李 欣

(成都大學(xué) 體育學(xué)院， 四川 成都 610106)

中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練后心肌損傷標(biāo)記物及能量代謝通道變化的機(jī)制研究

李 欣

(成都大學(xué) 體育學(xué)院， 四川 成都 610106)

探討了中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練后大鼠心肌損傷標(biāo)記物心肌肌鈣蛋白、腦鈉肽和能量代謝通道哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白和AMP依賴的蛋白激酶信號(hào)通路變化的作用機(jī)制.利用健康雄性SD大鼠60只，隨機(jī)分為耐力運(yùn)動(dòng)組和對(duì)照組，建立大鼠耐力運(yùn)動(dòng)型心肌肥大模型.使用免疫組化結(jié)合計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，對(duì)心臟形態(tài)結(jié)構(gòu)以及哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白的分布和表達(dá)進(jìn)行觀察和測(cè)定；使用real-time PCR技術(shù)，對(duì)哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白和AMP依賴的蛋白激酶的mRNA表達(dá)進(jìn)行測(cè)定；使用ELISA檢測(cè)方法，對(duì)大鼠血清心肌肌鈣蛋白T、心肌肌鈣蛋白I、腦鈉肽的表達(dá)進(jìn)行測(cè)定.8周中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練后：E組大鼠心臟組織未見形態(tài)學(xué)病理性改變；E組大鼠的哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白免疫反應(yīng)陽(yáng)性面積和光密度顯著上調(diào)(P<0.05)；E組大鼠AMP依賴的蛋白激酶的mRNA表達(dá)未見顯著改變，而哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白的mRNA表達(dá)顯著上調(diào)(P<0.05)；E組大鼠心臟血漿腦鈉素、血漿肌鈣蛋白T和肌鈣蛋白I表達(dá)升高，但未見顯著變化.結(jié)果表明：8周中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練導(dǎo)致的耐力訓(xùn)練型心肌肥大未發(fā)生心功能惡化和慢性心衰；訓(xùn)練后心肌肌鈣蛋白和腦鈉肽表達(dá)升高并不能直接反映心肌細(xì)胞壞死和心功能惡化，其變化應(yīng)是由心臟形態(tài)結(jié)構(gòu)功能重塑造成的；8周的中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練未造成大鼠心肌細(xì)胞能量環(huán)境的改變；中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練中，心肌哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白和AMP依賴的蛋白激酶信號(hào)通路的表達(dá)與骨骼肌存在顯著差異.

耐力訓(xùn)練；心肌肌鈣蛋白；腦鈉素；mTOR/AMPK；信號(hào)通路

0 引 言

長(zhǎng)期大強(qiáng)度耐力訓(xùn)練后，運(yùn)動(dòng)員左心室腔在舒張末期增大，提示了病理性擴(kuò)張型心肌病發(fā)生的可能，表明耐力運(yùn)動(dòng)性心肌肥大具有心血管疾病發(fā)展的風(fēng)險(xiǎn)[1].而中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練是否也會(huì)對(duì)心臟結(jié)構(gòu)形態(tài)和功能產(chǎn)生不良影響目前未見系統(tǒng)明確的報(bào)道.臨床上通常將血液心肌肌鈣蛋白(I/T)作為判斷心肌細(xì)胞壞死最具敏感性和特異性的指標(biāo)[2]，將腦鈉肽作為判斷心肌功能和預(yù)后心衰的最具敏感性和特異性的指標(biāo)[3].哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)/AMP依賴的蛋白激酶(AMPK)信號(hào)通路是心肌細(xì)胞能量代謝變化的感受器，能感受運(yùn)動(dòng)時(shí)肌肉收縮所引起的能量變化，從而在機(jī)體對(duì)運(yùn)動(dòng)的適應(yīng)性反應(yīng)中發(fā)揮重要作用[4].因此，本研究通過(guò)8周中等強(qiáng)度的跑臺(tái)訓(xùn)練后大鼠心臟形態(tài)結(jié)構(gòu)的顯微檢測(cè)、mTOR/AMPK信號(hào)通路表達(dá)的變化以及心臟損傷標(biāo)志物的表達(dá)變化，來(lái)確定中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練導(dǎo)致的心肌肥大性質(zhì)，心臟損傷標(biāo)志物在運(yùn)動(dòng)損傷臨床意義，心肌細(xì)胞能量代謝變化情況以及心肌mTOR/AMPK信號(hào)通路的變化情況與骨骼肌細(xì)胞是否存在不同.

