孟 丹，李 鵬，黃 雄，江明宏，曹雪濱

短期和長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)對(duì)力竭大鼠心肌損傷的保護(hù)作用*

孟 丹，李 鵬，黃 雄，江明宏，曹雪濱△

（解放軍第252醫(yī)院，河北 保定071000）

目的：研究短期和長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)對(duì)心肌細(xì)胞凋亡保護(hù)中發(fā)揮的作用及機(jī)制。方法：48只雄性SD大鼠隨機(jī)分為對(duì)照組（C）、力竭組（E）、短期運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)組（S-EP）、長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)組（L-EP）。短期和長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)分別進(jìn)行3 d和3周的反復(fù)間歇游泳訓(xùn)練方案。光鏡下觀察心肌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)改變；ELISA方法檢測(cè)血清中缺血修飾白蛋白（IMA）、磷酸肌酸同工酶（CK-MB）含量；實(shí)時(shí)熒光定量PCR和Western blot方法檢測(cè)心肌組織中TNF-α、Caspase-8、Caspase-3基因和蛋白表達(dá)；采用DNA原位末端標(biāo)記（TUNEL）法觀察心肌細(xì)胞的凋亡情況。結(jié)果：與C組相比，E組心肌細(xì)胞損傷嚴(yán)重，血清IMA、CK-MB含量及心肌組織中TNF-α、Caspase-8、Caspase-3 mRNA和蛋白表達(dá)升高（p＜0.05）；與 E組相比，S-EP組血清 CK-MB及心肌 TNF-α、Caspase-8mRNA明顯降低（p＜0.05），而蛋白表達(dá)無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，血清IMA及Caspase-3 mRNA和蛋白均下降不明顯，無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），L-EP組血清IMA、CK-MB含量及心肌TNF-α、Caspase-8、Caspase-3 mRNA及蛋白明顯降低，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p＜0.05）；與 S-EP組相比，L-EP組血清 IMA、CK-MB含量及TNF-α、Caspase-8、Caspase-3 mRNA和蛋白明顯下降，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p＜0.05）。E組心肌細(xì)胞凋亡明顯，S-EP組和L-EP組均能抑制凋亡，且L-EP組與S-EP組相比心肌凋亡明顯減少。結(jié)論：短期和長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)均可減輕力竭后的心肌損傷，但短期運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)并未改變Caspase蛋白酶的表達(dá)，長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)明顯抑制Caspase-8、3 mRNA表達(dá)，減少蛋白合成，從而發(fā)揮心肌保護(hù)效應(yīng)，故長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)在抑制心肌細(xì)胞凋亡方面較短期運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)更強(qiáng)。

大鼠；運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)；力竭運(yùn)動(dòng)；心肌保護(hù)；細(xì)胞凋亡

劇烈運(yùn)動(dòng)或過(guò)度體力勞動(dòng)超出機(jī)體的承受能力，則會(huì)導(dǎo)致機(jī)體損傷，心臟是其中最為敏感的器官之一。適當(dāng)運(yùn)動(dòng)能促進(jìn)機(jī)體代謝、提高適應(yīng)能力，對(duì)人體有益，在心血管疾病方面同樣發(fā)揮重要作用，不論是預(yù)防還是治療上均已得到廣泛認(rèn)可［1，2］。隨著對(duì)運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)（exercise preconditioning，EP）研究的深入，發(fā)現(xiàn)EP有強(qiáng)大的心肌保護(hù)作用，其機(jī)制大致包括：抗氧化能力增強(qiáng)、熱休克蛋白產(chǎn)生［3］、一氧化氮的作用、心肌細(xì)胞凋亡抑制等。然而，對(duì)于從細(xì)胞凋亡角度研究EP心肌保護(hù)作用機(jī)制的相關(guān)報(bào)道極少，本文將首先建立大鼠力竭及短期、長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)模型，探討EP心肌保護(hù)效應(yīng)是否通過(guò)影響TNF-α介導(dǎo)的凋亡通路發(fā)揮作用，進(jìn)一步了解EP對(duì)心肌的保護(hù)作用的分子機(jī)制，并比較短期和長(zhǎng)期EP在保護(hù)心肌機(jī)制中是否完全一致。

