有氧運(yùn)動(dòng)抑制心梗后心力衰竭大鼠左室重塑及交感神經(jīng)重塑*

甄　潔，李曉霞

(1鄭州大學(xué)體育系，河南鄭州450001;2山東體育學(xué)院，山東濟(jì)南250102)

?

有氧運(yùn)動(dòng)抑制心梗后心力衰竭大鼠左室重塑及交感神經(jīng)重塑*

甄潔1，李曉霞2△

(1鄭州大學(xué)體育系，河南鄭州450001;2山東體育學(xué)院，山東濟(jì)南250102)

［摘要］目的:探討長期有氧運(yùn)動(dòng)對心梗后心力衰竭(心衰)大鼠模型左心室及交感神經(jīng)重塑(結(jié)構(gòu)重塑與功能重塑)的影響，為心衰的機(jī)制研究及康復(fù)治療提供科學(xué)依據(jù)和有效方法。方法:健康雄性Wistar大鼠通過結(jié)扎冠狀動(dòng)脈前降支建立心梗后心衰模型，術(shù)后4周隨機(jī)分為假手術(shù)安靜組(S組)、心衰安靜組(H組)和心衰運(yùn)動(dòng)組(HE組)。HE組進(jìn)行10周跑臺訓(xùn)練，S組和H組保持安靜狀態(tài)。超聲心動(dòng)術(shù)檢測心臟結(jié)構(gòu)與功能，即左室舒張期內(nèi)徑(LVIDd)、左室收縮期內(nèi)徑(LVIDs)、左室舒張期前壁厚度(LVAWDd)、左室收縮期前壁厚度(LVAWDs)、左室舒張期后壁厚度(LVPWDd)、左室收縮期后壁厚度(LVPWDs)、縮短分?jǐn)?shù)(FS)和左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF) ; Masson染色進(jìn)行心臟組織病理學(xué)觀察并獲得心肌膠原容積分?jǐn)?shù)(CVF) ;高壓液相色譜法檢測心肌和血漿去甲腎上腺素(NE)水平;經(jīng)皮下引導(dǎo)電極連續(xù)采集心電信號，對自主神經(jīng)功能參數(shù)——心率變異性(HRV)進(jìn)行頻域分析，包括總功率譜(TP)、歸一化低頻功率譜(LFn)、歸一化高頻功率譜(HFn)和LF/HF比值;實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測心肌I型膠原(Col-I)、III型膠原(Col-III)、心房鈉尿因子(ANF)、α-肌球蛋白重鏈(α-MHC)、β-肌球蛋白重鏈(β-MHC)和肌質(zhì)網(wǎng)Ca(2+)-ATP酶(SERCA2a) mRNA表達(dá)，Western blotting法檢測心肌神經(jīng)生長因子(NGF)及其受體(TrkA)和酪氨酸羥化酶(TH)蛋白表達(dá)。結(jié)果: (1)與S組比較，H組體重(BW)、LVIDd、FS、LVEF、TP、HFn、α-MHC和SERCA2a的mRNA，NGF、TrkA和TH的蛋白表達(dá)降低(P＜0.05) ;左室重量(LVW)、左室質(zhì)量指數(shù)(LVMI)、LVAWDd、LVAWDs、LVPWDd、LVPWDs、CVF、血漿和心肌NE含量、LFn、LF/HF、ANF、β-MHC、Col-I和Col-III的mRNA表達(dá)升高(P＜0.05)。(2)與H組比較，HE組LVW、LVMI、LVIDd、FS、LVEF、TP、HFn、α-MHC和SERCA2a的mRNA，NGF、TrkA和TH的蛋白表達(dá)升高(P＜0.05) ; CVF、血漿和心肌NE含量、LFn、LF/HF、ANF、β-MHC、Col-I和Col-III 的mRNA表達(dá)降低(P＜0.05)。結(jié)論:長期有氧運(yùn)動(dòng)可抑制心梗后心衰大鼠左室重塑與交感神經(jīng)重塑，心功能和自主調(diào)節(jié)改善。

