运动诱导的大鼠心肌细胞HSP72 mRNA表达与血清心肌酶活性和心肌力学指标的变化

目的:探讨运动诱导表达的热休克蛋白72(HSP72) mRNA与大鼠血清心肌酶活性和心肌力学指标之间的关系.方法:将36只SD大鼠随机平均分为安静对照组(C)、1周运动组(T1)、2周运动组(T2)和3周运动组(T3).安静对照组不运动,T1组、T2组和T3组分别以75%VO2max强度进行1周、2周、3周跑台运动,每周训练6天,每天1小时.在末次运动结束后24小时分别以RT-PCR法检测大鼠心肌细胞HSP72mRNA的表达,以MPA-IV型多道生物信号分析系统同步记录心肌力学参数,以酶法检测血清心肌酶活性.结果:(1)T1和T2组心肌细胞HSP72 mRNA表达明显高于C组和T3组.(2)T1组大鼠血清CK、CK-MB和AST活性较C组明显升高;且随运动周期的延长,其均值逐渐降低.(3)运动1周后LVSP、dp/dt max 和dp/dt min较C组均有下降,而LVEDP也稍减少,但无统计学意义(P>0.05);随运动周期的延长,其均值逐渐恢复至对照组水平.结果提示运动后心肌细胞的保护作用可能与心肌细胞HSP72 mRNA表达有内在关系.     

不同强度运动后大鼠心肌细胞热休克蛋白72mRNA的表达

目的 :探讨不同运动强度和持续时间运动对大鼠心肌细胞热休克蛋白 72mRNA表达的影响。方法 :分别使SD大鼠进行低强度 (6 0 %VO2 max)、中等强度 (75 %VO2 max)和高强度 (85 %VO2 max)跑台运动 1天、2天和 3天 ,在末次运动结束后 2 4小时以RT -PCR法检测大鼠心肌细胞热休克蛋白 72mRNA的表达。结果 :在安静情况下大鼠心肌细胞存在HSP72mRNA的基础结构性表达 ;低强度运动 1天后心肌细胞HSP72mRNA表达与对照组相比无显著性差异 ,但随着运动时间的延长 ,HSP72mRNA表达逐渐增加 ;中等强度运动后心肌细胞HSP72mRNA表达随运动持续时间的延长显著增加 ,但运动 2天和 3天组表达量无显著性差异 ;大强度运动后心肌细胞HSP72mRNA表达随运动持续时间的延长显著增加。结论 :运动可以造成心肌细胞HSP72mRNA的表达增加 ,不同强度运动诱导心肌细胞HSP 72mRNA表达程度不同 ,且与运动持续时间存在内在关系。     

不同周期运动后大鼠心肌细胞热休克蛋白72 mRNA的表达

目的 :探讨不同周期运动对大鼠心肌细胞热休克蛋白 72mRNA表达的影响。方法 :以不同周期跑台运动为运动模式 ,观察了一周运动、二周运动和三周运动后 2 4h大鼠心肌细胞热休克蛋白 72mRNA的表达。结果 :安静对照组大鼠心肌细胞存在HSP72mRNA的基础结构性表达 ;一周运动后大鼠心肌细胞HSP72mRNA表达明显增多 ,两周运动后HSP72mRNA表达较一周运动稍减少 ,但无统计学意义 ;三周运动后大鼠心肌细胞HSP72mRNA表达较运动一、二周减少 ,且存在显著性差异。结论 :运动可以造成心肌细胞HSP72mRNA的表达增加 ,长时间规律运动可以使HSP72mRNA表达在细胞中累积 ,但一定时间后HSP72mRNA累积会逐渐减少     

