減量訓(xùn)練通過不同亞型的PI3K對心肌的影響機制

張 軍

減量訓(xùn)練通過不同亞型的PI3K對心肌的影響機制

張 軍

目的：探討在減量訓(xùn)練過程中，不同亞型的PI3K影響心肌的機制。方法：72只雄性SD大鼠隨機分為：3周安靜對照組（C3）和3周大運動量訓(xùn)練組（E3）；3天對照組（C4）和3天減量訓(xùn)練組（E4）；6天對照組（C5）和6天減量訓(xùn)練組（E5）；2周對照組（C6）和2周減量訓(xùn)練組（E6）。3周大運動量訓(xùn)練和2周的減量訓(xùn)練后取左心室肌組織，測定PI3K p85、PI3K p110α和PI3K p110γ蛋白采用Western blotting方法。心肌組織形態(tài)學(xué)采用HE染色在光鏡下觀察。結(jié)果：3周大運動量訓(xùn)練和2周減量訓(xùn)練后，心肌組織形態(tài)沒有顯著變化，未發(fā)現(xiàn)心肌組織損傷。6天減量訓(xùn)練后，心肌PI3K p110α蛋白表達顯著增加（P＜0.05）。2周減量訓(xùn)練后，心肌PI3K p110α/PI3K p85顯著增加（P＜0.05）。3周大運動量訓(xùn)練和減量訓(xùn)練后，心肌PI3K p110γ蛋白表達沒有顯著變化（P＞0.05）。結(jié)論：本研究制定的運動訓(xùn)練和減量訓(xùn)練方案未造成心肌損傷。減量訓(xùn)練通過不同亞型的PI3K影響心肌。

減量訓(xùn)練；心??；PI3K p85；PI3K p110α；PI3K p110γ

在臨床醫(yī)學(xué)和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，研究發(fā)現(xiàn)在病理性心肌肥大、心肌病和心衰時，心肌損傷和保護過程中伴隨著一些分子信號的改變。在運動訓(xùn)練期間，不同病理條件下的心肌PI3K p110α活性對保護心臟起重要作用。競技體育經(jīng)常采用大運動量訓(xùn)練，而長期大運動量訓(xùn)練怎樣影響心?。繙p量訓(xùn)練怎樣影響心??？磷脂酰肌醇-3激酶等分子信號蛋白在運動訓(xùn)練和減量訓(xùn)練過程中是否有顯著改變？不同亞型的PI3K在心肌中有哪些作用？這一系列問題亟需運動人體科學(xué)和運動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究來回答，本研究深入探討這些問題。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

72只7周齡雄性SD大鼠，體重（260±20）g，從維通利華實驗動物中心購買，許可證號：SCXK（京）2012，每籠6只，自由飲食、飲水，光照12h/d，室溫（24±1）℃，相對濕度50%±10%。

1.2 研究方法

1.2.1 實驗分組

72只雄性SD大鼠隨機分為：3周安靜對照組（C3）和3周大運動量訓(xùn)練組（E3）；3天對照組（C4）和3天減量訓(xùn)練組（E4）；6天對照組（C5）和6天減量訓(xùn)練組（E5）；2周對照組（C6）和2周減量訓(xùn)練組（E6）。

1.2.2 實驗動物訓(xùn)練方案

訓(xùn)練組的大鼠1周適應(yīng)性訓(xùn)練后，進行3周大運動量訓(xùn)練和2周減量訓(xùn)練。大運動量訓(xùn)練采用中等強度和大強度交替進行的方式在跑臺上訓(xùn)練，運動時間逐漸延長，中等強度運動采用上坡跑，坡度10%，速度20m/min；大強度運動采用上坡跑，坡度10%，速度26m/min。根據(jù)Bedford經(jīng)驗公式，大鼠在跑臺上的上坡跑，坡度10%，速度20m/min，相當于75%最大攝氧量（VO2max）；坡度 10%，速度26m/min，相當于85%VO2max。中等強度運動時，運動時間增加；大強度運動時，運動時間減少。大運動量訓(xùn)練期間，每周訓(xùn)練6天，周1休息，訓(xùn)練3周。減量訓(xùn)練的運動強度不變，運動時間逐漸減少。3天減量訓(xùn)練后，訓(xùn)練量降低50%；6天和2周減量訓(xùn)練后，訓(xùn)練量降低67%-75%。

