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降钙素基因相关肽(Calcitonin gene related peptide,CGRP)是一种强烈的舒张血管活性物质,其广泛存在于心脏各个组织中,包括心房组织、心室组织以及冠状动脉壁的神经纤维内。CGRP对心肌具有正性作用,它通过正性变时(使心率加快)以及正性变力作用(增强心肌收缩力),使心脏输出量增加,同时能够舒张冠状动脉血管,增加心肌血流灌注,对心脏的损伤保护具有重要的调节作用,但其机理和影响因子目前仍不清楚。心肌细胞在急性高强度运动下会出现损伤,而运动预适应(EP)对心肌细胞有保护作用,其机理可能是与心肌细胞的内源性保护物质释放有关。而作为心肌内源性保护物质之一的降钙素基因相关肽,在运动预适应发挥的心肌保护作用中起着非常重要的作用。本研究通过初步探讨运动预适应对力竭运动大鼠CGRP及相关因子水平的影响,从而发挥心肌保护作用。 将健康的雄性SD大鼠80只(体重(200±20)g,由军事医学科学院实验动物中心提供)随机分为4组:安静对照组(C组)、运动预适应组(EP组)、力竭运动组(EE组)、运动预适应+力竭运动组(EP+EE组),每组20只。C组不进行运动预适应及力竭运动,EP组每天游泳60min(游泳15min、休息5min,重复3次)、每周6天,训练3周。EE组进行一次性游泳力竭运动(尾部负重体重3%的重物,力竭标准参考Thomas力竭标准[12]);EP+EE组先同期进行3周预适应游泳训练,预适应运动完成后于次日进行一次游泳力竭运动。通过光镜检查心肌组织的结构改变;应用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测心肌的丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、一氧化氮(NO)及血清肌酸激酶同工酶(CK-MB)、降钙素基因相关肽(CGRP)的含量;采用蛋白质免疫印迹试验(WestemBlot)检测心肌CGRP蛋白表达水平,应用Real Time PCR检测心肌CGRP mRNA的表达。 结果表明,光镜下观察提示,C组及EP组心肌染色均匀、心肌纤维形态结构正常、排列整齐,Z线清晰,间质无水肿,肌膜无破损,无肌纤维断裂、变性、坏死; EE组出现心肌染色不均匀,可见肌纤维断裂、变性、坏死。大量的心肌纤维排列出现紊乱,Z线模糊不连续,间质纤维出现中度的增生及水肿,并且可见肌膜破损;EP+EE组的心肌染色相对均匀,肌纤维走行出现改变,Z线清晰连续,间质水肿较EE组轻,肌膜无明显的破损,偶可见变性。各组大鼠血清中CK-MB的含量(U/L):EE组(15.55±0.90)、EP+EE组(13.11±0.77)比C组(7.38±0.41)的含量明显升高(P<0.01); EP+EE组较EE组相比显著降低(P<0.01),EP组(9.95±1.06)与C组相比无明显统计学差异(P>0.05)。各组大鼠血清中MDA的含量(nmol/mL): EE组(709.08±160.49)、EP+EE组(389.57±49.60)与C组(216.56±19.70)相比明显升高,有统计学差异(P<0.05,P<0.01); EP组(260.18±24.56)与C组相比较无明显统计学差异(P>0.05); EP+EE组较EE组显著降低(P<0.05)。SOD的含量(ng/mL):EE组(6.25±1.25)、EP+EE组(8.371±0.97)与C组(18.04±3.69)相比明显降低,有统计学差异(P<0.05,P<0.01); EP组(12.83±1.04)与C组相比较无明显统计学差异(P>0.05); EP+EE组与EE组相比也无显著差异(P>0.05)。NO的含量(μtmol/L):EE组(13.43±0.95)及EP+EE组(12.20±0.87)与C组(10.08±0.66)相比显著升高(P<0.01); EP组(10.89±0.75)与C组相比无明显统计学差异(P>0.05);EP+EE组较EE组显著降低(P<0.05)。各组大鼠血清CGRP蛋白含量(pg/mL): EE组(97.97±9.05)、 EP+EE组(120.41±9.07)与C组(193.39±28.05)相比显著降低,有统计学差异(P<0.01,P<0.05); EP组(150.15±9.47)与C组相比较无明显统计学差异(P>0.05); EP+EE组较EE组显著升高(P<0.05)。各组大鼠心肌CGRP mRNA的2-△△CT相对含量: EE组(97.97±9.05)、 EP+EE组(120.41±9.07)与C组(193.39±28.05)相比均显著降低,有统计学差异(P<0.01);EP组(0.85±0.08)与C组相比较无明显统计学差异(P>0.05);但EP+EE组明显较EE组升高(P<0.01)。各组大鼠心肌CGRP/β-actin灰度值比值:EE组(0.41±0.04)、EP+EE组(0.78±0.08)与C组(1.24±0.15)相比均显著降低,有统计学差异(P<0.01); EP组(0.97±0.07)与C组相比无明显统计学差异(P>0.05);但EP+EE组明显较EE组升高(P<0.01)。 通过实验研究表明,急性力竭运动可引起大鼠心肌的损伤,而运动预适应通过降低急性力竭大鼠的氧化应激水平,从而对心肌结构起到保护作用,其机制可能与内源性保护物质CGRP密切相关。但由CGRP介导的运动预适应起到的心肌保护作用机制研究尚不明确,仍需进行更深层次的研究。