1 材料與方法

1.1 材料

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物：清潔級(jí)雄性SD大鼠48只，在室溫20℃～25℃、相對(duì)濕度45%～50%的條件下飼養(yǎng)，自由攝食水，適應(yīng)性飼養(yǎng)5 d，每天無(wú)負(fù)重游泳訓(xùn)練15 min。將大鼠隨機(jī)分為4組，即安靜對(duì)照組（C）、力竭組（E）、短期運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)組（S-EP）、長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)組（L-EP），每組 12只。

主要試劑：IMA試劑盒（武漢華美生物工程有限公司）、CK-MB試劑盒（南京建成生物工程研究所），TNF-α抗體、Caspase-3抗體（美國(guó) Santa Cruz公司），Caspase-8抗體（美國(guó) Bioworld公司），顯微鏡 BX51TPHD-J11（日本奧林巴斯公司），酶標(biāo)儀ELx800（美國(guó)BIO-TEK公司），熒光定量PCR儀ABI7500（美國(guó)Applied Biosystems公司）。

1.2 模型制備

采用 Lennon、Margonato等［4，5］文獻(xiàn)的方法制備短期、長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)動(dòng)物游泳的模型。大鼠在塑料圓桶（高 65 cm，直徑 55 cm）中游泳，水溫（30～33）℃，水深55 cm，保持水的清潔。除C組，其余各組以尾部負(fù)重大鼠3%體重的方式進(jìn)行游泳訓(xùn)練。C組：常規(guī)飼養(yǎng)3 d，不游泳；E組：常規(guī)飼養(yǎng)3 d后進(jìn)行一次力竭游泳運(yùn)動(dòng)。S-EP組：每天進(jìn)行間歇性游泳運(yùn)動(dòng)1次，每次1 h，要求游泳15 min，休息5 min，重復(fù)3次，持續(xù)3 d；L-EP組：每天進(jìn)行間歇性游泳運(yùn)動(dòng)1次，運(yùn)動(dòng)方式同短期，持續(xù)3周（每周6 d）。各組于訓(xùn)練結(jié)束后均進(jìn)行一次力竭性訓(xùn)練。力竭標(biāo)準(zhǔn)參考經(jīng)典 Thomas［6］力竭標(biāo)準(zhǔn)：（1）大鼠沉入水下不能再游出水面超過(guò)10 s；（2）大鼠在水中協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)消失，及出現(xiàn)無(wú)方向性地亂竄，即使未達(dá)到10 s亦定為力竭；（3）撈出后，大鼠不能完成翻正動(dòng)作。達(dá)到力竭后，迅速將大鼠撈出，30 min后取材。

1.3 標(biāo)本采集

腹腔注射3%戊巴比妥鈉對(duì)大鼠進(jìn)行麻醉，經(jīng)下腔靜脈取血 5 ml，靜置 30 min，3 000 r／min速度離心20 min，留取上清液，放入-80℃冰箱中冷凍保存，待心肌酶學(xué)指標(biāo)測(cè)定。每組半數(shù)采血后立即取出大鼠心臟，PBS沖洗殘留血漬，取左心室心肌組織置于4%多聚甲醛中固定，作為病理學(xué)結(jié)構(gòu)及細(xì)胞凋亡的光鏡觀察標(biāo)本；剩余半數(shù)大鼠心肌分2份，即刻液氮冰凍，-80℃冰箱中保存，作基因與蛋白檢測(cè)標(biāo)本。

1.4 光鏡觀察大鼠結(jié)構(gòu)變化

取經(jīng)多聚甲醛固定液固定的心肌組織，常規(guī)石蠟包埋，制成心肌組織石蠟切塊，切片用二甲苯脫蠟，各級(jí)乙醇至水洗，隨后分別進(jìn)行蘇木素伊紅染色，最后脫水、透明、封片。分別取每組6只大鼠心肌組織在光鏡下觀察病理學(xué)的變化。

1.5 血清IMA、CK-MB含量的檢測(cè)

力竭后30 min，下腔靜脈取血，靜置離心，采用酶聯(lián)免疫（ELISA）法分別測(cè)定大鼠血清中IMA、CKMB的含量，嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書(shū)操作。

1.6 實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)心肌組織中TNF-α、Caspase-8、Caspase-3 mRNA表達(dá)

