生理性缺血训练对慢性心力衰竭大鼠心功能及心肌重构的影响

目的:观察生理性缺血训练(PIT)对慢性心衰大鼠心功能及心肌重构的影响,并探讨其可能作用机制。方法:将30只健康雄性8周龄SPF级Wistar大鼠,按随机数字表法分为假手术组(SO组)、单纯心衰组(CHF组)和生理性缺血训练组(PIT组)。SO组按心衰模型制作:找到左冠状动脉前降支,用线穿过不结扎;CHF组建立慢性心衰大鼠模型;PIT组在CHF组的基础上进行生理性缺血训练,采用止血带环扎大鼠双下肢,缺血5min,再灌注5min,每天4个循环,每周训练5天,持续8周。训练结束后采用小动物超声系统检测心脏结构与功能,ELISA法检测外周血NT-proBNP含量,Western Blot法检测心肌组织Bcl-2及Bax蛋白表达,Masson染色检测心肌胶原含量。结果:训练8周后,与SO组相比,CHF组和PIT组的左室射血分数(LVEF)和左室短轴缩短率(LVFS)明显降低,左室收缩末内径(LVESD)和左室舒张末内径(LVEDD)明显升高,NT-proBNP水平升高,Bcl-2蛋白相对表达量显著减少,Bax蛋白相对表达量显著增加(P0.05);与SO组相比,CHF组胶原容积分数(CVF)显著增加,而PIT组无明显变化(P0.05);与CHF组相比,PIT组的LVEF和LVFS均明显升高,LVESD和LVEDD明显降低,NT-proBNP水平降低,Bcl-2蛋白相对表达量显著增加,Bax蛋白相对表达量显著减少,CVF显著降低(P0.05)。结论:8周PIT能逆转慢性心衰大鼠心肌重构,改善心功能,与其促进Bcl-2蛋白表达增加,Bax蛋白表达减少,抑制心肌细胞凋亡和心肌纤维化有关。     

迷走神经在生理性缺血训练改善心力衰竭大鼠心功能中的作用

目的:探讨生理性缺血训练(PIT)改善心力衰竭(心衰)大鼠心功能过程中迷走神经的作用及其发挥效应的分子生物学机制。方法:30只大鼠随机分为假手术组(SO组)、单纯心衰组(HF组)、生理性缺血训练组(PIT组)、乙酰胆碱M_2受体拮抗剂组(M_2R-组)及乙酰胆碱M_2受体激动剂组(M_2R+组),每组6只。SO组按照心衰大鼠模型建立步骤,将线穿过左冠状动脉前降支不结扎,不训练;HF组为心衰大鼠模型,不训练;PIT组在HF组基础上进行训练,每次缺血5min,再灌注5min,5次/天,5天/周,持续8周;M_2R-组及M_2R+组分别在PIT组基础上每天尾静脉注射乙酰胆碱M_2受体特异性拮抗剂(0.5mg/kg,i.v.)及激动剂(0.2mg/kg,i.v.)。8周训练结束后,采用小动物二维超声系统检测心功能,Masson染色检测心肌梗死面积,q RT-PCR及Western Blot分别检测Bcl-2、Bax、MMP-9及TIMP-1的m RNA和蛋白表达水平,Ellman法检测乙酰胆碱酯酶活性,ELISA法检测去甲肾上腺素浓度。结果:8周训练后,PIT及M_2R+组的左室射血分数(LVEF)、Bcl-2、Bcl-2/Bax的值及TIMP-1显著高于HF组和M_2R-组(P0.05);相反地,心肌梗死面积、Bax、MMP-9及MMP-9/TIMP-1的值则显著低于HF组和M_2R-组(P0.05)。PIT组、M_2R-组及M_2R+组乙酰胆碱酯酶活性显著高于HF组(P0.01),前者三组组间无显著差异(P0.05)。与SO组相比,其余各组去甲肾上腺素浓度显著升高(P0.01),但各组组间均无显著差异(P0.05)。乙酰胆碱酯酶活性与Bcl-2/Bax及LVEF,Bcl-2/Bax与LVEF呈正相关,乙酰胆碱酯酶活性与MMP-9/TIMP-1,MMP-9/TIMP-1与LVEF呈负相关(P0.001)。结论:PIT可以通过提高迷走神经活性,减少心肌凋亡,减轻心肌间质纤维化,从而抑制心肌重构,改善心衰大鼠的心功能,该保护过程由乙酰胆碱M_2受体介导。     

