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研究目的:反复短时间大强度间歇有氧运动可以提高心肌耐受缺血缺氧的能力,使心肌在随后长时间持续性缺血缺氧损伤中得到保护,这种通过运动诱导机体产生内源性心肌保护效应的方式称为运动预适应(exercise preconditioning,EP)。腺苷酸活化蛋白激酶(AMP activated protein kinase,AMPK)是机体内重要的能量感受器,在缺血/再灌注损伤时参与心肌保护,AMPK可作为葡萄糖转运蛋白4(glucose transporter4,GLUT4)的上游激酶参与GLUT4的转位与表达。转位的GLUT4可以协助葡萄糖分子进入细胞内,在维持心肌能量代谢稳态中发挥重要作用。本文从心肌能量代谢的角度,以心肌AMPK激活水平和GLUT4转位程度为主要切入点,探讨AMPK和GLUT4在EP晚期心肌保护中的变化,旨在为EP心肌保护效应的机制研究提供更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4组,每组20只,分别为对照组(control group,C组)、晚期运动预适应组(late exercise preconditioning group,LEP组)、力竭运动组(excessive exercise group,EE组)、晚期运动预适应+力竭组(late exercise preconditioning+excessive exercise group,LEP+EE组)。采用速度为30 m/min,坡度为0°的一次性大强度间歇有氧运动(10 min运动,10 min休息),反复4次,建立EP运动模型。采用速度为30 m/min的一次大强度力竭运动致运动性心肌损伤模型。1.采用免疫化学发光法检测血浆cTnI的含量。2.采用心肌缺血缺氧HBFP染色法显示心肌组织形态结构以及缺血缺氧的水平。3.采用免疫印迹法检测心肌组织中AMPKα、p-AMPKα以及GLUT4含量。4.采用免疫荧光双标法检测GLUT4转位程度。研究结果:1.血浆cTnI水平:与C组相比,LEP组大鼠血浆cTnI水平无显著差异(P>0.05),EE组大鼠血浆cTnI水平显著升高(P<0.05);与EE组相比,LEP+EE组大鼠血浆cTnI水平显著降低(P<0.05)。2.HBFP染色结果:与C组相比,LEP组心肌细胞中可偶见点状艳红色缺血缺氧阳性区域,MOD值无显著差异(P>0.05),EE组心肌细胞内出现大范围团块状艳红色缺血缺氧阳性区域,缺血缺氧损伤明显,MOD值显著增加(P<0.05),LEP+EE组心肌细胞内出现片状或斑点状艳红色缺血缺氧阳性区域,MOD值显著增加(P<0.05);与EE组相比,LEP+EE组心肌组织缺血缺氧阳性区域减小,MOD值显著下降(P<0.05)。3.免疫印迹结果:与C组相比,LEP组p-AMPKα和GLUT4表达水平有升高趋势,但无显著差异(P>0.05);EE组AMPKα表达水平显著增加(P<0.05);LEP+EE组p-AMPKα和GLUT4表达水平显著增加(P<0.05)。与EE组相比,LEP+EE组p-AMPKα与GLUT4表达水平显著升高(P<0.05)。4.免疫荧光双标法结果:与C组相比,LEP组心肌细胞膜上多见粗线状黄色免疫阳性区域,WGA与GLUT4的共定位程度显著增加(P<0.05),EE组心肌细胞膜上偶见点状分布黄色免疫阳性区域,WGA与GLUT4的共定位程度无显著性差异(P>0.05),LEP+EE组心肌细胞膜上可见呈团块状或粗线状的黄色免疫阳性区域,WGA与GLUT4共定位程度显著增加(P<0.05)。与EE组相比,LEP+EE组心肌细胞膜上WGA与GLUT4共定位程度显著增加(P<0.05)。研究结论:晚期运动预适应可以激活AMPK,减轻大强度力竭运动所致的心肌缺血缺氧损伤,AMPK作为GLUT4上游激酶参与调控GLUT4的表达与转位。运动预适应通过激活心肌AMPK,促进GLUT4转位,优化了心肌能量代谢,使AMPK与GLUT4共同参与运动预适应晚期心肌保护效应。