运动性和高血压性肥大心脏心肌内皮素及其基因表达的研究

近年来发现内皮素 (ET1)除具有强大的缩血管作用外 ,还是一个强大的致心肌肥大活性因子。为探讨(ET1)在运动性心肌肥大形成中的作用 ,本实验采用免疫组化和Northern分子杂交方法 ,对游泳运动大鼠和自发性高血压大鼠 (SHR)心肌细胞ET1分布及其基因表达进行研究。结果表明 :大鼠经 10周游泳运动后心肌细胞ET1分布和mRNA表达均比安静对照大鼠增加 ,但比安静SHR心肌细胞ET1分布和mRNA表达减少 ;SHR经 10周游泳运动后 ,心肌细胞ET1分布和mRNA表达均比安静SHR明显降低。这些结果提示 :( 1)ET1参与运动性心肌肥大形成机制 ,并在其变化特征上与高血压肥大心脏不同 ;( 2 )运动使高血压肥大心肌细胞ET1分布减少 ,在减轻ET1对肥大心脏的损伤作用方面可能具有积极意义 ;( 3 )运动可在基因转录水平上调节心肌细胞内ET1分布变化。     

一次大强度运动后大鼠骨骼肌收缩蛋白降解和26S蛋白酶体活性的变化

目的:探讨一次大强度运动对骨骼肌收缩蛋白降解和26S蛋白酶体活性的影响。方法:36只雄性Sprague-Dawley大鼠随机分为6组:安静对照组、运动0.5小时组、运动1小时组、运动1小时后1小时组、运动1小时后2小时组、运动1小时后6小时组,每组6只。运动方式采用一次大强度跑台运动,速度为25m/min,坡度为5%,运动时间分别为0.5小时和1小时。运动后按每组规定时间取材大鼠腓肠肌,观察其3-甲基组氨基酸(3-MH)含量、26S蛋白酶体活性和26S蛋白酶体C2亚基mRNA表达的变化。结果:(1)运动(0.5小时和1小时)后即刻和运动1小时后6小时大鼠腓肠肌3-MH含量显著高于安静对照组(P<0.01),其中运动0.5小时即刻值最高。(2)运动0.5小时即刻、运动1小时后6小时大鼠腓肠肌26S蛋白酶体活性显著高于安静对照组(P<0.05)。(3)运动1小时后6小时大鼠腓肠肌26S蛋白酶体C2亚基mRNA表达显著高于安静对照组(P<0.01),其它时间点却低于安静对照组。结论:运动后26S蛋白酶体活性增高可能促使骨骼肌收缩蛋白降解增强,其活性受亚基基因调控。     

大负荷运动及其恢复期间大鼠骨骼肌超微结构及MGF的变化

目的:观察大负荷运动及其恢复期间大鼠骨骼肌超微结构及机械生长因子(MGF)的变化。方法:36只8周龄健康雄性SD大鼠随机分为6组,每组6只:安静对照组(C组)和力竭运动后即刻组(E0组)、12h组(E12组)、24h组(E24组)、48h组(E48组)、72h组(E72组)。各力竭运动组尾部负重为3%体重,进行1周负重力竭性游泳运动,每天1次,并于末次力竭后不同时间点取材。采用ELISA方法检测大鼠血清及腓肠肌MGF表达,电镜下观察大鼠股直肌超微结构变化。结果:(1)1周大负荷游泳运动之后,骨骼肌超微形态结构发生了程度不同的改变,具体表现为肌间隙增宽,内质网、线粒体可见轻度变形,肌原纤维疏松变细,出现Z线扭曲等。E0组和E24组上述改变更加明显。(2)与安静对照组相比,力竭运动各组骨骼肌MGF均明显增加(P<0.05),其中E24组与安静对照组相比有极显著性差异(P<0.01)。血清MGF也有相似变化,E0组与安静对照组相比有极显著性差异(P<0.01)。结论:1周大负荷游泳运动可引起一定程度的骨骼肌微损伤,大负荷运动及其恢复期间,大鼠骨骼肌和血清MGF明显增加,提示MGF可能与肌肉组织的微损伤修复有关。     