將心肌組織取出解凍，剪碎，在加入Trizol試劑離心管中裂解提取總RNA，按產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)反轉(zhuǎn)錄獲得cDNA，以cDNA為模板進(jìn)行實(shí)時(shí)定量擴(kuò)增。30μl反應(yīng)體系包含：1.5μl 2×SuperReal PreMix Plus；1μl上游引物；1μl下游引物；2.5μl cDNA；0.6μl 50×ROX Reference Dye；9.9μl RNase-free ddH2O。循環(huán)條件：95℃15 min，95℃10 s循環(huán) 40次，58℃30 s，72℃30 s。然后根據(jù)PCR原始檢測(cè)結(jié)果，按照2-△△ct相對(duì)定量計(jì)算公式，計(jì)算出各樣品的目的基因相對(duì)定量結(jié)果（表 1）。

Tab.1 Oligonucleotide primers used for real time fluorescence quantitative PCR

1.7 Western blot法檢測(cè)心肌組織中 TNF-α、Caspase-8、Caspase-3蛋白的表達(dá)水平

將心肌組織解凍后，剪碎、研磨、裂解，冰上靜置10 min，4℃、12 000 r／min離心10 min取上清蛋白，采用 Western blot檢測(cè)心肌組織中 TNF-α、Caspase-8、Caspase-3蛋白的表達(dá)。

1.8 心肌細(xì)胞凋亡檢測(cè)

使用DNA原位末端標(biāo)記（TUNEL）技術(shù)測(cè)定心肌細(xì)胞凋亡情況，其工作原理是發(fā)生凋亡的細(xì)胞其核內(nèi)分解的DNA 3’末端被標(biāo)記，正常細(xì)胞被染為藍(lán)色，凋亡細(xì)胞被染為棕色。嚴(yán)格按照原位細(xì)胞凋亡檢測(cè)試劑盒操作說(shuō)明進(jìn)行。

1.9 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

用均數(shù) ±標(biāo)準(zhǔn)差（ˉx±s）表示，采用 SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件，所有數(shù)據(jù)為計(jì)量資料。各組符合正態(tài)分布，組間比較方差齊采用one-way ANOVA，方差不齊采用Dunnett T3法。

2 結(jié)果

2.1 心肌組織病理學(xué)改變

C組：心肌結(jié)構(gòu)完整，肌纖維排列整齊、無(wú)斷裂，間質(zhì)無(wú)水腫；E組：心肌細(xì)胞腫脹明顯，可見(jiàn)肌纖維斷裂、排列紊亂，間質(zhì)纖維增生、水腫；S-EP、L-EP組：偶見(jiàn)肌纖維斷裂，輪廓較清楚，間質(zhì)水腫較輕，而且L-EP組相比于S-EP組更接近C組 （圖1，見(jiàn)彩圖頁(yè)Ⅴ）。

Fig. 1 The light microscope of rat myocardium（×400）A：Control（myocardial muscle fibers arranged in neat rows）；B：Exhausted（myocardial cells edema，muscle fibers rupture）；C：Short-EP（myocardial cells edema，fiber breakage is less by exhausted）；D：Long-EP（myocardial cell no edema，muscle fiber fracture occasionally）

2.2 血清IMA、CK-MB含量結(jié)果

與對(duì)照組相比，力竭組血清IMA、CK-MB含量明顯升高（p＜0.05）；與力竭組相比，短期與長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)組均明顯下降（p＜0.05）；與短期運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)組相比，長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)組下降更明顯，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p＜0.05，表 2）。

Tab.2 The serum levels IMA and CK-MB in rats of different groups（ˉx±s，n＝6）

2.3 心肌組織中 TNF-α、Caspase-8、Caspase-3 mRNA表達(dá)變化

與Control組相比，Exhausted組心肌組織中TNF-α、Caspase-8、Caspase-3 mRNA表達(dá)明顯升高（p＜0.05）；與 Exhausted組相比，Short-EP組心肌 TNF-α、Caspase-8 mRNA降低（p＜0.05），而 Caspase-3 mRNA下降不明顯，無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），Long-EP組心肌 TNF-α、Caspase-8、Caspase-3 mRNA明顯降低，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p＜0.05）；與 Short-EP組相比，Long-EP組心肌 TNF-α、Caspase-8、Caspase-3 mRNA和蛋白明顯下降，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p＜0.05，表 3）。

