周義義，李曉霞

運(yùn)動(dòng)對(duì)慢性心力衰竭大鼠心臟交感神經(jīng)功能的調(diào)節(jié)
——去甲腎上腺素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的作用

周義義1，李曉霞2

目的：探討去甲腎上腺素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（NET）在運(yùn)動(dòng)改善慢性心力衰竭大鼠心臟交感神經(jīng)功能、心功能和運(yùn)動(dòng)耐力中的作用。方法：結(jié)扎大鼠冠狀動(dòng)脈建立心梗后心衰模型。大鼠休息4周后隨機(jī)分為假手術(shù)安靜組（Sham）、假手術(shù)運(yùn)動(dòng)組（Sham＋E）、心梗安靜組（MI）和心梗運(yùn)動(dòng)組（MI＋E），Sham＋E組和MI＋E組進(jìn)行為期10周的跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)，Sham組和MI組保持安靜狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，利用遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)測定大鼠力竭時(shí)間；超聲心動(dòng)圖檢測左心室收縮末內(nèi)徑（LVESD）、左心室舒張末內(nèi)徑（LVEDD）、心率（HR）、縮短分?jǐn)?shù)（FS）和左室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）；Masson染色進(jìn)行心臟組織病理學(xué)觀察；測定心肌和血漿去甲腎上腺素（NE）水平；實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測交感神經(jīng)節(jié)和心肌NET mRNA水平；Western blot法檢測心肌NET蛋白表達(dá)。結(jié)果：術(shù)后14周，與Sham組比較，Sham＋E組HW／BW、LVEF增加，HR降低，力竭時(shí)間延長，MI組心臟重量（HW）、心臟重量／體重（HW／BW）、LVESD和LVEDD增加，F(xiàn)S和LVEF降低，血漿和心肌NE水平升高，心臟交感神經(jīng)節(jié)NET mRNA降低，心肌NET蛋白水平降低，力竭時(shí)間減少。與MI組比較，MI＋E組體重（BW）下降，HW和HW／BW增加，LVESD和LVEDD稍有降低，F(xiàn)S和LVEF無顯著性變化，血漿和心肌NE水平降低，心臟交感神經(jīng)節(jié)NET mRNA升高，心肌NET蛋白水平升高，力竭時(shí)間延長（其中，NE、NET mRNA和蛋白水平在MI＋E組與Sham組無顯著性差異）。結(jié)論：長期有氧運(yùn)動(dòng)通過上調(diào)心臟交感神經(jīng)元NET表達(dá)，減少并恢復(fù)了交感神經(jīng)末梢NE釋放量，從而改善了心衰后交感神經(jīng)系統(tǒng)過度興奮狀態(tài)并提高運(yùn)動(dòng)耐力。

運(yùn)動(dòng)；慢性心力衰竭；交感神經(jīng)過度興奮；去甲腎上腺素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白；運(yùn)動(dòng)耐力；鼠；動(dòng)物實(shí)驗(yàn)

心力衰竭（heart failure，H F）是由于心肌收縮和／或舒張功能障礙，使心泵功能降低，導(dǎo)致心輸出量減少，不能滿足機(jī)體代謝需要的病理過程，是多種心血管疾?。ǜ哐獕骸⒐谛牟?、心瓣膜病、心肌病等）終末階段心功能失代償?shù)囊唤M臨床綜合征，也是器質(zhì)性心臟病主要的致死原因（HF患者50%出現(xiàn)猝死［24］）。近年來，HF的發(fā)病率仍持續(xù)增長并已成為21世紀(jì)最重要、危害極大的心血管病癥之一。大量研究表明，HF發(fā)生發(fā)展的基本機(jī)制是心臟重塑（remodeling）［29］，而交感神經(jīng)過度興奮并釋放大量去甲腎上腺素（norepinephrine，NE）參與了心肌細(xì)胞凋亡與心臟重塑的病理過程［21］，臨床研究證實(shí)，HF患者交感神經(jīng)激活與心功能減退程度、預(yù)后密切相關(guān)［24］，交感神經(jīng)抑制劑則可改善心功能、提高患者生存率［14］?？梢姡桓猩窠?jīng)過度興奮是HF形成與加重的重要神經(jīng)體液機(jī)制。HF時(shí)心肌間質(zhì)NE增多除了與交感神經(jīng)末梢釋放神經(jīng)遞質(zhì)（NE）有關(guān)外，還與新近發(fā)現(xiàn)的位于交感神經(jīng)突觸前膜的去甲腎上腺素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（Norepinephrine Transporter，NET）表達(dá)和／或功能異常有關(guān)［3，10］。NET的功能是將神經(jīng)元釋放的NE再攝?。╮euptake－1）到突觸前膜中，調(diào)控NE濃度、終止神經(jīng)沖動(dòng)信號(hào)并維持受體對(duì)神經(jīng)遞質(zhì)的敏感性［4，10］。HF時(shí)心肌NE再攝取位點(diǎn)減少、攝取功能下降，心肌間質(zhì)NE濃度升高，β－腎上腺素受體（β－adrenergic receptor，β－AR）密度下調(diào)與脫敏，心功能進(jìn)一步惡化［2，12］。