力竭运动后不同时相大鼠心脏窦房结ADAMTS-1的变化

目的:探讨力竭运动后不同时相心脏窦房结带有血小板凝血酶敏感蛋白样模体的解整连蛋白金属蛋白酶-1(ADAMTS-1)mRNA和蛋白表达的变化特点。方法:100只健康成年雄性SD大鼠随机分为10组,每组10只。其中一次力竭游泳运动4组,2周反复力竭游泳运动4组,相应的安静对照组2组。安静对照组不运动。反复力竭各组大鼠尾部负重约3%体重,进行每周6天、每天1次、每次2小时左右、共2周的力竭游泳运动。一次力竭运动各组大鼠在正常喂养2周后进行一次性力竭游泳运动,方案同反复力竭组。分别于力竭运动后0、4、12及24小时取材,应用激光显微切割技术定位并收集窦房结细胞,通过实时荧光定量PCR、免疫荧光组化和图像分析技术测试大鼠心脏窦房结ADAMTS-1 mRNA和蛋白表达的变化。结果:一次力竭和反复力竭运动后4小时、12小时、24小时大鼠心脏窦房结ADAMTS-1 mRNA含量均显著低于其安静对照组(P<0.05);一次力竭和反复力竭运动后4小时、12小时、24小时心脏窦房结ADAMTS-1蛋白含量均显著低于其安静对照组(P<0.05),且力竭运动后即刻ADAMTS-1蛋白表达显著高于对照组(P<0.01)。结论:力竭运动后即刻心脏窦房结ADAMTS-1蛋白水平呈高表达,力竭运动后其它时相窦房结ADAMTS-1在mRNA和蛋白水平呈低表达,可能导致窦房结损伤。     

补充Ebselen对运动训练大鼠心肌Bcl-2和Bax蛋白表达、部分自由基代谢及超微结构的影响

目的:探讨补充ebselen对运动训练大鼠心肌细胞凋亡、自由基代谢及超微结构的影响。方法:健康雄性SD大鼠30只,适应性饲养、筛选,淘汰个别不适应跑台训练者,将剩余大鼠随机分为3组:安静对照组8只、运动对照组8只、运动+给药组8只;后两组进行为期8周的跑台训练。运动+给药组大鼠灌服溶于5%二甲基亚砜生理盐水的ebselen溶液,用量为50mg/kg/d,其它两组灌服同等量的DMSO生理盐水作为对照。测定心肌组织Bcl-2、Bax蛋白表达灰度值和超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性和丙二醛(MDA)的含量,透射电子显微镜观察心肌超微结构。结果:与安静对照组相比,运动对照组SOD、GSH-Px表达显著下降(P<0.05,P<0.01),MDA含量显著升高(P<0.01),Bax/Bcl-2蛋白表达比值显著升高(灰度值比值显著降低)(P<0.01),透射电镜观察显示心肌结构损伤明显;运动+给药组大鼠SOD、GSH-Px表达显著升高(P<0.01),MDA含量显著降低(P<0.01),Bax/Bcl-2蛋白表达比值显著降低(灰度值比值显著升高),透射电镜显示大鼠心肌细胞结构基本正常。结论:Ebselen对运动训练导致的大鼠心肌损伤有明显保护作用,其机制可能与ebselen可以抑制运动诱导的Bax蛋白过度表达、Bcl-2蛋白表达的减少以及提高机体抗氧化酶活性有关。     

大鼠运动性骨骼肌损伤后血液白细胞介素-6、肌酸激酶及其同工酶的时相性变化

目的:观察大鼠进行不同性质和强度的跑台运动后血液白细胞介素-6(IL-6)、肌酸激酶(CK)及其同工酶(CK-MM)含量不同时相的变化,结合观察比目鱼肌超微结构的改变,探讨各指标与运动性骨骼肌损伤的关系。方法:成年健康雌性SD大鼠72只,随机分为对照组(A组,n=8)、运动1组(B组,n=32)和运动2组(C组,n=32),B、C组又分别分为运动后即刻组、24h组、48h组和72h组。B、C两组大鼠均进行一次性跑台运动,其中B组跑速15~16m/min,坡度为0°,运动60分钟;C组跑速19~21m/min,坡度为-16°,运动90分钟。运动后取大鼠股动脉血测定IL-6、CK及CK-MM水平,并通过电镜和光镜观察比目鱼肌超微结构变化。结果:(1)B、C两组大鼠运动后骨骼肌超微结构均发生明显损伤,且以运动后24小时较为严重,B组损伤较C组轻微。(2)两运动组大鼠运动后血浆IL-6水平显著高于运动前,C组差异更显著,IL-6在运动后48小时达到峰值。(3)运动后即刻两运动组大鼠血液CK及CK-MM均出现峰值,其变化时相性相似。C组运动后24小时CK活性较运动后即刻显著下降,而CK-MM无显著性变化。结论:血清CK和CK-MM均可作为评价运动性骨骼肌损伤的指标。CK-MM变化可能与肌肉损伤的关系更加紧密。血浆IL-6可能与由剧烈运动导致的肌肉损伤有关,提示可以考虑作为评价运动性骨骼肌损伤的指标。     