［關(guān)鍵詞］有氧運(yùn)動(dòng);心力衰竭;交感神經(jīng);自主神經(jīng)功能

［修回日期］2015-01-04

Inhibitory effect of aerobic exercise on left ventricular remodeling and sympathetic neural remodeling in rats with heart failure after myocardial infarction

ZHEN Jie1，LI Xiao-xia2
(1Physical Education Department，Zhengzhou University，Zhengzhou 450001，China;2Shandong Sport University，Jinan 250102，China.E-mail: lixiaoxia1963@126.com)

［ABSTRACT］AIM: To investigate the effects of long-term aerobic exercise on the heart and sympathetic neural remodeling (structure and function remodeling) in heart failure rats induced by myocardial infarction.METHODS: Heart failure model after myocardial infarction was performed by ligating anterior descending coronary artery in the Wistar rats.Four weeks after operation，the rats were randomly divided into sham operation sedentary (S) group，heart failure sedentary (H) group and heart failure exercise (HE) group.The animals in HE group underwent 10-week treadmill running，while those in S group and H group were sustained in a resting state.The cardiac structure and function including left ventricular internal diameter at diastole (LVIDd)，left ventricular internal diameter at systole (LVIDs)，left ventricular anteri-or wall diameter at diastole (LVAWDd)，left ventricular anterior wall diameter at systole (LVAWDs)，left ventricular posterior wall diameter at diastole (LVPWDd) and left ventricular posterior wall diameter at systole (LVPWDs)，and cardiac function parameters including fractional shortening (FS) and left ventricular ejection fraction (LVEF) were measured by echocardiography.The myocardium was collected for histopathological observation with Masson staining，and the collagen volume fraction (CVF) was determined.The concentrations of norepinephrine (NE) in the myocardium and plasma were measured by high-pressure liquid chromatography.The frequency domain analysis was applied for determining the heart rate variability (HRV) via subcutaneous recording electrode involving total power (TP)，normalized low power (LFn)，normalized high power (HFn) and LF/HF ratio.The mRNA expression of collagen type I (Col-I)，collagen type III (Col-III)，atrial natriuretic factor (ANF)，α-myosin heavy chain (α-MHC)，β-myosin heavy chain (β-MHC)，sarcoplasmic endoplasmic reticulum Ca2+-ATPase (SERCA2a) was detected by real-time PCR.The protein levels of nerve growth factor (NGF) and its receptor (TrkA)，and tyrosine hydroxylase (TH) were measured by Western blotting.RESULTS: (1) Compared with S group，body weight (BW)，LVIDd，F(xiàn)S，LVEF，TP，HFn，the mRNA expression of α-MHC and SERCA2a，and the protein levels of NGF，TrkA and TH decreased (P＜0.05).Left ventricular weight (LVW)，left ventricular mass index (LVMI)，LVAWDd，LVAWDs，LVPWDd，LVPWDs，CVF，plasma and myocardial NE content，LFn，LF/HF，and the mRNA expression of ANF，β-MHC，Col-I and Col-III increased (P＜0.05) in H group.(2) Compared with H group，LVW，LVMI，LVIDd，F(xiàn)S，LVEF，TP，HFn，the mRNA expression of α-MHC and SERCA2a，and the protein levels of NGF，TrkA and TH were raised (P＜0.05)，while CVF，plasma and myocardial NE content，LFn，LF/HF，and the mRNA expression of ANF，β-MHC，Col-I and Col-III decreased (P＜0.05) in HE group.CONCLUSION: Long-term aerobic exercise training leads to inhibition of heart and sympathetic neural remodeling and improvement of cardiac function and autonomic modulation in the rats after myocardial infarction.

