高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練對(duì)SD大鼠骨骼肌交感縮血管反應(yīng)和功能性抗交感的影響：NO和α1—AR的作用

潘治國(guó) 王謙 孫一

摘 要：觀察8周高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練（HIIT）對(duì)骨骼肌交感縮血管反應(yīng)和功能性抗交感的影響并探討一氧化氮（NO）和α1-腎上腺素能受體（α1-AR）在其中的作用機(jī)制。方法：30只健康雄性SD大鼠隨機(jī)分為安靜對(duì)照組（S，n=15）和運(yùn)動(dòng)組（E，n=15），S組保持安靜狀態(tài)，E組進(jìn)行8周HIIT。實(shí)驗(yàn)后麻醉動(dòng)物，電刺激腰部交感神經(jīng)干誘導(dǎo)縮血管反應(yīng)，電刺激脛神經(jīng)誘發(fā)小腿三頭肌收縮。分別于未灌注藥物、灌注α1-AR阻斷劑（哌唑嗪）、灌注哌唑嗪聯(lián)合一氧化氮合酶（NOS）抑制劑（NG-硝基-L-精氨酸甲酯，L-NAME）時(shí)記錄骨骼肌安靜時(shí)及收縮時(shí)的股血管電導(dǎo)（FVC）的變化。交感縮血管反應(yīng)用FVC對(duì)交感電刺激的變化率（%FVC）表示，功能性抗交感用安靜時(shí)FVC對(duì)交感電刺激的變化率與肌肉收縮時(shí)的差值表示（？駐%FVC=%FVC安靜-%FVC肌肉收縮）。結(jié)果：1）未灌注藥物時(shí)，安靜狀態(tài)下，E組低頻（2 Hz）交感刺激誘導(dǎo)的%FVC高于S組（P<0.05），而高頻（5 Hz）刺激時(shí)組間無(wú)顯著性差異（P>0.05）；肌肉收縮狀態(tài)下E組和S組間%FVC無(wú)顯著性差異（P>0.05）。灌注哌唑嗪時(shí)，安靜及肌肉收縮狀態(tài)下，S組和E組%FVC均顯著性下降（P<0.05），組間比較則無(wú)顯著性差異（P>0.05）。灌注哌唑嗪聯(lián)合L-NAME時(shí)，S組安靜及肌肉收縮時(shí)%FVC顯著性升高（P<0.05）；E組安靜狀態(tài)下2 Hz交感刺激時(shí)的%FVC增加（P<0.05），肌肉收縮時(shí)無(wú)顯著性變化（P>0.05）。2）未灌注藥物時(shí)，E組？駐%FVC高于S組（P<0.05）。灌注哌唑嗪時(shí)，E組2 Hz交感刺激時(shí)的？駐%FVC下降（P<0.05），組間比較無(wú)顯著性差異（P>0.05）。灌注哌唑嗪+L-NAME時(shí)，S組和E組？駐%FVC均無(wú)顯著性變化（P>0.05）。結(jié)論：HIIT通過(guò)增強(qiáng)骨骼肌收縮時(shí)NO對(duì)α1-AR依賴性交感縮血管反應(yīng)的抑制作用而改善功能性抗交感。

關(guān)鍵詞：高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練；骨骼肌；交感縮血管反應(yīng)；功能性抗交感；一氧化氮；α1-腎上腺素能受體

中圖分類號(hào)：G 804.2 學(xué)科代碼：040302 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract：Objective： The purpose of this study is to observe the effect of high-intensity interval training （HIIT） of 8 weeks on sympathetic vasoconstriction and functional sympatholysis in skeletal muscle and investigate the mechanism of nitric oxide （NO） and α1-adrenoreceptor （α1-AR）. Methods： Thirty healthy SD rats randomized to sedentary （S， n=15） and exercise （E， n=15） groups. Animal in S group maintained resting state while those in E group performed HIIT lasting for 8 weeks. After experiment， rats were anesthetized， sympathetic vasoconstriction responsiveness was induced by electrostimulation of the lumbar sympathetic chain and the triceps surae muscle group contracted by electrostimulation of tibial nerve. Femoral vascular conductance （FVC） was recorded at rest and during contraction of skeletal muscle in non-administration of drug， administration of α1-AR blockade （Prazosin） and Prazosin combined with nitric oxide synthase （NOS） inhibitor （NG-nitro-L-arginine methyl ester， L-NAME）. Sympathetic vasoconstrictor responsiveness was expressed by percentage change in FVC （%FVC） in response to sympathetic electrostimulation and functional sympatholysis was calculated as the difference between the percentage change in FVC in response to sympathetic electrostimulation at rest and during muscular contraction （？駐%FVC=%FAVCrest-%FAVCcontraction）. Results： 1） Sympathetic vasoconstrictor responsiveness （%FVC）： During non-administration of drug， %FVC was increased （P<0.05） in E compared to S group at low， but not high （P>0.05） electrostimulation frequencies at rest， whereas %FVC was not different （P>0.05） between groups during contraction. Administration of Prazosin reduced （P<0.05） %FVC in S and E groups at rest and during contraction， and abolished group differences in %FVC. Administration of Prazosin and L-NAME increased %FVC （P<0.05） in S at rest and during contraction， whereas in E group %FVC was increased （P<0.05） in response to sympathetic stimulation at 2 Hz at rest and unchanged （P>0.05） during contraction. 2） Functional sympatholysis （？駐%FVC）： During non-administration of drug， ？駐%FVC of E group enhanced （P<0.05）， however the above effect were abolished by Prazosin. Subsequent NOS inhibition did not alter （P>0.05） ？駐%FVC in S or ET groups. Conclusion： HIIT enhanced NO mediated α1-AR dependent sympathetic vasoconstriction during skeletal muscle contraction and improved functional sympatholysis.