1.2.3 主要試劑和方法

測定PI3K p85、PI3K p110α和PI3K p110γ蛋白采用Western blotting方法。心肌組織形態(tài)學(xué)采用HE染色在光鏡下觀察。主要試劑有：PI3K p85、PI3K p110α和PI3K p110γ抗體從Cell Signaling公司購買，GAPDH抗體從Santa Cruz公司購買，PhosSTOP蛋白磷酸酶抑制劑、Complete mini EDTA-free蛋白酶抑制劑從Roche公司購買，蘇木素伊紅染色試劑盒、RIPA裂解液、PMSF等從碧云天公司購買，多聚甲醛、切片石蠟從國藥集團化學(xué)試劑北京有限公司購買。不同抗體的一抗稀釋比例分別為：PI3K p85為1：500、PI3K p110α為1：400、PI3K p110γ為1：500。PI3K p85二抗為抗兔，PI3K p110α二抗為抗兔，PI3K p110γ二抗為抗羊。一般二抗的稀釋比例為1：10 000，室溫振蕩孵育1 h。

1.2.4 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計學(xué)分析

數(shù)據(jù)處理應(yīng)用SPSS 13.0軟件，實驗結(jié)果用均數(shù)±標準差（±s）表示，使用Sigma Plot 11.0軟件生成圖形。采用獨立樣本T檢驗，顯著性檢驗水平用P＜0.05表示。運動訓(xùn)練組與各自的安靜對照組相比，P＜0.05表明具有顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 減量訓(xùn)練后大鼠體重、心臟重量和心系數(shù)的變化

與3周安靜對照組比較，3周大運動量訓(xùn)練后，大鼠體重顯著降低（P＜0.05）；與3天對照組比較，3天減量訓(xùn)練后，大鼠體重顯著降低（P＜0.05）。與6天對照組相比，6天減量訓(xùn)練后，心臟重量顯著降低（P＜0.05）。減量訓(xùn)練組與安靜對照組比較，心系數(shù)沒有顯著變化（P＞0.05）（表1）。

表1 各組大鼠的體重、心臟重量和心系數(shù)Table 1 The weight，heart weight and heart coefficient

圖1 大鼠心肌組織HE染色結(jié)果（×200）Figure 1 HE results of the myocardium of rats（×200）

2.2 大運動量和減量訓(xùn)練對大鼠心肌組織形態(tài)的影響

HE染色顯示各組心肌細胞為紅色，并且排列規(guī)則，從縱切面看心肌呈長圓柱狀，相互連接，互連成網(wǎng)。核藍染，呈長卵圓形，多核，位于細胞中央。細胞間可見毛細血管。大運動量訓(xùn)練和2周的減量訓(xùn)練后，心肌組織形態(tài)沒有顯著變化，未發(fā)現(xiàn)心肌組織損傷的形態(tài)學(xué)改變（圖1）。

2.3 減量訓(xùn)練對大鼠心肌PI3K p85的影響

與安靜對照組相比，各減量訓(xùn)練組的心肌PI3K p85蛋白表達無顯著性變化（P＞0.05）。與3周安靜對照組相比，3周大運動量訓(xùn)練組的心肌PI3K p85蛋白表達無顯著性變化（P＞0.05）（圖2）。

圖2 3周大運動量訓(xùn)練和減量訓(xùn)練后大鼠心肌PI3K p85的變化Figure 2 The change of the myocardium PI3K p85 of rats after 3 weeks of intensive training and tapering training