1 對(duì)象與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物為60只健康雄性SD大鼠，3月齡，質(zhì)量180～210 g，隨機(jī)分為耐力訓(xùn)練組(E組，n=30)和對(duì)照組(C組，n=30).每組內(nèi)包括3個(gè)平行亞組，即形態(tài)學(xué)檢測(cè)亞組(C1/E1組，n=10)、實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)亞組(C2/E2組，n=10)和ELISA檢測(cè)亞組(C3/E3組，n=10).大鼠采用標(biāo)準(zhǔn)嚙齒類飼料(四川大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供)飼養(yǎng)，自由飲水與活動(dòng)，室溫22 ℃±2 ℃，濕度45%±10%，晝夜節(jié)律人工控制光照，光照時(shí)間為12 h/d.

1.2 跑臺(tái)訓(xùn)練計(jì)劃

利用自制動(dòng)物跑臺(tái)建立中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練動(dòng)物模型.耐力訓(xùn)練組大體采用Fenning的訓(xùn)練計(jì)劃[5]，結(jié)合Wisloff對(duì)最大攝氧量的控制方法[6]，每周訓(xùn)練6 d，持續(xù)訓(xùn)練8周.整個(gè)訓(xùn)練過(guò)程中，相對(duì)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度大約維持在60%～65%VO2max.

1.3 形態(tài)學(xué)檢測(cè)亞組取材與測(cè)量

整個(gè)訓(xùn)練計(jì)劃結(jié)束后24 h，C1組和E1組大鼠苯巴比妥鈉(4 mg/100 g體質(zhì)量)腹腔麻醉后，心臟灌注固定后取出心臟，電子天平稱重，計(jì)算心臟體質(zhì)量指數(shù).心臟石蠟包埋，切片，進(jìn)行HE染色，觀察組織結(jié)構(gòu).對(duì)mTOR進(jìn)行免疫組織化學(xué)DAB顯色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)結(jié)果在顯微鏡下觀察、攝片.圖像分析軟件使用Image-Pro Plus 6.0，參數(shù)值由圖像分析系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生.測(cè)量參數(shù)為每個(gè)視野各測(cè)試指標(biāo)陽(yáng)性反應(yīng)區(qū)域的平均光密度與總面積.

1.4 實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)

整個(gè)訓(xùn)練計(jì)劃結(jié)束后24 h，C2和E2組大鼠苯巴比妥鈉(4 mg/100 g體質(zhì)量)腹腔麻醉后，迅速取出完整心臟，置于液氮中備用.取心臟組織塊50～100 g用液氮在研缽中加Trizol研磨成粉末狀后移入離心管中，冰上孵育5 min后加0.2 mL氯仿，振蕩，冰上孵育5 min后，4 ℃離心15 min，取上清液移至新離心管，加0.5 mL異丙醇，振蕩，冰上孵育5 min后，4 ℃離心10 min，棄上清液，加入1 ml 75%乙醇，振蕩后，4 ℃離心5 min，棄上清液后室溫下使之干燥，加入DEPC處理水10 μL溶解RNA.瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)完整性后，使用RT-PCR將mRNA反轉(zhuǎn)錄成cDNA待用.使用逆轉(zhuǎn)錄試劑盒(Farmentas MBI), 并按試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行操作.加4 μL RNA樣品于冰上放置的EP管中，1 μL的oligo(dT)，加無(wú)菌無(wú)酶水至總體積為12 μL.混勻后離心5 s，70 ℃溫浴5 min，再于冰上按順序加入：4 μL 5×buffer、1 μL RNasin(20 u/μL)、2 μl 10 mM dNTP mix.混勻后短暫離心，37 ℃孵育.加1 μL的M-MLV(200 u/μL)，至反應(yīng)終體積為20 μL.42 ℃孵育1 h，70 ℃溫浴10 min，冰上放置.產(chǎn)物-20 ℃保存.