Keywords：high-intensity interval training； skeletal muscle； sympathetic vasoconstriction； functional sympatholysis； nitric oxide； α1-adrenoreceptor

交感神經(jīng)興奮性對(duì)于維持血管緊張性收縮具有重要作用。人體活動(dòng)時(shí)交感神經(jīng)活性顯著增加，神經(jīng)末梢釋放去甲腎上腺素（NE）并與血管內(nèi)皮細(xì)胞α-腎上腺素受體（α-AR，包括α1-AR和α2-AR）結(jié)合，繼而引起外周非運(yùn)動(dòng)器官血管收縮以維持血壓穩(wěn)態(tài)[1]，此外，尚存在非AR途徑（例如，神經(jīng)肽Y和嘌呤型P2X受體途徑[2]）介導(dǎo)血管收縮反應(yīng)，然而工作?。磪⑴c活動(dòng)的骨骼肌）則通過(guò)釋放一氧化氮（NO）、前列腺素（PGs）等多種舒血管物質(zhì)減輕或抵消身體活動(dòng)時(shí)的交感縮血管反應(yīng)，從而引起工作肌血管舒張、血流量增加以滿足局部需氧量和代謝需求[3]。Remensnyder等[4]將工作肌釋放的局部抗交感物質(zhì)抑制運(yùn)動(dòng)中交感縮血管反應(yīng)的現(xiàn)象稱為“功能性抗交感”?？梢酝茰y(cè)，若功能性抗交感改善，則人體活動(dòng)時(shí)骨骼肌血流灌注增加、運(yùn)動(dòng)能力提升。已有研究發(fā)現(xiàn)，8周中高強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)能夠改變安靜時(shí)的交感縮血管反應(yīng)（即腰部交感神經(jīng)干電刺激誘導(dǎo)股血管電導(dǎo)下降的幅度）并增強(qiáng)肌肉收縮介導(dǎo)的交感縮血管抑制作用（即功能性抗交感）[5]。利用一氧化氮合酶（NOS）抑制劑發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練改善功能性抗交感是通過(guò)NO途徑介導(dǎo)的[6-7]。NO能夠開(kāi)放ATP敏感的K+通道并使血管平滑肌細(xì)胞超極化，進(jìn)而關(guān)閉電壓門控性Ca2+通道[8]。由于α2-AR介導(dǎo)的血管收縮反應(yīng)受電壓門控性Ca2+通道介導(dǎo)的Ca2+內(nèi)流調(diào)控，因此，NO對(duì)經(jīng)由α2-AR的交感縮血管反應(yīng)具有抑制效應(yīng)[8]。由此推測(cè)，規(guī)律性的身體活動(dòng)訓(xùn)練增強(qiáng)NO對(duì)交感縮血管反應(yīng)的抑制作用可能是通過(guò)α2-AR依賴性途徑介導(dǎo)的。然而Jendzjowsky等[9]利用選擇性α2-AR阻斷劑卻發(fā)現(xiàn)，低中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組大鼠功能性抗交感并未改變，而高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組僅輕度降低，說(shuō)明抑制α2-AR依賴性縮血管反應(yīng)并非規(guī)律運(yùn)動(dòng)改善功能性抗交感的主要原因；當(dāng)聯(lián)合使用α2-AR阻斷劑和NOS抑制劑時(shí)，高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組大鼠高頻（5 Hz）交感電刺激時(shí)的功能性抗交感顯著性降低，推測(cè)規(guī)律性的身體活動(dòng)訓(xùn)練能夠增強(qiáng)NO對(duì)α1-AR和/或非AR依賴性交感縮血管反應(yīng)的抑制效應(yīng)。已有研究發(fā)現(xiàn)[10]，α1-AR和α2-AR均可介導(dǎo)功能性抗交感，NO則僅對(duì)α1-AR依賴性血管收縮具有抑制作用，然而，規(guī)律性的身體活動(dòng)訓(xùn)練能否改變骨骼肌安靜時(shí)及收縮狀態(tài)下α1-AR介導(dǎo)的交感縮血管反應(yīng)仍未確定。

高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練（HIIT）（2014—2018年ACSM全球健身趨勢(shì)調(diào)查中均躋身前10位）在改善骨骼肌代謝和運(yùn)動(dòng)能力等方面與傳統(tǒng)持續(xù)有氧運(yùn)動(dòng)相當(dāng)，甚至效果更佳，而所需活動(dòng)時(shí)間較短，使人更易接受和長(zhǎng)期堅(jiān)持，其安全性也得到廣泛證實(shí)[11]。由于規(guī)律性身體活動(dòng)對(duì)骨骼肌交感縮血管反應(yīng)的抑制效應(yīng)與活動(dòng)強(qiáng)度成正比[5]，所以，推測(cè)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度較高的HIIT模式能夠顯著改善功能性抗交感。本研究的目的旨在觀察8周HIIT對(duì)骨骼肌交感縮血管反應(yīng)和功能性抗交感的影響并利用選擇性α1-AR阻斷劑和NOS抑制劑探討NO和α1-AR在其中的生物學(xué)原理。

