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摘 要：通过探讨不同负荷有氧运动对大鼠动脉粥样硬化发生发展过程中心肌CGRP、AngⅡ含量的影响，为制定动脉粥样硬化运动处方提供一定的理论参考。运用雄性Wistar大鼠40只，随机分为正常对照组(NC，n＝10)；动脉粥样硬化组(AS，n＝10)；动脉粥样硬化+60min有氧运动组(ASATl，n＝10)；动脉粥样硬化+120min有氧运动组(ASAT2，n＝10)。建立大鼠动脉粥样硬化和有氧运动模型。放免法测定心肌中CGRP和AngⅡ含量。结果发现：AS组与NC组相比，心肌CGRP显著降低(P<0．05)，angⅡ显著升高(P<0．05)。ASATl、ASAT2两组与AS组相比，心肌CGRP有升高趋势，ASATl组AngⅡ显著低于AS组(P<0．05)。ASAT2与ASATl相比，心肌AngⅡ显著升高。表明：1)60min有氧训练可以使大鼠动脉粥样硬化发生发展过程中心肌组织CGRP升高，AngⅡ降低，延缓动脉粥样硬化的进程。2)120min有氧训练与60min有氧训练相比，大鼠心肌CGRP降低，AngⅡ升高。从某种程度说明较长时间有氧运动并不能进一步改善动脉粥样硬化。
关键词：有氧运动；动脉粥样硬化；降钙素基因相关肽；血管紧张素Ⅱ
降钙素基因相关肽(caleitonin gene-related pelaide，CGRP)和血管紧张素Ⅱ(angiotensinⅡ，AngⅡ)与动脉粥样硬化之间关系较为密切。动脉粥样硬化及其并发症已经成为导致死亡的主要原因之一，本实验旨在探讨有氧运动是否可以通过对大鼠动脉粥样硬化发生发展过程中心肌组织中降钙素基因相关肽和血管紧张素Ⅱ含量的影响来预防和延缓动脉粥样硬化，以期为建立合理的动脉粥样硬化运动处方提供一定的理论依据。
1 问题的提出
1．1 实验动物及其分组 健康雄性Wistar大鼠40只，7～8周龄，体重200～240g(购自中国医科大学实验动物部)，随机分为4组：1)正常对照组(NC，n＝10)；2)动脉粥样硬化组(AS，n＝10)；3)动脉粥样硬化+60min有氧运动组(ASATl，n＝10)；4)动脉粥样硬化+120min有氧运动组(ASAT2，n＝10)。饲养环境为室温22～25℃，相对湿度40％～50％，自然光照，通风良好，分笼饲养。正常对照组给予国家标准啮齿类动物饲料(购自中国医科大学实验动物部)。其余三组均给予高脂饲料。
1．2 大鼠动脉粥样硬化模型的建立 依照参考文献，给予动脉粥样硬化组及动脉粥样硬化加有氧运动组高脂饲料，高脂饲料配方：大鼠标准饲料中加11％胆固醇，0．35％胆酸钠，5％猪油，0．61％丙基硫氧嘧啶。前3天按70万IU／kg的总剂量分3次灌胃给予维生素D3，正常对照组除外。
1．3 运动训练方案 2组运动大鼠进行无负重游泳训练，游泳池为长方形(100x60x80cm)，内壁光滑，水深60cm，约为大鼠身长的两倍，水温33：1℃。两组都从10min／d开始，1周内逐渐增至60min／d和120min／d，分别维持此运动量，每周游泳6d，休息1d，共训练8周。游泳过程中用木棒驱赶不游大鼠以防飘浮水面。最后一次游泳训练结束后禁食12h，然后取材。
1．4 心肌组织中CGRP、AngⅡ含量的测定 大鼠称重后，用5％水合氯醛(8mL／kg体重)腹腔注射麻醉，迅速取其心脏，用电子天平称取100mg心肌，放人5mLEP管中，用眼科剪尽快尽量剪碎，按照1：10的比例加入0．9％生理盐水，用匀浆器略做研磨，然后放入100℃水浴中煮沸10min再匀浆。匀浆液用恒温高速离心机4℃，6000rpm离心10min，将上清液移人EP管中，密闭置于-20℃保存待测。具体操作严格按试剂盒说明书进行。试剂盒购自解放军总医院科技开发中心放射免疫研究所。