1.5 引物設(shè)計(jì)與REAL-TIME PCR反應(yīng)

在Gene Bank中進(jìn)行目的基因全序列查找，采用Primer Express 3.0設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)引物，引物序列及其相關(guān)信息見表1.

表1 各基因引物序列及相關(guān)信息

將各目的基因按照10倍濃度梯度稀釋，選擇1/10、1/100、1/1 000和1/10 000稀釋濃度的樣品作為標(biāo)準(zhǔn)品模板，進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光定量PCR反應(yīng).通過(guò)這4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)品生成的反應(yīng)數(shù)據(jù)，由Multicolor Real-Time PCR detection system自動(dòng)生成標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)各標(biāo)準(zhǔn)品拷貝數(shù)的對(duì)數(shù)與其對(duì)應(yīng)的Ct值可建立一個(gè)方程.當(dāng)R2>0.95時(shí)，可認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)曲線建立成功[7].

1.6 ELISA檢測(cè)亞組取材與實(shí)驗(yàn)

整個(gè)訓(xùn)練計(jì)劃結(jié)束后24 h，C3組和E3組大鼠苯巴比妥鈉(4 mg/100 g體質(zhì)量)腹腔麻醉后，左心室心尖部取血，靜置15 min后，離心15 min(4 000 r/min，室溫)，取上清液，-20 ℃保存.使用全波長(zhǎng)酶標(biāo)儀測(cè)量血清心肌肌鈣蛋白T/I和腦鈉肽的吸光度，按說(shuō)明書制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，得出回歸方程后，計(jì)算各樣品中心肌肌鈣蛋白T/I和腦鈉肽的濃度.

1.7 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

使用SPSS 17.0處理相關(guān)數(shù)據(jù)，兩組間均數(shù)比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P<0.05為具有顯著性差異.

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 大鼠心臟質(zhì)量指數(shù)的變化

大鼠心臟質(zhì)量指數(shù)變化如表2所示.

表2 大鼠心臟質(zhì)量指數(shù)

注：*與C組比較P<0.05.

由表2可知，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，E組大鼠心臟質(zhì)量低于C組，但不具有顯著性差異；E組大鼠質(zhì)量顯著低于C組(P<0.05)；E組大鼠心臟質(zhì)量指數(shù)增大，與C組比較具有顯著性差異(P<0.05).

2.2 心肌組織HE染色觀察

大鼠心肌組織HE染色觀察如圖1所示.

圖1 大鼠心肌組織結(jié)構(gòu)觀察(放大200倍)

由圖1可見，C組大鼠心室肌橫切面纖維結(jié)構(gòu)清晰，呈短柱狀(圖1-A)；縱切面纖維結(jié)構(gòu)清晰，呈不規(guī)則長(zhǎng)條形(圖1-B).E組大鼠心肌纖維結(jié)構(gòu)清晰，橫紋明顯，可見肌纖維體積較C組有一定的增粗，未見變性和壞死現(xiàn)象(圖1-C、圖1-D).

2.3 心肌組織mTOR免疫組織化學(xué)法結(jié)合計(jì)算機(jī)圖像處理檢測(cè)

大鼠心臟組織mTOR免疫染色結(jié)果見圖2.

圖2 大鼠心肌組織mTOR免疫組織化學(xué)觀察(放大200倍)

由圖2可見，C1組(2-A)大鼠心肌細(xì)胞中存在少量mTOR免疫陽(yáng)性反應(yīng)染色.E1組(圖2-B)大鼠心肌細(xì)胞中存在mTOR免疫陽(yáng)性反應(yīng)染色.與C1組相比，免疫陽(yáng)性反應(yīng)明顯增強(qiáng)，棕黃色顆粒染色密度明顯增加.計(jì)算機(jī)圖像處理結(jié)果見表3.

