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研究目的血流动力学压力超负荷会诱导病理性心肌肥厚和心功能下降,从而导致心力衰竭。有氧运动能有效的改善心功能,但其分子机制目前尚不明确。因此本研究通过主动脉缩窄术(Transverse aortic constriction,TAC),建立心衰小鼠模型,进行5周运动干预,研究有氧运动对压力超负荷诱导的心衰的预防效果,并探究运动预防心衰中可能存在的分子机制,以及运动激活AMPK信号通路对心衰的预防作用,为心衰的预防提供理论基础。研究方法雌性8周龄C57BL/6小鼠50只,随机分成心衰运动组(TE,n=15)、心衰安静组(TC,n=15)、假手术运动组(SE,n=10)、假手术安静组(SC,n=10),建立野生小鼠压力超负荷诱导的心衰模型。两运动组小鼠术后一周开始跑台训练,适应性训练一周后开始正式训练,速度是12m/min,时长为60 min,每周6天,周日休息,共四周。用心脏超声技术检测小鼠术后一周的压力梯度以确定建模成功,以及运动干预五周后左室收缩末径(left ventricular end systolic diameter,LVESD)、左室舒张末径(left ventricular end diastolic diameter,LVEDD)、左室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)、短轴缩短分数(left ventricular fractional shortening,LVFS)等指标。用WGA和天狼猩红染色分别观察小鼠心肌细胞横截面积和纤维化水平,采用蛋白免疫印迹法(Western blot)观察小鼠心肌中蛋白的表达。研究结果(1)与SC组比较,TC组小鼠左室舒张末径(LVEDD)和收缩末径(LVESD)显著增加,缩短分数(FS)和射血分数(EF%)显著下降(p<0.01)。与SE组比较,TE组左室舒张末径(LVEDD)和收缩末径(LVESD)增加,缩短分数(FS)和射血分数(EF%)显著下降(p<0.01)。与TC组比较,TE组左室舒张末径(LVEDD)和收缩末径(LVESD)显著减小,缩短分数(FS)和射血分数(EF%)显著增加(p<0.01)。(2)与SC组比较,TC组左心室重量、左心室与体重的比值以及左心室与胫骨长度的比值显著增大(p<0.01);与SE组比较,TE组左心室重量、左心室和体重的比值和左心室和胫骨长度的比值显著增大(p<0.05);与TC组比较,TE组左心室重量、左心室和体重的比值和左心室和胫骨长度的比值均有所降低(p<0.05)。(3)TC组的心肌细胞横截面积较SC组显著增大(p<0.01);TE组的心肌细胞横截面积较SE组显著增大(p<0.01);TE组的心肌细胞横截面积与TC组相比,有减小的趋势,但是没有显著性差异。(4)TC组和TE组出现明显心肌纤维化,TE组心肌纤维化程度较TC组低,SC组和SE组无明显纤维化。(5)与SC组相比,TC组的ERRα表达显著减少(p<0.01);与SE组相比,TE组的ERRα表达显著降低(p<0.01);与TC组相比,TE组的ERRα表达显著增加(p<0.01)。(6)与SC组比较,TC组心肌中的AMPK、ACC磷酸化水平和AMPKα1、AMPKα2、SIRT1、PGC1-α、ANP等蛋白表达水平上调(p<0.01);与SE组比较,TE组的AMPK、ACC磷酸化水平和AMPKα1、AMPKα2、SIRT1、PGC1-α、ANP等蛋白表达上调(p<0.01);与TC组相比,TE组的AMPK、ACC磷酸化水平和AMPKα1、AMPKα2、SIRT1、PGC1-α、ANP等蛋白表达上调(p<0.01)。研究结论(1)证实TAC引起的心衰诱导心功能下降,心肌纤维化,心肌细胞肥大。(2)运动干预提高压力超负荷诱导的心衰小鼠射血分数,抑制心肌细胞肥大和心肌纤维化,一定程度上预防了心衰。(3)压力超负荷诱导的心衰与AMPK/ACC信号通路有关,运动激活AMPK信号通路,并可以预防心衰。