近年來，慢性HF的運(yùn)動(dòng)康復(fù)治療逐漸引起關(guān)注，合理運(yùn)動(dòng)可減輕HF患者癥狀，提高其存活質(zhì)量，降低死亡率和住院率［26，39］。研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)可通過降低交感神經(jīng)活性從而改善HF患者的心功能［5，13，20］，但其分子機(jī)制尚不清楚。由于交感神經(jīng)末梢NET可再攝取釋放后的NE，因此推測，NET可能參與了運(yùn)動(dòng)對(duì)交感神經(jīng)活性的調(diào)控。有關(guān)NET與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系至今未見報(bào)道，本研究以心梗后慢性HF大鼠為動(dòng)物模型，觀察10周有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)心臟結(jié)構(gòu)與功能、心肌和血漿NE水平以及NET表達(dá)的影響，探討NET在HF運(yùn)動(dòng)康復(fù)中的作用。動(dòng)物中心提供。分籠飼養(yǎng)（每籠5只），室溫23℃～25℃，濕度40%～60%，自然光照，自由進(jìn)食水，大鼠適應(yīng)環(huán)境1周后開始實(shí)驗(yàn)。

1.2 心梗后HF模型的建立

1.3 有氧運(yùn)動(dòng)方案

HF造模成功后，大鼠進(jìn)行3天的適應(yīng)性跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)，每天15min，速度為5m／s，坡度為0°。適應(yīng)性訓(xùn)練結(jié)束后，測定大鼠的最大有氧速度（maximal aerobic velocity，MAV），方案參照文獻(xiàn)［11，28，35］并稍加改動(dòng)：心梗組先進(jìn)行15min跑臺(tái)熱身運(yùn)動(dòng)（5m／min）后休息3min，再進(jìn)行遞增負(fù)荷測試，起始負(fù)荷為7m／min，每3min遞增5m／min，直到力竭（力竭標(biāo)準(zhǔn)：動(dòng)物不能堅(jiān)持本級(jí)負(fù)荷跑速，先后滯于跑道后1／3處達(dá)6次以上，聲光電刺激驅(qū)趕無效）；假手術(shù)組除了起始負(fù)荷定為10m／min外，其他步驟同心梗組。將心梗組和假手術(shù)組再隨機(jī)分為心梗安靜組（MI）、心梗運(yùn)動(dòng)組（MI＋E）、假手術(shù)安靜組（Sham）、假手術(shù)運(yùn)動(dòng)組（Sham＋E）。MI＋E組和Sham＋E組進(jìn)行跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)，跑速：前2周50%MAV，后8周60%MAV；時(shí)間：第1天30min，以后每

1 研究對(duì)象與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

清潔級(jí)近交系健康雄性Wistar大鼠50只，體質(zhì)量250～280g，10周齡，由中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)天遞增10min，直到60min／天；頻率：5天／周；共訓(xùn)練10周。Sham組和MI組保持安靜狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后再進(jìn)行1次遞增負(fù)荷力竭實(shí)驗(yàn)，記錄力竭時(shí)間，方案如上所述。2天后行超聲心動(dòng)檢查、處死動(dòng)物以及取材。