表3 大鼠心臟組織mTOR表達(dá)圖像分析結(jié)果

注：*與C1組相比，P<0.05.

2.4 實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)結(jié)果

目的基因mTOR的Real-time PCR標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖3，目的基因AMPK的Real-time PCR標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖4.mTOR和AMPK基因相對(duì)表達(dá)水平見表4.

圖3 mTOR的標(biāo)準(zhǔn)曲線和回歸方程

圖4 AMPK的標(biāo)準(zhǔn)曲線和回歸方程

組 別mTOR表達(dá)水平AMPK表達(dá)水平C2組(n=9)25．61±3．1740．26±4．00E2組(n=9)35．59±4．09?38．09±2．87

注：*P<0.05.

由表5可知，E2組大鼠mTOR表達(dá)顯著高于C2組，P<0.05；E2組大鼠AMPK表達(dá)雖然高于C2組，但無(wú)顯著性差異.

2.5 心臟血清腦鈉肽和血清肌鈣蛋白T/I ELISA檢測(cè)結(jié)果

大鼠血清腦鈉肽和血清肌鈣蛋白T/I的標(biāo)準(zhǔn)曲線和回歸方程見圖5～7，各組BNP和血清肌鈣蛋白T/I的表達(dá)比較見表5.

圖5 大鼠血清BNP的標(biāo)準(zhǔn)曲線及回歸方程

圖6 大鼠血清心肌肌鈣蛋白T標(biāo)準(zhǔn)曲線及回歸方程

圖7 大鼠血清心肌肌鈣蛋I標(biāo)準(zhǔn)曲線及回歸方程

分組腦鈉肽/(ng/L)心肌肌鈣蛋白T/(ng/L)心肌肌鈣蛋白I/(ng/L)C2組121．36±6．5231．21±1．5668．05±4．20E2組121．53±3．8731．57±1．2268．51±1．73

注：與C組比較P>0.05.

由表5可知，E3組大鼠血清腦鈉肽以及血清心肌肌鈣蛋白T/I的表達(dá)雖然高于C3組，但無(wú)顯著性差異.

3 分析和討論

3.1 中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練對(duì)心臟組織學(xué)形態(tài)的影響

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物造模結(jié)束后，E組大鼠的質(zhì)量明顯低于C組，心臟質(zhì)量指數(shù)顯著增加，表明大鼠耐力運(yùn)動(dòng)型心肌肥大模型建立成功.E組大鼠心臟質(zhì)量未發(fā)生顯著性變化，這與部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符[6].其原因可能是耐力訓(xùn)練主要造成心室腔的擴(kuò)大，而心室壁無(wú)需過(guò)度增厚，心臟質(zhì)量不會(huì)發(fā)生顯著性變化，也可能是實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練周數(shù)較短，心臟的絕對(duì)質(zhì)量增加程度尚不明顯所致[7].實(shí)驗(yàn)中，E組大鼠的心臟體積增大，心室腔擴(kuò)大，心肌纖維增粗；形態(tài)學(xué)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，大鼠心肌纖維結(jié)構(gòu)清晰，橫紋清楚可見，未見心肌纖維間顯著水腫、嗜酸性染色增強(qiáng)、血管擴(kuò)張與局限性間質(zhì)水腫等病理性改變.