2.4 減量訓(xùn)練對大鼠心肌PI3K p110α的影響

與3周安靜對照組相比，3周大運動量訓(xùn)練后，心肌 PI3K p110α蛋白表達無顯著性變化（P＞0.05）。與6天對照組相比，6天減量訓(xùn)練后，心肌PI3K p110α蛋白表達顯著增加（P＜0.05）（圖3）。

2.5 減量訓(xùn)練對大鼠心肌PI3K p110α/PI3K p85的影響

圖3 3周大運動量訓(xùn)練和減量訓(xùn)練后大鼠心肌PI3K p110α的變化Figure 3 The change of the myocardium PI3K p110α of rats after 3 weeks of intensive training and tapering training

與2周安靜對照組比較，2周減量訓(xùn)練后，心肌PI3K p110α/PI3K p85顯著增加（P＜0.05）。與3周安靜對照組比較，3周大運動量訓(xùn)練后，心肌PI3K p110α/PI3K p85沒有顯著變化（P＞0.05）（圖4）。

圖4 3周大運動量訓(xùn)練和減量訓(xùn)練后大鼠心肌PI3K p110α/PI3K p85的變化Figure 4 The change of the myocardium PI3K p110α/ PI3K p85 of rats after 3 weeks of intensive training and tapering training

2.6 減量訓(xùn)練對大鼠心肌PI3K p110γ的影響

與3周安靜對照組相比，3周大運動量訓(xùn)練后，PI3K p110γ蛋白表達無顯著變化（P＞0.05）；與相應(yīng)的安靜對照組相比，減量訓(xùn)練后，心肌 PI3K p110γ蛋白表達無顯著變化（P＞0.05）（圖5）。

圖5 3周大運動量訓(xùn)練和減量訓(xùn)練后大鼠心肌PI3K p110γ的變化Figure 5 The change of the myocardium PI3K p110γ of rats after 3 weeks of intensive training and tapering training

3 討論

3.1 PI3K的生物學(xué)特性

PI3K有蛋白激酶活性和脂激酶活性。在一些細胞活動中，PI3K具有重要作用，如細胞的生存、增殖、分化、遷移、代謝和NO的生成以及Ca2+流通等［1-2］。哺乳動物的PI3K可分為三種類型：I型、II型和III型。只有I型PI3K能產(chǎn)生 PI（3，4，5）P3，并且在心肌細胞的活性和功能上起重要作用。I型PI3K能被受體酪氨酸激酶或 G蛋白耦聯(lián)受體激活。I型PI3K有IA和IB亞型，IA型PI3K由催化亞基（p110α、p110β和p110γ）和調(diào)控亞基 （p85/ p55）組成異源二聚體；催化亞基（p110γ）和調(diào)控亞基（p101）組成IB型PI3K（PI3Kγ）［2］。IA型PI3K由受體酪氨酸激酶（RTKs）和細胞因子受體激活，如IGF-1受體屬于RTKs；而IB型PI3K的唯一成員PI3Kγ位于GPCR下游［3］，主要通過G-蛋白耦聯(lián)受體激活，如α腎上腺素受體、β2腎上腺素受體。PI3Kα和PI3Kβ在心臟和血管中表達［4］，而PI3Kγ在心肌、血管平滑肌、心臟成纖維細胞和內(nèi)皮細胞中表達［5］。