1.4 超聲心動(dòng)圖檢查

超聲心動(dòng)圖（HP SONOS 5500超聲儀，美國）檢測心功能，檢測前以1%戊巴比妥鈉30mg／kg腹腔麻醉大鼠，胸部備皮，仰臥固定。探頭置于胸前，探頭頻率12MHz，圖像深度2cm。取胸骨旁左心室短軸切面進(jìn)行測量，測量參數(shù)包括左心室收縮末內(nèi)徑（LVESD）、左心室舒張末內(nèi)徑（LVEDD）、心率（HR）、縮短分?jǐn)?shù)（FS）和左室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）。每項(xiàng)指標(biāo)均測量3個(gè)心動(dòng)周期，取平均值。

1.5 取材

大鼠稱體重（BW）后，尾靜脈取血300μL，EDTA抗凝，離心（4℃3 000r／min離心20min）分離血漿，－80℃冰箱凍存待測血漿NE。

斷頭處死大鼠，大鼠交感神經(jīng)節(jié)主要發(fā)自頸中－星狀神經(jīng)節(jié)復(fù)合體（MC－SG complex）［39］。頸胸部前后剪毛，取頸前正中縱切口，于兩側(cè)胸鎖乳突肌之間剪開胸骨，在T4位置水平向兩側(cè)剪開，并向兩側(cè)掀開胸廓。切斷胸骨舌骨肌的胸骨止點(diǎn)，翻向頭側(cè)，暴露氣管及其兩旁的血管神經(jīng)。在手術(shù)顯微鏡下用神經(jīng)剝離器解剖并分離左、右側(cè)MCSG復(fù)合體［6，7］。隨后取心臟，用生理鹽水沖洗，濾紙沾干，分別稱量心臟重量（HW）、左心室重量（LVW）。MC－SG復(fù)合體取出以及大鼠心臟稱重后迅速將組織置于液氮中并轉(zhuǎn)移至－80℃冰箱凍存待測。

1.6 心肌NE與血漿NE測定

取新鮮左心室組織，按2μL／mg加0.1mol／L高氯酸（內(nèi)含0.1%半胱氨酸）勻漿（冰浴中），4℃18 000r／min離心20min，取上清液25～100μL，用高壓液相色譜－電化學(xué)檢測法（HPLC－ECD）（AGILENT 1200型高效液相色譜儀，美國）測定心肌NE含量（ng／g心肌組織）。血漿NE濃度用同樣的方法測定。

采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)數(shù)資料例數(shù)（n）、百分?jǐn)?shù)（%）表示，采用x2檢驗(yàn)，計(jì)量資料以“x± s”表示，采用t檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.7 實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測交感神經(jīng)節(jié)和心肌NET mRNA

將MC－SG復(fù)合體和心肌勻漿后，用Trizol法抽提總RNA。紫外分光光度計(jì)（Beckman DU800，美國）鑒定RNA純度并定量（OD260／OD280比值≥1.8時(shí)，RNA可用于逆轉(zhuǎn)錄）。逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)獲得cDNA，實(shí)時(shí)熒光定量PCR（ABI 7900HT型熒光定量PCR儀，美國）測定NET mRNA含量，引物序列見表1，擴(kuò)增條件：預(yù)變性95℃／1min；95℃／15s，55℃／15s，72℃／15s，共40個(gè)循環(huán)。以β－actin作為內(nèi)參，計(jì)算相對(duì)表達(dá)量＝2－△Ct，△Ct＝Ct（△目的基因）－Ct（內(nèi)參基因）。Ct值是指每個(gè)反應(yīng)管內(nèi)的熒光信號(hào)到達(dá)設(shè)定的域值時(shí)所經(jīng)歷的循環(huán)數(shù)。