3.2 中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練對(duì)心臟mTOR/AMPK信號(hào)通路表達(dá)的影響

mTOR是一個(gè)高度保守的絲氨酸/蘇氨酸激酶，是細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)、能量狀態(tài)的傳感器，它處于PI3K/Akt信號(hào)通路的下游，在調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)和細(xì)胞周期中起非常關(guān)鍵的作用[8].AMPK是真核生物能量代謝變化的感受器，能感受運(yùn)動(dòng)時(shí)肌肉收縮所引起的能量變化，從而在機(jī)體對(duì)運(yùn)動(dòng)的適應(yīng)性反應(yīng)中發(fā)揮重要作用[9].由于其細(xì)胞能量調(diào)節(jié)器的作用，mTOR/AMPK信號(hào)通路在心肌肥大，尤其是病理性心肌肥大中扮演重要角色：一方面，病理性的刺激，如運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的缺血缺氧可迅速激活A(yù)MPK，導(dǎo)致心肌糖代謝增加和脂質(zhì)過(guò)氧化，而這正是病理性心肌肥大的重要特征；另一方面，AMPK的激活可以抑制下游靶蛋白的活性，從而抑制心肌細(xì)胞蛋白合成和肥大進(jìn)程[10].因此，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)心臟mTOR和AMPK的表達(dá)變化，來(lái)判斷中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練后心肌細(xì)胞中能量的變化情況與心肌細(xì)胞mTOR/AMPK信號(hào)通路的變化情況.

實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)和免疫組化檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，E1組和E2組大鼠心臟mTOR的表達(dá)較對(duì)照組均發(fā)生了顯著性提高，表明在中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練刺激下大鼠心臟mTOR的激活，而實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，E2組大鼠心臟AMPK的mRNA表達(dá)較C2組大鼠的表達(dá)均值降低了5.7%，但統(tǒng)計(jì)學(xué)檢測(cè)不具有顯著性差異，說(shuō)明在中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練刺激下大鼠心臟AMPK并沒有被激活.由于當(dāng)細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)剝奪或缺氧時(shí)，細(xì)胞內(nèi)AMPK的含量會(huì)顯著增高，由此可以推測(cè)，中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練后，心肌細(xì)胞的能量消耗不大，細(xì)胞內(nèi)未出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)剝奪或缺氧狀態(tài)，即8周的中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練并沒有造成大鼠心肌細(xì)胞能量環(huán)境的改變.心肌細(xì)胞的能量底物來(lái)源主要包括脂肪酸代謝和糖代謝，這2個(gè)進(jìn)程都可被AMPK調(diào)節(jié).提示AMPK的激活可能在不同的致肥大機(jī)制中扮演雙重角色：當(dāng)壓力負(fù)荷性(或病理性)肥大時(shí)，AMPK增多，糖酵解增加，導(dǎo)致病理性心肌肥大繼續(xù)發(fā)生；而當(dāng)生理性肥大時(shí)，AMPK表達(dá)降低，蛋白合成增加，促進(jìn)生理性肥大的繼續(xù)發(fā)生.在本實(shí)驗(yàn)中，AMPK的mRNA表達(dá)下降，但沒有顯著性差異，至少可以表明此時(shí)的心肌肥大并不是病理性的肥大.

3.3 中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練對(duì)心肌和骨骼肌mTOR信號(hào)通路表達(dá)影響的異同

體外培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)，相同細(xì)胞類型在面對(duì)不同機(jī)械刺激時(shí)，其激活的信號(hào)通路是不同的[11]，這提示雖然心肌細(xì)胞和骨骼肌細(xì)胞都屬于肌細(xì)胞，但在運(yùn)動(dòng)刺激作用下，兩者經(jīng)mTOR途徑合成蛋白的信號(hào)通路變化狀況是不一致的.其中mTOR/p70S6K信號(hào)通路作為一條對(duì)機(jī)械刺激、營(yíng)養(yǎng)雙敏感的信號(hào)通路，很容易被細(xì)胞內(nèi)能量狀態(tài)感受器AMPK調(diào)節(jié).目前，對(duì)于心肌細(xì)胞在運(yùn)動(dòng)刺激下mTOR/AMPK信號(hào)通路變化情況的研究未見系統(tǒng)的報(bào)道，按經(jīng)驗(yàn)，心肌mTOR表達(dá)增高時(shí)，AMPK的活性應(yīng)受到抑制.但在本實(shí)驗(yàn)中，雖然mTOR的表達(dá)發(fā)生了顯著升高，卻沒有證據(jù)表明AMPK的活性受到了抑制，相反AMPK的表達(dá)還存在一定的提高.此結(jié)果提示在中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練的刺激下，心肌細(xì)胞AMPK與mTOR之間可能并不存在著相互抑制關(guān)系.而對(duì)于骨骼肌細(xì)胞來(lái)說(shuō)，不同類型的運(yùn)動(dòng)刺激會(huì)造成mTOR/AMPK信號(hào)通路的不同變化.Nader等[12]的研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)時(shí)間低強(qiáng)度的耐力訓(xùn)練造成的營(yíng)養(yǎng)缺乏或缺氧等因素激活A(yù)MPK，下調(diào)mTOR表達(dá).而抗阻訓(xùn)練則選擇性抑制骨骼肌AMPK通路，從而激活TSC2/mTOR信號(hào)通路[13].