高温环境下急性力竭运动对大鼠心肌HSP70及血浆心钠素的影响

目的:探讨高温环境下急性力竭运动对大鼠心肌组织HSP70及血浆心钠素(ANP)的影响。方法:雄性SD大鼠48只,随机分为安静对照组(C)、运动后即刻组(E)、高温暴露1小时组(H)、高温运动后即刻组(HE)、运动后24小时恢复组(E’)和高温运动后24小时恢复组(HE’)6组,每组8只。E、HE、E’、HE’组均进行一次性力竭跑台运动。H组在周围环境温度33℃、相对湿度50%的环境中高温暴露1小时。C、E、HE、H组在力竭运动后即刻宰杀,HE’、E’组分别在高温及常温下运动后均在温度23℃、相对湿度50%的常温环境下恢复24小时后宰杀。测试大鼠心肌组织HSP70及血浆ANP、血清CK-MB水平。结果:(1)E组和E’组HSP70表达量较C组显著升高(P<0.05,P<0.01),HE’组显著高于H组及E’组(P<0.01)。H组显著高于C组(P<0.01)。(2)E组ANP和CK-MB水平显著高于C组(P<0.01),HE组显著高于H组(P<0.05);E’组和HE’组分别显著低于E组和HE组(P<0.01)。结论:(1)高温和运动均会诱导心肌HSP70高表达且24小时后表达最高,高温环境增强了力竭运动引起的HSP70的高表达,这可能会对高温及运动后造成的心肌损伤有一定的修复作用。(2)力竭运动即刻血浆心钠素升高,改善了心肌血液供应,同时也提示心肌有潜在受损的可能,但高温环境并未加强力竭运动所致的心钠素水平的增加。     

重复高+GZ应激对大鼠心肌超微结构的损伤效应

目的：研究重复高＋Gz应激对大鼠心肌超微结构的影响,建立高＋Gz致心肌损伤的动物实验模型。方法：24只雄性Wistar大鼠随机分为实验＋1Gz组、＋10Gz组与正常对照组,每组8只。＋1Gz组：＋1Gz暴露5min/d,3d／周,共3周;＋10Gz组：＋10Gz暴露30s/次,5次／d,3d／周,共3周;对照组不爱加速度作用。实验组大鼠于末次＋Gz实验后次日断头处死,迅速从每鼠左室心尖部切取5小块心肌组织,常规透射电镜制样、观察。结果：＋1Gz组心肌结构无明显病变,与对照组接近。＋10Gz组心肌细胞基质水肿,肌原纤维离散,线粒体变性,闰盘结构解离。间质血管内皮水肿,血管腔内血小板聚集、附壁。结论：重复高＋Gz应激可致明显的大鼠心肌结构损伤。     

耐力训练和一次性力竭运动对大鼠心肌和骨骼肌硫氧还蛋白还原酶的影响

目的:观察运动对大鼠心肌、骨骼肌硫氧还蛋白还原酶(TR)的影响.方法:SD大鼠30只,随机分成安静对照组、耐力训练组和力竭组.训练组进行6周渐增游泳训练,5次/周.最后1次训练后24小时,断头处死安静对照组和训练组大鼠,力竭组大鼠在一次性力竭运动后即刻处死.DTNB法检测心肌、骨骼肌TR活性,RT-PCR法观察TR mRNA水平变化.结果:6周耐力训练大鼠心肌TR活性显著高于安静对照组,一次性力竭组大鼠心肌TR活性显著低于安静对照组.各组大鼠心肌TR mRNA均无显著性差异.结论:6周耐力训练显著提高大鼠心肌TR活性,而在mRNA水平上无显著性差异.     

