高脂膳食最终导致高血脂症，引发动脉粥样硬化(AS)的发生。而AS及其并发症已经引起人们的广泛关注，它已经成为导致人类死亡的主要原因之一，早期预防以及延缓其病理进程方面的研究具有重要的理论和现实意义。近年来临床医学研究发现，血管形态结构、功能的改变和异常对AS的发生发展关系密切。运动是一种强烈的机械刺激因素，不同运动强度和时间均会对血管形态结构与功能产生不同的影响。因此，深入研究不同运动负荷对血管形态结构与功能的变化规律，对揭示运动与血管结构和功能重塑的生物学机制意义重大。研究运动对高脂膳食大鼠血管形态结构与功能的改善机制，对治疗AS的理论与方法研究具有重要的现实意义。目前，研究病理状态下血管形态结构重塑以及细胞凋亡、细胞黏附分子和细胞因子等在病理性血管形态结构重塑中的作用已有诸多报道，但有关运动训练或(和)中药干预对血管形态结构、细胞凋亡、血管细胞黏附分子和细胞因子的研究还比较少见。本文主要探讨不同强度训练和红车轴草对高脂膳食大鼠血管形态结构和功能的影响及其可能的生物学机理。本文通过建立不同强度运动模型和高脂膳食模型，对血管基质胶原代谢，VEC和VSMC细胞形态结构的观察以及一氧化氮和细胞凋亡等功能蛋白的免疫组化研究，揭示不同强度训练对正常大鼠动脉血管以及有氧运动和红车轴草对高脂膳食大鼠动脉血管形态结构与功能的影响，为运动与中药治疗AS提供实验依据。采用3月龄雄性SD大鼠(由西安交通大学医学院动物管理中心提供)70只，体重220±20g。随机分为7组：即正常对照组(A组)、有氧运动组(B组)、疲劳运动组(C组)、高脂对照组(D组)、高脂运动组(E组)、高脂加药组(F组)和高脂运动加药组(G组)。A组、B组和C组均采用国家标准啮齿类动物干燥饲料喂养，D组、E组、F组和G组均采用高脂饲料喂养，实验期间所有大鼠均自由饮食，饲养室温度为17℃-23℃，湿度为40％-60％。动物购回适应性喂养一周后开始实验，运动训练采用递增强度的方式进行跑台运动，起始速度为15m／min，时间为20min。运动负荷参考Bedford的研究进行。A组、D组和F组不运动。有氧训练组每周训练5d，递增速度3m／min、时间5min，运动至速度为20m／min时，维持此运动速度，时间为60min，跑台坡度为5度。疲劳训练组每周训练6d，递增速度3m／min、时间5min，运动至速度为35m／min时，维持此运动速度，时间为60±10min，跑台坡度为10度。整个训练过程可用电刺激来强迫大鼠进行跑台训练(电刺激＜1mA)，训练过程共持续8周。E组和G组前四周均不运动，从第5周开始进行有氧运动，运动负荷为每周训练5d，递增速度3m／min、时问5min，运动至速度为20m／min时，保持此运动速度，时间为60min，训练过程持续4周。将所有动物在第8周训练完后依次分别进行血液、光镜、电镜和免疫组化标本的取材。实验结果：1运动训练对大鼠体重产生影响，有氧运动和疲劳运动均使大鼠体重下降，但疲劳运动大鼠体重下降非常显著，说明疲劳运动造成机体分解代谢大于合成代谢，机体能量消耗显著增加；高脂膳食大鼠的体重增加较多，但与安静对照组比较，没有显著性差异，通过有氧运动干预后，体重显著性下降，说明运动训练具有降低高脂膳食大鼠体重的作用；有氧训练可以降低安静状态下大鼠的血压和心率，而疲劳训练使大鼠安静状态下血压和心率均显著性上升，说明适宜的运动训练能够改善和提高心血管功能，而疲劳训练对改善心血管功能不利；高脂膳食大鼠的血压和心率与正常大鼠比较均有显著性升高，说明高脂膳食对心血管的功能具有不良的影响；运动训练干预后，大鼠血压和心率显著性降低，提示运动可改善高脂膳食大鼠心血管机能。2运动训练和红车轴草对高脂膳食大鼠的血脂代谢产生影响，实验结果显示，经过运动训练和红车轴草干预后，大鼠血液中TG含量明显降低，HDL含量升高，而TC和LDL的变化不显著。表明有氧运动和红车后草干预改善高脂血症具有显著的效果。