表1 引物序列及產(chǎn)物長度一覽表Table 1 Primer Sequence and Product Length

1.8 Western blot測定心肌NET蛋白

取適量心肌組織勻漿后，用Bradford法（考馬斯亮藍(lán)）測定總蛋白濃度。蛋白樣品經(jīng)15%SDS－PAGE分離后轉(zhuǎn)移至PVDF膜上。用抗體稀釋液按1∶1 000稀釋一抗，4℃孵育過夜，TBST洗滌PVDF膜。用抗體稀釋液按照1∶10 000稀釋二抗，室溫孵育1～2h。用ECL反應(yīng)液做發(fā)光底物，在暗室用X線片曝光，顯影，定影后分析結(jié)果。使用Quantity ONE（BIO－RAD）軟件對(duì)目的蛋白進(jìn)行光密度分析，以β－actin為內(nèi)參。目的蛋白相對(duì)含量＝目的蛋白灰度值／β－actin蛋白灰度值。

1.9 心肌組織病理學(xué)觀察

沿心臟長軸將心尖至結(jié)扎點(diǎn)取2mm厚組織制作切片，40g／L多聚甲醛固定，石蠟包埋，Masson染色，普通光鏡觀察各組心肌組織病理學(xué)變化。

1.10 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

數(shù)據(jù)以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±SD）表示，組間比較使用單因素方差分析，兩兩比較使用Bonferroni檢驗(yàn)，顯著性水平定為P＜0.05，非常顯著水平定為P＜0.01。所有數(shù)據(jù)使用SPSS 15.0for windows統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 研究結(jié)果

手術(shù)后，心梗組大鼠死亡7只，假手術(shù)組死亡2只。4周后，心梗組行超聲心動(dòng)檢查，LVEF≤45%為HF模型成功標(biāo)志，其中，LVEF＞45%的大鼠4只被排除。MI＋E組大鼠在訓(xùn)練過程中死亡2只。因此，最終各組的樣本量為：Sham（n＝9）、Sham＋E（n＝9）、MI（n＝9）、MI＋E（n＝8）。

2.1 大鼠一般情況

訓(xùn)練結(jié)束后（術(shù)后14周），與Sham組比較，MI組HW和HW／BW增加（均為P＜0.01），力竭時(shí)間減少（P＜0.01）；與MI組比較，MI＋E組體重下降（P＜0.05），HW和HW／BW增加（分別為P＜0.05和P＜0.01），力竭時(shí)間延長（P＜0.01）；Sham＋E組HW／BW和力竭時(shí)間較Sham組增加（P＜0.01，表2）。

2.2 心臟結(jié)構(gòu)與功能變化

14周后，與Sham組比較，MI組LVESD和LVEDD增加（均為P＜0.01），F(xiàn)S和LVEF降低（均為P＜0.01）；與MI組比較，MI＋E組LVESD和LVEDD降低（均為P＜0.01），但FS和LVEF無顯著性變化（均為P＞0.05）；Sham＋E組LVEF較Sham組增加（P＜0.05），HR則降低（P＜0.05，表3）。

表2 大鼠一般情況一覽表Table 2 General Conditions of Rats

表3 大鼠心臟結(jié)構(gòu)與功能變化一覽表Table 3 Change of Cardiac Structure and Function

2.3 心臟組織病理學(xué)改變

Sham與Sham＋E組心肌著色均勻，無明顯心肌間質(zhì)及膠原成分。MI組可見明顯膠原成分，心肌細(xì)胞少量存在，纖維化程度明顯。MI＋E組以心肌細(xì)胞為主，少量膠原組織（散在網(wǎng)狀心肌纖維化），與Sham組比較，心肌膠原成分增多，心肌細(xì)胞減少；與MI組比較，心肌細(xì)胞數(shù)量增多，排列較整齊，膠原成分明顯減少。

圖1 各組心肌組織病理學(xué)變化示意圖（Masson染色）Figure 1 Myocardial Histopathological Change in Each Group

2.4 NE變化

10周運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后，血漿NE和心肌NE的變化趨勢相似，即兩者在MI組顯著高于Sham組和MI＋E組（均為P＜0.01），而MI＋E組與Sham組無顯著性差異（均為P＞0.05，圖2）。