［KEY WORDS］Aerobic exercise; Heart failure; Sympathetic nerve; Autonomic nervous function

心力衰竭(簡稱心衰)是各種心血管疾病發(fā)展的終末階段，發(fā)病率、致殘率以及病死率均較高，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量和生命安全。對其發(fā)病機(jī)制進(jìn)行深入研究并采取有效康復(fù)治療手段將有助于改善患者的生活質(zhì)量［1］。心肌梗死(myocardial infarction，MI)后心室重塑是慢性心衰發(fā)生發(fā)展的病理生理學(xué)基礎(chǔ)，一直是心臟病學(xué)與康復(fù)醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)［2］。MI后除心臟(主要是左室)重塑以外還發(fā)生了交感神經(jīng)重塑。近年來發(fā)現(xiàn)交感神經(jīng)重塑是MI后自主神經(jīng)調(diào)制紊亂并引發(fā)致命性心律失常及心源性猝死的重要原因［3］。臨床實(shí)踐證實(shí)，規(guī)律體力活動(dòng)可改善心衰患者生活質(zhì)量、降低死亡率與住院率［4］，但運(yùn)動(dòng)良性效應(yīng)的具體機(jī)制尚不清楚，運(yùn)動(dòng)是否通過抑制心室重塑和交感神經(jīng)重塑進(jìn)而改善心功能不得而知。本研究以Wistar大鼠為實(shí)驗(yàn)對象，通過結(jié)扎冠狀動(dòng)脈前降支建立MI后心衰模型，觀察10周有氧訓(xùn)練對左室重塑及心臟交感神經(jīng)重塑的影響，以期為心衰的機(jī)制研究與康復(fù)治療提供科學(xué)依據(jù)和有效方法。

材料和方法

1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、心衰造模與動(dòng)物分組

8周齡健康雄性Wistar大鼠38只(250～280 g)，由山東魯抗醫(yī)藥股份有限公司提供，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物許可證號為SCXK［魯］2008－0003。隨機(jī)選取28只大鼠進(jìn)行心梗后心衰模型制備，方法如下:動(dòng)物麻醉后仰臥固定，氣管插管，于胸骨左側(cè)3～4肋間開胸暴露心臟，用0號絲線結(jié)扎左冠狀動(dòng)脈前降支。結(jié)扎后肉眼可見結(jié)扎區(qū)域變白、收縮力降低，心電記錄儀見Ⅰ、Ⅱ?qū)?lián)ST段明顯抬高，證明結(jié)扎術(shù)成功。然后迅速放回心臟縫合胸壁。另外10只大鼠進(jìn)行假手術(shù)，即開胸后只栓線不結(jié)扎。術(shù)后4周行心臟超聲檢查，以左室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction，LVEF)≤45%作為心衰造模成功的標(biāo)志。

實(shí)驗(yàn)中，2只動(dòng)物造模失敗，1只死亡。將心衰造模成功的大鼠(n=25)隨機(jī)分為心衰安靜組(H組，n=12)和心衰運(yùn)動(dòng)組(HE組，n=13)，行假手術(shù)的動(dòng)物作為假手術(shù)安靜組(S組，n=10)。

2運(yùn)動(dòng)處方

首先參照本課題組已建立的遞增負(fù)荷實(shí)驗(yàn)測定HE組大鼠的最大跑速［5］，以確定運(yùn)動(dòng)處方中的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，方法為: 15 min熱身(速度5 m/min，坡度0°)后休息5 min進(jìn)行遞增負(fù)荷實(shí)驗(yàn)，起始負(fù)荷為7 m/min，每3 min遞增5 m/min(坡度0°)，直至力竭(力竭標(biāo)準(zhǔn):動(dòng)物不能堅(jiān)持本級負(fù)荷跑速，先后滯于跑道后1/3處達(dá)6次以上，聲光電刺激驅(qū)趕無效)，記錄最大跑速。于最大跑速測定后第2天開始，HE組大鼠進(jìn)行10周跑臺運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，前2周為最大跑速的50%，后8周為最大跑速的60%;時(shí)間為第1天30 min，以后每天遞增10 min，直至60 min/d。頻率為5 d/周。S組和H組則保持安靜狀態(tài)。