1 研究方法

1.1 實(shí)驗(yàn)法

1.1.1 分組

30只雄性健康SD大鼠，2月齡，體質(zhì)量（260.6±35.6） g，購(gòu)自軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心，分籠飼養(yǎng)（每籠5只）于12 h光暗交替、溫度22 ～24 ℃、濕度50%～70%的動(dòng)物房?jī)?nèi)，自由進(jìn)食飲水。將大鼠隨機(jī)分為安靜對(duì)照組（S，n=15）和運(yùn)動(dòng)組（E，n=15），體質(zhì)量分別為（254.0±37.1） g和（267.2±34.2） g，組間比較無(wú)顯著性差異（P>0.05）。

1.1.2 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練方案

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物熟悉環(huán)境1周后使用電動(dòng)跑臺(tái)進(jìn)行5 d適應(yīng)性訓(xùn)練，方案為：速度為10 m/min，坡度為0 °，10 min/d。隨后E組進(jìn)行8周HIIT，方案為：先進(jìn)行10 min熱身（速度10 m/min，坡度0 °），然后將速度設(shè)定為40 m/min，每運(yùn)動(dòng)3 min后休息1 min為一組，共完成5組，5次/周。S組始終保持安靜狀態(tài)。

1.1.3 外科手術(shù)

參照J(rèn)endzjowsky等[9]以及課題組前期使用的研究方法[5]進(jìn)行外科手術(shù)：1）麻醉。末次訓(xùn)練后24 h，大鼠吸入異氟醚麻醉，右側(cè)頸靜脈插管并灌注α-氯醛糖和烏拉坦以維持麻醉狀態(tài)。2）血液動(dòng)力學(xué)測(cè)定。左側(cè)肱動(dòng)脈插管并連接固態(tài)壓力傳感器以連續(xù)監(jiān)測(cè)平均動(dòng)脈壓（MAP）和心率（HR）。左側(cè)股靜脈插管以備藥物灌注。將流量探測(cè)器（0.7 V，Transonic Systems）置于右側(cè)股動(dòng)脈并連接流量計(jì)（T402，Transonic Systems，美國(guó)）以測(cè)定股動(dòng)脈血流量（FBF）。3）電刺激坐骨神經(jīng)誘發(fā)小腿三頭肌收縮。暴露右側(cè)坐骨神經(jīng)并連接C型電極。剝離后肢皮膚和結(jié)締組織暴露小腿三頭肌，將壓力傳感器（FT-10，Grass Instruments，美國(guó)）與跟腱連接，通過(guò)電刺激坐骨神經(jīng)誘發(fā)肌肉收縮。先測(cè)定肌肉收縮所需的最小電流，即運(yùn)動(dòng)閾（MT），然后以10×MT、1 ms脈沖、100 Hz頻率電流檢測(cè)肌肉最大收縮力（MCF）。4）電刺激腰部交感神經(jīng)干誘導(dǎo)縮血管反應(yīng)。打開(kāi)腹腔，暫時(shí)將主動(dòng)脈和腔靜脈拉向側(cè)方暴露右側(cè)腰部交感神經(jīng)干，于L3/L4水平與雙極銀絲刺激電極（Bioflex wire AS633，美國(guó)）相連接。神經(jīng)和電極均用硅樹脂覆蓋以絕緣固定。電極通過(guò)絕緣刺激器（DS3，Digitimer，英國(guó)）以獲得恒定電流。

1.1.4 骨骼肌安靜以及收縮時(shí)交感縮血管反應(yīng)測(cè)定

外科手術(shù)后恢復(fù)1 h（以穩(wěn)定血液動(dòng)力學(xué)）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。參照J(rèn)endzjowsky等[9]及課題組前期使用的方法[5]，分別于未灌注藥物、灌注α1-AR阻斷劑哌唑嗪（20 μg/kg靜脈注射）、灌注哌唑嗪聯(lián)合NOS抑制劑NG-硝基-L-精氨酸甲酯（NG-nitro-L-arginine methyl ester，L-NAME）（5 mg/kg靜脈注射）時(shí)記錄骨骼肌安靜時(shí)及收縮時(shí)交感神經(jīng)電刺激誘導(dǎo)的縮血管反應(yīng)的變化，給藥方式及劑量參照文獻(xiàn)[9]及預(yù)實(shí)驗(yàn)確定。以6×MT、0.1 ms脈沖、40 Hz頻率電刺激坐骨神經(jīng)誘發(fā)小腿三頭肌以60%MCF進(jìn)行規(guī)律收縮，肌肉收縮持續(xù)8 min，分別于第3 min和第6 min進(jìn)行交感神經(jīng)電刺激（電刺激參數(shù)為：1 ms脈沖、1.5 V電壓，頻率分別為2 Hz和5 Hz，持續(xù)時(shí)間為1 min）。安靜狀態(tài)下交感傳出神經(jīng)發(fā)放低頻神經(jīng)沖動(dòng)（<1 Hz），活動(dòng)時(shí)放電頻率和神經(jīng)遞質(zhì)釋放量明顯增加，本研究采用2 Hz和5 Hz電刺激頻率分別模擬骨骼肌靜息及收縮狀態(tài)下的交感神經(jīng)活性，同時(shí)誘發(fā)頻率依賴性血管收縮反應(yīng)。灌注藥物實(shí)驗(yàn)之間間歇30 min，安靜時(shí)與肌肉收縮實(shí)驗(yàn)之間間隔5 min，不同頻率（2 Hz vs. 5 Hz）交感電刺激實(shí)驗(yàn)之間間歇2 min，以保證血液動(dòng)力學(xué)恢復(fù)。外科手術(shù)及交感縮血管反應(yīng)實(shí)驗(yàn)流程如圖1所示。