Tab.3 The expressions of TNF-α，Caspase-8 and Caspase-3 mRNA in myocardial tissues of different groups（2-△△ct）（ˉx±s，n＝6）

2.4 心肌組織中 TNF-α、Caspase-8、Caspase-3蛋白的表達(dá)

與Control組相比，Exhausted組心肌組織中TNF-α、Caspase-8、Caspase-3蛋白表達(dá)升高（p＜0.05）；與Exhausted組相比，Short-EP組心肌 TNF-α、Caspase-8、Caspase-3均下降不明顯，無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），Long-EP組心肌 TNF-α、Caspase-8、Caspase-3蛋白明顯降低，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p＜0.05）；與Short-EP組相比，Long-EP組心肌 TNF-α、Caspase-8、Caspase-3蛋白明顯下降，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p＜0.05，圖 2，表 4）。

Fig.2 The expressions of TNF-α，Caspase-8，Caspase-9 and Caspase-3 protein in myocardial tissues of different groups（n＝6）

Tab.4 The expressions of TNF-α，Caspase-8 and Caspase-3 protein in myocardial tissues of different groups（ˉx±s，n＝6）

2.5 大鼠心肌細(xì)胞凋亡情況

經(jīng)TUNEL染色后正常細(xì)胞核呈藍(lán)色，凋亡細(xì)胞核呈棕色。結(jié)果顯示對(duì)照組大鼠心肌組織存在少數(shù)散在的細(xì)胞凋亡；力竭組大鼠心肌組織出現(xiàn)大量細(xì)胞凋亡；短期、長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)組與力竭組相比凋亡明顯減少，長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)組于短期運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)組相比減少更為明顯（圖3，見(jiàn)彩圖頁(yè)Ⅴ）。

Fig. 3 Apoptosis cell of cardiomyocyte tissue（TUNEL ×400）A：Control（myocardial cell apoptosis occasionally）；B：Exhausted（a large of myocardial cells undergo apoptosis）；C：Short-EP（many myocardial cells apoptosis）；D：Long-EP（a small amount of myocardial cells apoptosis）

3 討論

運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)（EP）指的是經(jīng)過(guò)短暫反復(fù)間歇的運(yùn)動(dòng)，誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生內(nèi)源性自身保護(hù)，增強(qiáng)心臟缺血缺氧的承受力，是減輕心肌損傷的有效途徑之一［7，8］。運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)模型有一次EP、短期EP和長(zhǎng)期EP3種。一次EP，是動(dòng)物進(jìn)行一次反復(fù)短暫的高強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)，結(jié)果顯示也存在一定的心臟保護(hù)作用［9］；短期EP和長(zhǎng)期EP分別是讓動(dòng)物進(jìn)行數(shù)天（3～5 d）和數(shù)周（3～10周）反復(fù)間歇運(yùn)動(dòng)，都可誘導(dǎo)心臟的保護(hù)作用［10，11］。運(yùn)動(dòng)多采用跑臺(tái)或游泳的方式，進(jìn)行中等或大強(qiáng)度的訓(xùn)練，每次訓(xùn)練約1 h，但目前尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)驗(yàn)分別進(jìn)行3 d和3周的反復(fù)間歇游泳訓(xùn)練，隨后進(jìn)行一次力竭游泳運(yùn)動(dòng)造成運(yùn)動(dòng)性心肌損傷，建立短期和長(zhǎng)期EP模型。

Caspase即半胱氨酸天冬氨酸特異性蛋白酶家族，可特異性裂解靶蛋白天冬氨酸殘基，通過(guò)死亡受體通路介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，在細(xì)胞凋亡中發(fā)揮關(guān)鍵作用［12］。而TNF-α是引發(fā)細(xì)胞凋亡通路的重要啟動(dòng)因子，可激活死亡受體通路中 Caspase-8，最終影響Caspase-3生成，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡［13］。在本實(shí)驗(yàn)中，力竭組的 TNF-α、Caspase-8、Caspase-3 mRNA和蛋白的表達(dá)明顯升高，提示力竭后心肌細(xì)胞發(fā)生凋亡明顯，而運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)后再進(jìn)行力竭運(yùn)動(dòng)，短期和長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)不同程度的抑制該死亡受體通路，減輕細(xì)胞凋亡。

