【摘 要】
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研究目的:慢性阻塞性肺疾病（COPD）是以持续的呼吸道症状和气流受限为特征的慢性呼吸疾病,这些症状与吸烟、环境暴露引起的气道和/或肺泡异常有关。COPD膈肌存在肌力下降等功能障碍。运动训练目前已被证明可以有效改善COPD膈肌的功能障碍,然而不同运动强度对COPD小鼠膈肌功能障碍的影响及其可能机制尚不明确。肌萎缩F-box蛋白（Atrogin-1）和肌肉环状指蛋白1（MuRF1）的表达提高可以增加肌
【基金项目】
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国家自然科学基金青年项目（81902307）:运动调节Wnt/Chemerin通路改善COPD膈肌功能障碍的机制研究； 国家自然科学基金面上项目（82072551）:基于Chemerin-RhoA/ROCK通路研究运动改善COPD膈肌功能障碍的作用机制；
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研究目的:慢性阻塞性肺疾病（COPD）是以持续的呼吸道症状和气流受限为特征的慢性呼吸疾病,这些症状与吸烟、环境暴露引起的气道和/或肺泡异常有关。COPD膈肌存在肌力下降等功能障碍。运动训练目前已被证明可以有效改善COPD膈肌的功能障碍,然而不同运动强度对COPD小鼠膈肌功能障碍的影响及其可能机制尚不明确。肌萎缩F-box蛋白（Atrogin-1）和肌肉环状指蛋白1（MuRF1）的表达提高可以增加肌肉蛋白降解,是骨骼肌萎缩的重要因子,并且运动可以调节膈肌Atrogin-1和MuRF1的表达。因此,本研究的目的在于观察不同运动强度对COPD小鼠膈肌结构和功能障碍以及Atrogin-1和MuRF1的影响,以期为COPD患者的临床运动康复提供理论基础。研究方法:本研究采用40只健康雄性C57BL/6J小鼠,随机分为空白对照组（CG,n=8）、模型对照组（SG,n=8）、低强度运动组（LG,n=8）、中强度运动组（MG,n=8）和高强度运动组（HG,n=8）。其中,空白对照组小鼠在SPF级动物饲养屏障系统中饲养,饮食正常,不进行烟雾暴露,直到实验结束。模型对照组、低强度运动组、中强度运动组和高强度运动组通过为期25周的递增式香烟烟雾（CS）暴露进行COPD造模。造模成功后,运动组分别进行为期9周的低强度运动（35%最大运动速度）、中强度运动（55%最大运动速度）和高强度运动（85%最大运动速度）,模型对照组不进行运动干预。运动结束后,取各组小鼠膈肌进行离体肌力测试,取小鼠肺组织和膈肌组织进行苏木素-伊红（HE）染色,观察组织结构,并计算肺泡数量和膈肌纤维横截面积。使用western blot法检测膈肌中Atrogin-1、MuRF1蛋白表达。研究结果:（1）肺组织HE染色空白对照组小鼠肺组织肺泡大小均匀,形状规则,肺泡壁和支气管壁结构完整,黏膜纤毛柱状上皮连续。模型对照组小鼠肺泡较大,形状异常,有由多个小肺泡融合成的肺大泡,支气管壁增厚,黏膜纤毛柱状上皮破坏,有炎症细胞浸润。与模型对照组相比,运动组小鼠肺泡较小,肺泡较完整,支气管管壁变薄,黏膜上皮受损减轻。（2）肺泡数量与空白对照组相比,模型对照组小鼠肺泡数量显著减少（P＜0.05）。与模型对照组相比,低强度运动组和中强度运动组小鼠肺泡数量显著增加（P＜0.05）,高强度运动组肺泡数量无显著性变化（P＞0.05）。（3）膈肌组织HE染色空白对照组小鼠膈肌纤维排列紧密有序,结构完整,细胞间隙较小。模型对照组小鼠膈肌纤维排列紊乱稀疏,肌纤维萎缩,部分肌纤维损伤断裂。与模型对照组小鼠相比,运动组小鼠膈肌结构有所改善,且相较于低强度和高强度运动组,中强度运动组小鼠膈肌纤维排列更为紧密,肌纤维饱满,结构完整。（4）膈肌纤维横截面积模型对照组小鼠的膈肌纤维横截面积小于空白对照组,但没有统计学意义（P＞0.05）。与模型对照组相比,中强度运动组小鼠膈肌纤维横截面积显著增大（P＜0.05）。其余两组之间均无显著性差异（P＞0.05）。（5）膈肌功能与空白对照组相比,模型对照组小鼠的膈肌肌力在一定程度上减小,但没有统计学意义（P＞0.05）。与模型对照组和低强度运动组相比,中强度运动组小鼠膈肌肌力明显增加（P＜0.05）。与模型对照组相比,低强度运动组和高强度运动组小鼠膈肌肌力无显著差异（P＞0.05）。（6）膈肌中Atrogin-1、MuRF1蛋白表达与空白对照组相比,模型对照组小鼠膈肌Atrogin-1和MuRF1蛋白表达在一定程度上有所提高,但无统计学意义（P＞0.05）。与模型对照组相比,三个运动组小鼠膈肌Atrogin-1蛋白表达有所降低,中强度运动组降低幅度较大,但均无统计学差异（P＞0.05）。与模型对照组相比,中强度运动组小鼠膈肌MuRF1蛋白表达显著降低（P＜0.05）,低强度和高强度运动组小鼠膈肌MuRF1蛋白表达有所降低但无显著差异（P＞0.05）。研究结论:在9周的运动干预后,相较于低强度运动和高强度运动,中强度运动对COPD小鼠膈肌结构和功能有更好的改善作用,且对降低COPD小鼠膈肌蛋白降解有更突出的作用。
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