3.4 中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練對(duì)心臟損傷標(biāo)志物的影響

3.4.1 中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練對(duì)腦鈉肽的影響.

8周中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練后，有2只大鼠血清腦鈉肽含量出現(xiàn)了顯著性上升，但E3組整體腦鈉肽均值只略高于C3組，未出現(xiàn)顯著性差異.大鼠在經(jīng)過(guò)8周的耐力訓(xùn)練后出現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)性心肌肥大，而血清腦鈉肽濃度未顯著性升高，提示在生理性的運(yùn)動(dòng)性心肌肥大中，腦鈉肽可能并未參與該過(guò)程.運(yùn)動(dòng)后血清腦鈉肽表達(dá)上升可能是由于運(yùn)動(dòng)對(duì)心室壁造成牽張壓力，心肌細(xì)胞中儲(chǔ)存的腦鈉肽釋放入血；而經(jīng)過(guò)對(duì)8周中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練的適應(yīng)，心肌細(xì)胞中腦鈉肽的基因表達(dá)和合成重新編碼，大鼠心臟對(duì)容積負(fù)荷等刺激產(chǎn)生適應(yīng)，不再加速釋放腦鈉肽入血，從而使血液中的腦鈉肽表達(dá)不再增高[7].本實(shí)驗(yàn)中，8周中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練后，大鼠出現(xiàn)生理性心肌肥大，未出現(xiàn)心功能惡化與慢性心衰等病理改變，表明腦鈉肽未參與運(yùn)動(dòng)心臟重塑的過(guò)程，不能直接反映心臟在運(yùn)動(dòng)后是否出現(xiàn)病理改變.

3.4.2 中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練對(duì)心肌肌鈣蛋白的影響.

實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，8周中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練后，E3組中有3只大鼠的血清心肌肌鈣蛋白表達(dá)出現(xiàn)了顯著性升高，但整個(gè)E3組大鼠血清心肌肌鈣蛋白均值水平與C3組相比，無(wú)顯著性差異.對(duì)心肌細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的顯微檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)病理性改變，提示運(yùn)動(dòng)后血清肌鈣蛋白表達(dá)高于閾值，更可能是一種生理性的可逆性的變化.心肌細(xì)胞在對(duì)中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練的適應(yīng)過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)與骨骼肌纖維對(duì)耐力訓(xùn)練適應(yīng)過(guò)程中相似的情況，即會(huì)在心肌細(xì)胞膜上形成一個(gè)短暫的細(xì)胞傷口，造成運(yùn)動(dòng)后的心肌肌鈣蛋白的釋放.Hickman等[14]的研究發(fā)現(xiàn)，在缺血狀態(tài)下，心肌細(xì)胞膜表面會(huì)形成一個(gè)囊泡，心肌肌鈣蛋白釋放入血，但此時(shí)心肌細(xì)胞并未壞死；當(dāng)缺血嚴(yán)重或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，囊泡破裂，心肌細(xì)胞凋亡、壞死.這可合理地解釋從適宜強(qiáng)度到過(guò)量運(yùn)動(dòng)時(shí)，心肌細(xì)胞形態(tài)和血清心肌肌鈣蛋白表達(dá)的變化情況，即運(yùn)動(dòng)能誘發(fā)心肌肌鈣蛋白釋放入血，但此時(shí)心肌細(xì)胞并未發(fā)生凋亡、壞死等病理改變.