3實(shí)驗(yàn)方法

3.1心臟超聲檢測心功能用小動(dòng)物超聲圖成像系統(tǒng)(Visualsonics Vevo770)檢測心臟結(jié)構(gòu)與功能。1%戊巴比妥鈉30 mg/kg腹腔麻醉后仰臥固定，取胸骨旁左室短軸切面進(jìn)行測量，檢測參數(shù)包括左室舒張期內(nèi)徑(left ventricular internal diameter at diastole，LVIDd)、左室收縮期內(nèi)徑(left ventricular internal diameter at systole，LVIDs)、左室舒張期前壁厚度(left ventricularanteriorwall diameterat diastole，LVAWDd)、左室收縮期前壁厚度(left ventricular anterior wall diameter at systole，LVAWDs)、左室舒張期后壁厚度(left ventricular posterior wall diameter at diastole，LVPWDd)、左室收縮期后壁厚度(left ventricular posterior wall diameter at systole，LVPWDs)、縮短分?jǐn)?shù)(fractional shortening，F(xiàn)S)和左室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction，LVEF)。

3.2心率變異性檢測大鼠麻醉狀態(tài)下仰臥固定在實(shí)驗(yàn)臺上，心電傳感器記錄標(biāo)準(zhǔn)肢體II導(dǎo)聯(lián)心電信號，使用AD Instrument PowerLab System持續(xù)采樣10 min進(jìn)行短時(shí)心率變異性(heart rate variability，HRV)頻域分析。參數(shù)包括總功率譜(total power，TP)、低頻功率譜(low power，LF)、高頻功率譜(high power，HF)、LF/HF比值、歸一化LF(normalized LF，LFn)=(LF/TP)×100、歸一化HF(normalized HF，HFn)=(LF/TP)×100。

3.3動(dòng)物取材大鼠HRV測定結(jié)束后稱量體重(body weight，BW)，尾靜脈取血200 μL離心取血漿測定血漿去甲腎上腺素(norepinephrine，NE)。隨后斷頭處死并取心臟，分離左右心室，分別稱量左室重量(left ventricular weight，LVW)、右室重量(right ventricular weight，RVW)并計(jì)算左室質(zhì)量指數(shù)(left ventricular mass index，LVMI)，公式為LVMI=LVW/BW。稱重后將左心室分成兩部分，一部分進(jìn)行心臟組織病理學(xué)觀察，另一部分迅速置于液氮中并轉(zhuǎn)移至－80℃冰箱凍存待測基因表達(dá)水平。

3.4血漿與心肌NE測定血樣和心肌組織處理后，用高效液相色譜儀(LC10ATvp)分別測定血漿和心肌NE含量。

3.5心肌組織病理學(xué)觀察將左室心肌組織固定于10%的甲醛中，經(jīng)脫水、透明、包埋、切片(5 μm)等操作后行Masson染色。每張隨機(jī)選取5個(gè)視野，用圖像分析軟件測量膠原組織面積，膠原組織面積占所測視野面積的百分比即為膠原容積分?jǐn)?shù)(collagen volume fraction，CVF)。

3.6實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測mRNA表達(dá)水平將心室肌組織勻漿后，用Trizol法抽提心肌總RNA。逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)獲得cDNA，實(shí)時(shí)熒光定量PCR(ABI 7900)測定心房鈉尿因子(atrial natriuretic factor，ANF)、β-肌球蛋白重鏈(β-myosin heavy chain，β-MHC)、α-肌球蛋白重鏈(α-myosin heavy chain，α-MHC)、肌質(zhì)網(wǎng)Ca2+-ATP酶(sarcoplasmic endoplasmic reticulum Ca2+-ATPase，SERCA2a)、I型膠原(collagen type I，Col-I)和III型膠原(collagen type III，Col-III) mRNA的表達(dá)量。擴(kuò)增條件為預(yù)變性95℃1 min;95℃15 s，55℃15 s，72℃15 s，共40個(gè)循環(huán)。以β-actin作為內(nèi)參照，計(jì)算目的基因的相對表達(dá)量(S組的倍數(shù))。引物序列與產(chǎn)物大小見表1。

表1　各基因的引物序列Table 1.Primer sequences

3.7 Western blotting檢測蛋白表達(dá)水平神經(jīng)生長因子(nerve growth factor，NGF)及其受體(TrkA)和酪氨酸羥化酶(tyrosine hydroxylase，TH)的檢測方法如下:取100 mg心肌組織，加入裂解液，冰上裂解1 h，提取細(xì)胞內(nèi)蛋白，用BCA法進(jìn)行蛋白定量。取各組蛋白樣品進(jìn)行SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳，轉(zhuǎn)膜后用牛血清蛋白封閉，經(jīng)I抗結(jié)合后洗膜，II抗結(jié)合，洗膜后采用增強(qiáng)型ECL化學(xué)發(fā)光法顯色。以β-actin為內(nèi)參照蛋白，對目的蛋白進(jìn)行光密度分析并計(jì)算相對表達(dá)量(S組的倍數(shù))。

