近百年来,运动心脏的可复性及其与病理心脏的本质差异研究一直是运动医学界的热点问题。就病理学定义而论,判断病理性与生理性改变的标准除了所具有的临床表现外,其改变是否可逆,即是否具有可复性也是一项重要的判断指标。多数学者认为,从运动心脏的诸多形态与机能改变特征及其可恢复性判断,运动心脏结构与功能的适应性重塑基本上属生理范畴,但是,一些运动员的临床表现与心电图特征又无法仅用生理性或功能性改变来解释,尤其是运动性心率失常现象和心肌组织的微损伤。有研究表明,不适当运动对心血管具有损害作用,可造成心脏损害甚至猝死,亦会影响运动员今后的工作、生活。因此推测,早年大强度或力竭性运动对心脏造成的微损伤及生物学变化可能不具可复性。本实验拟从心脏超微结构入手,观察早年不同负荷运动大鼠停训28周后,大鼠心肌细胞及心肌间质胶原的形态学变化;及观察分析某些免疫组化指标的变化,以期探讨出不同运动负荷对大鼠的远期效应影响及不同运动负荷所致的运动心脏是否具有可复性,为最终揭示运动心脏的本质提供实验依据;为运动处方的制定提供科学依据。 3月龄SD大鼠(由西安交通大学医学院动物管理中心提供)46只,体重248±24g,国家标准啮齿类动物干燥饲料喂养,自由饮食,温度17℃-23℃,湿度40%-60%。随机分为3组:正常对照组,有氧训练组和大强度疲劳组,适应训练:动物适应喂养一周后开始训练,采用递增强度的方式进行跑台运动,起始速度为15m/min,时间为20min,运动负荷参考Bedford的研究进行(1979)。对照组:正常笼内生活状态,不运动;有氧训练:每周训练5d,递增速度3m/min、时间5min,运动至速度为20m/min,时间为60min后增加跑台坡度为5%;疲劳训练:每周训练6d,递增速度3m/min、时间5min,运动至速度为35m/min,时间为60+10min后增加跑台坡度为10%。整个训练过程可用电刺激来强迫大鼠进行跑台训练(电刺激<1mA),训练过程共持续8周。之后,所有大鼠正常笼内生活状态28周。依次分别进行光镜取材、电镜取材及免疫组化的取材。其中用于电镜观察的材料取出后迅速置于2.5%的戊二醛中;用于光镜观察和免疫组化的材料放入4%的多聚甲醛中进行固定。对所有实验数据运用Sigmaplot Scientific Graphing System进行T检验。实验结果以均数±标准差((?)±SD)表示。 实验结果发现: 1.经过不同强度训练的大鼠完全停止运动28周后,有氧训练组大鼠心肌细胞结构基本正常,与安静对照组大鼠心肌细胞结构相比较没有明显差异;疲劳训练组大鼠部分心肌细胞轻度肿胀,肌原纤维结构松散,部分线粒体肥大、肿胀,心肌间的胶原纤维明显增生,部分胶原纤维插入心肌细胞内,替代了终未分化的心肌细胞,心脏出现纤维化。提示:早年长期的疲劳运动使大鼠心脏受损且不能自行恢复。 2.不同强度训练对大鼠体重增长无不良影响,疲劳训练增加大鼠心重/体重系数,表明心脏发生肥大。 3.本文实验观察到,完全停止训练28周后,有氧训练组大鼠心脏生理功能基本恢复到正常水平,而在疲劳训练组,反映大鼠心脏生理功能的各项指标均明显降低,心肌舒缩功能异常。 4.不同运动强度大鼠停训28周后,有氧训练组大鼠各项心电图指标基本恢复到正常水平,与安静对照组间比较无显著性差异,支持了运动心脏的可复性;疲劳训练组大鼠心率增加,QRS时限和Q--T间期有增加的趋势但无统计学意义,QRS电压和T波电压显著降低,该结果表明:早年疲劳训练对心脏功能的影响除了心肌结构发生变化外,其心肌电生理活动也受到不同程度的影响,导致大鼠心脏心律失常、心功能降低。 5.不同运动强度大鼠停训28周后,疲劳训练组大鼠心肌nNOS在心室肌表达的灰度值低于安静对照组和有氧训练组且有极显著性差异,在左室肌,安静对照组和有氧训练组间比较有显著性差异。 6.疲劳训练组大鼠心肌汹05在左室表达的灰度值与安静对照组和有氧训练组比较有极显著性差异,在右室有显著性差异有;氧训练组与安静对照组之间iNOS表达的灰度值在左室和右室均无显著性差异. 、7.疲劳训练组、有氧训练组和安静对照组之间大鼠左室肌细胞eNOS的表达均有显著性差异,在右室肌细胞,疲劳训练组与安静对照组间有显著性差异,与有氧训练组之间有极显著性差异;安静训练组与有氧训练组之间无显著性差异。 8.不同运动强度大鼠停训28周后,疲劳训练组大鼠心室肌VEGF阳性表达显著高于安静对照组及有氧训练组,安静对照与有氧训练组间无显著性差异。 9.不同运动强度大鼠停训28周后,疲劳训练组大鼠心室肌细胞Bax和Bcl一2的阳性表达极显著高于安静对照组和有氧训练组;疲劳训练导致心肌细胞Bax表达量增加,Bcl一2蛋白一表达量减少,Bax/Bd一2比值增加,细胞凋亡增强。 10.疲劳训练组大鼠左室肌和右室肌NF一kBp65的阳性表达极显著高于安静对照及有氧训练组,安静对照组大鼠心肌左室、右室NF一kBp65的阳性表达显著高于有氧训练组。.‘“"协v人、-乡