1.1.5 取材

所有實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，通過(guò)麻醉過(guò)度處死動(dòng)物，取心臟、比目魚肌和腓腸肌并稱重，計(jì)算心指數(shù)（=心臟質(zhì)量/體質(zhì)量）。

1.1.6 數(shù)據(jù)采集與分析

利用LabChart數(shù)據(jù)采集軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄、采集與分析。HR、MAP和FBF采樣頻率為100 Hz，股動(dòng)脈電導(dǎo)（FVC）（mL/（min·mmHg-1））=FBF/MAP。基礎(chǔ)血液動(dòng)力學(xué)（HR、MAP、FBF和FVC）用原始值表示；交感電刺激誘導(dǎo)的縮血管反應(yīng)（即交感縮血管反應(yīng)）用FVC在交感電刺激前后的變化率（%FVC）表示[7]，即%FVC=？駐FVC/FVC基礎(chǔ)值×100%=（FVC電刺激-FVC基礎(chǔ)值）/ FVC基礎(chǔ)值×100%；功能性抗交感用安靜時(shí)FVC對(duì)交感電刺激的變化率與肌肉收縮時(shí)的差值（？駐%FVC）表示[7]，即？駐%FVC=%FVC安靜-%FVC肌肉收縮。

1.2 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

所有數(shù)據(jù)用“均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。體重、肌肉和心臟重量及心指數(shù)的比較使用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；基礎(chǔ)血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)和功能性抗交感的比較使用雙因素方差分析（運(yùn)動(dòng)×藥物），交感縮血管反應(yīng)使用三因素方差分析（運(yùn)動(dòng)×藥物×肌肉收縮狀態(tài)），不同頻率（2 Hz和5 Hz）交感電刺激的反應(yīng)分別進(jìn)行分析，若交互作用和主效應(yīng)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，則使用S-N-K檢驗(yàn)進(jìn)行多重比較。采用SPSS 22.0軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理和分析，P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 樣本量分析

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于手術(shù)失敗、未完成訓(xùn)練負(fù)荷及意外死亡等原因，共剔除大鼠7只，最終樣本量n=23，其中包括S組（n=13）、E組（n=10）。

2.2 體質(zhì)量、肌肉和心臟質(zhì)量及心指數(shù)

體質(zhì)量、肌肉和心臟質(zhì)量及心指數(shù)見(jiàn)表1。與S組比較，E組體質(zhì)量下降（P<0.05），心臟質(zhì)量和心指數(shù)增加（P<0.05），比目魚肌和腓腸肌質(zhì)量無(wú)顯著性變化（P>0.05）。

2.3 基礎(chǔ)血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)

基礎(chǔ)（未經(jīng)交感刺激且肌肉處于安靜狀態(tài)下）血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)（HR、MAP、FBF和FVC）見(jiàn)表2。未灌注藥物時(shí)：與S組比較，E組HR顯著性下降（P<0.05），MAP、FBF和FVC則無(wú)顯著性差異（P>0.05）。灌注哌唑嗪時(shí)：與未灌注比較，S組和E組MAP下降（P<0.05），F(xiàn)BF和FVC升高（P<0.05），組間比較并無(wú)顯著性差異（P>0.05）。灌注哌唑嗪+L-NAME時(shí)：與未灌注及灌注哌唑嗪比較，S組和E組MAP均顯著性升高（P<0.05）；與灌注哌唑嗪比較，S組和E組FBF無(wú)顯著性變化（P>0.05），F(xiàn)VC則顯著性下降（P<0.05）并恢復(fù)至未灌注時(shí)的水平。

2.4 交感縮血管反應(yīng)

交感縮血管反應(yīng)（%FVC）如圖2所示。未灌注藥物時(shí)：安靜狀態(tài)下，2 Hz交感刺激時(shí)E組%FVC高于S組（P<0.05），而5 Hz交感刺激時(shí)2組間并無(wú)顯著性差異（P>0.05）；收縮狀態(tài)下，2組間無(wú)顯著性差異（P>0.05）。灌注哌唑嗪時(shí)：與未灌注比較，安靜狀態(tài)下和收縮狀態(tài)下，S組和E組2 Hz和5 Hz交感刺激時(shí)的%FVC均顯著性下降（P<0.05），組間比較則無(wú)顯著性差異（P>0.05）。灌注哌唑嗪+L-NAME時(shí)：與灌注哌唑嗪比較，安靜狀態(tài)下，S組2 Hz和5 Hz交感刺激時(shí)的%FVC升高（P<0.05），E組2 Hz交感刺激時(shí)的%FVC升高（P<0.05）；收縮狀態(tài)下，S組2 Hz和5 Hz交感刺激時(shí)的%FVC升高（P<0.05），E組則無(wú)顯著性變化（P>0.05）。

2.5 功能性抗交感

功能性抗交感（？駐%FVC）如圖3所示。未灌注藥物時(shí)，E組？駐%FVC高于S組（P<0.05）。灌注哌唑嗪時(shí)，與未灌注比較，E組2 Hz交感刺激時(shí)的？駐%FVC下降（P<0.05），S組均無(wú)顯著性變化（P>0.05），組間比較無(wú)顯著性差異（P>0.05）。灌注哌唑嗪+L-NAME時(shí)，與灌注哌唑嗪比較，S組和E組？駐%FVC均無(wú)顯著性變化（P>0.05）。