4統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

所有數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SD)表示，部分HRV參數(shù)呈偏態(tài)分布，經(jīng)自然對數(shù)轉(zhuǎn)換(ln)呈正態(tài)分布后再進(jìn)行比較。組間比較使用單因素方差分析，兩兩比較使用LSD檢驗(yàn)。統(tǒng)計(jì)軟件使用SPSS 15.0，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié)果

1最終樣本量

造模過程中，2只動(dòng)物造模失敗，1只死亡; 10周運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，S組拒跑大鼠1只，H組死亡2只、拒跑1只，HE組死亡3只、拒跑2只。剔除上述大鼠后，最終樣本量為26只，其中S組9只，H組9只，HE 組8只。

2心臟的結(jié)構(gòu)與功能

與S組比較，H組BW、LVIDd、FS和LVEF降低(P＜0.05)，LVW、LVMI、LVAWDd、LVAWDs、LVPWDd和LVPWDs增加(P＜0.05) ;與H組比較，HE 組LVW、LVMI、LVIDd、FS和LVEF升高(P＜0.05)，見表2。

表2　心臟結(jié)構(gòu)與功能的變化Table 2.Changes of cardiac structure and function(Mean±SD)

3心臟的組織病理學(xué)改變

心肌Masson染色顯示:膠原纖維呈藍(lán)色，心肌細(xì)胞呈紅色。S組心肌纖維著色均勻，無膠原成分; H組心肌細(xì)胞減少，膠原成分顯著增多，纖維化程度明顯，CVF高于S組(P＜0.05) ; HE組較H組心肌細(xì)胞增多且排列較為整齊，膠原纖維(即CVF)明顯減少(P＜0.05)，見圖1。

4血漿和心肌NE的變化

與S組比較，H組血漿和心肌NE含量升高(P＜0.05) ;與H組比較，HE組血漿和心肌NE含量降低(P＜0.05)，見圖2。

5 HRV的變化

與S組比較，H組TP和HFn降低，LFn和LF/HF升高(P＜0.05) ;與H組比較，HE組TP和HFn升高，LFn和LF/HF降低(P＜0.05)，見表3。

6 mRNA表達(dá)水平的變化

與S組比較，H組α-MHC和SERCA2a mRNA降低，ANF、β-MHC、Col-I和Col-III mRNA升高(P＜0.05) ;與H組比較，HE組α-MHC和SERCA2a mRNA升高，ANF、β-MHC、Col-I和Col-III mRNA降低(P＜0.05)，見圖3。

7蛋白表達(dá)水平的變化

與S組比較，H組NGF、TrkA和TH蛋白表達(dá)量降低(P＜0.05) ;與H組比較，HE組NGF、TrkA和TH蛋白表達(dá)量升高(P＜0.05)，見圖4。

Figure 1.Myocardial Masson staining (×40) and changes of CVF in each group.Mean±SD.n=8～9.*P＜0.05 vs S group;#P＜0.05 vs H group.圖1心肌Masson染色及各組CVF的變化

討論

左室重塑是心衰發(fā)生發(fā)展的主要病理生理學(xué)機(jī)制［6］，以心肌肥大和舒縮功能下降為主要標(biāo)志。本研究中，與S組比較，H組LVIDd、FS和LVEF降低，LVW、LVMI、LVAWDd、LVAWDs、LVPWDd和LVPWDs增加，提示心衰后發(fā)生病理性心臟肥大，表現(xiàn)為心壁增厚、心腔縮小(即向心性肥大)，心功能下降; ANF和β-MHC表達(dá)上調(diào)說明胚胎基因重新激活;收縮蛋白α-MHC和SERCA2a表達(dá)下調(diào)，提示心衰時(shí)肌球蛋白ATP酶活性降低，心肌收縮力下降。膠原過度沉積是左室重塑的另一特征［7］，本研究中，H組心肌Col-I和Col-III mRNA表達(dá)上調(diào)，心肌膠原成分(CVF)明顯增多，纖維化程度明顯。研究表明，心肌纖維化時(shí)心室壁順應(yīng)性下降、舒張功能受限，同時(shí)可使心臟電穩(wěn)定性降低，是造成心律失常和猝死的重要原因［8］。

