胡思遠(yuǎn),董文波,吳 濤,梁 昊,李欣春,秦 漢,胡志希*(.湖南師范大學(xué)體育學(xué)院,運(yùn)動(dòng)科學(xué)湖南省研究生培養(yǎng)創(chuàng)新基地,湖南 長(zhǎng)沙 400;.湖南中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)診斷研究所,湖南 長(zhǎng)沙 4008)
有氧運(yùn)動(dòng)聯(lián)合呋塞米對(duì)心衰大鼠NT-proBNP 及TNF-α的影響
胡思遠(yuǎn)1,董文波2,吳 濤2,梁 昊2,李欣春2,秦 漢2,胡志希2*
(1.湖南師范大學(xué)體育學(xué)院,運(yùn)動(dòng)科學(xué)湖南省研究生培養(yǎng)創(chuàng)新基地,湖南 長(zhǎng)沙 410012;2.湖南中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)診斷研究所,湖南 長(zhǎng)沙 410208)
目的觀察有氧運(yùn)動(dòng)聯(lián)合藥物治療方案對(duì)心衰大鼠腦鈉肽前體(NT-proBNP)及腫瘤壞死因子-α(TNF-α)的影響機(jī)制。方法將50只SD大鼠隨機(jī)分為正常對(duì)照組(10只)與模型組(40只),模型組采用阿霉素腹腔注射7周造模,每周0.75 mL/kg,注射2次,共21 mg/kg。造模成功后,隨機(jī)分為心衰模型組、呋塞米治療組、有氧運(yùn)動(dòng)治療組、運(yùn)動(dòng)呋塞米合治組。分別用生理鹽水、呋塞米、有氧運(yùn)動(dòng)、有氧運(yùn)動(dòng)聯(lián)合呋塞米干預(yù)4周,再?gòu)母怪鲃?dòng)脈采血,離心后提取上清液,用ELISA法檢測(cè)NT-proBNP與TNF-α。結(jié)果與正常對(duì)照組比較,其他4組NT-proBNP與TNF-α明顯增高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);與心衰模型組比較,NT-proBNP與TNF-α在有氧運(yùn)動(dòng)治療組、呋塞米治療組、運(yùn)動(dòng)呋塞米合治組呈逐漸下降趨勢(shì),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);與有氧運(yùn)動(dòng)、呋塞米治療組比較,運(yùn)動(dòng)呋塞米合治組最低(P<0.01)。結(jié)論有氧運(yùn)動(dòng)聯(lián)合呋塞米治療方案可以明顯降低NT-proBNP與TNF-α指標(biāo),值得進(jìn)一步研究。
心力衰竭;有氧運(yùn)動(dòng);腦鈉肽前體;腫瘤壞死因子-α;大鼠
心力衰竭(Heart Failure)是各種心臟疾病的終末期,是各種心臟結(jié)構(gòu)或功能性疾病導(dǎo)致心室充盈及(或)射血能力受損的一組綜合征[1]。由于心室收縮功能下降,射血功能受損,心排血量不能滿足機(jī)體代謝需要,器官、組織血液灌注不足,具有高發(fā)病率、高死亡率、高住院率、生活質(zhì)量低下等特點(diǎn)[2]。如何提高心衰患者生活質(zhì)量,降低其病死率,是目前研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)[3]。而運(yùn)動(dòng)藥物聯(lián)合治療方案逐漸受到廣大學(xué)者的關(guān)注,本文以大鼠腹腔注射阿霉素造模,有氧運(yùn)動(dòng)(游泳)聯(lián)合呋塞米作為干預(yù)因素,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示對(duì)改善腦鈉肽前體(NT-proBNP)與腫瘤壞死因子-α(TNF-α)具有明顯效果,茲報(bào)道如下。
1.1 實(shí)驗(yàn)材料
1.1.1 動(dòng)物 SPF級(jí)雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠50只,體質(zhì)量200~240 g,由湖南中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供,許可證編號(hào):SYXK(湘)2013-0005,每籠3只,在實(shí)驗(yàn)期間均常規(guī)喂食,清潔水喂養(yǎng)。
1.1.2 試藥 NT-proBNP試劑盒(批號(hào)14052001,8× 12TEST)由上海拜沃生物科技有限公司提供;TNF-α試劑盒(批號(hào) 050825,4×12TEST)由北京科美東雅生物技術(shù)有限公司提供;呋塞米注射液 (批號(hào)H41020310,2 mL,20 mg×10支)由河南潤(rùn)弘制藥股份有限公司提供;注射用鹽酸阿霉素 (批號(hào)H33021980,10 mg×5支)由浙江海正藥業(yè)股份有限公司提供。
1.1.3 主要儀器 TKR-200C小動(dòng)物呼吸機(jī) (江蘇特力麻醉呼吸公司);XDH-3心電圖機(jī)(上海醫(yī)用電子儀器廠);H.H.S11-2B電熱恒溫水浴箱 (上海醫(yī)療器械五廠);多道生理信號(hào)記錄系統(tǒng) (成都儀器廠,RM6240生物信號(hào)采集處理系統(tǒng))等。