3 討論

本研究的目的在于探討規(guī)律性運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)于骨骼肌安靜時(shí)及收縮狀態(tài)下α1-AR依賴性縮血管反應(yīng)及NO介導(dǎo)的功能性抗交感的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，8周HIIT提高骨骼肌安靜狀態(tài)下低頻交感電刺激誘導(dǎo)的α1-AR依賴性縮血管反應(yīng)，而高頻電刺激時(shí)則無(wú)顯著性變化，同時(shí)功能性抗交感改善；使用選擇性α1-AR阻斷劑則抵消了運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)功能性抗交感的良性效應(yīng)，而利用α1-AR阻斷劑聯(lián)合NOS抑制劑對(duì)功能性抗交感并無(wú)顯著性影響。上述結(jié)果顯示，HIIT通過(guò)增強(qiáng)對(duì)α1-AR依賴性交感縮血管反應(yīng)的抑制作用而改善功能性抗交感；此外，骨骼肌收縮時(shí)NO對(duì)于縮血管反應(yīng)的抑制作用是經(jīng)由α1-AR介導(dǎo)的。

3.1 HIIT對(duì)骨骼肌交感縮血管反應(yīng)和功能性抗交感的影響

關(guān)于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)骨骼肌安靜時(shí)交感縮血管反應(yīng)的影響，不同研究結(jié)果并不一致。本研究發(fā)現(xiàn)，8周HIIT后，E組安靜時(shí)低頻（2 Hz）交感電刺激誘導(dǎo)的%FVC升高，說(shuō)明骨骼肌靜息狀態(tài)下的交感縮血管反應(yīng)增強(qiáng)，與Jendzjowsky等[7]及課題組的前期研究[5]一致。值得注意的是，本研究中E組高頻（5 Hz）交感電刺激時(shí)的%FVC并無(wú)顯著性變化，可見(jiàn)長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練誘導(dǎo)骨骼肌血管平滑肌對(duì)交感神經(jīng)傳出沖動(dòng)的反應(yīng)發(fā)生適應(yīng)性變化，且對(duì)低頻（2 Hz）交感刺激更為敏感，可能與交感激活后神經(jīng)遞質(zhì)釋放的總量或成分改變有關(guān)，具體機(jī)制尚未明確。然而，Wray等[12]的橫斷面研究卻發(fā)現(xiàn)，安靜時(shí)自行車運(yùn)動(dòng)員（長(zhǎng)期下肢運(yùn)動(dòng)）和無(wú)訓(xùn)練者下肢交感縮血管反應(yīng)無(wú)顯著性差異，說(shuō)明長(zhǎng)期規(guī)律性運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)骨骼肌安靜時(shí)的交感縮血管反應(yīng)并無(wú)影響。研究結(jié)果存在差異可能與研究對(duì)象和研究方法有關(guān)。

相對(duì)于安靜時(shí)的交感縮血管反應(yīng)，骨骼肌功能性抗交感（即肌肉收縮時(shí)對(duì)于交感縮血管反應(yīng)的抑制作用）更具生理意義，從而保證代謝活躍的工作肌得到充足的血流灌注和氧供應(yīng)。本研究采用HIIT模式并發(fā)現(xiàn)，8周運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練改善健康SD大鼠骨骼肌功能性抗交感，與Jendzjowsky等[7]和課題組前期的研究結(jié)果[5]相似。Mizuno等[13]的研究同樣顯示，隨意轉(zhuǎn)輪運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能夠改善自發(fā)性高血壓大鼠功能性抗交感。來(lái)自病例對(duì)照的研究也顯示[14]，提高耐力有助于延緩由于增齡引起的功能性抗交感下降。然而也有少數(shù)研究得到不一致結(jié)論。Wimer等[15]證實(shí)，6周針對(duì)前臂肌群的握力訓(xùn)練對(duì)上肢功能性抗交感并無(wú)顯著性影響，Mortensen等發(fā)現(xiàn)[16]，5周單腿伸膝訓(xùn)練后，運(yùn)動(dòng)肢功能性抗交感與對(duì)側(cè)非運(yùn)動(dòng)肢并無(wú)顯著性差異，這可能與研究對(duì)象、訓(xùn)練負(fù)荷、訓(xùn)練時(shí)間及測(cè)試肢體不同有關(guān)。課題組前期的研究證實(shí)[7]，有氧運(yùn)動(dòng)改善骨骼肌功能性抗交感的作用與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度成正比。由于本研究采用的HIIT方案強(qiáng)度較高，因此，能夠?qū)桓猩窠?jīng)支配的血管調(diào)控產(chǎn)生顯著影響。