3.2 運動訓(xùn)練和減量訓(xùn)練對心肌PI3K的影響

PI3K p110α是 I型 PI3K的催化亞基。PI3K p110α能在長期運動訓(xùn)練過程中激活，在各種病理條件下，PI3K p110α對于維持心臟結(jié)構(gòu)和功能很重要。在長期運動訓(xùn)練期間，不同病理條件下的心肌PI3Kα激活對保持心臟結(jié)構(gòu)和功能起重要作用，可以很好地解釋運動對心衰病人有利［6］。本論文研究發(fā)現(xiàn)：大鼠進行3周大運動量訓(xùn)練后，心肌PI3K p110α蛋白的表達無顯著變化；而6天減量訓(xùn)練后，PI3K p110α蛋白的表達顯著增加。在減量訓(xùn)練的過程中，心肌PI3K p110α蛋白的表達有升高趨勢。大鼠進行3周大運動量訓(xùn)練和2周減量訓(xùn)練后，心肌PI3K p85蛋白的表達都沒有顯著變化。而在減量訓(xùn)練的過程中，大鼠心肌PI3K p85蛋白的表達有升高的趨勢。3周大運動量訓(xùn)練后，心肌 PI3K p110α/PI3K p85沒有顯著變化；2周減量訓(xùn)練后，心肌PI3K p110α/PI3K p85顯著增加。在減量訓(xùn)練的過程中，心肌PI3K p110α/PI3K p85逐漸升高。大鼠進行3周大運動量訓(xùn)練和減量訓(xùn)練沒有引起心肌PI3K p110γ蛋白表達發(fā)生顯著變化；在減量訓(xùn)練的過程中，心肌PI3K p110γ蛋白表達逐漸降低。研究發(fā)現(xiàn)：長期游泳訓(xùn)練能延長擴張型心肌?。―CM）小鼠模型的生存期。運動的DCM小鼠壽命延長取決于心臟PI3K p110α的活性。DCM小鼠心臟中PI3K p110α活性增加，與游泳訓(xùn)練有相同的效應(yīng)。相比而言，降低心臟PI3K p110α活性，能顯著加速心衰的發(fā)展。證明DCM時，PI3K p110α對保持心臟結(jié)構(gòu)和功能很重要。運動訓(xùn)練和心肌PI3K p110α活性增加能使擴張型心肌病模型存活時間延長。相反，降低PI3K p110α活性使生存期顯著縮短。增加PI3K p110α活性對壓力過負荷模型的心臟功能和纖維化起重要作用。PI3K p110α信號能負性調(diào)節(jié)G蛋白偶聯(lián)受體，刺激離體心肌細胞中的Akt活性。這些結(jié)果表明運動和增加PI3K p110α活性能延遲或阻止心臟疾病的發(fā)展，對生理過程有益［7］。

運動時，PI3K p110α激活。PI3K p110α對出生后心臟生長和運動誘導(dǎo)的生理性肥大很重要。顯性負相（dn）PI3K p110α表達的變異體或調(diào)節(jié)亞基p85喪失，小鼠心臟PI3K p110α活性下降，心臟變小，而游泳訓(xùn)練后，肥大反應(yīng)減弱［8］。有活性的（ca）PI3K p110α變異體表達，轉(zhuǎn)基因（Tg）小鼠的心臟PI3K p110α活性增加，在基礎(chǔ)狀態(tài)下有生理性心肌肥大［9］。PI3K p110α位于受體酪氨酸激酶如IGF-1受體的下游。運動過程中，肽類激素釋放，通過IGF-1刺激IGF-1受體，PI3K p110α激活，誘導(dǎo)生理性心肌肥大［10］。一些分子改變與運動的心肌保護有關(guān)，包括抗氧化物酶、熱休克蛋白（Hsp70）、NO代謝物和心肌細胞增殖調(diào)節(jié)物，PI3K與運動誘導(dǎo)的保護相關(guān)［11-13］。在基礎(chǔ)狀態(tài)下，ca-PI3K小鼠的抗氧化過氧化氫酶、Hsps和細胞增殖標記物表達改變。很多研究表明，運動后，心臟中的Hsp70上調(diào)，Hsp70與心肌保護有關(guān)。

