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摘要
目的:以自发性高血压大鼠(SHR)为模型,观察不同负荷剂量高强度间歇训练(HIIT)对肾脏损伤的影响并探讨细胞外基质(ECM)代谢与肾小管上皮-间充质转分化(EMT)在其间的可能作用机制,为高血压肾病患者完善健康管理以及优化运动康复方案提供依据。方法:45只雄性SHR按照随机数字表分为安静组(SHR-Sed)、低负荷剂量HIIT组(SHR-loHIIT)和高负荷剂量HIIT组(SHR-hiHIIT),同时将10只Wistar-Kyoto大鼠作为正常血压对照组(WKY)。WKY和SHR-Sed组在鼠笼内安静饲养;SHR-loHIIT和SHR-hiHIIT组分别进行18周不同负荷量HIIT,两组运动强度保持一致,但SHR-loHIIT组总负荷剂量仅为SHR-hiHIIT组的1/4。实验后,利用无创血压仪检测尾动脉血压;测定24 h尿蛋白、血尿素氮(BUN)和血清肌酐(SCr)含量评价肾功能;过碘酸-希夫(PAS)和马森(Masson)染色进行肾脏病理组织学观察并获取肾小球和肾小管损伤评分以及纤维化指数;透射电子显微镜观察肾脏组织超微结构;免疫印迹测定ECM合成因子—转化生长因子β1(TGF-β1)、磷酸化Smad2/3(p-Smad2/3)、结缔组织生长因子(CTGF)以及ECM降解因子—基质金属蛋白酶-9(MMP-9)和组织金属蛋白酶抑制物-1(TIMP-1)蛋白表达量;免疫组织化学染色检测肾小管EMT标志物—α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)和E-钙黏蛋白(E-CA)的分布与表达量。结果:1)肾脏损伤与纤维化:与WKY组比较,SHR-Sed组血压升高,肾小球萎缩、基底膜增厚、间质胶原纤维大量沉积,足细胞数量减少、足突融合破坏,肾小球和肾小管损伤评分以及纤维化指数升高,肾功能下降(P<0.05);与SHR-Sed组比较,SHR-loHIIT组血压降低,肾小球和肾小管病变减轻,纤维化指数以及组织损伤评分下降,肾功能改善(P<0.05),而SHR-hiHIIT组血压水平、病理组织学变化、组织损伤评分以及纤维化指数进一步升高(P<0.05),但肾功能无显著性变化(P>0.05)。2)ECM代谢通路:与WKY组比较,SHR-Sed组TGF-β1、p-Smad2/3、CTGF蛋白表达上调(P<0.05),MMP-9/TIMP-1比值下降(P<0.05);与SHR-Sed组比较,SHR-loHIIT组TGF-β1、p-Smad2/3和CTGF蛋白表达下调(P<0.05),MMP-9/TIMP-1比值升高(P<0.05),而SHR-hiHIIT组MMP-9/TIMP-1比值下降(P<0.05),TGF-β1、p-Smad2/3和CTGF蛋白表达水平无显著性变化(P>0.05)。3)肾小管EMT:与WKY组比较,SHR-Sed组肾小管上皮中E-CA表达下降、肾小管上皮和间质α-SMA升高(P<0.05);与SHR-Sed组比较,SHR-loHIIT组E-CA表达升高、α-SMA下降(P<0.05),而SHR-hiHIIT组E-CA和α-SMA分布与表达量无显著性变化(P>0.05)。结论:长期HIIT对高血压肾病大鼠的健康效应与负荷剂量有关,低负荷剂量HIIT通过促进ECM降解、降低ECM合成并抑制肾小管EMT减轻肾脏纤维化,而高负荷剂量HIIT则通过抑制ECM降解(但对ECM合成无影响)加重肾脏纤维化;此外,高负荷剂量HIIT并未进一步促进EMT,因此高强度运动诱导的肾脏纤维化可能具有可逆性特征。研究提示,心血管疾病患者以HIIT作为主要方式进行运动康复时应持谨慎态度并采用低负荷剂量,其临床决策(可行性、安全性和有效性)仍需更多循证证据支持。
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单位南京旅游职业学院; 中国人民武装警察部队后勤学院
