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研究目的:运动预适应(exercise preconditioning,EP)是通过反复短暂的大强度间歇性有氧运动,诱导机体产生内源性心肌保护效应,使心肌在后续长时间缺血缺氧损伤中得到保护的现象,但其机制尚待进一步完善。前期研究已经证实了EP能诱导细胞自噬参与早期心肌保护效应,但目前关于EP与细胞自噬的研究多集中在细胞自噬的诱导阶段,较少对自噬体的形成阶段进行研究。自噬体形成涉及ATG12-ATG5类泛素化系统和LC3-PE酯化系统,ATG7作为这两个系统的共同类E1样酶,是自噬体组装的重要因子。ATG7介导形成的LC3-Ⅱ常被用做自噬体的标识,其表达与自噬体的合成量成正相关,p62是另一个检测细胞自噬表达水平的指标,代表自噬底物的清除水平。细胞自噬是EP的保护机制之一,ATG7在细胞自噬的过程起关键作用,然而ATG7在EP中的变化和作用尚未见有文献报道。本实验通过检测了心肌组织ATG7、LC3和p62的表达,探讨ATG7在EP诱导期和早期保护期的作用,旨在为细胞自噬与EP的关系研究提供新的理论和实验依据。研究方法:健康雄性SD大鼠80只,随机分为对照组(control group,C组)、早期运动预适应组(early exercise preconditioning group,EEP组)、力竭运动组(exhaustive exercise group,EE组)和早期运动预适应+力竭运动组(early exercise preconditioning+exhaustive exercise group,EEP+EE组),每组20只。(1)采用化学发光法检测大鼠血浆cTnI(cardiac troponin I)水平,缺血缺氧HBFP(hematoxylin basic fuchsin picric acid)染色显示心肌缺血缺氧的改变,综合评价运动性心肌损伤和保护程度;(2)采用免疫荧光实验和免疫印迹实验显示和检测心肌组织中ATG7的分布和表达情况;(3)采用免疫印迹实验检测LC3和p62的表达评估细胞自噬表达水平的变化。研究结果:(1)血浆cTnI含量和HBFP染色结果:与C组比,EEP组血浆cTnI含量无显著变化(P>0.05),心肌细胞结构相似,只有少数心肌细胞胞质内出现点状或斑块状的艳红色改变,MOD(mean optical density)值具有一定升高趋势,但无显著性差异(P>0.05);与C组比,EE组cTnI含量显著升高(P<0.05),心肌细胞结构损伤,心肌组织呈现片状或大量斑块状的艳红色阳性区域,MOD值显著升高(P<0.05);与EE组相比,EEP+EE组cTnI含量显著降低(P<0.05),心肌细胞结构相对完整,心肌组织艳红色阳性区域明显减少,MOD值显著降低(P<0.05),提示EP能够减轻力竭运动所致的运动性心肌损伤,发挥早期心肌保护效应。(2)ATG7免疫荧光和免疫印迹实验结果:ATG7免疫荧光实验结果显示,ATG7被标记为红色荧光,散在分布于心肌细胞的胞浆中,与C组相比,EEP组、EE组和EEP+EE组ATG7红色荧光强度均不同程度增加;ATG7荧光强度结果和ATG7免疫印迹结果的趋势相似,与C组相比,EEP组、EE组和EEP+EE组ATG7荧光强度和ATG7表达均显著升高(P<0.05);与EE组比,EEP+EE组ATG7荧光强度和ATG7表达无显著变化(P>0.05)。(3)LC3免疫印迹实验结果:与C组相比,EEP组、EE组和EEP+EE组LC3-Ⅰ表达均显著升高(P<0.05);与EE组比,EEP+EE组LC3-Ⅰ表达无显著性差异(P>0.05)。与C组相比,EEP组LC3-Ⅱ表达显著升高(P<0.05),EE组无显著性差异(P>0.05);与EE组相比,EEP+EE组LC3-Ⅱ表达显著升高(P<0.05)。与C组相比,EEP组LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值显著升高(P<0.05),EE组LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值无显著性差异(P>0.05);与EE组相比,EEP+EE组LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值显著升高(P<0.05)。p62免疫印迹实验结果:与C组相比,EEP组p62表达无显著变化(P>0.05),EE组p62表达显著升高(P<0.05);与EE组相比,EEP+EE组p62表达显著降低(P<0.05)。研究结论:EP能诱导早期心肌保护效应,减轻力竭运动所致的运动性心肌损伤。EP诱导期能促进ATG7表达升高及心肌细胞自噬表达水平升高,在早期保护期中促进力竭运动中ATG7介导的自噬体合成、LC3酯化和p62蛋白降解增加,从而在力竭运动中保持较高的细胞自噬表达水平,减轻力竭运动所致的运动性心肌损伤。