圖2 血漿NE與心肌NE變化示意圖Figure 2 Change of Plasma and Myocardial NE

2.5 交感神經(jīng)節(jié)和心肌NET mRNA的變化

心臟交感神經(jīng)節(jié)NET mRNA在MI組低于Sham組和MI＋E組（均為P＜0.01）；MI＋E組與Sham組無顯著性差異（P＞0.05，圖3）。心肌則未檢測到NET mRNA表達(dá)。

圖3 心臟交感神經(jīng)節(jié)NET mRNA變化示意圖Figure 3 Change of NET mRNA in Cardiac Sympathetic Ganglion

2.6 心肌NET蛋白的變化

心肌NET蛋白水平在MI組低于Sham組和MI＋E組（均為P＜0.01）；MI＋E組與Sham組無顯著性差異（P＞0.05，圖4）。

圖4 心肌NET蛋白變化示意圖Figure 4 Change of NET Protein in Myocardium

3 討論

本研究首次報(bào)道了長期有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)慢性心力衰竭大鼠心臟交感神經(jīng)功能調(diào)節(jié)的新機(jī)制，即運(yùn)動(dòng)通過上調(diào)心臟交感神經(jīng)元NET表達(dá)，促進(jìn)心肌間質(zhì)NE的再攝取，恢復(fù)了交感神經(jīng)末梢NE釋放量，加之循環(huán)NE水平顯著降低，進(jìn)而改善了HF后交感神經(jīng)過度興奮狀態(tài)并提高運(yùn)動(dòng)耐力。

人工結(jié)扎冠狀動(dòng)脈造成心肌梗塞是HF造模最常用的方法，即心梗后HF模型，廣泛用于HF的病理生理學(xué)、藥物干預(yù)實(shí)驗(yàn)以及非藥物治療效果（如運(yùn)動(dòng)）等方面的研究［36］。心梗后HF模型建立后14周，與Sham組比較，MI組左心室擴(kuò)張（LVESD和LVEDD增加）和肥大（HW和HW／BW增加），收縮功能下降（FS和LVEF降低），提示心臟重塑，并表現(xiàn)出典型的心梗后心功能下降（特別是左室功能障礙），運(yùn)動(dòng)耐力因此降低。

既往人體試驗(yàn)與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)均顯示，長期規(guī)律有氧運(yùn)動(dòng)可延緩心梗后心功能的下降，提高運(yùn)動(dòng)耐力，減輕疲勞與呼吸困難等癥狀，這在一定程度上改善了HF患者的生活質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)能力［16］。本研究驗(yàn)證了前人的結(jié)論，即 MI＋E組較MI組體重減輕、心臟重量增加、左心室腔減小、運(yùn)動(dòng)耐力顯著提高。運(yùn)動(dòng)良性效應(yīng)的生理機(jī)制包括增加每搏輸出量、改善肌肉質(zhì)量［20］，增加毛細(xì)血管密度、血流量、線粒體體積、肌纖維大小和慢肌纖維比例以及降低乳酸酸中毒和血管阻力［23，24］。而運(yùn)動(dòng)對(duì) HF的神經(jīng)內(nèi)分泌效應(yīng)報(bào)道甚少，研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)可對(duì)抗慢性HF時(shí)交感神經(jīng)過度激活［13，20］，但其分子機(jī)制尚不清楚。