1．5 血脂测定及主动脉HE染色观察 取全血1．5mL，静置凝固后，4℃3000rpm离心15min分离血清，将上清液置于-20℃保存待测，全自动生化分析仪测定。大鼠主动脉弓下约1cm处分离主动脉，取主动脉约0．5cm，吸干血迹后迅速放人福尔马林中固定以备切片。按照常规HE染色操作，光学显微镜下观察。
1．6 数据统计学处理 所有实验数据用SPSS10．0软件包进行统计学处理，结果采用均数±标准差(x±s)表示，组间比较采用t检验，显著水平为α＝0．05。
2 实验结果
2．1 光镜下主动脉壁的改变 NC组主动脉各层结构完整，清晰，无钙化及脂肪沉淀。AS组主动脉切片可见内膜细胞增生，中膜平滑肌细胞增生、排列紊乱或隆起呈斑块状结构，有些部位中膜有明显的钙化形成，有些血管壁完全钙化或斑块内明显变性、坏死。见附图。
2．2 实验后各组血脂变化 如表1所示：AS组与NC组相比，TC、LDL显著升高(P<0．05)；TG、VLDL轻度升高，差异无显著性；HDL轻度下降趋势，差异无显著性。
2．3 心肌组织中CGRP、AngⅡ含量的变化 如表2和图1所示：心肌组织中CGRP含量AS组显著低于NC组(P<0．05)；ASATI、ASAT2与AS组相比有升高趋势，但差异无显著性；ASAT2组低于ASATl组，差异无显著性意义。心肌组织中AngⅡ含量AS组显著高于NC组(P<0．05)；ASATl组显著低于AS组(P<0．05)；ASAT2组显著高于ASATl组(P<0．05)。
3 分析与讨论
3．1 不同负荷有氧运动对大鼠动脉粥样硬化发生发展过程中心肌CGRP的影响 CGRP是调节心血管活动的重要神经递质之一，是迄今所知的人体最强的舒血管物质。CGRP对心肌具有正性变力变时的作用，可使心率加快，心肌收缩力增强，心输出量增加。有研究表明人类冠心病患者的血浆CGRP高于正常对照组，CGRP的升高可能是机体的一种代偿性反应，是为了拮抗动脉粥样硬化时ET等缩血管物质的增加，对机体具有一定的保护作用。本实验发现AS组心肌CGRP显著低于NC组。其中的机制一方面可能是由于动脉粥样硬化时虽然心肌产生CGRP多，但降解速度大于产生速度而引起最终的降低；另一方面可能是因为CGRP与其他舒血管物质之间存在某种相关途径，通过反馈机制引起CGRP下降，其具体机制尚不清楚。
李昭波等对大鼠进行为期10周的游泳训练，建立运动性心肌肥大模型，运动训练组心肌组织中CGRP的含量显著高于对照组，并认为CGRP在运动性的心肌肥大的形成具有重要的调节作用。本次实验建立的大鼠动脉粥样硬化结合有氧运动的动物模型中心肌CGRP变化情况与其心肌肥大模型有氧运动后的变化表现出相似的趋势。在ASATl和ASAT2组，心肌CGRP与AS组相比较有升高趋势但差异无显著性。说明有氧运动可以通过升高CGRP来扩张血管，缓解动脉粥 样硬化时血管弹性降低，心肌供血减少的状况，对机体具有一定的保护作用。目前认为CGRP对粥样硬化的动脉仍有扩张作用的机制可能是：1)CGRP对血管的直接作用；2)通过激活血管平滑肌细胞上K+—ATP通道来实现；3)细胞内第二信使CAMP介导作用。CAMP升高程度与血管扩张反应强弱密切相关；4)可能与CGRP能维持细胞内钙离子浓度的稳定，降低细胞膜钙离子通透性有关。CGRP还可促进内皮细胞内一氧化氮等舒血管因子的释放和细胞内外Na+／Ca2+交换，对保护血管内稳态，阻止动脉粥样硬化的进程具有积极的作用。一氧化氮合酶(NOS)为钙依赖性激酶，CGRP可以升高细胞内游离钙离子浓度，在钙调素的辅助作用下激活细胞内NOS，促使大量的L-精氨酸转变为NO，从而发挥其生物学作用。但有氧运动通过CGRP改善动脉粥样硬化的具体机制是通过哪条途径实现抑或是各途径的综合作用尚需进一步探讨。