Figure 2.Changes of plasma and myocardial NE.Mean±SD.n=8～9.*P＜0.05 vs S group;#P＜0.05 vs H group.圖2血漿和心肌NE的變化

表3　 HRV的變化Table 3.Changes of HRV(Mean±SD)

Figure 3.Changes of mRNA expression.Mean±SD.n=8～9.*P＜0.05 vs S group;#P＜0.05 vs H group.圖3 mRNA表達(dá)的變化

與左室病理性重塑不同，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練誘導(dǎo)的心臟重塑是對運(yùn)動(dòng)應(yīng)激的良性適應(yīng)，但有氧運(yùn)動(dòng)對心衰時(shí)病理性心臟重塑的影響以及運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的心臟生理性重塑在心衰運(yùn)動(dòng)康復(fù)中的作用鮮有關(guān)注。在本研究中，心衰大鼠經(jīng)過10周跑臺運(yùn)動(dòng)后，與H組比較，HE組左室重量(LVW、LVMI)增加、心腔內(nèi)徑(LVIDd)增大，室壁厚度無明顯改變，即左室由運(yùn)動(dòng)康復(fù)前的“向心性肥大”轉(zhuǎn)變?yōu)椤半x心性肥大”，其原因可能是有氧運(yùn)動(dòng)增加心臟前負(fù)荷(容量負(fù)荷)有關(guān)［9］。Col-I和Col-III表達(dá)下調(diào)伴CVF降低說明心肌纖維化程度減輕，心肌順應(yīng)性增加; ANP和β-MHC表達(dá)下調(diào)、α-MHC和SERCA2a表達(dá)上調(diào)、FS 和LVEF升高則提示胚胎基因異常激活得到抑制、心肌收縮力提高、心功能增強(qiáng)。上述結(jié)果說明，運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的左室生理性重塑與病理性重塑在心衰大鼠運(yùn)動(dòng)康復(fù)過程中同時(shí)存在并相互抗衡，最終前者的良性作用逆轉(zhuǎn)了后者的負(fù)面效應(yīng)，表現(xiàn)為左室結(jié)構(gòu)由病理性肥大向生理性肥大轉(zhuǎn)變。因此，長期有氧運(yùn)動(dòng)通過抑制心衰時(shí)左室重塑改善心功能。

Figure 4.Changes of protein expression.Mean±SD.n=8～9.*P＜0.05 vs S group;#P＜0.05 vs H group.圖4蛋白表達(dá)的變化