交感神經(jīng)興奮性增強(qiáng)是慢性HF重要的代償機(jī)制，交感神經(jīng)末梢釋放NE作用于心肌β－AR，增強(qiáng)心肌收縮力并提高心率，以提高心排血量，這在HF初期維持心功能起到了一定的代償作用。但同時(shí)，NE可使周圍血管收縮，心臟后負(fù)荷增加，心率加快，心肌耗氧量增加。此外，NE對(duì)心肌細(xì)胞有直接的毒性作用，可促使其凋亡，心肌纖維化，參與心臟重塑的病理過程，還可使心肌應(yīng)激性增強(qiáng)而有促心律失常作用［27，38］。NE水平持續(xù)升高可導(dǎo)致β－AR表達(dá)下調(diào)與脫敏（即受體G蛋白解偶聯(lián)）［17，19］，介導(dǎo)心肌興奮－收縮脫偶聯(lián)、心肌肥厚、心肌細(xì)胞凋亡、導(dǎo)致心功能惡化［9，15，37］。因此，交感神經(jīng)過度激活又進(jìn)一步加重了HF。臨床研究證實(shí)，HF患者交感神經(jīng)激活與心功能減退程度、預(yù)后密切相關(guān)［24］。本研究證實(shí)了上述觀點(diǎn)，即 MI組心肌和血漿NE均顯著高于Sham組。最近Rapacciuolo等［33］用敲除多巴胺－β－羥化酶基因，使體內(nèi)完全缺乏內(nèi)源性NE的小鼠研究NE對(duì)心肌肥厚的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，基因敲除小鼠心肌肥厚相關(guān)信號(hào)傳導(dǎo)途徑ERK、JNK及p38MAPK完全抑制，心肌肥厚程度顯著減弱，說明內(nèi)源性NE在心肌肥厚發(fā)展中發(fā)揮重要的作用。本研究觀察到，10周運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后，與MI組比較，MI＋E組心肌NE含量下降，且心肌肥厚程度有所減輕，推測心肌NE含量的減少可能對(duì)減輕心肌肥厚發(fā)揮有益的作用。此外，MI＋E組血漿NE不僅顯著低于MI組，而且與Sham組無顯著性差異，提示10周運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可恢復(fù)HF后循環(huán)NE水平。Rengo等的研究證實(shí)，運(yùn)動(dòng)可下調(diào)腎上腺髓質(zhì)G蛋白偶聯(lián)受體激酶2（GRK2）的表達(dá)，進(jìn)而上調(diào)腎上腺嗜鉻細(xì)胞膜上的α2－腎上腺素受體（α2－adrenergic receptor，α2－AR）表達(dá)，因此降低了HF時(shí)兒茶酚胺（catecholamine，CA）的過度釋放，循環(huán)NE隨之下降并恢復(fù)正常水平。可見，運(yùn)動(dòng)可通過抑制交感神經(jīng)末梢以及腎上腺髓質(zhì)釋放過量的NE，從而恢復(fù)心肌和循環(huán)NE水平。

正常情況下，交感神經(jīng)釋放的NE通過再攝取重新回到神經(jīng)末梢中，以這種方式終止NE的作用，以保證神經(jīng)沖動(dòng)的時(shí)效性以及控制神經(jīng)沖動(dòng)的強(qiáng)度。這種再攝取功能是由位于交感神經(jīng)末梢突觸前膜的特殊蛋白質(zhì)——NET完成的。有報(bào)道，大鼠交感神經(jīng)釋放的NE 88%通過NET再攝取清除［18］。本實(shí)驗(yàn)證明，心臟交感神經(jīng)NET mRNA在心臟交感神經(jīng)節(jié)（MC－SG復(fù)合體）表達(dá)，而心肌組織中未檢測到mRNA，推測NET蛋白在神經(jīng)節(jié)中翻譯后通過神經(jīng)軸突轉(zhuǎn)運(yùn)到突觸前膜上發(fā)揮再攝取功能。