3.3 PI3Kα和PI3Kγ在心臟中的作用

最近的研究發(fā)現(xiàn)，PI3K p110α在運動誘導(dǎo)心肌保護上是必不可少的［14］。本論文研究發(fā)現(xiàn)：大鼠進行3周大運動量訓(xùn)練后，心肌PI3K p110α蛋白表達無顯著變化；而進行6天減量訓(xùn)練后，心肌PI3K p110α蛋白表達顯著增加。在減量訓(xùn)練的過程中，心肌PI3K p110α蛋白表達有升高趨勢。此外，在3周大運動量訓(xùn)練和2周減量訓(xùn)練后，心肌組織形態(tài)沒有顯著變化，3周大運動量訓(xùn)練和減量訓(xùn)練過程中沒有發(fā)現(xiàn)心肌組織損傷。筆者認為減量訓(xùn)練時，PI3K p110α對心肌有一定的作用。PI3Kα能調(diào)控心臟肥大［15］。PI3Kα活性的改變可影響心臟的大小，但不能顯著影響心肌收縮力［9］。小鼠的心臟中持續(xù)表達活化型PI3Kα（ca-PI3Kα），可引起心肌細胞增大，心臟的體積增大；而在小鼠的心臟中表達顯性負相的PI3Kα（dn-PI3Kα），可引起心臟的體積減?。?］。此外，表達顯性負相的PI3Kα能完全阻斷運動引起的心臟肥大，更進一步地說明了PI3Kα對調(diào)節(jié)心臟大小的作用。去除PI3K p110α基因，心肌細胞表面的電壓依從性L型Ca2+通道數(shù)量減少，心肌收縮障礙，心臟功能下降［16］。在維持心臟的結(jié)構(gòu)上和在病理情況下保持心臟的功能上，PI3Kα都起重要作用。最近，研究報道一種轉(zhuǎn)基因小鼠模型能可控地過表達心肌PI3Kα，暫時性過表達PI3Kα不引起心臟肥大或心肌病，但能引起心肌收縮力增強［17］。1周壓力過負荷后，dnPI3K小鼠有嚴重的肺充血和LV功能紊亂，而caPI3K小鼠保持良好的心臟功能。小鼠肥大反應(yīng)增加伴隨著心肌PI3K p110α活性降低，而抑制肥大反應(yīng)伴隨著心臟PI3K p110α活性升高。表明在疾病時，PI3K p110α激活能通過減弱病理性心臟生長保持心臟功能。組織學(xué)分析顯示，小鼠心臟PI3K p110α活性降低，間質(zhì)纖維化水平更高［18］。心血管疾病時，PI3K p110α激活對于保持心臟結(jié)構(gòu)和功能很重要。PI3K p110α通過減弱LV重塑過程，如病理性心臟肥大、心肌纖維化和凋亡，保護心臟［19］。

進一步地研究顯示，運動訓(xùn)練后，PI3Kα在心臟生理性生長中是必需的。在壓力過負荷后，而非運動訓(xùn)練后，轉(zhuǎn)基因小鼠心臟中表達顯性負相PI3Kα，心臟肥大顯著［20］。研究基因敲除 PI3Kγ（PI3Kγ KO）小鼠和表達無催化活性的PI3Kγ（PI3Kγ KD）小鼠，發(fā)現(xiàn)心臟大小沒有異常改變，但激活PI3Kγ對心臟有損傷作用，心肌收縮力降低［4，17，21，22］。 在腎上腺素等刺激時，PI3Kγ KO小鼠心臟中的cAMP顯著增加，心肌收縮力顯著增強［4］；而PI3Kγ KD小鼠心臟中的cAMP水平正常，心肌收縮力不顯著改變。研究表明，PI3Kγ能調(diào)控cAMP水平，并且調(diào)控能力與其催化活性無關(guān)。本論文研究發(fā)現(xiàn)：3周大運動量訓(xùn)練和減量訓(xùn)練后，PI3K p110γ蛋白的表達沒有顯著變化。筆者認為在運動訓(xùn)練和減量訓(xùn)練過程中，心肌PI3K p110γ沒有顯著變化也反映了制定的運動訓(xùn)練和減量訓(xùn)練方案未造成心肌損傷。此外，從心肌形態(tài)學(xué)上看，運動訓(xùn)練和減量訓(xùn)練后，心肌組織也沒有損傷的表現(xiàn)。

