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研究目的:本研究建立心梗致慢性心衰动物模型,观察心衰及心衰后有氧运动对心肌线粒体生物力能学、生物合成与融合分裂的变化影响,探讨其分子生理学适应机制。研究方法:雄性wistar大鼠,心梗组开胸后结扎左冠状动脉前降支,造成心梗模型,假手术组开胸但不结扎冠状动脉,其余处理与心梗组相同。术后4周,心梗组和假手术组再随机分为心梗安静组(MI),心梗运动组(MI+E),假手术安静组(Sham),假手术运动组(Sham+E)。运动组进行跑台训练,运动强度14米/分钟,每次40分钟,每周训练5天,共训练8周。术后12周,超声心动图检查各组大鼠心率(HR),心室收缩末期内径(LVIDs),舒张末期内径(LVIDd)和心功能指标射血分数(EF),心输出量(CO)。提取心肌线粒体测定态3、态4呼吸和呼吸控制比(RCR),ATP生成活力。Western blot检查心肌线粒体生物合成调控因子PGC-1α,线粒体蛋白COⅩⅣ、COⅪ,线粒体分裂蛋白fis-1,融合蛋白mfn-2的蛋白表达。透射电镜观察各组心肌线粒体形态数量。研究结果:术后12周,假手术运动组LVIDs,LVIDd,EF,CO与假手术安静组比较无明显变化,态3呼吸,RCR,ATP生成活力高于假手术安静组,PGC-1α,COⅩⅣ、COⅪ蛋白表达无明显变化,fis-1,mfn-2表达增加。心梗安静组与假手术安静组比较,LVIDs,LVIDd增加,EF,CO降低,态4呼吸增加,RCR,ATP生成活力降低,PGC-1α蛋白表达无明显变化,COⅩⅣ、COⅪ蛋白表达增加,fis-1蛋白表达增加,mfn-2表达降低,心肌线粒体比例增加。心梗运动组与心梗安静组比较LVIDs,LVIDd增加,EF降低,CO增加,HR增加,态3呼吸,RCR,ATP生成活力增加,PGC-1α、COⅩⅣ、COⅪ蛋白表达增加,fis-1蛋白表达降低,mfn-2蛋白表达降低,心肌线粒体比例增加。结论:1.心衰后心肌线粒体分裂融合的动态平衡被打破,线粒体趋向分裂,融合降低,线粒体生物合成增加,但线粒体功能下降。2.低强度有氧运动对假手术大鼠安静时心功能无明显影响,对心肌线粒体的生物合成没有明显的促进作用,但可提高心肌线粒体的呼吸效率和线粒体融合分裂的水平。3.有氧运动能促进心衰后大鼠心肌线粒体的功能,促进其心肌线粒体生物合成。4.心衰后和心衰后运动引起心肌线粒体数量的增加,可能是对心衰后心肌收缩能力下降,线粒体功能下降以及心肌能量需求增加的一种代偿性反应。但是,线粒体生物合成的增加并不能完全代偿心衰后心功能的下降,并有可能加重心肌重构。5.心肌线粒体对运动的适应中,线粒体的生物合成不是首选的途径,而是首先通过调节线粒体的功能状态来达到对运动的适应。心肌线粒体对运动的适应中,线粒体的融合分裂过程是最先参与动员的机制之一,对线粒体的功能状态可能有重要的影响。