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)光鏡觀察心肌細(xì)胞的病理改變及檢測(cè)血清中心肌酶的含量變化，評(píng)估力竭后心肌損傷的嚴(yán)重程度。力竭后心肌細(xì)胞腫脹嚴(yán)重，并出現(xiàn)肌纖維斷裂，血清心肌酶明顯升高，提示力竭運(yùn)動(dòng)對(duì)心肌造成損傷，而EP組心肌細(xì)胞損害較輕，血清心肌酶均明顯降低，表明無(wú)論是短期還是長(zhǎng)期EP均可減輕力竭后心肌損傷，從而發(fā)揮保護(hù)心肌作用。對(duì)于短期和長(zhǎng)期EP的心肌保護(hù)作用機(jī)制的比較研究較少，近期Sun等［7］用雄性SD大鼠進(jìn)行3 d和3周的間歇跑臺(tái)訓(xùn)練，分析在短期EP和長(zhǎng)期EP心肌保護(hù)效應(yīng)中降鈣素基因相關(guān)肽（calcitonin gene related peptide，CGRP）的作用，結(jié)果顯示，短期EP并未增加CGRP的合成與釋放，而長(zhǎng)期EP增加了血液和心臟中CGRP的合成，并促進(jìn)其釋放，因此短期EP和長(zhǎng)期EP心臟保護(hù)效應(yīng)的機(jī)制并不完全相同。在本實(shí)驗(yàn)中短期EP組僅下調(diào)TNF-α、Caspase-8 mRNA表達(dá)，并未改變最終引起凋亡的效應(yīng)蛋白Caspase-3的含量，而長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)卻顯著降低Caspase-3蛋白的表達(dá)，發(fā)揮更強(qiáng)的心肌保護(hù)作用。以往研究表明，對(duì)心肌損傷的保護(hù)，短期和長(zhǎng)期EP可起到同樣有效的刺激［14］，目前來(lái)說(shuō)，越來(lái)越多證據(jù)表明，發(fā)生保護(hù)效應(yīng)的機(jī)制及強(qiáng)度并不完全相同。

綜上，短期和長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)均可減輕力竭后的心肌損傷，但短期運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)并未改變Caspase蛋白酶的表達(dá)，長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)顯著下調(diào)TNF-α、Caspase-8、3 mRNA表達(dá)，減少蛋白合成，抑制細(xì)胞凋亡，從而發(fā)揮心肌保護(hù)效應(yīng)，故長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)在抑制心肌細(xì)胞凋亡方面較短期運(yùn)動(dòng)預(yù)適應(yīng)作用更強(qiáng)。

［1］ Lee C.The definition and assessment of physical activity in cardiovascular risk reduction research［J］.Aust J Public Health，1993，17（3）：190-194.

［2］ Thompson PD，Buchner D，Pina IL，et al.Exercise and physical activity in the prevention and treatment of atherosclerotic cardiovascular disease：a statement from the Council on Clinical Cardiology and the Council on Nutrition，Physical Activity，and Metabolism［J］.Circulation，2003，107（24）：3109-3116.

［3］ 翟慶峰，劉洪濤，李媛媛，等.血紅素氧合酶-1對(duì)心肌相對(duì)缺血／再灌注損傷的延遲保護(hù)作用［J］.中國(guó)應(yīng)用生理學(xué)雜志，2008，24（1）：50-53.

［4］ Lennon SL，Quindry JC，F(xiàn)rench JP，et al.Exercise and myocardial tolerance to ischaemia-reperfusion［J］.Acta Physiol Scand，2004，182（2）：161-169.

［5］ Margonato V，Milano G，Allibardi S，et al.Swim training improves myocardial resistance to ischemia in rats［J］.Int J Sports Med，2000，21（3）：163-167.

［6］ Thomas DP，Marshall KI.Effects of repeated exhaustive exercise on myocardial subcellular membrane structures［J］.Int J Sports Med，1988，9（4）：257-260.

