心梗大鼠通过有氧运动激活PI3K-Akt-PKG-1/p-PLN-SERCA2a通路抑制心肌细胞凋亡改善心功能

摘要

为探讨有氧运动对心梗大鼠心功能的影响,将3月龄SD雄性大鼠适应性喂养1周后随机分为正常组(C组)、假手术组(S组)、心梗安静组(MI组)、正常+运动组(CE组)、心梗+运动组(ME组),每组8只.MI组结扎左冠状动脉前降支制备心梗模型;S组只穿线不结扎;CE组与ME组术后1周开始有氧训练,运动方式为依次以10 m/min×10 min,13 m/min×10 min,16 m/min×40 min进行跑台训练,60 min/d,每周5 d,连续4周.训练结束后次日,采用血流动力学检测左室收缩压(left ventricular systolic pressure,LVSP)、左室舒张末压(left ventricular end-diastolic pressure,LVEDP)和收缩/舒张速率(±dp/dtmax)等心功能相关指标,单细胞可视化动缘探测系统(IonOptix)测定[Ca^(2+)]i变化百分数([Ca^(2+)]iamplitude)、[Ca^(2+)]i荧光比率(ratio)、达峰速率(departure velocity)、达峰时程(time to peak,TTP)、达峰50%时程(time to peak50%,TTP50%)、达基线50%时程(time to baseline50%,TTB50%)、达基线速率(return velocity)以及ratio改变幅度(ratio amplitude)等钙瞬变指标和肌节最大收缩及舒张速率(±dl/dtmax)、肌节长度(sarcomere length,SL)、肌节收缩幅度(peak twitch amplitude,PTA)、肌节缩短分数(SL shortening%)等心肌细胞收缩指标,蛋白质印迹(Western blotting)方法检测PI3K-Akt-PKG-1/p-PLN-SERCA2a信号通路及细胞凋亡相关蛋白.与S组相比,MI组PI3K-Akt-PKG-1/p-PLNSERCA2a信号通路被显著抑制,心肌细胞凋亡显著增加,LVEDP显著升高,LVSP和±dp/dtmax显著降低,[Ca^(2+)]i amplitude、ratio amplitude、departure velocity和return velocity均显著下降,TTB50%、TTP和TTP50%均显著增加,心肌细胞SL shortening%、PTA、±dl/dtmax均显著减少;与MI组相比,ME组PI3K-Akt-PKG-1/p-PLN-SERCA2a信号通路显著被激活,细胞凋亡显著被抑制,LVEDP显著降低,LVSP和±dp/dtmax显著升高,ratio amplitude、[Ca^(2+)]iamplitude、ratio velocity和departure velocity均显著提高,TB50%、TTP和TTP50%均显著缩短,心肌细胞SL Shortening%、PTA、±dl/dtmax均显著提高.上述结果表明,有氧运动改善MI大鼠梗死周边区心肌细胞的钙瞬变和收缩功能异常,并激活PI3K-Akt-PKG-1/p-PLN-SERCA2a信号,抑制心肌细胞凋亡,改善心梗心功能,且心梗心功能的改善与PI3K-Akt-PKG-1/p-PLN-SERCA2a信号通路激活和心肌细胞凋亡抑制关系密切.