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近年来的研究表明，凋亡也存在于心肌细胞中，在心脏的生理、病理发展过程中起到重要作用，被认为是心脏由代偿性向病理性转化的细胞学基础。科学系统的运动训练可使心脏产生良好的适应，即运动心脏，这是心脏生理代偿变化的结果。然而，过度训练则对机体造成不同程度的损伤，尤其是心脏作为过度训练反应最敏感的器官，在过度训练时可由生理性向病理性转变。目前，国内外有关运动与心肌细胞凋亡的报道甚少，而研究运动对心肌细胞凋亡调控基因Bcl-2和Bax表达影响的文章，只有最近在国内发表的两篇。 Bcl-2和Bax是Bcl-2基因家族的两个成员，Bcl-2具有促进细胞生存、抗细胞凋亡的作用，被称为抗凋亡基因。Bax与Bcl-2有45％的同源性，但功能却与Bcl-2相反。在凋亡过程中，Bcl-2、Bax之间可相互竞争形成同源或异源二聚体，这些二聚体通过调控线粒体变化，双向调节细胞凋亡，具有促进和抑制凋亡的双重效应。Bcl-2和Bax相互拈抗，其比值大小决定抑制或促进细胞凋亡的走向，被称为“死亡开关”。当Bax过度表达时，形成Bax同源二聚体，细胞趋向凋亡;当Bcl-2过度表达时，形成Bcl-2同源二聚体和Bax/Bax异源二聚体，减少Bax同源二聚体的形成，抑制Bax/Bax的促凋亡作用。 本实验通过研究大鼠长期递增负荷运动5周，每周负荷强度对心肌细胞凋亡调控基因Bcl-2和Bax mRNA表达的影响，寻求长期递增负荷运动刺激后，心肌细胞凋亡调控基因的变化趋势，探讨长期递增负荷运动对心肌凋亡影响的机制，为运动心脏的保护、训练强度的安排等提供理论参考。 本实验采用分子生物学方法RT-PCR测试大鼠长期递增负荷运动后，心肌细胞凋亡调控基因Bcl-2和Bax mRNA表达量及Bcl-2/Bax比值。144只SD大鼠在水平动物跑台上进行为期5周的递增负荷运动，从20m/min开始，每周递增5m/min，到5周时负荷增至40m/min。大鼠分为6大组，即:0W、1W、2W、3W、4W和5W，每大组24只，按其取材点每大组又分为4小组，分别是对照(C)、运动后即刻(J)、运动后3h(3h)和运动后24h(24h)，每组相应运动周期的末次运动后取材。 实验结果: (1)0W～5W各周安静时Bcl-2、Bax mRNA表达量及二者比值 0W～5W各周安静时，Bcl-2 mRNA表达量3W和4W较0W、1W、2W都有极显著性降低(P＜0.01);5W较3W和4W有极显著性升高(P＜0.01)。Bax mRNA表达量各周都较0W有极显著性升高(P＜0.01);3W较1W和2W有显著性降低(P＜0.05)，5W较3W和4W分别有极显著性(P＜0.01)和显著性升高(P＜0.05)。Bcl-2/Bax比值3W和4W较0W和1W有极显著性降低(P＜0.01)。 (2)0W～5W各周运动后即刻Bcl-2、Bax mRNA表达量及二者比值 0W～5W各周运动后即劾，Bcl-2 mRNA表达量1W和5W较0W有显著性升高(P＜0.05)，3W分别较0W和2W有极显著性(P＜0.01)和显著性(P＜0.05)升高;4W又较3W明显下降(P＜0.05)。Bax mRNA表达量5W较4W有显著性升高(P＜0.05)。Bcl-2/Bax比值1W和4W较0W有极显著性升高(P＜0.01)，3W较0W有显著性升高(P＜0.05);2W和5W都较1W有明显降低(P＜0.05);4W较2W明显上升(P＜0.05);而5W又较4W显著下降(P＜0.05)。 (3)0W～5W各周运动后3h Bcl-2、Bax mRNA表达量及二者比值 0W～5W各周运动后3h，Bcl-2 mRNA表达量4W较2W有极显著性降低(P＜0.01)。Bax mRNA表达量2W和5W分别较0W有显著性升高(P＜0.05)和显著性降低(P＜0.05);3W、4W和5W都较2W有极显著性降低(P＜0.01)，5W又较4W有明显降低(P＜0.05)。Bcl-2/BaX比值在各周间没有显著性差异。 (4)0W～5W各周运动后24h Bcl-2、Bax mRNA表达量及二者比值 0W～5W各周运动后24h，Bcl-2 mRNA表达量各周都较0W有极显著性降低(P＜0.01);2W和5W较1 W有明显升高(P＜0.05)。Bax mRNA表达量5W较0W和4W明显降低(P＜0.05)。Bcl-2/Bax比值在各周间没有显著性差异。 (5)0W～5W各周运动后即刻、3h和24h Bcl-2和Bax mRNA表达量及二者比值变化的关系 0W～5W各周运动后即刻与24h Bcl-2、Bax mRNA表达量及二者比值变化的趋势大致相反，而运动后3h与24h各值变化的趋势大致相似，且运动后3h各值均处于运动后24h各值之上。 结论: (1)长期递增负荷运动对安静状态下心肌细胞凋亡调控基因Bcl-2、Bax表达及二者比值有较大影响。这一现象可能与高强度训练后的运动员远期心脏病的发生有关，而Bcl-2表达下调、Bcl-2/Bax比值下降可能是与凋亡有关的心脏病理性改变的机制之一。 (2)长期递增负荷运动后即刻，心肌表现出对运动的一种应激反应，Bcl-2/Bax比值呈升一降的重复变化趋势，Bcl-2表达加强，拮抗Bax的促凋亡作用。提示:Bcl-2和Bax可能参与形成心肌第三道防御系统，从而保护心肌免受严重损伤。 (3)长期递增负荷运动后3h，心肌表现出相对稳定的状态。Bcl-2拮抗Bax的作用愈加明显，Bcl-2和Bax表达同步增加和减少，其比值却没有太大变化。提示:Bcl-2的过表达和Bax的低表达可能对于心肌是一种保护机制。 (4)长期递增负荷运动后24h，Bcl-2表达相对稳定，充分发挥抑凋亡作用，表现出对心肌的保护作用。提示:长期递增负荷运动可提高心肌抗凋亡的能力，延迟凋亡发生，Bcl-2在此期间占主要调控地位，并且长期递增负荷运动（5周），凋亡发生的可能性极小。 (5)长期递增负荷运动后即刻，心肌表现出一种自我保护的应激反应，运动后3h与24h，尤其是24h，心肌抗凋亡能力减弱。提示:Bcl-2和Bax表达的这种变化可能是运动后不同时间心肌功能发展变化的细胞学基础。