此外，PI3K-Akt信號通路在生理性心肌肥厚和病理性心肌肥厚中都能發(fā)揮作用，但是它們由不同的PI3K亞基介導(dǎo)。生長因子引起的生理性心肌肥厚由PI3Kα介導(dǎo)，并能激活A(yù)kt和下游信號；而神經(jīng)、內(nèi)分泌因素引起的病理性心肌肥厚由Gq/G11介導(dǎo)，激活 PI3Kγ。阻斷 Gq/G11蛋白能使 PI3K P110γ失活，阻止心肌肥厚發(fā)展。PI3Kγ還能通過抑制受磷蛋白磷酸化引起β2AR下調(diào)，cAMP降低，SERCA-2a功能減弱，Ca2+的攝取和釋放受到影響，心臟的收縮功能降低［23］。有學(xué)者認為，在病理性心肌肥大時，壓力過負荷能選擇性地激活PI3K p110γ，而不影響PI3K p110α［24］。研究表明，病理性心肌肥大時，PI3Kγ選擇性激活，在由心肌肥大向心力衰竭轉(zhuǎn)變的過程中，PI3Kγ起重要作用［25］。在活體或單個心肌細胞中，沒有發(fā)生病理性心肌肥大或心肌纖維化的情況下，PI3Kγ的喪失與心肌收縮和舒張的持續(xù)增加有關(guān)［26］。由于PI3Kα和PI3Kγ在調(diào)節(jié)心臟的功能上有不同作用，因此治療時應(yīng)針對不同的PI3K亞型選擇性地使用興奮劑或抑制劑。PI3Kα對心肌細胞的生理性生長有促進作用，并能保護心肌，因此激活PI3Kα對心力衰竭有治療作用；而抑制PI3Kγ可使病理性心肌肥厚發(fā)生逆轉(zhuǎn)，有利于改善心功能。在病理性心肌肥大的情況下，運動引起的PI3Kα活化對維持心臟結(jié)構(gòu)和功能十分重要，可能是心力衰竭病人通過長期鍛煉使心臟功能獲得改善的原因［27］。總之，無論在生理條件下，還是在病理情況下，PI3K在心臟中都起重要的作用。

4 結(jié)論

本研究制定的運動訓(xùn)練和減量訓(xùn)練方案未造成心肌損傷。減量訓(xùn)練通過不同亞型的PI3K影響心肌。

［1］ Cantley LC.The Phosphoinositide 3-kinase pathway［J］.Science，2002，296（5573）：1655-1657.

［2］ Vanhaesebroeck B，Guillermet-Guibert J，Graupera M，et al. The emerging mechanisms of isoform-specific PI3K signalling［J］.Nat Rev Mol Cell Biol，2010，11（5）：329-341.

［3］ Hialmarson A，Goldstein S，F(xiàn)agerberg B，et al.Effects of controlled-release metoprolol on total mortality，hospitalizations，and well-being in Patients with heart failure：the Metoprolol CR/XL Randomized Intervention Trial in congestive heart failure（MERIT -HF）.MERIT-HF Study Group［J］.JAMA，2000，283（10）：1295-1302

［4］ Crackower MA，Oudit GY，Kozieradzki I，et al.Regulation of myocardial contractility and cell size by distinct PI3K-PTEN signaling pathways［J］.Cell，2002，110（6）：737-749.

［5］ Chavakis E，Carmona G，Urbich C，et al.Phosphatidylinositol-3-kinase-gamma is integral to homing functions of Progenito：cells［J］.Circ Res，2008，102（8）：942-949.