1.2 方法
1.2.1 模型建立與評(píng)價(jià)[4]50只大鼠采用隨機(jī)數(shù)字表法分為正常對(duì)照組(10只)與模型組(40只),模型組大鼠腹腔注射阿霉素(ADR),用生理鹽水配制成2 mg/mL液體,每周按0.75 mL/kg劑量腹腔注射,分2次注射,共7周,累積總量21 mg/kg[5]。正常對(duì)照組的大鼠腹腔注射等量的生理鹽水。造模完成后觀察2周,大鼠精神萎靡,食欲不振,活動(dòng)量減低,毛發(fā)枯黃無(wú)澤,腹水嚴(yán)重,行走蹣跚等癥狀;NT-proBNP檢測(cè)均大于400 pg/mL,顯示造模成功[6],根據(jù)NYHA分級(jí)模型為二級(jí)心衰。造模期間死亡大鼠4只。再采用隨機(jī)數(shù)字表法將造模成功大鼠分為心衰模型組、有氧運(yùn)動(dòng)治療組、呋塞米治療組、運(yùn)動(dòng)呋塞米合治組,每組9只。
1.2.2 給藥方式 造模完成后,觀察2周。呋塞米治療組大鼠腹腔注射呋塞米2 mg/kg,1次/d,共4周;運(yùn)動(dòng)呋塞米合治組大鼠先腹腔注射等量呋塞米2 mg/kg,每日1次,共4周,3 h后,再采用有氧游泳運(yùn)動(dòng)方式;而正常對(duì)照組、有氧運(yùn)動(dòng)組、心衰模型組大鼠均腹腔注射等量生理鹽水,1次/d,共4周。
1.2.3 運(yùn)動(dòng)方案 采用有氧游泳運(yùn)動(dòng)形式,用圓柱形游泳水桶直徑60 cm,高120 cm,水深70 cm,水溫控制在31~36℃,每天訓(xùn)練1次,每周6次,共訓(xùn)練4周。采用遞增負(fù)荷的形式,第1周的單次訓(xùn)練時(shí)間從10 min逐漸增至60 min,直至第4周末;大鼠游泳過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)有力竭表現(xiàn) (如連續(xù)5 s不能浮出水面),則立即撈出水面,休息5 min后再次投入水中,直至完成訓(xùn)練時(shí)間[7-8]。運(yùn)動(dòng)4周后,檢測(cè)相關(guān)指標(biāo)。
1.3 觀察指標(biāo)
(1)標(biāo)本采集方法:從腹主動(dòng)脈采血6 mL,加入抗凝劑制成血漿,靜置2 h,3 000 r/min離心15 min[9];取上清液,置于-20℃保存;(2)觀察指標(biāo):采用ELISA法檢測(cè)NT-proBNP及TNF-α指標(biāo),標(biāo)本送江蘇維爾生物科技有限公司檢測(cè)。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
2.1 實(shí)驗(yàn)中動(dòng)物死亡情況
由于阿霉素是一種抗腫瘤抗生素,具有一定毒副作用,腹腔注射導(dǎo)致內(nèi)臟器官的損傷,在造模與施加影響因素過(guò)程中,大鼠病死率高,這與文獻(xiàn)結(jié)果一致。其中心衰模型組死亡4只,有氧運(yùn)動(dòng)治療組死亡3只,呋塞米治療組死亡3只,運(yùn)動(dòng)呋塞米合治組死亡2只。
2.2 各組大鼠血清NT-proBNP比較
與正常對(duì)照組比較,其他4組NT-proBNP明顯增高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),說(shuō)明造模成功;與心衰模型組比較,有氧運(yùn)動(dòng)治療組、呋塞米治療組、運(yùn)動(dòng)呋塞米合治組3組血清NT-proBNP明顯降低,呈逐漸下降趨勢(shì),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),且運(yùn)動(dòng)呋塞米合治組最低;與運(yùn)動(dòng)呋塞米合治組比較,有氧運(yùn)動(dòng)治療組、呋塞米治療組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。見(jiàn)表1。
表1 各組大鼠血清NT-proBNP比較 (±s,pg/mL)
表1 各組大鼠血清NT-proBNP比較 (±s,pg/mL)
注:與正常對(duì)照組比較**P<0.01;與心衰模型組比較△△P<0.01;與運(yùn)動(dòng)呋塞米合治組比較▲▲P<0.01。下表同。
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2.3 各組大鼠血清TNF-α比較
與正常對(duì)照組比較,其他4組TNF-α明顯增高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);與心衰模型組比較,有氧運(yùn)動(dòng)治療組、呋塞米治療組、運(yùn)動(dòng)呋塞米合治組3組TNF-α呈逐漸下降趨勢(shì),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),且運(yùn)動(dòng)呋塞米合治組最低;與運(yùn)動(dòng)呋塞米合治組比較,有氧運(yùn)動(dòng)治療組、呋塞米治療組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。見(jiàn)表2。
表2 各組大鼠血清TNF-α比較 (±s,pg/mL)
表2 各組大鼠血清TNF-α比較 (±s,pg/mL)