MI后除左室重塑外還發(fā)生了交感神經(jīng)重塑。本研究中H組血漿和心肌NE含量、LF和LF/HF均高于S組，提示心衰時(shí)全身交感活性以及心臟局部交感活性均顯著升高。研究證實(shí)，交感神經(jīng)激活是心衰時(shí)神經(jīng)調(diào)節(jié)的主要代償方式，同時(shí)也是導(dǎo)致心室重塑和交感神經(jīng)重塑重要原因，交感重塑使心肌細(xì)胞動(dòng)作電位時(shí)程紊亂，電異質(zhì)性增加，是引發(fā)MI后致命性室性心律失常的重要原因［3］。TH是交感神經(jīng)遞質(zhì)NE合成過程中的一種關(guān)鍵酶，其表達(dá)量可以間接反映心臟交感神經(jīng)分布。本研究中，H組TH蛋白表達(dá)量明顯低于S組，說明心衰時(shí)心臟交感神經(jīng)元的密度下降，即交感去神經(jīng)支配。交感神經(jīng)密度降低與心肌NE含量增加似乎矛盾，可能的解釋包括: (1)心衰發(fā)生時(shí)交感神經(jīng)再生與心肌肥大共存，但神經(jīng)再生的速度滯后于心肌細(xì)胞的增長，因此交感密度相對下降，但釋放到心肌間質(zhì)的總NE量增加; (2)心肌NE含量是由交感神經(jīng)末梢釋放與再攝取的動(dòng)態(tài)平衡決定的，位于交感神經(jīng)突觸前膜的去甲腎上腺轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(norepinephrine transporter，NET)可將神經(jīng)元釋放的NE再攝取到突觸前膜中，調(diào)控NE濃度、終止神經(jīng)沖動(dòng)信號并維持受體對神經(jīng)遞質(zhì)的敏感性。本課題組前期的研究證實(shí)［5］，心衰時(shí)NET表達(dá)下調(diào)，攝取功能下降，因此心肌間質(zhì)NE含量升高。交感神經(jīng)生長和正常功能的維持與多種神經(jīng)營養(yǎng)因子有關(guān)，其中NGF最為重要。NGF通過與其受體TrkA結(jié)合促進(jìn)中樞和外周神經(jīng)分化、生長、存活和再生［10］。關(guān)于心衰時(shí)心臟NGF和TrkA表達(dá)變化的報(bào)道并不一致(升高、降低或不變)［11-13］，可能與實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、心衰建模方法以及心衰持續(xù)時(shí)間與嚴(yán)重程度有關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，心衰大鼠NGF和TrkA蛋白表達(dá)顯著降低，與Kaye等［12］的結(jié)果一致，可能與異常增高的NE水平有關(guān)［13］。NGF與TrkA表達(dá)降低影響交感神經(jīng)的分化與再生功能，最終導(dǎo)致交感神經(jīng)分布密度減少，自主調(diào)制紊亂。

對心臟交感神經(jīng)重塑進(jìn)行調(diào)控?zé)o疑是保護(hù)心功能、改善自主調(diào)制并延緩心衰進(jìn)展的治療關(guān)鍵。研究發(fā)現(xiàn)，有氧運(yùn)動(dòng)可改善健康及心血管疾病患者的自主神經(jīng)功能［14］，本研究亦發(fā)現(xiàn)，心衰大鼠運(yùn)動(dòng)后血漿NE、LF和LF/HF降低，提示全身交感激活受到抑制。但運(yùn)動(dòng)對心臟交感神經(jīng)重塑的影響及機(jī)制鮮有關(guān)注。本研究發(fā)現(xiàn)，大鼠經(jīng)過10周跑臺訓(xùn)練后NGF、TrkA和TH蛋白表達(dá)量均顯著升高，提示有氧運(yùn)動(dòng)可能通過上調(diào)NGF和TrkA促進(jìn)交感神經(jīng)分化、生長、存活和再生，增加心臟交感神經(jīng)密度。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)［15］，NGF可激活病理狀態(tài)下心臟交感神經(jīng)再生與功能修復(fù)，對降低致命性心血管事件發(fā)生率具有重要意義。饒有興趣的是，HE組交感密度增加的同時(shí)心肌NE含量降低，提示心臟局部交感活性下降。我們前期的研究發(fā)現(xiàn)［5］，有氧運(yùn)動(dòng)通過上調(diào)心臟交感神經(jīng)元NET表達(dá)恢復(fù)了交感神經(jīng)末梢NE釋放量和心肌布局NE含量，從而改善心衰后交感神經(jīng)功能紊亂狀態(tài)。更為重要的是，有氧運(yùn)動(dòng)可能促使心衰后交感神經(jīng)分布的異質(zhì)性趨于正常，心肌電穩(wěn)定性增加，心源性猝死發(fā)生率下降。因此，運(yùn)動(dòng)改善交感神經(jīng)重塑不僅有利于心衰患者心功能的恢復(fù)，而且可降低MI后的死亡率?？傊琋GF/TrkA介導(dǎo)的信號通路參與了運(yùn)動(dòng)對心衰大鼠交感重塑的調(diào)節(jié)作用，NGF/TrkA可能是運(yùn)動(dòng)防治心衰的干預(yù)靶點(diǎn)。

