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目的在中医针灸治未病的理论指导下,观察电针预处理干预方法对力竭运动致心肌损伤大鼠力竭运动时间、左心室功能、心脏损伤血生化指标、线粒体结构功能及氧化应激损伤、线粒体生物合成相关信号转导通路中相关因子蛋白和基因的表达,以AMPK为切入点从AMPK/PGC-1α对线粒体生物合成作用,探讨电针预处理干预方法对力竭运动状态下心脏保护的作用机制,以期望为力竭运动致心肌损伤早期预防治疗提供方法,降低运动所致机体损伤提供新的实验依据和理论依据。方法选用60只SD雄性大鼠,随机分为空白对照组、力竭运动组、电针预处理组、AICAR组、电针预处理+Compound C组以及Compound C组。力竭运动前14日,空白对照组大鼠每日腹腔注射生理盐水;力竭运动组大鼠每日腹腔注射生理盐水,并抓握刺激15分钟;电针预处理组大鼠每日给予足三里、关元、内关电针干预;AICAR组大鼠每日腹腔注射AMPK激动剂AICAR;电针预处理+Compound C组大鼠给予足三里、关元、内关电针干预;Compound C组每日抓握刺激15分钟。电针预处理+Compound C组及Compound C组造模前腹腔注射Compound C;空白对照组大鼠直接检测取材;力竭运动组、电针预处理组、AICAR组、电针预处理+Compound C组、Compound C组五组大鼠进行游泳力竭运动后检测取材。记录大鼠力竭运动时间长度、左心室功能,检测血清CK-MB、LDH、cTnT、IL-6、IL-1β心肌TNF-α、MDA、SOD、GSH-Px、ATP、线粒体结构及呼吸功能、AMPK/PGC-1α信号转导通路心肌中 AMPK、PGC-1α、NRF1、NRF2、mtTFA蛋白和基因表达。结果(1)电针预处理组大鼠力竭运动时间长度高于力竭运动组(p<0.01),且高于 Compound C 组(P<0.01);电针预处理+Compound C组大鼠力竭运动时间长度高于Compound C组(P<0.05);电针预处理组运动时间长度低于与AICAR组(P>0.05)。(2)力竭运动组大鼠LVSP、LVEDP低于空白对照组(P<0.01),+LVdP/dtmax、+LVdP/dtmax低于空白对照组(P<0.01);电针预处理组大鼠LVSP、LVEDP低于空白对照组(P<0.05)高于力竭运动组(P<0.01),+LVdP/dtmax、+LVdP/dtmax低于空白对照组(P<0.05)高于力竭运动组(P<0.01);电针预处理+Compound C组LVSP、LVEDP高于Compound C组(P<0.05);电针预处理组LVSP、+LVdP/dtmax、+LVdP/dtmax 高于 AICAR 组(P>0.05);电针预处理组 LVEDP 低于 AICAR 组(P>0.05)。(3)力竭运动组大鼠血清LDH、CK-MB、cTnT高于空白对照组(P<0.01);电针预处理组大鼠血清LDH、CK-MB、cTnT低于力竭运动组(P<0.01)、高于空白对照组(P<0.01)、低于AICAR组(P>0.05);电针预处理+Compound C 组血清 LDH、CK-MB、cTnT低于 Compound C 组(P<0.05)。(4)力竭运动组大鼠血清IL-6、IL-1β心肌TNF-α高于空白对照组(P<0.01);电针预处理组大鼠血清IL-6、IL-1β心肌TNF-αc低于力竭运动组(P<0.01)、高于空白对照组(P<0.01)、低于AICAR组(P>0.05);电针预处理+Compound C组血清IL-1β低于Compound C 组(P<0.01)。(5)力竭运动组大鼠心肌形态学受损程度重于空白对照组;电针预处理组大鼠心肌形态学受损程度重于空白对照组,但轻于力竭运动组;电针预处理+Compound C组心肌形态学受损程度轻于Compound C组;电针预处理组心肌形态受损程度与AICAR组差异不明显。