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有氧運(yùn)動(dòng)是指人體在氧氣充分供應(yīng)的情況下進(jìn)行的體育鍛煉;在有氧運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,人體吸入的氧氣與需求相等,達(dá)到生理上的平衡狀態(tài)[9]。有氧運(yùn)動(dòng)可以增強(qiáng)每搏輸出量與射血分?jǐn)?shù),改善心臟功能,提高心指數(shù)和生物電穩(wěn)定性等[10]。呋塞米又稱速尿,是一種強(qiáng)有力的利尿劑,是加速排泄毒物,消除水腫,減輕心臟負(fù)擔(dān)的臨床常用藥物。而心衰主要是心臟功能下降,射血分?jǐn)?shù)低下,水腫突出,導(dǎo)致患者生活質(zhì)量降低,病死率與住院率高,因此,改善心臟功能、消除水腫是治療心衰的關(guān)鍵[11]。
3.1 NT-proBNP與TNF-α可能是評(píng)價(jià)心衰的重要客觀指標(biāo)
NT-proBNP是心力衰竭診斷和評(píng)估的重要生物標(biāo)志物,是近20年發(fā)現(xiàn)的一類具有多種生物活性的多肽[12],其半衰期長(zhǎng)達(dá)120 min,且穩(wěn)定性佳,能維持循環(huán)系統(tǒng)容量和滲透壓的穩(wěn)定[13]。NT-proBNP濃度的測(cè)定可幫助臨床客觀評(píng)價(jià)患者的心功能,是目前測(cè)定心衰程度的重要指標(biāo)。TNF-α又稱惡液質(zhì)素,是由激活的單核或巨噬細(xì)胞分泌的一種具有多種生物活性的細(xì)胞因子,與受體結(jié)合能產(chǎn)生多種生物效應(yīng);心衰患者血清或血漿中TNF水平越高,心功能不全越嚴(yán)重[14]。臨床已證明心衰尤其心衰晚期患者血清TNF的水平明顯升高[5];研究發(fā)現(xiàn),血清TNF水平與心衰臨床功能分級(jí)呈正相關(guān)。因此,NT-proBNP與TNF-α可能是評(píng)價(jià)心衰的客觀指標(biāo),實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,有氧運(yùn)動(dòng)(游泳)聯(lián)合呋塞米能明顯改善心衰大鼠NT-proBNP與TNF-α水平,顯著改善心功能狀態(tài),因此,NT-proBNP與TNF-α可能是評(píng)價(jià)心衰的重要客觀指標(biāo)之一。
3.2 有氧運(yùn)動(dòng)能顯著改善心衰大鼠心功能狀態(tài)
在上世紀(jì)80年代,心衰患者需要絕對(duì)臥床休息,從而減輕心臟負(fù)擔(dān),促進(jìn)利尿,可是過(guò)度臥床休息又會(huì)導(dǎo)致肌肉萎縮,肌張力下降,導(dǎo)致靜脈血栓形成,從而加重心臟負(fù)擔(dān),造成惡性循環(huán)。而長(zhǎng)時(shí)間臥床休息還會(huì)導(dǎo)致胃腸蠕動(dòng)緩慢,食欲下降,情緒消極等問(wèn)題,最新臨床研究顯示,臥床休息并非最佳措施,本項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),有氧運(yùn)動(dòng)特別是有氧運(yùn)動(dòng)聯(lián)合呋塞米治療方案,能明顯改善心衰大鼠NT-proBNP與TNF-α水平,降低病死率,顯著改善心功能狀態(tài)和心衰大鼠癥狀,提高生存質(zhì)量。
3.3 有氧運(yùn)動(dòng)聯(lián)合呋塞米改善腹水狀況
心衰大鼠心功能低下,往往伴有嚴(yán)重腹水,外周阻力增加,心臟負(fù)擔(dān)加重,并形成惡性循環(huán),導(dǎo)致活動(dòng)不便。而呋塞米作為心衰治療的首選藥物,能加速排泄毒物,消除水腫,減輕心臟負(fù)擔(dān)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程發(fā)現(xiàn),先用呋塞米利尿,再采用有氧運(yùn)動(dòng)方案,能改善運(yùn)動(dòng)療法效果,提高治療的安全性,使大鼠輕松地完成運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練,提高療效。結(jié)果顯示,選擇先利尿后再有氧運(yùn)動(dòng),可以改善心衰大鼠血液循環(huán)與肺通氣量,提高心肌細(xì)胞的自我修復(fù)能力[5],可能是心衰大鼠的最佳治法。該治療方案如在臨床推廣應(yīng)用,具有簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、療效好的特點(diǎn),易于被病人所接受,值得深入研究。
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(本文編輯 徐愛(ài)良)
Effect of Aerobic Exercise Training Combined with Furosemide on NT-proBNP and TNF-α of Heart Failure Rats
HU Siyuan1,DONG Wenbo2,WU Tao2,LIANG Hao2,LI Xinchun2,QIN Han2,HU Zhixi2*