3.2 α1-AR在骨骼肌交感縮血管反應(yīng)和功能性抗交感中的作用

本研究發(fā)現(xiàn)，安靜狀態(tài)下，使用選擇性α1-AR阻斷劑后S組和E組低頻和高頻交感電刺激誘導(dǎo)的交感縮血管反應(yīng)均顯著性下降。研究已證實(shí)，未經(jīng)訓(xùn)練的健康大鼠安靜狀態(tài)下，α2-AR在交感電刺激誘導(dǎo)縮血管反應(yīng)中的作用甚微[9]；Delorey等[2]使用選擇性激動(dòng)劑發(fā)現(xiàn)，安靜狀態(tài)下骨骼肌血管張力受神經(jīng)肽Y（NPY）和嘌呤型P2X受體調(diào)控。因此，可以推測(cè)，本研究中S組使用α1-AR阻斷劑后的交感縮血管反應(yīng)可能是經(jīng)由肽能和/或嘌呤能受體介導(dǎo)的。有研究進(jìn)一步顯示[17]，NPY和P2X受體主要分布于遠(yuǎn)端小動(dòng)脈，受體激活后血管阻力明顯增加，進(jìn)而調(diào)控血管收縮反應(yīng)。在本研究中，E組大鼠安靜時(shí)2 Hz電刺激誘導(dǎo)的交感縮血管反應(yīng)高于S組，使用α1-AR阻斷劑后2組間并無(wú)顯著性差異（即運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練上調(diào)骨骼肌安靜時(shí)交感縮血管反應(yīng)的效應(yīng)被α1-AR阻斷劑所抵消），可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)規(guī)律性運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后α1-AR對(duì)于低頻交感電刺激的敏感性增加。與本研究結(jié)果一致，Svedenhag等[18]的橫斷面研究同樣顯示，與未經(jīng)訓(xùn)練者比較，耐力運(yùn)動(dòng)員對(duì)去氧腎上腺素誘導(dǎo)的增壓反應(yīng)顯著升高，說(shuō)明長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練增強(qiáng)α1-AR介導(dǎo)的縮血管反應(yīng)。Jendzjowsky等[9]證實(shí)，短期運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可提高α2-AR介導(dǎo)的縮血管反應(yīng)。結(jié)合本研究的結(jié)果，可推測(cè)，規(guī)律性運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能夠同時(shí)上調(diào)骨骼肌安靜狀態(tài)下α1-AR和α2-AR介導(dǎo)的交感縮血管反應(yīng)，且AR對(duì)于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的適應(yīng)具有交感刺激頻率依賴性。

肌肉收縮狀態(tài)下，S組和E組交感縮血管反應(yīng)均明顯下降，E組功能性抗交感明顯高于S組，使用選擇性α1-AR阻斷劑并未改變S組功能性抗交感，說(shuō)明對(duì)于未經(jīng)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練大鼠而言，功能性抗交感并非經(jīng)由α1-AR介導(dǎo)；然而E組經(jīng)α1-AR阻斷劑后功能性抗交感則明顯下降，且E組和S組無(wú)顯著性差異，可見(jiàn)，α1-AR依賴性交感縮血管反應(yīng)受到抑制是運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練改善功能性抗交感的重要機(jī)制。在Jendzjowsky等[9]的研究中，使用選擇性α2-AR阻斷劑后高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組大鼠功能性抗交感下降，但仍高于安靜對(duì)照組，可見(jiàn)，抑制α2-AR介導(dǎo)的交感縮血管反應(yīng)對(duì)于改善功能性抗交感的作用較小。因此，本研究認(rèn)為，長(zhǎng)期高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練（HIIT）能夠同時(shí)增強(qiáng)肌肉收縮對(duì)于α1-AR和α2-AR依賴性縮血管反應(yīng)的抑制作用而改善功能性抗交感，其中α1-AR起主要作用。

3.3 NO在骨骼肌交感縮血管反應(yīng)和功能性抗交感中的作用

在本研究中，S組大鼠在安靜狀態(tài)下給予α1-AR阻斷劑聯(lián)合NOS抑制劑后2 Hz和5 Hz交感電刺激時(shí)的縮血管反應(yīng)均顯著性升高。由于Jendzjowsky等[9]的研究證實(shí)α2-AR在骨骼肌安靜時(shí)交感縮血管反應(yīng)中的作用甚微，因此，S組安靜狀態(tài)下骨骼肌中的NO主要通過(guò)抑制非AR依賴性縮血管反應(yīng)調(diào)節(jié)肌肉血流量。而對(duì)于E組，聯(lián)合使用α1-AR阻斷劑和NOS抑制劑后對(duì)于2 Hz交感電刺激的縮血管反應(yīng)增加，而5 Hz時(shí)的交感縮血管反應(yīng)與單獨(dú)使用α1-AR阻斷劑并無(wú)顯著性差異，據(jù)此推斷，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后，骨骼肌中NO可同時(shí)抑制低頻交感電刺激誘導(dǎo)的α2-AR和非AR依賴性縮血管反應(yīng)。