目前，心肌肌鈣蛋白表達(dá)的顯著升高仍然是臨床判斷心肌細(xì)胞壞死的首選病理依據(jù)，而這種判斷依據(jù)在運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域是值得商榷的.本研究證實(shí)，運(yùn)動(dòng)后心肌肌鈣蛋白和腦鈉肽表達(dá)升高并不能直接反映心肌細(xì)胞壞死和心功能惡化，這種變化應(yīng)是發(fā)生在心臟形態(tài)結(jié)構(gòu)功能發(fā)生重塑過(guò)程中造成的心肌細(xì)胞生理性、可逆性的微小損傷.應(yīng)將血清心肌肌鈣蛋白和腦鈉肽的表達(dá)，結(jié)合物理檢測(cè)及確定心血管疾病癥狀后才能確診運(yùn)動(dòng)后心血管功能的病變.

4 結(jié) 論

8周中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練導(dǎo)致的耐力運(yùn)動(dòng)型心肌肥大未發(fā)生心功惡化和慢性心衰，8周的中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練未造成大鼠心肌細(xì)胞能量環(huán)境的改變，心肌mTOR/AMPK信號(hào)通路的表達(dá)與骨骼肌存在顯著差異.訓(xùn)練后心肌肌鈣蛋白和腦鈉肽表達(dá)升高并不能直接反映心肌細(xì)胞壞死和心功能惡化，其變化應(yīng)是由心臟形態(tài)結(jié)構(gòu)功能重塑造成的.

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Research on Mechanism of Markers of Myocardial Injury after Moderate-intensity Endurance Training and Changes of Energy Metabolism Pathway

LIXin

(School of Sports, Chengdu University, Chengdu 610106, China)

The paper is going to study the working mechanism of the mTOR/AMPK signaling pathway changes and the myocardial injury markers,such as cardiac troponin,BNP and energy metabolism pathway of rats after moderate-intensity training.60 healthy male SD rats are randomly divided into control group and endurance training group.An athletic endurance myocardial hypertrophy model of those rats is established.Immunohistochemistry combined with computer image processing technology is used to observe and detect the morphology of hearts and also the distribution and expression of mTOR.Real-time PCR method is used to test the mRNA expression of mTOR and AMPK.ELISA method is also used to detect the expression of serum cardiac troponin T,cardiac troponin I and BNP of rats.The results show that after 8 weeks of moderate-intensity endurance training,1)heart tissue of rats in group E shows no pathological changes;2)The immune-positive area and optical density of mTOR immunoreaction of rats from group E is significantly enhanced(P<0.05);3)AMPK and mRNA expression of rats from group E shows no significant changes either while the mRNA of mTOR increases dramatically(P<0.05);4)The BNP,cardiac troponin T and cardiac troponin I expression of rats in group E increase but demonstrate no significant changes.The conclusion drawn is that 1)atheltic endurance cardiac hypertrophy caused by 8 weeks of moderate-intensity training does not deteriorate at all and shows no trend of chronic heart failure;2)the slightly elevation of cardiac troponinT/I and BNP after training does not reflect myocardial cell necrosis and cardiac deterioration.All the changes are caused by the remodeling of cardiac morphology and function;3)8 weeks of moderate-intensity endurance training does not lead to environmental changes of the cardiac cell energy;4)there is a significant difference between the mTOR/AMPK signaling pathway expression and cardiac muscle and skeletal muscle under moderate intensity endurance training.

endurance training;cardiac troponin;BNP；mTOR/AMPK；signaling pathway

1004-5422(2017)01-0024-06

2016-12-29.

李 欣(1980 — )， 男， 博士， 副教授， 從事運(yùn)動(dòng)與心血管健康研究.

G804.2

A