(6)力竭运动组大鼠心肌线粒体RCR、心肌组织ATP低于空白对照组(P<0.05);电针预处理组大鼠心肌线粒体RCR、心肌组织ATP高于力竭运动组(P<0.01)低于空白对照组(P<0.05);电针预处理组大鼠心肌线粒体RCR低于AICAR组(P>0.05)、心肌组织ATP高于AICAR组(P>0.05);电针预处理+Compound C组心肌组织ATP高于Compound C组(P<0.05)。(7)力竭运动组大鼠心肌MDA高于空白对照组(P<0.01),心肌GSH-Px、T-SOD低于空白对照组(P<0.01);电针预处理组心肌MDA高于空白对照组(P<0.01)、低于力竭运动组(p<0.01)、低于AICAR组(P>0.05),心肌GSH-Px、T-SOD低于空白对照组(P<0.01)、高于力竭运动组(P<0.05)、高于AICAR组(p>0.05);电针预处理+Compound C组大鼠心肌MDA低于Compound C组(P<0.05),心肌 GSH-Px、T-SOD 高于 Compound C 组(P<0.05)。(8)力竭运动组大鼠心肌AMPK、PGC-1α、NRF1、NRF2及mtTFA蛋白灰度比值低于空白对照组(P<0.01);电针预处理组大鼠心肌AMPK、PGC-1α、NRF1、NRF2及mtTFA蛋白灰度比值高于力竭运动组(P<0.01),低于空白对照组(P<0.01),高于AICAR组(P>0.05);针预处理+Compound C 组大鼠心肌 AMPK、PGC-1α、NRFI、NRF2及mtTFA蛋白灰度比值高于Compound C组(P<0.01)。(9)力竭运动组大鼠心肌AMPK mRNA、PGC-1αmRNA、NRF1 mRNA、NRF2 mRNA及mtTFA mRNA扩增倍数低于空白对照组(P<0,01);电针预处理组大鼠心肌AMPK mRNA、PGC-1αmRNA、NRF1 mRNA、NRF2 mRNA及mtTFA mRNA扩增倍数高于力竭运动组(P<0.01),低于空白对照组(P<0.01),高于AICAR组(P>0.05);针预处理+Compound C 组大鼠心肌 AMPK mRNA、PGC-1αmRNA、NRF1 mRNA、NRF2 mRNA 及 mtTFA mRNA 扩增倍数高于Compound C 组(P<0.01)。结论(1)力竭运动会对大鼠心肌组织造成损伤,影响大鼠左心室功能,增加心肌损伤标志物在血液中的表达,对心肌产生炎性反应及氧化应激损伤,破坏心肌组织结构及线粒体功能。提示力竭运动对心肌组织的损伤或与炎性反应、氧化应激损伤及线粒体能量代谢异常相关。(2)电针预处理可以延长大鼠达到力竭运动状态的时间,同时明显下调力竭运动状态下心肌损伤血清标志物的表达,降低心肌炎性反应,超微病理形态学上对心肌线粒体、肌原纤维的结构有明显的改善作用,并且改善线粒体功能。提示电针预处理对心肌的保护及结构功能恢复有积极作用。(3)线粒体AMPK/PGC-1α信号转导通路参与在力竭运动心肌损伤大鼠病理变化过程,在力竭运动后心肌AMPK表达下降,AMPK/PGC-1α信号转导通路下游参与线粒体合成的因子表达也受到抑制,而电针预处理可以明显的激活AMPK的表达。提示电针预处理对心肌的保护作用机制或与AMPK/PGC-1α信号转导通路相关。(4)电针预处理与AMPK激动剂AICAR均可以下调力竭运动状态下心肌损伤血清标志物的表达,降低心肌炎性反应,改善线粒体功能,明显的改善心肌线粒体、肌原纤维结构,对心肌的保护及结构功能恢复有积极作用。提示电针预处理或可以起到与AICAR相同保护作用,其效应机制或涉及AMPK/PGC-1α信号转导通路参与。(5)AMPK抑制剂Compound C组与电针预处理+Compound C组之前存在明显差异,说明或AMPK抑制剂Compound C可以对电针预处理产生拮抗效应。