过度训练大鼠急性心肌损伤心肌组织Caspase-1和IL-18表达变化及山莨菪碱干预的影响

发布时间：2018-12-26 13:35

【摘要】：目的:运动训练作为机体的一种外在刺激,对心脏具有双向作用。目前认为,有氧运动或中低强度运动会对心脏产生良好的正性肌力效应,如肌纤维增粗、线粒体嵴致密、毛细血管密度增加、心肌收缩力增强等；而过度运动则对心脏具有消极作用,不仅不利于心脏功能的提高,反而会损害其正常功能,使心脏由生理性应激发展为病理性改变。如何防治运动训练过度引起的脏器损伤是目前临床医学和运动医学关注的课题。研究表明，过度训练急性心肌损伤（overtraining-induced acute myocardialinjury，OTIAMI）与心肌细胞凋亡和炎性反应有关。Caspase-1是Caspase家族重要成员，在细胞凋亡中发挥重要作用，Caspase-1还可激活炎症因子IL-18，介导炎性反应，其在过度训练急性心肌损伤中是否发挥作用有待探讨。山莨菪碱预先给药可通过减轻心肌组织炎性反应，减少心肌细胞凋亡，对过度训练大鼠心肌发挥保护作用，但其作用是否与Caspase-1及IL-18有关尚不清楚。本研究采用大鼠游泳至力竭的方法，建立OTIAMI模型，观察大鼠力竭后不同时间点心肌损伤情况，以及心肌组织Caspase-1和IL-18表达变化和山莨菪碱干预的影响，探讨Caspase-1和IL-18在过度训练急性心肌损伤中的作用及活血化瘀药山莨菪碱的防治效果，为临床OTIAMI的防治提供新的理论和实验依据。方法:1动物选择及分组健康雄性Wistar大鼠48只，体重200～220g，采用随机数字表法，将其随机分为3组：对照组（C组，n=8）、力竭运动组（ES组,n=24）和山莨菪碱干预组（AD组, n=16）。2过度训练大鼠急性心肌损伤模型的建立ES组和AD组采用游泳力竭法建立过度训练大鼠急性心肌损伤模型，AD组大鼠于力竭运动前20min腹腔注射山莨菪碱10mg/kg。各组大鼠于实验前一天适应性游泳30min，次日再次放于水中游泳直至力竭。力竭标准：①游泳动作明显不协调；②沉入水底超过10s；③捞出后没有逃避反应，且放在平面上无法完成翻正反射。3标本采集及处理ES组于力竭后即刻(ESI)、6h(ES6h)、24h(ES24h)，AD组于力竭后6h(AD6h)、24h(AD24h)时分别各取8只大鼠乙醚麻醉，纵行剖开腹腔，下腔静脉采集血样3ml，3000转/min，离心15min，取上清液，-20℃保存。采血完毕后剖开胸腔，摘取心脏，取心尖同一部位心肌组织置于4%多聚甲醛液中固定。4观察指标光镜下观察大鼠心肌组织病理学变化，记录大鼠游泳至力竭的时间，采用末端脱氧核苷酸转移酶介导的缺口末端标记法（teninal-deoxynucleotidy transferase mediated d-UTPnick end labeling，TUNEL)观察大鼠心肌细胞凋亡情况，采用ELISA法检测大鼠血清心肌肌钙蛋白I（cTnI）浓度，采用免疫组化法检测大鼠心肌组织Caspase-1及IL-18的表达水平。5统计学处理采用SPSS13.0统计学软件进行分析，计量资料以均数±标准差（x±s）表示，组间比较以及ES组各时间点的比较采用单因素方差分析，P＜0.05为差异有统计学意义。结果:1各组大鼠心肌组织病理学变化：光镜下C组大鼠心肌细胞呈椭圆形或短梭形，心肌纤维互相连接排列紧密。ESI时大鼠仅见部分心肌纤维肿胀肥大，偶见心肌间质血管及毛细血管扩张；ES6h时大鼠可见部分心肌细胞核深染，有固缩现象，心肌纤维明显肿胀肥大，排列紊乱，出现不规则断裂；ES24h时大鼠心肌纤维肿胀肥大有所好转，心肌细胞间散在大量炎症浸润灶；与ES组对应时点相比，AD组大鼠心肌组织病理学变化减轻。 2各组大鼠血清cTnI浓度的变化：与C组相比，ES组和AD组大鼠力竭后各时点血清cTnI浓度升高(P＜0.05）；与ES组对应时点相比，AD组大鼠血清cTnI浓度降低（P＜0.05）；与ESI时相比，ES6h时大鼠血清cTnI浓度升高（P＜0.05），ES24h时大鼠血清cTnI浓度降低(P＜0.05）。 3各组大鼠心肌细胞凋亡情况的变化：与C组相比，ES组和AD组大鼠力竭后各时点心肌细胞凋亡指数增加（P＜0.05）；与ES组对应时点相比，AD组大鼠心肌细胞凋亡指数降低（P＜0.05）；与ESI时相比，ES6h和ES24h时大鼠心肌细胞凋亡指数增加（P＜0.05），与ES6h时相比，ES24h时大鼠心肌细胞凋亡指数降低（P＜0.05）。 4各组大鼠心肌组织Caspase-1及IL-18表达的变化与C组相比，ES组和AD组大鼠力竭后各时点心肌组织Caspase-1及IL-18的表达增加（P＜0.05）；与ES组对应时点相比，AD组大鼠心肌组织Caspase-1及IL-18的表达下降（P＜0.05）；与ESI时相比，ES6h和ES24h时大鼠心肌组织Caspase-1及IL-18表达增加（P＜0.05），与ES6h时相比，ES24h时大鼠心肌组织Caspase-1及IL-18表达下降（P＜0.05）。结论:1游泳所致力竭可引起心肌损伤，但病变较轻，受损心肌可在24h内部分修复。 2Caspase-1及Il-18在过度训练大鼠急性心肌损伤中发挥重要作用。降低Caspase-1、IL-18表达水平，提高心肌细胞抗凋亡抗炎性水平，，可能是防治OTIAMI新的靶点。 3山莨菪碱预先给药可下调心肌组织Caspase-1及IL-18表达，减轻OTIAMI，发挥心肌保护作用，抑制心肌细胞的过度凋亡和炎性反应是其发挥心肌保护作用的重要分子机制，及时采取药物干预是OTIAMI防治的关键。
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【学位授予单位】：河北医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R87;R614

【参考文献】