［6］ McMullen JR，Amirahmadi F，Woodcock EA，et al.Protective effects of exercise and phosphoinositide 3-kinase（p110alpha）signaling in dilated and hypertrophic cardiomyopathy［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2007，104（2）：612-617.

［7］ Julie R.McMullen，F(xiàn)atemeh Amirahmadi，Elizabeth A.Woodcock，Protective effects of exercise and phosphoinositide 3-kinase（p110α）signaling in dilated and hypertrophic cardiomyopathy［J］.PNAS，2007，1（9）：612-617

［8］ McMullen JR，Shioi T，Zhang L，et al.Phosphoinositide 3-kinase（p110alpha）plays a critical role for the induction of physiological，but not pathological，cardiac hypertrophy［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2003，100（21）：12355-12360.

［9］ Shioi T，Kang PM，Douglas PS，et al.The conserved phosphoinositide 3-kinase pathway determines heart size in mice［J］. EMBO J，2000，19（11）：2537-2548

［10］ McMullen，J.R.，Shioi，T.，Huang，W.Y.et al.The insulin -like growth factor 1receptor induces physiological heart growth viathe phosphoinositide 3-kinase（p110α）pathway［J］.J.Biol.Chem，2004，279（6）：4782-4793

［11］ Calvert JW.Cardioprotective effects of nitrite during exercise［J］.Cardiovasc Res，2011，89（3）：499-506.

［12］ Melling CW，Thorp DB，Milne KJ，Krause MP，Noble EG.Exercise-mediated regulation of Hsp70 expression following aerobic exercise training［J］.Am J Physiol Heart Circ Physiol，2007，293（6）：H3692-H3698.

［13］ Calvert JW，Condit ME，Aragón JP，Nicholson CK，Moody BF，Hood RL，Sindler AL，Gundewar S，Seals DR，Barouch LA，Lefer DJ.Exercise protects against myocardial ischemia-reperfusion injury via stimulation of S（3）-adrenergic receptors and increased nitric oxide signaling：role of nitrite and nitrosothiols［J］.Circ Res，2011，108（12）：1448-1458.

［14］ Kate L.Weeks，BSc（Hons）；Xiaoming Gao，Xiao-Jun Du，et al.Phosphoinositide 3-Kinase p110α Is a Master Regulator of Exercise-Induced Cardioprotection and PI3K Gene Therapy Rescues Cardiac Dysfunction［J］.Circ Heart Fail，2012，5（4）：523-534.

［15］ McMullen JR，Shioi T，Zhang L.3-kinase（P110alpha）Plays a critical role for the induction of physiological，but not pathological，cardiac hypertrophy［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2003，100（21）：12355-12360.

［16］ Zhongju Lu，Ya-Ping Jiang，Wei Wang，et al.Loss of Cardiac Phosphoinositide 3-kinase p110α Results in Contractile Dysfunction［J］.Circulation，2009，120（4）：318-325

［17］ Yano N，Tseng A，Zhao TC，et al.Temporally controlled overexpression of cardiac specific PI3Kalpha induces enhanced myocardial contractility-a new transgenic model［J］.Am J Physiol Heart Circ Physiol，2008，295（4）：H1690-1694.

［18］ McMullen JR，Amirahmadi F，Woodcock EA，et al.protective effects of exercise and Phosphoinositide 3-kinase（110alpha）signaling in dilated and hypertrophic cardiomyopathy［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2007，104（2）：612-617.

［19］ Kate L.Owen，Lynette Pretorius，Julie R.Mcmullen.The protective effectsofexercise and phosphoinositide3 - kinase（p110alpha）in the failing heart［J］.Clinical Science，2009，116（5），365-375.

［20］ Cinzia Perrino，Howard A.Rockman，Massimo Chiariello.Targeted inhibition of phosphoinositide 3-kinase activity as a novel strategy to normalize beta-adrenergic receptor function in heart failure［J］.Vascular Pharmacology，2006，45（2）：77-85

［21］ Damilano F，Perino A，Hirseh E.PI3K kinase and scaffold functions in heart［J］.Ann N Y Acad Sci，2010，2（1188）：39 -45.