3运动训练对大鼠血浆AngⅡ和ET含量有不同程度影响，有氧运动可使大鼠血浆AngⅡ和ET含量显著性降低，VEC和VSMC AT-1R表达的影响不显著，而疲劳运动则使大鼠血浆AngⅡ和ET含量和AT-1R的表达显著性升高；高脂膳食可导致大鼠血浆AngⅡ与ET含量和AT-1R的表达显著性升高，但经过运动和红车轴草干预后均显著性降低。表明有氧运动和红车轴草对高脂膳食大鼠血管结构、功能的重塑与AngⅡ与ET关系密切。4运动对血管的超微结构产生影响。有氧运动能够改善VEC功能，提高VSMC的收缩能力，使血管的顺应性增加；疲劳运动对血管具有损伤作用，造成VEC脱落或者VEC下出现空泡化，中膜VSMC发生表型转变，由分化型转化为合成型VSMC；高脂膳食大鼠VEC有脱落，VEC内出现大量脂滴，VSMC表型发生转变，主要为合成型VSMC，并出现VSMC侵入内皮层现象。5运动训练对大鼠血管胶原有不同程度影响。有氧运动大鼠血管中膜胶原纤维稍有增加，疲劳运动大鼠则大量增生，导致血管硬度、弹性和顺应性降低。高脂膳食可导致大鼠血管胶原大量增生，运动训练和红车轴草均使血管中的胶原减少，说明运动训练和红车轴草均可改善高脂膳食大鼠血管胶原的重塑；运动训练可使VSMC表型发生变化，有氧运动大鼠VSMC中OPN表达较少，a-SM-actin表达较多，说明有氧运动大鼠VSMC以分化型为主，而疲劳运动大鼠VSMC中OPN和MMP-13表达显著性升高，a-SM-actin表达降低。高脂膳食大鼠VSMC中OPN和MMP-13表达显著性升高，a-SM-actin表达降低，平滑肌表型发生转化，出现增殖现象；运动和红车轴草干预后，大鼠VSMC中OPN和MMP-13表达降低，a-SM-actin表达升高。表明有氧运动和红车轴草干预改善高脂膳食大鼠血管结构和功能与血管胶原的重塑以及VSMC表型转化、增殖关系密切。6运动训练对大鼠血管组织细胞中CAM的表达具有影响，有氧运动对VEC中整合素、E-选择素和VCAM-1的表达显著性降低，而疲劳运动和高脂膳食对VEC、VSMC中整合素、E-选择素、ICAM-1、VCAM-1和PECAM-1的表达显著性升高，但经有氧运动和红车轴草干预后，高脂膳食大鼠上述指标的表达均显著性降低。表明有氧运动和红车后草干预可改善高脂膳食大鼠血管细胞的粘附功能。7运动对血管组织细胞因子和生长因子产生影响。有氧运动可使大鼠VEC中NFκB-P65、MCP-1、TNF-a和VSMC中NFκB-P65、MCP-1的表达降低；而疲劳运动则使VEC和VSMC中NFκB-P65、MCP-1、TNF-a、TGF-β、VEGF和CTGF表达均显著性升高；高脂膳食大鼠血管组织细胞中NFκB-P65、MCP-1、TNF-a、TGF-β、VEGF和CTGF的表达显著性升高；运动与红车轴草干预后，血管组织细胞中NFκB-P65、MCP-1、TNF-a、TGF-β、VEGF和CTGF的表达显著性降低。表明运动训练和红车轴草对高脂膳食大鼠血管结构、功能的重塑与NFκB-P65、MCP-1、TNF-a、TGF-β、VEGF和CTGF的表达关系密切。8运动对大鼠VEC和VSMC中NOS的表达产生影响。有氧运动大鼠VEC和VSMC中iNOS、eNOS的表达效果不显著，疲劳运动大鼠VEC和VSMC中iNOS、eNOS的表达显著性降低；高脂膳食大鼠VEC和VSMC中iNOS、eNOS的表达均降低，而运动训练和红车轴草干预后，iNOS和eNOS的表达均显著性升高。表明运动训练和红车轴草对高脂膳食大鼠血管结构、功能的重塑与NOS的表达关系密切。9运动训练对VEC和VSMC中的细胞凋亡产生影响，有氧运动大鼠VEC和VSMC中Bax的表达显著性下降，Bcl-2的表达显著性上升，p53的表达略有降低，但无统计学差异；疲劳运动大鼠Bax和p53的表达均显著性升高，而Bcl-2的表达则显著性降低，说明疲劳运动大鼠血管发生细胞凋亡现象；高脂膳食大鼠VEC和VSMC中Bax和P53的表达显著性升高，而Bcl-2的表达显著性降低；有氧运动和红车轴草干预后，Bax和P53的表达显著性降低，而Bcl-2的表达显著性升高，表明有氧运动和红车轴草对高脂膳食大鼠血管结构、功能的重塑与细胞凋亡关系密切。