有氧运动预适应削弱缺血再灌注大鼠心肌线粒体损伤的副交感神经调控机制

作者：王友华; 陈伟; 冯智辉; 田振军

来源：北京体育大学学报, 2020, 43(04): 125-133.

DOI：10.19582/j.cnki.11-3785/g8.2020.04.013

• 有氧运动
• 副交感神经M2受体
• PI3K/Akt
• 心肌线粒体功能
• 缺血再灌注

目的:探讨有氧运动调控副交感神经M2受体及其下游磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(phosphatidylinositol 3 kinase/protein kinase B,PI3K/Akt)信号通路削弱缺血再灌注(Ischemia/reperfusion,I/R)大鼠心肌线粒体损伤的分子机制。方法:将3月龄雄性Sprague-Dawley大鼠48只随机分为6组:安静对照假手术组(Sed),有氧运动假手术组(AEx),安静对照+缺血再灌注组(Sed+I/R),有氧运动+缺血再灌注组(AEx+I/R),有氧运动+缺血再灌注+M2受体抑制剂组(AEx+I/R+ME),有氧运动+缺血再灌注+PI3K抑制剂组(AEx+I/R+LY)。8周有氧运动干预后通过结扎冠脉左前降支缺血30min,再灌注4h方法建立I/R模型,检测心肌梗死面积、活性氧(Reactive oxygen species,ROS)水平、线粒体呼吸链复合物活性,透射电镜观察线粒体超微结构,氧电极法测定线粒体3态呼吸速率(EStage3)、4态呼吸速率(EStage4)以及呼吸控制率(RCR)和磷氧比(P/O),Western Blotting实验检测PI3K和Akt的表达及其磷酸化水平。结果:与Sed组比较,AEx组梗死面积和ROS水平无显著性变化,线粒体呼吸链复合物Ⅰ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ活性以及线粒体EStage3、RCR和P/O显著升高,EStage4降低,PI3K/Akt磷酸化水平增加,Sed+I/R组大鼠心肌梗死面积升高、ROS水平增加,线粒体呼吸链复合物Ⅰ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ的活性以及线粒体EStage3、RCR和P/O比率降低,EStage4上升,PI3K/Akt磷酸化水平降低;与Sed+I/R组相比,AEx+I/R组大鼠心肌梗死面积减小,ROS水平降低,线粒体呼吸链复合物Ⅰ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ的活性以及线粒体EStage3、RCR和P/O比率上升,EStage4下降,PI3K/Akt磷酸化水平增加;与AEx+I/R组相比,AEx+I/R+ME组和AEx+I/R+LY组大鼠心肌梗死面积增大,ROS水平升高,线粒体呼吸链复合物Ⅰ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ的活性以及线粒体EStage3、RCR和P/O比率下降,EStage4升高,PI3K/Akt磷酸化水平下调。结论:有氧运动通过调节副交感神经M2受体及其下游PI3K/Akt信号通路活性,抑制I/R大鼠心肌氧化应激水平保护线粒体呼吸功能,降低心肌梗死面积。该研究为有氧运动调控副交感神经活性削弱I/R损伤提供理论基础和实验依据。

• 单位
  西安交通大学; 陕西师范大学; 生命科学学院