［22］ Patrucco E，Notte A，Barberis L，et al.PI3Kgamma modulates the cardiac response to chronic pressure overload by distinct kinase-dependent and -independent effects［J］.Cell，2004，118（3）：375-387.

［23］ Le Blanc C，Mironneau C，Barbot C，et al.Regulation of vascular L-type Ca2+channels by phosphatidylinositol 3，4，5-trisphosphate［J］.Circulation research，2004，95（3）：300-308.

［24］ Naga Prasad SV，Esposito G，MaoL，et al.G beta gamma dependent phosphoinositide 3-kinase activation in hearts with in vivo pressure overload hypertrophy［J］.J Biol Chem，2000，275（7）：4693-8.

［25］ Esposito，G.，Rapacciuolo，A.，Naga Prasad，S.V.，et al. Genetic alterations that inhibit in vivo pressure-overload hypertrophy prevent cardiac dysfunction despite increased wall stress［J］.Circulation，2002，105（1）：85-92.

［26］ Oudit GY，Kassiri Z.Role of PI3 kinase gamma in excitationcontraction coupling and heart disease［J］.Cardiovasc Hematol Disord Drug Targets，2007，7（4）：295-304.

［27］ Owen KL，Pretorius L，McMullen JR.The Protective effects of exercise and phosphoinositide 3-kinase（p110alpha）in the failing heart［J］.Clin Sci（Lond），2009，116（5）：365-375.

The Mechanism of Tapering Influencing Cardiac Muscles Through PI3K of Different Subtypes

ZHANG Jun

Objective：To explore the cardiac muscle be affected by PI3K in the course of tapering and its mechanism. Methods：72 male SD rats were randomly divided into 8 groups after one week of adaptability training：the group that rest for 3 weeks（C3），the group that receive large amount of training for 3 weeks（E3）；the group that rest for 3 days（C4）and the group that receive 3 days of tapering（E4）；the group that rest for 6 days（C5）and the group that receive 6 days of tapering（E5）；the group that rest for 2 weeks（C6）and the group that receive 2 weeks of tapering（E6）.After 3 weeks of large amount of training and 2 weeks of tapering，the cardiac muscle of left ventricle was sampled.PI3K p85，PI3K p110α and PI3K p110γ protein was tested through Western blotting.The morphological structure of cardiac muscle organization was HE colored and observed under light microscope.Results：After 3 weeks of large amount of training and 2 weeks of tapering，no significant change occurred in the conformation of cardiac muscle organizations.No injuries were observed in the cardiac muscles. PI3K p110α protein expression increased significantly in cardiac muscles after 6 days of tapering（P＜0.05）. PI3K p110γ didn’t change significantly after 3 weeks of large amount of training and after tapering（P＞0.05）.Conclusions：The training and tapering in the project didn’t result in any injuries of the cardiac muscles.Cardiac muscles can be affected by tapering through PI3K.

Tapering，Cardiac Muscle，PI3K p85，PI3K p110α，PI3K p110γ

G804.2 Document code：A Article ID：1001-9154（2016）05-0107-06

G804.2

A

1001-9154（2016）04-0107-06

10.15942/j.jcsu.2016.05.018

（編輯 鄧文騫，孫君志）

燕山大學(xué)博士基金項目“大運動量和減量訓(xùn)練對心肌mTOR信號通路的影響”（B920）；燕山大學(xué)青年教師自主研究計劃課題“運動訓(xùn)練和減量訓(xùn)練對心肌的影響機制”（15SKB009）。

張軍，博士，講師，研究方向：運動生理學(xué)，E-mail：zhangjun040140@163.com。

燕山大學(xué)，河北秦皇島066004 Yanshan University，Qinhuangdao Hebei 066004

2015-12-26

2016-03-11