NET對(duì)控制交感神經(jīng)釋放于突觸間隙和β－AR周圍的NE濃度，終止NE神經(jīng)沖動(dòng)信號(hào)，維持β－AR對(duì)NE的敏感性及正常心功能有重要意義［4，10，29］。在慢性HF時(shí)心肌NE再攝取位點(diǎn)減少、攝取功能下降以及循環(huán)NE增高是心肌間質(zhì)NE濃度異常升高的主要原因［10，12，30］，這在本研究中也得到了證實(shí)，即與Sham組比較，MI組交感神經(jīng)節(jié)NET mRNA和心肌蛋白水平降低，推測NET降低發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平。但Backs等［10］的研究發(fā)現(xiàn)心臟超負(fù)荷HF大鼠NET mRNA表達(dá)不變，而心肌NET蛋白水平降低，認(rèn)為HF時(shí)心臟NET下調(diào)為轉(zhuǎn)錄后調(diào)控異常所致，其原因與蛋白激酶C（PKC）激活的NET內(nèi)化（internalization）有關(guān)［1］，從而使NET在突觸前膜表面表達(dá)降低。研究結(jié)果的差異可能與不同HF模型有關(guān)（心梗后HF模型vs心臟超負(fù)荷HF模型），本研究不能排除HF時(shí)NET內(nèi)化的可能性?？傊?，NET介導(dǎo)NE再攝取的任何環(huán)節(jié)（表達(dá)下調(diào)和／或內(nèi)化）異常均可導(dǎo)致交感神經(jīng)釋放過量NE，繼而造成心臟β－AR功能異常，這是慢性HF形成的主要分子機(jī)制［36］，增加心臟NET表達(dá)水平則可顯著改善HF動(dòng)物的心功能［31］。關(guān)于運(yùn)動(dòng)對(duì)NET表達(dá)的影響尚無報(bào)道，在本研究中，經(jīng)過10周運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，MI＋E組交感神經(jīng)節(jié)NET mRNA和心肌蛋白水平均顯著高于MI組，并且與Sham組無顯著性差異，說明長期訓(xùn)練上調(diào)并恢復(fù)了交感神經(jīng)節(jié)NET的表達(dá)水平，NET蛋白通過軸索轉(zhuǎn)運(yùn)到神經(jīng)末梢突觸前膜上發(fā)揮對(duì)NE的再攝取功能，心肌NE水平隨之下降。

需要指出的是，盡管MI＋E組交感神經(jīng)功能（NET表達(dá)、心臟NE和血漿NE水平）基本恢復(fù)正常，心臟結(jié)構(gòu)（LVESD和LVED）稍有變化，運(yùn)動(dòng)耐力（遞增負(fù)荷力竭時(shí)間）提高，但安靜時(shí)的心功能（HR、LVEF和FS）未發(fā)生顯著性變化，這與前人的研究結(jié)果相似［8，28，35］。其原因可能是心衰大鼠在術(shù)后3～4周內(nèi)已完成心肌重塑的病理過程［28，35］，4周后再進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)其安靜時(shí)的心臟結(jié)構(gòu)與功能影響甚微，但長期運(yùn)動(dòng)后心肌收縮力儲(chǔ)備［33］、血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)［8］、β－AR密度以及β－AR依賴的收縮功能（對(duì)異丙腎上腺素刺激的反應(yīng)）［27］則出現(xiàn)良性變化，最終改善了交感神經(jīng)過度興奮狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)耐力。

4 結(jié)論

長期有氧運(yùn)動(dòng)通過上調(diào)心臟交感神經(jīng)元NET表達(dá)，減少并恢復(fù)了交感神經(jīng)末梢NE釋放量，從而改善了HF后交感神經(jīng)過度興奮狀態(tài)并提高運(yùn)動(dòng)耐力。

5 展望

由于HF由多種原因造成，主要包括原發(fā)性心肌損害、心臟長期容量和／或壓力負(fù)荷過重、心室充盈障礙和心律失常等，本研究以心梗造成心肌損害建立HF模型，探討了運(yùn)動(dòng)對(duì)NET表達(dá)變化的影響，這種變化在其他原因引起的HF中是否也存在，需要進(jìn)一步證實(shí)。

心臟交感神經(jīng)對(duì)心功能的調(diào)控——心臟的變時(shí)／變力調(diào)節(jié)是通過交感神經(jīng)釋放NE、NE結(jié)合并激活β－AR以及受體后的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)的。本研究只針對(duì)交感神經(jīng)調(diào)控NE這一環(huán)節(jié)進(jìn)行了探索，運(yùn)動(dòng)對(duì)其他環(huán)節(jié)的影響及機(jī)制尚不清楚，需要深入探究。