肌肉收縮時(shí)，S組聯(lián)合使用α1-AR阻斷劑和NOS抑制劑后交感縮血管反應(yīng)升高，而功能性抗交感并無(wú)顯著性變化，可見(jiàn)，對(duì)于未經(jīng)訓(xùn)練的大鼠，肌肉收縮抑制交感縮血管反應(yīng)并不需要NO參與。而在E組，α1-AR阻斷劑聯(lián)合NOS抑制劑并未改變交感縮血管反應(yīng)，說(shuō)明大鼠經(jīng)過(guò)系統(tǒng)訓(xùn)練后，骨骼肌收縮過(guò)程中NO對(duì)于交感縮血管反應(yīng)的抑制作用是經(jīng)由α1-AR介導(dǎo)的。Jendzjowsky等[9]的研究證實(shí)，聯(lián)合使用α2-AR阻斷劑和NOS抑制劑能夠顯著降低高強(qiáng)度訓(xùn)練組大鼠功能性抗交感，可見(jiàn)，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可增強(qiáng)NO對(duì)于α1-AR依賴性縮血管反應(yīng)的抑制效應(yīng)。Buckwalter等[19]研究顯示，高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)肌肉收縮介導(dǎo)的α1-AR抑制作用可被NOS抑制劑所抵消。E組聯(lián)合使用α1-AR阻斷劑和NOS抑制劑后的功能性抗交感與單獨(dú)使用α1-AR阻斷劑并無(wú)顯著性差異，進(jìn)一步顯示運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練大鼠α1-AR對(duì)于NO介導(dǎo)的功能性抗交感是必需的。結(jié)合前期研究及本研究結(jié)果可見(jiàn)，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能夠通過(guò)增強(qiáng)NO對(duì)α1-AR依賴性交感縮血管反應(yīng)的抑制作用改善骨骼肌功能性抗交感。α1-AR是一種跨膜G蛋白耦聯(lián)受體，與NE結(jié)合后激活磷脂酶C、二酯酰甘油及三磷酸肌醇，后者作為第二信使通過(guò)一系列級(jí)聯(lián)反應(yīng)誘導(dǎo)肌漿網(wǎng)Ca2+釋放及胞外Ca2+內(nèi)流，最終引起血管平滑肌收縮[20]。NO究竟如何與α1-AR介導(dǎo)的信號(hào)通路之間相互作用進(jìn)而改變胞內(nèi)Ca2+濃度尚不得知。

近年來(lái)，多項(xiàng)研究對(duì)功能性抗交感的機(jī)制進(jìn)行了深入探索。已證實(shí)，功能性抗交感并不是一種“全或無(wú)”現(xiàn)象，而是連續(xù)的血管應(yīng)答反應(yīng)，其變化與血管收縮刺激強(qiáng)度成反比，與肌肉工作強(qiáng)度成正比[5-7]。骨骼肌微循環(huán)中，功能性抗交感在遠(yuǎn)端小動(dòng)脈的效應(yīng)較近端小動(dòng)脈和營(yíng)養(yǎng)血管更為明顯，其生理作用在于保證代謝活躍的運(yùn)動(dòng)肌通過(guò)遠(yuǎn)端小動(dòng)脈舒張及維持近端小動(dòng)脈收縮得到最佳的血流灌注并調(diào)節(jié)體循環(huán)動(dòng)脈壓。這種異質(zhì)性反應(yīng)源于近端和遠(yuǎn)端小動(dòng)脈上α1和α2-AR亞型的差異性分布。針對(duì)小鼠臀大肌病理組織學(xué)研究顯示[21]，α1-AR主要分布于遠(yuǎn)端小動(dòng)脈，由于遠(yuǎn)端小動(dòng)脈較近端血管更接近肌纖維細(xì)胞間質(zhì)，而且細(xì)胞間質(zhì)中存在高濃度抗交感物質(zhì)（如NO、PGs、ATP等），對(duì)于代謝抑制（metabolic inhibition）更為敏感，因此，α1-AR對(duì)于調(diào)節(jié)肌肉間及肌肉內(nèi)部血流量分布起主要作用；相反，α2-AR則主要位于上游直徑較大的近端小動(dòng)脈，對(duì)于抗交感物質(zhì)介導(dǎo)的縮血管抑制具有拮抗作用，以保證工作肌縮血管反應(yīng)進(jìn)而維持全身血壓穩(wěn)態(tài)。然而，針對(duì)大鼠提睪肌的研究顯示，α2-AR位于遠(yuǎn)端小動(dòng)脈而α1-AR則主要分布于近端小動(dòng)脈，顯示α-AR受體分布密度因生物種屬、肌肉類型及血管分支順序不同而存在一定變異[22]。最近的研究對(duì)肌肉微循環(huán)中α-AR亞型分布理論提出質(zhì)疑[17]，并顯示功能性抗交感的產(chǎn)生機(jī)制極其復(fù)雜。本研究證實(shí)HIIT增強(qiáng)NO對(duì)α1-AR依賴性縮血管反應(yīng)的抑制作用，若“位于遠(yuǎn)端小動(dòng)脈受體對(duì)代謝抑制更為敏感”的假設(shè)成立，可以推測(cè)，大鼠后肢脈管系統(tǒng)中α1-AR主要分布于遠(yuǎn)端小動(dòng)脈，或者運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練改變了α-AR的表達(dá)和/或分布。此外，Al-Khazraji等[17]近期的研究證實(shí)，肽能和嘌呤能受體遠(yuǎn)端小動(dòng)脈血管收縮調(diào)節(jié)中起重要作用，Delorey等[2]的研究顯示，肌肉收縮同樣能夠抑制NPY和P2X受體介導(dǎo)的縮血管反應(yīng)，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練還可能通過(guò)非α-AR途徑改善功能性抗交感。

4 結(jié)論

8周HIIT能夠增強(qiáng)骨骼肌安靜時(shí)的交感縮血管反應(yīng)，并改善骨骼肌功能性抗交感，后者與α1-AR依賴性交感縮血管反應(yīng)受到抑制有關(guān)，而在骨骼肌收縮過(guò)程中，NO對(duì)于縮血管反應(yīng)的抑制作用是經(jīng)由α1-AR介導(dǎo)的。因此，HIIT通過(guò)增強(qiáng)骨骼肌收縮時(shí)NO對(duì)α1-AR依賴性交感縮血管反應(yīng)的抑制作用而改善功能性抗交感。

參考文獻(xiàn)：

[1] TANK A W， LEE W D. Peripheral and central effects of circulating catecholamines[J]. Compr Physiol， 2015， 5（1）：10.

