌面積。為觀察運(yùn)動(dòng)鍛煉對(duì)七氟烷預(yù)處理誘導(dǎo)的AMPK激活和NOx表達(dá)的影響,在心肌缺血期末處死大鼠(每組取大鼠5-6只,n=5-6),并留取左心室缺血區(qū)心肌組織進(jìn)行磷酸化AMPK和NOx的測定。結(jié)果：1.七氟烷預(yù)處理和運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠心肌梗死面積的影響安靜狀態(tài)下的(L-SED)組和(O-SED)組大鼠心肌梗死面積無明顯區(qū)別；在低脂飲食組大鼠,與L-SED組大鼠相比,七氟烷預(yù)處理后L-SED+SEV組和L-EXE+SEV組大鼠心肌梗死面積均縮小,且兩組間心肌梗死面積無明顯差別；與O-SED組大鼠相比,七氟烷預(yù)處理對(duì)安靜狀態(tài)下的肥胖大鼠(O-SED+SEV組)心肌梗死面積無明顯影響,但運(yùn)動(dòng)鍛煉并接受七氟烷預(yù)處理的肥胖大鼠(O-EXE+SEV組)心肌梗死面積明顯縮�。慌c安靜組(L-SED組和O-SED組)大鼠相比,單純運(yùn)動(dòng)鍛煉沒有降低普通大鼠(L-EXE組)和肥胖大鼠(O-EXE組)心肌梗死面積。另外,各組大鼠MIR后缺血高風(fēng)險(xiǎn)心肌面積無明顯差別。2.七氟烷預(yù)處理和運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠心肌AMPK活化的影響L-SED組和O-SED組大鼠心肌缺血期末AMPK磷酸化水平(磷酸化AMPK/總AMPK)無明顯差別；與L-SED組大鼠相比,七氟烷預(yù)處理的L-SED+SEV組和L-EXE+SEV組大鼠心肌AMPK磷酸化水平增高,且增高幅度接近；與O-SED組大鼠相比,七氟烷預(yù)處理沒有使O-SED+SEV組大鼠心肌AMPK磷酸化水平增高,但運(yùn)動(dòng)鍛煉后的O-EXE+SEV組大鼠經(jīng)七氟烷預(yù)處理后心肌AMPK磷酸化水平明顯增高；與安靜組(L-SED組和O-SED組)大鼠相比,單純運(yùn)動(dòng)鍛煉沒有使L-EXE組和O-EXE組大鼠心肌AMPK磷酸化水平增高。3.七氟烷預(yù)處理和運(yùn)動(dòng)對(duì)心肌eNOS磷酸化和NOx表達(dá)的影響L-SED組和O-SED組大鼠心肌缺血期末eNOS磷酸化水平(磷酸化eNOS/總eNOS)和NOx水平無明顯差別；與L-SED組大鼠相比,七氟烷預(yù)處理的L-SED+SEV組和L-EXE+SEV組大鼠心肌eNOS磷酸化水平和NOx水平明顯增高；與O-SED組大鼠相比,七氟烷預(yù)處理沒有增加O-SED+SEV組大鼠心肌eNOS磷酸化水平和NOx水平,但是經(jīng)過運(yùn)動(dòng)鍛煉的O-EXE+SEV組大鼠經(jīng)七氟烷預(yù)處理后心肌eNOS磷酸化水平和N0x水平明顯增高；與安靜組(L-SED組和O-SED組)大鼠相比,單純運(yùn)動(dòng)鍛煉沒有使L-EXE組和O-EXE組大鼠心肌eNOS磷酸化水平和NOx水平增高。4.七氟烷預(yù)處理和運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠心肌超氧陰離子表達(dá)的影響與L-SED組大鼠相比,O-SED組大鼠缺血期末心肌超氧陰離子表達(dá)水平增高；在低脂飲食組,與L-SED組大鼠相比,七氟烷預(yù)處理后L-SED+SEV組和L-EXE+SEV組大鼠心肌超氧陰離子表達(dá)水平明顯增高；在高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖組,與O-SED組大鼠相比,七氟烷預(yù)處理后O-SED+SEV組大鼠心肌超氧陰離子表達(dá)沒有明顯變化,而運(yùn)動(dòng)鍛煉后的O-EXE+SEV組大鼠心肌經(jīng)七氟烷預(yù)處理后心肌超氧陰離子表達(dá)水平明顯增高；與L-SED組大鼠相比,單純運(yùn)動(dòng)鍛煉的L-EXE組大鼠心肌超氧陰離子表達(dá)水平無明顯變化,而與O-SED組大鼠相比,運(yùn)動(dòng)鍛煉后的O-EXE組大鼠心肌超氧陰離子表達(dá)水平明顯降低。結(jié)論：1.高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖大鼠經(jīng)過規(guī)律且適度的運(yùn)動(dòng)后其代謝綜合征明顯改善,心肌氧化應(yīng)激水平顯著降低,受損的抗氧化系統(tǒng)得以恢復(fù)。2.規(guī)律且適度的運(yùn)動(dòng)可以改善七氟烷預(yù)處理對(duì)肥胖大鼠心肌的保護(hù)效應(yīng),其機(jī)制可能是運(yùn)動(dòng)后ROS介導(dǎo)的七氟烷預(yù)處理對(duì)AMPK磷酸化激活恢復(fù)正常。
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【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R54

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2403438