20周有氧运动对雌性大鼠心肌组织衰老相关候选基因mRNA表达的影响

目的:探讨20周有氧运动对雌性中老年大鼠心肌组织衰老相关候选基因mRNA表达的影响。方法:健康雌性SD大鼠30只,随机分为3组:青年对照组、中老年对照组、中老年运动组。采用20周递增负荷跑台运动,建立中老年大鼠有氧运动模型。采用实时荧光定量PCR技术,检测心肌组织Ceacam1、Gpbar1、Cebpg、Cdk5r1、Ggt1、Sftpd、Tas2r134、Mc4r、LOC299282、Pawr mRNA含量。结果:与年轻雌性大鼠相比,中老年不运动大鼠心肌组织Cdk5r1、LOC299282、Ceacam1、Pawr mRNA表达显著增加(P<0.01),Sftpd、Mc4rmRNA显著增加(P<0.05);中老年运动大鼠心肌组织LOC299282、Ceacam1、Pawr mRNA表达显著增加(P<0.01),Cdk5r1、Tas2r134、Sftpd、Ggt1 mRNA表达显著减少(P<0.05)。与中老年不运动大鼠相比,中老年运动大鼠心肌组织Cdk5r1、Tas2r134、Sftpd、Ceacam1、Pawr、Mc4r、Ggt1 mRNA表达显著减少(P<0.01),Gpbar1mRNA表达显著减少(P<0.05)。而Cebpg基因表达的改变未见统计学意义。结论:衰老及长期规律的有氧运动可改变Ceacam1、Gpbar1、Cdk5r1、Ggt1、Sftpd、Tas2r134、Mc4r、LOC299282、Pawr mRNA表达,衰老可增加这些基因的表达,规律的有氧运动使增加的基因mRNA表达减少,提示有氧运动可改善心肌组织中衰老相关候选基因因衰老而发生的表达改变。     

高压氧对急性一氧化碳中毒大鼠心肌超微结构的影响

目的：研究高压氧(HBO)对急性一氧化碳中毒大鼠心肌超微结构的保护作用。方法：将大鼠随机分为急性一氧化碳中毒(ACMP)第1天、5天、10天、15天组和HBO第1天、5天、10天、15天组以及正常对照组。建立急性一氧化碳中毒大鼠模型。应用电镜观察各组心肌超微结构改变。结果：ACMP第1天组可见弥漫性心肌细胞内线粒体肿胀，嵴减少甚至消失而变空等现象；第5天组可见部分心肌细胞出现局灶性肌溶灶；第10天组可见多数心肌细胞线粒体损伤减轻；第15天组间质水肿仍可见。HBO组病理改变在第1天、5天、10天组均明显轻于同期的ACMP组，第15天组的超微结构已恢复正常。结论：HBO可以显著减轻ACMP大鼠心肌超微结构的损伤程度，对心脏有明显的保护作用。     

Exercise training and experimental diabetes modulate heat shock protein response in brain

In diabetes, defense systems against cellular stress are impaired. Heat shock proteins (HSPs) function primarily as molecular chaperones. Factors that raise tissue HSP levels may slow progression of diabetes and improve diabetic complications that also affect brain tissue. This study tested the effect of an 8-week exercise training on brain HSP response in rats with or without streptozotocin-induced diabetes (SID). In untrained animals, the HSP levels were not different between SID and non-diabetic groups. Endurance training, however, increased HSP72 and HSP90 protein in non-diabetic rats, whereas SID significantly decreased the effect of training on these HSPs. At the mRNA level, HSP60, HSP90 and GRP75 were increased due to training, whereas HSP72 mRNA was only increased in exercise-trained diabetic animals. Training or diabetes had no effect on protein carbonyl content, a marker of oxidative damage. Altogether, our findings suggest that endurance training increases HSP expression in the brain, and that experimental diabetes is associated with an incomplete HSP response at the protein level.     