綜上所述，MI后心衰大鼠出現(xiàn)左室重塑和交感神經(jīng)重塑;有氧運(yùn)動(dòng)抑制左室重塑并使心臟由病理性肥大向生理性肥大轉(zhuǎn)變，心功能提高，其機(jī)制與纖維化程度減輕，胚胎基因表達(dá)下調(diào)，收縮蛋白表達(dá)上調(diào)有關(guān);有氧運(yùn)動(dòng)抑制交感神經(jīng)重塑并改善自主神經(jīng)功能，其機(jī)制可能與NGF與TrkA表達(dá)上調(diào)有關(guān)。

［參考文獻(xiàn)］

［1］Griffiths A，Paracha N，Davies A，et al.The cost effectiveness of ivabradine in the treatment of chronic heart failure from the UK National Health Service perspective［J］.Heart，2014，100(13) :1031-1036.

［2］Johnson FL.Pathophysiology and etiology of heart failure ［J］.Cardiol Clin，2014，32(1) :9-19.

［3］鄧開伯.心臟交感神經(jīng)重塑與圍梗死期心律失常的關(guān)聯(lián)［J］.中國心臟起搏與心電生理雜志，2009，23(1) : 6-7.

［4］Ismail H，McFarlane JR，Dieberg G，et al.Exercise training program characteristics and magnitude of change in functional capacity of heart failure patients［J］.Int J Cardiol，2014，171(1) :62-65.

［5］周義義，李曉霞.運(yùn)動(dòng)對慢性心力衰竭大鼠心臟交感神經(jīng)功能的調(diào)節(jié)——去甲腎上腺素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的作用［J］.體育科學(xué)，2012，32(3) :67-73.

［6］沈鑫，馬依彤，楊毅寧，等.不同年齡小鼠缺血性心力衰竭后心室重塑程度的比較［J］.中國病理生理雜志，2013，29(6) :988-992.

［7］Segura AM，F(xiàn)razier OH，Buja LM.Fibrosis and heart failure［J］.Heart Fail Rev，2014，19(2) :173-185.

［8］韋聯(lián)章.高血壓患者伴發(fā)快速房性心律失常與左房室重塑關(guān)系的臨床分析［J］.內(nèi)科，2014，9(2) :162-163，168.

［9］Lewis EJ，McKillop A，Banks L.The Morganroth hypothesis revisited: endurance exercise elicits eccentric hypertrophy of the heart［J］.J Physiol，2012，590(12) : 2833-2834.

［10］Lam NT，Currie PD，Lieschke GJ，et al.Nerve growth factor stimulates cardiac regeneration via cardiomyocyte proliferation in experimental heart failure［J］.PLoS One，2012，7(12) : e53210.

［11］曲秀芬，喜楊，于彥偉，等.心肌梗死后神經(jīng)生長因子的動(dòng)態(tài)表達(dá)及其與交感神經(jīng)重構(gòu)的關(guān)系［J］.中華心血管病雜志，2004，32(12) :1135-1138.

［12］Kaye DM，Vaddadi G，Gruskin SL，et al.Reduced myocardial nerve growth factor expression in human and experimental heart failure［J］.Circ Res，2000，86(7) : e80-e84.

［13］Xing J，Lu J，Li J.Nerve growth factor decreases in sympathetic and sensory nerves of rats with chronic heart failure［J］.Neurochem Res，2014，39(8) :1564-1570.

［14］潘燕霞，王瑋.運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練改善心力衰竭大鼠動(dòng)脈壓力反射功能［J］.中國病理生理雜志，2010，26(1) : 59-63.

［15］Wang HJ，Wang W，Cornish KG，et al.Cardiac sympathetic afferent denervation attenuates cardiac remodeling and improves cardiovascular dysfunction in rats with heart failure［J］.Hypertension，2014，64(4) :745-755.

通訊作者△Tel: 0531-89655015; E-mail: lixiaoxia1963@126.com

*［基金項(xiàng)目］山東省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.ZR2012HM074)

［收稿日期］2014-12-05

［文章編號］1000-4718(2015)06-0973-07

［中圖分類號］R363; G804.2

［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A

doi:10.3969/j.issn.1000-4718.2015.06.003