背景运动致心源性猝死(SCD)是某些器质性心脏病，包括肥厚型心肌病(HCM)、致心律失常性右室心肌病、先天性冠状动脉异常、预激综合症、传导系统疾病和离子通道疾病等，受到短暂、急剧的异常刺激而诱发的突然死亡。诱发因素包括急性心肌缺血，交感神经过渡兴奋，血流动力骤变等引起致死性室性心律失常。国外调查资料表明对运动员赛前进行HCM筛查可显著降低运动猝死的发生(3.6／10万降至0.4／10万)。长期大强度训练导致左室生理性肥厚与病理性左室肥厚难以鉴别，因此，制定一个积极、有效的赛前筛查策略对预防运动员SCD十分重要。HCM是一类具有不同表型的遗传性心脏疾病，可由多种基因突变引起，呈常染色体显性遗传。HCM是35岁以下运动员猝死的首要病因。已有22个突变基因，超过400个突变位点与HCM的发病相关，其中，60％是由编码肌小节蛋白的基因发生突变造成。已有资料表明β-肌球蛋白重链(Arg403Gln，Arg453Cys，Arg719Trp，Arg723Gly)，肌钙蛋白T(Arg92Gln，Arg92Trp，Ile79Asn，Arg278Cys)，α-肌凝蛋白(Val95Ala)，肌球蛋白结合蛋白C(InsG791)和肌钙蛋白I(Lys183del)等突变伴运动猝死发生率较高。建立HCM基因突变动物模型是阐述HCM发生和运动致SCD的重要途径之一。本学科梯队用HCM病人心肌肌钙蛋白I突变(cTnI R145W，小鼠为cTnI R146W)，制备转基因小鼠。本论文将观察和探讨游泳与cTnI R146W基因阳性小鼠SCD发生率及可能机制。目的本研究采用个人基本情况调查、超声心动图、心电图、血浆肌钙蛋白I检测和基因筛查等方法，对江苏省优秀运动员进行赛前心血管疾病筛查，检测高危的心血管疾病，预防运动猝死。并利用心肌肌钙蛋白I突变位点cTnI R146W转基因小鼠(人为cTnI R145W)初步探讨运动诱发心肌病猝死相关机制。内容和方法一、优秀运动员心血管疾病筛查1研究对象：运动员(训练年限＞6年)2个人基本情况调查3临床检查：超声心动图、心电图和血浆肌钙蛋白I的检测4 cTnI基因突变位点检测二、cTnI R146W转基因小鼠传代和基因型鉴定三、运动对心肌肌钙蛋白I R146W转基因小鼠的影响1实验分组：8个月小鼠(4组)和2个月小鼠(5组)2运动负荷方案：运动起始一周，10min／次，1天两次，中间间隔4h，每天递增10min直至90min，以后90min／次，1天两次，中间间隔4h，持续总时间为7周。3超声心动图4心肌组织病理学检测：HE染色、Masson染色和电镜5 Western Blotting检测Genotype(+)和Genotype(-)小鼠心肌蛋白激酶C不同亚型(PKCβⅠ、PKCβⅡ和PKCγ)的表达变化四、统计学方法：数据均测量数据以平均数加标准差((?)±s)表示。组间差异采用独立样本t检验、单因素方差分析和x~2检验(SPSS 11.0)，P＜0.05有统计学意义。结果1优秀运动员心血管疾病筛查1．1 170名男子运动员超声未见明确心血管疾病。9名男子运动员发现轻微的瓣膜返流，包括二尖瓣，三尖瓣，肺动脉瓣和主动脉瓣。19名(10.9％)运动员LVDd≥60mm，最大上限为65.5mm。3名(1.7％)IVS＞13mm；181名女子运动员，18名(9.9％)运动员LVDd≥50mm；7名(3.84％)运动员LVDd≥55mm，最大上限为62.3mm。181名女子运动员未发现室壁厚度超过12mm。1．2 351名运动员，有16名(4.5％)表现为心电图异常，其中4名明显异常，12名表现为中度异常。另外335名(95.5％)运动员中，157例心电图完全正常，另有178例表现为轻度异常。1．3 351名运动员中，3名(1.8％)男子运动员和2(1.1％)名女子运动员的血浆cTnI值＞0.5 ng／ml。1．4微阵列芯片杂交定量荧光分析结果显示351名运动员cTnI基因第7外显子Cy3荧光强度介于6340.78-47540.32之间，Cy5荧光强度接近背景值介于489.28-964.17之间，Cy5／Cy3比率介于0.01-0.11，提示351名运动员cTnI基因第7外显子为4693C，均为野生型；351名运动员cTnI基因第8外显子Cy3荧光强度介于8870.93-58481.75之间，Cy5荧光强度介于711.72-1021.56之间，Cy5／Cy3比率介于0.01-0.11，提示351名运动员cTnI第8外显子为6488G，均为野生型。2运动对心肌肌钙蛋白I-R146W转基因小鼠的影响2．