HF時(shí)，交感神經(jīng)系統(tǒng)出現(xiàn)過度興奮，心臟交感神經(jīng)只是其中重要的一部分，除心臟外，多種器官、組織（如腎上腺髓質(zhì)、血管平滑肌等）受交感神經(jīng)的支配，這些心外器官在HF時(shí)的神經(jīng)內(nèi)分泌變化對(duì)心臟的影響以及運(yùn)動(dòng)干預(yù)的效果與機(jī)制涉及甚少［34］。調(diào)控交感神經(jīng)的高位中樞（腦干、下丘腦、皮質(zhì)區(qū)等）的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)在心衰的發(fā)生發(fā)展中起著更為重要的作用［32］，而運(yùn)動(dòng)康復(fù)對(duì)其影響及機(jī)制研究尚屬空白。

此外，針對(duì)HF患者的最佳運(yùn)動(dòng)處方（運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)時(shí)間、運(yùn)動(dòng)頻率、運(yùn)動(dòng)方式等）仍未確定，尚需更深入的研究，以期為科學(xué)指導(dǎo)HF患者運(yùn)動(dòng)康復(fù)提供理論依據(jù)。

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Exercise Regulated Cardiac Sympathetic Nerve Function in Chronic Heart Failure Rat—The Role of Norepinephrine Transporter

ZHOU Yi－yi1，LI Xiao－xia2

Objective：The present study was to investigate whether norepinephrine transporter（NET）play an important role in exercise－induced improvement of sympathetic nerve function，heart function and exercise tolerance in chronic heart failure rats.Methods：Post myocardial infarction（MI）heart failure model was established by ligating anterior descending branch of coronary artery of rats.After 4weeks rest，animals were randomly divided into 4groups：sham operation sedentary（Sham），sham operation plus exercise（Sham＋E），sedentary MI（MI）and MI plus exercise（MI＋E），among which Sham＋E and MI＋E performed a 10－week treadmill exercise while Sham and MI retained their own daily activity.After the end of experiment，exhaust time was determined during incremental treadmill test；left ventricular end－systolic diameter（LVESD），left ventricular end－diastolic diameter（LVEDD），heart rate（HR），fractional shortening（FS）and left ventricular ejection fraction（LVEF）were measured using echocardiography；heart tissue was collected for histopathology study by Masson staining；myocardial and plasma norepinephrine（NE）were measured；cardiac sympathetic ganglion and myocardial NET mRNA level were determined by real－time fluorescent quantitation PCR and NET protein of myocardium was measured by Western blot.Results：Fourteen week after surgery，HW／BW and LVEF increased，HR decreased and exhausted time extended in Sham＋E compared with Sham.Heart weight（HW），heart weight／body weight（HW／BW），LVESD and LVEDD raised，F(xiàn)S and LVEF lowered，myocardial and plasma NE elevated，NET mRNA of sympathetic ganglion and NET protein level of myocardium decreased，exhaust time reduced in MI compared with Sham.BW lowered，HW and HW／BW raised，LVESD and LVEDD slightly decreased，F(xiàn)S and LVEF had no significant change，myocardial and plasma NE reduced，NETmRNA of sympathetic ganglion and NET protein level of myocardium increased，exhaust time extended in MI＋E compared with MI（NE，NET mRNA and protein level had not significantly difference between MI＋E and Sham）.Conclusion：Long－tern aerobic exercise training reduced and restored NE discharge of sympathetic nerve ending through up－regulated NET expression of cardiac sympathetic ganglion，as a result，excessive sympathetic excitement improved and exercise tolerance enhanced.

exercise；chronicheartfailure；excessivesympatheticexcitement；norepinephrine transporter；exerciseendurance

G804.7

A

1000－677X（2012）03－0067－07

2011－09－21；

2012－02－15

周義義（1976－），男，浙江溫州人，講師，碩士，主要研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與人體科學(xué)，E－mail：zhouyy1976＠126.com；李曉霞（1963－），女，山東泰安人，教授，博士，主要研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)人體科學(xué)，E－mail：lixiaoxia668＠sohu.com。

1.溫州大學(xué)體育學(xué)院，浙江溫州325035；2.山東體育學(xué)院，山東濟(jì)南250102

1.Wenzhou University，Wenzhou 325035，China；2.Shandong Sport University，Ji’nan 250102，China.