［7］ Sun XJ，Pan SS.Role of calcitonin gene-related peptide in cardioprotection of short-term and long-term exercise preconditioning［J］.J Cardiovasc Pharmacol，2014，64（1）：53-59.

［8］ Gibson NM，Greufe SE，Hydock DS，et al.Doxorubicin-induced vascular dysfunction and its attenuation by exercise preconditioning［J］.J Cardiovasc Pharmacol，2013，62（4）：355-360.

［9］ Domenech R，Macho P，Schwarze H，et al.Exercise induces early and late myocardial preconditioning in dogs［J］.Cardiovasc Res，2002，55（3）：561-566.

［10］Demirel HA，Powers SK，Zergeroglu MA，et al.Short-term exercise improves myocardial tolerance to in vivo ischemiareperfusion in the rat［J］.J Appl Physiol，2001，91（5）：2205-2212.

［11］Hung CH，Chen YW，Shao DZ，et al.Exercise pretraining attenuates endotoxin-induced hemodynamic alteration in type I diabetic rats［J］.Appl Physiol Nutr Metab，2008，33（5）：976-983.

［12］岳原亦，張 揚(yáng)，張一奇.Caspase家族與細(xì)胞凋亡［J］.中國(guó)醫(yī)療前沿，2011，6（6）：167-170.

［13］Aggarwal BB，Gupta SC，Kim JH.Historical perspectives on tumor necrosis factor and its superfamily：25 year later，a golden journey［J］.Blood，2012，119（3）：651-665.

［14］Demirel HA，Powers SK，Zergeroglu MA，et al.Short-term exercise improves myocardial tolerance to in vivo ischemiareperfusion in the rat［J］.J Appl Physiol，2001，91（5）：2205-2212.

Protective effects of short-term and long-term exercise preconditioning on myocardial injury in rats

MENGDan，LI Peng，HUANG Xiong，JIANG Ming-hong，CAO Xue-bin△
（The 252nd Hospital of Chinese PLA，Baoding 071000，China）

Objective：To study the role and mechanism of myocardial apoptosis after short-term and long-term exercise preconditioning.Methods：Forty-eight male SD rats were randomly divided into control group（C），exhaust group（E），short-exercise preconditioning（S-EP）and long-term exercise preconditioning group（L-EP）.Short-term and long-term exercise preconditioning were conducted for 3 days and 3 weeks of repeated intermittent swimming training program.The changes of myocardial cells were observed under light microscope.The serum levels of ischemia-modified albumin（IMA）and creatine kinase-isoenzyme（CK-MB）were detected by ELISA.Real time fluorescence quantitative PCR and Western blot were used to detect the expressions of tumor necrosis factor-α（TNF-α），Caspase-8，Caspase-3 genes and proteins in myocardial tissue.The apoptosis of cardiomyocytes was observed by TUNEL method.Results：Compared with group C，group E had serious myocardial injury.The levels of serum IMA，CK-MB and the expressions of TNF-α，Caspase-8 and Caspase-3 in myocardium were increased（p＜0.05）.Compared with group E，serum CK-MB and TNF-αand Caspase-8 mRNA in S-EPgroup were significantly lower than those in group E（p＜0.05），but there was no significant difference in serum IMA and Caspase-3 mRNA and protein（P＞0.05）.The levels of serum IMA，CK-MB and TNF-α，Caspase-8 and Caspase-3 mRNA in L-EPgroup were significantly lower than those in control group（p＜0.05）.The apoptosis of cardiomyocytes in group E was obvious.Short-term and long-term exercise preconditioning could inhibit apoptosis.Compared with S-EPgroup，the apoptosis of L-EPgroup was significantly decreased.Conclusion：Short-term and long-term exercise preconditioning can reduce myocardial injury after exhaustive exercise，but short-term exercise preconditioning does not alter the expression of Caspase protease.Long-term exercise preconditioning significantly inhibits Caspase-8，3 mRNA expression and reduces protein synthesis.The inhibitive effects of long-term exercise preconditioning on myocardial cell apoptosis were stronger than those of short-term exercise preconditioning.

rat； exercise preconditioning； exhaustive exercise； protective effects； apoptosis

R3

A

1000-6834（2017）06-531-06

10.12047／j.cjap.5471.2017.126

2016-07-05

2017-05-24

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