生理性缺血训练改善心肌梗死后慢性心力衰竭大鼠心功能及心室重塑的神经机制

目的:探讨生理性缺血训练(PIT)改善心肌梗死后慢性心衰大鼠心功能及心室重塑的神经机制。方法:健康雄性Wistar大鼠随机分为生理性缺血训练组(PIT组)、迷走神经切断组(VN-cut组)、单纯心衰组(CHF组)及假手术组(SO组)。采用结扎左冠状动脉前降支的方法制备心肌梗死后慢性心衰模型。PIT组进行慢性心衰造模,同时进行PIT,PIT方案为双下肢缺血5min,再灌注5min,5次/天,5天/周,持续8周;VN-cut组进行慢性心衰及右侧迷走神经切断造模,同时进行PIT;CHF组进行慢性心衰造模,不进行PIT;SO组大鼠行开胸手术,6-0结扎线穿过心脏而不结扎,不进行PIT,安静笼养。训练8周后,采用小动物超声心动图检测心功能,随后取左心室肌进行以下检测:Masson染色测心肌梗死面积,RT-PCR检测Bcl-2/Bax及MMP9/TIMP-1的mRNA含量,Ellman法检测乙酰胆碱酯酶活性,Karnoysky-Roots法检测胆碱能神经密度。结果:训练8周后,PIT组与CHF组相比,左室射血分数(LVEF)、Bcl-2/Bax及MMP9/TIMP-1的比值、乙酰胆碱酯酶活性、胆碱能神经密度改善均有显著性意义(P0.05)。PIT组与VN-cut组相比,LVEF、心肌梗死面积、Bcl-1/Bax及MMP9/TIMP-1的比值、胆碱能神经密度改善均有显著性意义(P0.05),CHF组与VN-cut组相比Bcl-1/Bax及MMP9/TIMP-1的比值改善有显著性意义(P0.05)。相关性分析显示,Bcl-2/Bax的比值与乙酰胆碱酯酶活性、胆碱能神经密度之间呈直线正相关(P0.01),而MMP9/TIMP-1的比值与乙酰胆碱酯酶活性、胆碱能神经密度之间呈直线负相关(P0.01)。结论:生理性缺血训练通过提高乙酰胆碱酯酶活性及胆碱能神经密度,进而提高迷走神经活性。相关性分析表明,心肌梗死后心室重构受迷走神经活性相关因子调控,因此,有理由推测生理性缺血训练可调控迷走神经活性相关因子改善心肌梗死后慢性心衰大鼠的心功能及心室重塑。     

生理性缺血训练改善心衰大鼠心脏结构和功能的最佳干预强度及生物学标志物研究

摘要 目的：探索生理性缺血训练（PIT）改善心衰大鼠心脏结构、功能的最佳干预强度及生物学标志物。 方法：30只SD大鼠随机分为假手术组（SO组）,单纯心衰组（HF组）,生理性缺血训练1min组（PIT-S组）、5min组（PIT-M组）和10min组（PIT-L组）,每组6只。SO组按心衰模型建立步骤,穿线过左冠状动脉前降支不结扎,不训练;HF组建立心衰大鼠模型;PIT组在HF组基础上接受训练,单次缺血时长分别为1min、5min、10min,再灌注均为5min,5次/天,5天/周,持续8周。训练结束后采用经胸壁超声心动图检测心功能,Masson染色检测心肌纤维化程度,qRT-PCR检测Bcl-2、Bax、MMP9、TIMP1 mRNA的相对表达水平,ELISA法检测血清中NT-proBNP、Bradykinin、TNF-α、IL-6、IL-10等生物学标志物含量。 结果：与SO组相比,各组Bax、心肌纤维化程度、MMP9/TIMP1比值显著升高,左室射血分数（LVEF）、Bcl-2、Bcl-2/Bax比值、TIMP1显著降低（P＜0.05）;与HF组相比,3组PIT组LVEF显著升高,Bax、心肌纤维化程度、MMP9、MMP9/TIMP1比值显著降低（P＜0.05）;3组PIT大鼠中,PIT-M组LVEF、Bcl-2/Bax比值显著高于另外2组,而Bax、MMP9/TIMP1比值显著低于另外2组（P＜0.05）。除PIT-S组Bradykinin含量外,各组血清各标志物含量均明显高于SO组;PIT-M组各标志物含量均显著低于HF组,其中IL-6、Bradykinin、TNF-α显著低于PIT-S组,IL-10、Bradykinin、TNF-α显著低于PIT-L组（P＜0.05）。各标志物血清含量与LVEF均呈负相关（P＜0.01）,其中NT-proBNP相关性最为密切（r=﹣0.936,P＜0.0001）。 结论：相比于单次1min缺血/5min灌注、10min缺血/5min灌注,5min缺血/5min灌注的PIT方案对心衰大鼠心脏的远隔保护作用更显著,NT-proBNP可作为反映其保护作用的最佳生物学标志物。