1 8个月小鼠游泳训练7周后，与Genotype(-)小鼠安静组相比，Genotype(-)小鼠游泳组左室心肌重量与体重之比增加了9％(4.46±0.39 VS 4.05±0.31mg/g，P＜0.05)，表明运动可诱导心肌发生生理性肥大。Genotype(+)小鼠游泳组左室的左室心肌重量与体重之比比Genotype(+)安静组，增加了27％(4.97±0.45 VS 3.95±0.52 mg/g，P＜0.05)；与Genotype(-)小鼠游泳组相比，Genotype(+)游泳组左室左室心肌重量与体重之比显著增加(P＜0.05)。2．2 M型超声心动图结果显示运动前8个月Genotype(+)和Genotype(-)小鼠AOd、LAD、IVSd和LVPWD均无显著性差异；但7周游泳训练后，Genotype(+)游泳组的AOd和LAD显著大于Genotype(-)运动组(P＜0.05)；7周运动前后，Genotype(+)小鼠LVDd显著大于Genotype(-)小鼠(P＜0.05)，Genotype(+)组小鼠的EF显著低于Genotype(-)组小鼠(P＜0.01)。2．3 8个月小鼠脉冲多普勒结果显示7周运动前后Genotype(+)小鼠二尖瓣瓣口的舒张早期血流速度E峰峰值流速显著低于Genotype(-)小鼠，而舒张血流速度A峰峰值流速基本维持不变，从而导致Genotype(+)小鼠E／A显著降低。组织多普勒超声结果显示Genotype(+)小鼠左室长轴切面左室后壁乳头肌位置心肌舒张早期的运动速度Ea以及Ea／Aa显著小于Genotype(-)小鼠。2．4 2个月小鼠脉冲多普勒结果显示Genotype(+)左室长轴切面或心尖四腔切面二尖瓣瓣口血流变化趋势与8个月Genotype(+)小鼠一致。组织多普勒超声结果显示Genotype(+)小鼠前后叶瓣环舒张早期的运动速度Ea显著小于Genotype(-)和C57B／6组小鼠(P＜0.05)，Ea／Aa显著小于Genotype(-)和C57B／6组小鼠，表明心肌舒张功能降低。2．5 7周运动期间，8个月Genotype(+)小鼠的死亡率为54％(13／24)，8个月Genotype(-)小鼠的死亡率为18％(4／22)。x~2检验结果显示8个月Genotype(+)小鼠的死亡率显著大于8个月Genotype(-)小鼠(P＜0.01)2个月Genotype(+)小鼠的死亡率为40％(6／15)，2个月Genotype(-)小鼠的死亡率为25％(4／16)。x~2检验结果显示2个月Genotype(-)小鼠和2个月Genotype(+)小鼠的死亡率无显著差异，但2个月Genotype(+)小鼠的死亡率呈增加趋势。2．6左室心肌心尖和室间隔部位HE染色结果显示：7周运动后，8个月和2个月Genotype(+)小鼠表现出心肌细胞肥大、细胞核增大、增生、畸形、肌浆溶解和肌丝模糊。左室心肌心尖和室间隔部位HE染色结果显示：7周运动后，8个月Genotype(+)小鼠心肌和室间隔部位出现许多纤维母细胞。左室心肌心尖和室间隔部位Masson染色结果显示：7周运动后，8个月Genotype(+)小鼠心尖和室间隔部均出现明显细胞间质纤维化。2．7 7周运动期间发生死亡8个月和2个月Genotype(+)小鼠左室心尖部见心肌排列紊乱。2．8 2个月Genotype(+)和Genotype(-)小鼠安静对照组心肌总蛋白、胞浆和结合蛋白PKCβⅠ、PKCβⅡ和PKCγ无显著差异，但8个月Genotype(+)未运动组心肌胞浆蛋白和结合蛋白PKCβⅠ，心肌胞总蛋白PKCβⅡ表达增加；7周运动后，2个月运动组Genotype(+)心肌总蛋白PKCβⅠ表达增加，而8个月运动组Genotype(+)小鼠心肌总蛋白和胞浆蛋白PKCβⅠ表达增加，心肌结合蛋白PKCβⅡ表达增加。结论1 351名运动员赛前筛查未检测到易发运动猝死的高危心血管疾病，如HCM、Marfan’s综合征、AVRC等。其原因可能是1)这些高危心血管疾病在本次入选运动员中的发病率较低。2)长期运动训练可导致左室发生重构现象，肥厚类似于HCM，本次所采用的筛查手段很难区分运动性心肌重构和HCM。2单基因芯片筛查有助于对HCM运动员进行早期诊断，对运动员心肌肥厚与HCM可进行鉴别诊断。3 Genotype(+)小鼠表现异常的心血管反应，死亡率比Genotype (-)小鼠高36％。舒张功能进一步损害。4 Genetype(+)小鼠运动后心肌细胞间质纤维化增加，心肌排列紊乱，部分心肌细胞断裂，心肌细胞核增大。以上病变可能是cTnI R146W阳性小鼠SCD的基础。5游泳后Genotype(+)小鼠心肌PKCβs表达发生变化，对于SCD发生通路和影响因素需进一步研究和证实。