[2] DELOREY D S， CLIFFORD P S， MITTELSTADT S， et al. The effect of aging on adrenergic and nonadrenergic receptor expression and responsiveness in canine skeletal muscle[J]. J Appl Physiol， 2012， 112（5）：841.

[3] HEARON C M， KIRBY B S， LUCKASEN G J， et al.Endothelium-dependent vasodilatory signalling modulates α1-adrenergic vasoconstriction in contracting skeletal muscle of humans[J]. J Physiol， 2016， 594（24）：7436.

[4] REMENSNYDER J P， MITCHELL J H， SARNOFF S J. Functional sympatholysis during muscular activity. Observations on influence of carotid sinus on oxygen uptake[J]. Circ Res， 1962（11）：370.

[5] 孫一，朱榮，李學(xué)恒，等.不同強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)骨骼肌功能性抗交感活性的影響[J].北京體育大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，40（10）：50.

[6] JENDZJOWSKY N G， DELOREY D S. Short-term exercise training augments sympathetic vasoconstrictor responsiveness and endothelium-dependent vasodilation in resting skeletal muscle[J]. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol，2012， 303（3）：332.

[7] JENDZJOWSKY N G， DELOREY D S. Short-term exercise training enhances functional sympatholysis through a nitric oxide-dependent mechanism[J]. J Physiol， 2013， 591（6）：1535.

[8] HARRAZ O F， BRETT S E， WELSH D G. Nitric oxide suppresses vascular voltage-gated T-type Ca2+ channels through cGMP/PKG signaling[J]. Am J Physiol Heart Circ Physiol， 2014， 306（2）：279.

[9] JENDZJOWSKY N G， DELOREY D S. Short-term exercise training augments 2-adrenoreceptor-mediated sympathetic vasoconstriction in resting and contracting skeletal muscle[J]. J Physiol， 2013， 591（20）：5221.

[10] VAN LANGEN J T， VAN HOVE C E， SCHRIJVERS D M， et al. Contribution of α-adrenoceptor stimulation by phenylephrine to basal nitric oxide production in the isolated mouse aorta[J]. J Cardiovasc Pharmacol， 2013， 61（4）：318.

[11] GOMES-NETO M， DURES A R， HFCD R， et al. High-intensity interval training versus moderate-intensity continuous training on exercise capacity and quality of life in patients with coronary artery disease： a systematic review and meta-analysis[J]. Eur J Prev Cardiol， 2017， 24（16）：1696.

[12] WRAY D W， DONATO A J， NISHIYAMA S K， et al. Acute sympathetic vasoconstriction at rest and during dynamic exercise in cyclists and sedentary humans[J]. J Appl Physiol，2007，102（2）：705.

[13] MIZUNO M， IWAMOTO G A， VONGPATANASIN W， et al.Exercise training improves functional sympatholysis in spontaneously hypertensive rats through a nitric oxide-dependent mechanism[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol， 2014， 307（2）：243.

[14] MORTENSEN S P， NYBERG M， WINDING K， et al. Lifelong physical activity preserves functional sympatholysis and purinergic signalling in the ageing human leg[J]. J Physiol， 2012， 590（23）：6227.

[15] WIMER G S， BALDI J C. Limb-specific training affects exercise hyperemia but not sympathetic vasoconstriction[J]. Eur J Appl Physiol， 2012， 112（11）：3819.

[16] MORTENSEN S P， M？覫RKEBERG J， THANING P， et al. Two weeks of muscle immobilization impairs functional sympatholysis but increases exercise hyperemia and the vasodilatory responsiveness to infused ATP[J]. Am J Physiol Heart Circ Physiol，2012，302（10）：2075.

[17] AL-KHAZRAJI B K， SALEEM A， GOLDMAN D， et al. From one generation to the next： a comprehensive account of sympathetic receptor control in branching arteriolar trees[J]. J Physiol，2015，593（14）：3094.

[18] SVEDENHAG J， MARTINSSON A， EKBLOM B， et al. Altered cardiovascular responsiveness to adrenoceptor agonists in endurance-trained men[J]. J Appl Physiol， 1991， 70（2）：532.

[19] BUCKWALTER J B， TAYLOR J C， HAMANN J J， et al. Role of nitric oxide in exercise sympatholysis[J]. J Appl Physiol， 2004， 97（1）：416.

[20] ROSENFELD C R， HYNAN L S， LIU X T， et al. Large conductance Ca2+-activated K+ channels modulate uterine α1-adrenergic sensitivity in ovine pregnancy[J]. Reprod Sci， 2014， 21（4）：456.

[21] MOORE A W， JACKSON W F， SEGAL S S. Regional heterogeneity of α-adrenoreceptor subtypes in arteriolar networks of mouse skeletal muscle[J]. J Physiol， 2010， 588（21）：4261.

[22] ANDERSON K M， FABER J E. Differential sensitivity of arteriolar alpha 1- and alpha 2-adrenoceptor constriction to metabolic inhibition during rat skeletal muscle contraction[J]. Circ Res， 1991， 69（1）：174.

[23] LIANG C S. Sympatholysis and cardiac sympathetic nerve function in the treatment of congestive heart failure[J].J Am Coll Cardiol， 2003， 42（3）：550.

[24] MITCHELL J H. Abnormal cardiovascular response to exercise in hypertension： contribution of neural factors[J]. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol， 2017， 312（6）：851.