运动性心肌肥大大鼠心肌肌肉生长抑制素表达的变化

目的:观察运动性心肌肥大大鼠心肌组织肌肉生长抑制素(myostatin,MSTN)表达的变化。方法:16周龄雄性SD大鼠随机分为对照组和运动组,每组10只。运动组进行持续8周跑台训练,每周5次,每次60分钟,跑速26米/分钟。测定两组大鼠心重并计算心系数,HE染色观察心肌细胞横截面积,分别采用real-time PCR技术和western blot方法测定心肌MSTN mRNA和蛋白表达,放免法测定血浆MSTN水平。结果:运动组大鼠心脏重量和心系数显著高于对照组(P<0.05),心肌细胞横截面积增大。运动组大鼠血浆MSTN水平、心肌MSTN mRNA和蛋白表达显著低于对照组(P<0.05)。结论:运动性心肌肥大时,大鼠心肌MSTN mRNA和蛋白表达被抑制,可能通过解除其对心肌生长的负调控作用,促进心肌细胞对运动产生适应性肥大。     

Exercise pretraining protects against cerebral ischaemia induced by heat stroke in rats

Background

In the rat brain, heat‐stroke‐induced damage to cerebral neurons is attenuated through heat‐shock‐induced overexpression of heat‐shock protein 72 (HSP72).

Objective

To ascertain whether progressive exercise preconditioning induces HSP72 expression in the rat brain and prevents heat‐stroke‐induced cerebral ischaemia and injury.

Methods

Male Wistar rats were randomly assigned to either a sedentary group or an exercise group. Those in the exercise group progressively ran on a treadmill 5 days/week, for 30–60 min/day at an intensity of 20–30 m/min for 3 weeks. The effects of heat stroke on mean arterial pressure, cerebral blood flow, brain ischaemia markers (glutamate, lactate/pyruvate ratio and nitric oxide), a cerebral injury marker (glycerol) and brain neuronal damage score in the preconditioned animals were compared with effects in unexercised controls. Heat stroke was induced by exposing urethane‐anaesthetised animals to a temperature of 43°C for 55 min, which caused the body temperature to reach 42°C.

Results

Three weeks of progressive exercise pretreatment induced HSP72 preconditioning in the brain and conferred significant protection against heat‐stroke‐induced hyperthermia, arterial hypotension, cerebral ischaemia and neuronal damage; it also prolonged survival.

Conclusions

Exercise for 3 weeks can improve heat tolerance as well as attenuate heat‐stroke‐induced cerebral ischaemia in rats. The maintenance of mean arterial pressure and cerebral blood flow at appropriate levels in the rat brain may be related to overexpression of HSP72.     

长期大负荷训练大鼠不同类型骨骼肌HSP72表达

目的:训练和修复失衡导致了过度训练,近来研究表明,热休克蛋白72(HSP72)可能是较适合的过度训练监测指标,鉴此,本研究利用过度训练动物模型对其可行性进行初步探讨.方法:36只雄性2月龄SD大鼠被随机分成4组:对照组(n=4)和3个力竭性游泳训练组(n=8).训练组大鼠在第1、2周适应性游泳30min至2h,在第3周至第8周进行力竭性游泳训练.分别取第6、7、8周血样,测定血红蛋白、血清睾酮、血清皮质醇和血清肌酸激酶的浓度;取同侧比目鱼肌、腓肠肌红肌和腓肠肌白肌测定HSP72蛋白含量.结果:(1)过度训练常规指标的变化:4至6周力竭性游泳训练导致大鼠运动能力下降,安静时血红蛋白、血清睾酮和皮质醇浓度下降,肌酸激酶浓度增加,表明过度训练动物模型建立.(2)HSP72表达变化:与对照组HSP72表达(100%)相比,训练组第6、7、8周比目鱼肌HSP72表达分别减少2.6%、6.6%、33%;腓肠肌红肌HSP72表达显著增加(P<0.05),分别较对照组增加133%、214%、157%;腓肠肌白肌HSP72表达显著增加(P<0.001),分别较对照组增加410%、790%、1030%.三种类型骨骼肌HSP72表达的净增量均在第6周最高,随后逐周下降.HSP72表达变化早于激素浓度的变化.结论:长期超负荷训练导致的骨骼肌HSP72表达变化早于过度训练综合征.应激激素变化滞后于HSP72表达变化,提示骨骼肌HSP72表达变化可能关联着过度训练的外周机制,可以考虑骨骼肌HSP72作为过度训练的监测指标.