左卡尼汀对自然衰老模型大鼠的心脏保护作用及其分子机制研究

摘要

背景 左卡尼汀是重要的线粒体能量代谢调节物,其对衰老心脏是否具有保护作用尚不明确.目的 以自然饲养的24月龄大鼠来构建自然衰老动物模型,研究左卡尼汀对自然衰老模型大鼠的心脏保护作用,并深入分析其分子机制.方法 2017年1月—2019年6月,选取3月龄SPF级雄性大鼠30只.将在标准饲养环境下自然饲养至4月龄的大鼠作为青年对照组(n=10).将在标准饲养环境下自然饲养至24月龄的大鼠随机分为左卡尼汀组(n=10)和老年对照组(n=10).左卡尼汀组大鼠给予左卡尼汀300 mg?kg-1?d-1,老年对照组大鼠给予等量0.9％氯化钠溶液,均连续灌胃4周.记录并比较各组大鼠心脏收缩、舒张功能指标〔包括左心室舒张末期内径(LVEDD)、左心室收缩末期内径(LVESD)、左心室舒张末期容积(LVEDV)、左心室收缩末期容积(LVESV)、左心室射血分数(LVEF)、左心室短轴缩短率(LVFS)〕,血清丙二醛(MDA)水平、超氧化物歧化酶(SOD)活性,线粒体超微结构,心肌组织三磷酸腺苷(ATP)、磷酸化-AMP依赖的蛋白激酶(p-AMPK)、肉毒碱脂酰转移酶1(CPT-1)水平.结果 老年对照组LVEDD、LVESD、LVEDV、LVESV大于青年对照组(P<0.05);左卡尼汀组LVESD、LVESV小于青年对照组,LVEF、LVFS高于青年对照组(P<0.05);左卡尼汀组LVEDD、LVESD、LVEDV、LVESV小于老年对照组,LVFS高于老年对照组(P<0.05).老年对照组血清MDA水平高于青年对照组,SOD活性小于青年对照组(P<0.05);左卡尼汀组血清MDA水平高于青年对照组(P<0.05);左卡尼汀组血清MDA水平低于老年对照组,SOD活性大于老年对照组(P<0.05).与青年对照组大鼠相比,老年对照组大鼠线粒体形态各异,部分线粒体肿胀明显,基质出现多个局灶性空泡;与老年对照组相比,左卡尼汀组大鼠心肌细胞线粒体体积明显缩小,偶见空泡变性,线粒体嵴排列整齐致密.老年对照组心肌组织ATP水平低于青年对照组(P<0.05);左卡尼汀组心肌组织ATP水平高于老年对照组(P<0.05).老年对照组心肌组织p-AMPK、CPT-1水平低于青年对照组(P<0.05);左卡尼汀组心肌组织p-AMPK、CPT-1水平高于老年对照组(P<0.05).结论 左卡尼汀可改善自然衰老模型大鼠心脏功能,提高其抗氧化能力,保护衰老心肌线粒体结构和增加衰老心肌ATP生成,其机制可能与上调AMPK/CPT-1信号通路有关.