(1.College of Physical Education,Hunan Normal University,Changsha,Hunan 410012,China; 2.Institute of TCM Diagnostics,Hunan University of Chinese Medicine,Changsha,Hunan 410208,China)
ObjectiveObserve the effect aerobic exercise training combined with drug on N-terminal pro-brain natriuretic peptide(NT-proBNP)and tumor necrosis factor-α(TNF-α)of heart failure ratsand itsmechanism.Methods50 SD ratswere randomly divided into normal control group(10)and model group(40),the model groups were injected intraperitoneally for seven weeksof doxorubicin,0.75 mL/kg×2 perweek,and atotalof21 mg/kg.Then itwere randomly divided into heartfailure modelgroup,furosemide therapy group,aerobic exercisetherapy group,and aerobic exercise training combined with furosemide treatmentgroup. The groups were intervened for four weeks by saline,furosemide,aerobic exercise and erobic exercise training combined with furosemide,respectively.The blood was collected from abdominal aorta and the supernatant was extracted after centrifugation.NT-proBNP and TNF-α were detected by ELISA.ResultsCompared with the normal control group,NT-proBNP and TNF-α were significantly higher than the other four groups,the difference was significant(P<0.01).Compared with the model groups of heart failure,NT-proBNP and TNF-α were significantly lower in the aerobic exercise group,furosemide therapy group and aerobic exercise training combined with furosemide treatment group,showed a gradual downward trend,the difference was significant (P<0.01);compared with the aerobic exercise and furosemide group,aerobic exercise training combined with furosemide treatment group was the lowest(P<0.01).ConclusionAerobic exercise training combined with drug treatment can significantly reduce the level of NT-proBNP and TNF-α,so it is worthy of further study.
heart failure;aerobic exercise;furosemide;NT-proBNP;TNF-α;rats
R256.2;R541.61
A
doi:10.3969/j.issn.1674-070X.2014.10.003.011.04
2014-08-05
國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(81373550);中醫(yī)診斷學(xué)國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科開(kāi)放基金資助項(xiàng)目(2013ZYZD05、2014ZYZD07);湖南省運(yùn)動(dòng)科學(xué)研究生培養(yǎng)創(chuàng)新基地開(kāi)放基金資助項(xiàng)目(CXJD20140004)。
胡思遠(yuǎn),男,碩士研究生,研究方向:運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)。
*胡志希,男,教授,博士研究生導(dǎo)師,E-mail:515800272@qq.com。
湖南中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào)2014年10期