本实验发现ASAT2组较ASATl组相比，心肌CGRP有下降趋势，差别无显著性。这可能是因为一方面去甲肾上腺素可抑制CGRP的分泌。ASAT2组CGRP比ASATI组低，可能是由于120min有氧运动导致体内儿茶酚胺浓度持续升高，抑制机体CGRP的分泌。另一方面，过度训练可以导致机体内ET分泌增加，在一定程度上反馈抑制了CGRP的释放。120min有氧运动引起ET分泌可能比60min要多，对CGRP的抑制更为明显，所以ASAT2组心肌CGRP水平较ASATl组低。仅就该指标衡量而言，60min比120min有氧运动可能更有利于动脉粥样硬化的改善，这可以为制定动脉粥样硬化运动处方提供一定的参考。提示制定运动处方时，应该结合实际考虑运动量的适度问题。
3．2 不同负荷有氧运动对大鼠动脉粥样硬化形成和发展过程中心肌AngⅡ含量的影响 血管紧张素Ⅱ的主要功能是收缩血管和促进醛固酮分泌。有研究表明运动性心肌肥大时，心肌AngⅡ显著升高，AngⅡ转换酶抑制剂可以明显减轻运动心肌肥大的发生。本实验中AS组和NC组相比，心肌组织中AngⅡ水平显著升高，这与运动性心肌肥大时心肌AngⅡ的变化情况是相似的。目前认为angⅡ可以明显刺激心肌细胞初级应答基因和胚胎基因表达，促进心肌细胞DNA和蛋白质合成增加110)。心肌局部血管紧张素Ⅱ也可以通过激活MAPK途径参与运动性心肌肥大。血管紧张素Ⅱ具体是通过哪条或哪几条途径调节动脉粥样硬化发生发展的，是否与运动性心肌肥大时的作用机理完全一致，尚有待进一步研究。
有实验显示正常大鼠在一般训练时心肌中AngⅡ水平显著高于正常组；但在过度训练情况下，各家报道不尽相同。有研究指出心肌局部AngⅡ显著低于正常组和一般训练组；也有实验显示心肌局部AngⅡ显著高于正常组和一般训练组。在本实验中，ASATl组心肌AngⅡ水平显著低于AS组，而ASAT2组心肌AngⅡ水平与AS组相比无明显变化，但是显著高于ASATl组。目前认为心肌局部的RAS与循环RAS的作用并不完全相同。心脏局部RAS发挥一种长期作用，除参与血管收缩作用外，还涉及结构上的适应性重塑反应。本实验中ASATl组心肌AngⅡ水平下降可能是由于在动脉粥样硬化时，心肌局部RAS已经参与了心肌的某些适应性重塑反应，使心肌局部AngⅡ消耗过多，虽然60min有氧运动可能会引起AngⅡ分泌增加，但是不足以代偿其消耗，故引起心肌局部AngⅡ显著下降。ASAT2组心肌AngⅡ较ASATl组显著升高可能是因为120min有氧运动与60min相比，机体处于更高的应激状态，儿茶酚胺类物质增加，促进心肌局部AngⅡ的合成和释放，最终导致AngⅡ的升高。升高的AngⅡ可以通过以下途径对心肌产生损害作用：1)AngⅡ与交感一肾上腺髓质相互促进，高浓度AngⅡ能增加后者对心脏的各种损害；2)A．gⅡ直接和间接通过趋化中性粒细胞，损伤冠状血管内皮，加重“内皮损伤一血管舒张因子减少一缺血一血管内皮进一步损伤”的恶性循环；3)高浓度AngⅡ干预心肌细跑跨膜转运，影响心肌细胞内钙稳定，导致钙超载，直接损害心肌；4)高浓度AngⅡ导致心肌缺氧，引发心肌细胞内自由基增多，加重心肌损伤。120min有氧运动组心肌AngⅡ比60min有氧运动组显著升高，仅就心肌AngⅡ水平而言，有氧运动时间越长，可能对机体产生的损害作用越大，这可以为制定动脉粥样硬化处方提供一定参考。由于影响循环中AngⅡ水平的因素较多，除血液动力学，神经因素外，还取决于血中肾素血管紧张素转换酶I和肽酶的活性，血管紧张素原的水平及各器官的摄取率。因此，不同负荷有氧运动对动脉粥样硬化时angⅡ的作用机制还有很多方面值得进一步探讨。
4 结 论
有氧运动对心肌组织中CGRP的影响并不显著，但60min有氧运动可以使心肌组织中AngⅡ水平显著降低。心肌组织中CGRP和AngⅡ的变化情况提示：60min有氧运动更有利于改善动脉粥样硬化，120min有氧训练并不能使其得到进一步的改善。仅就这两个指标衡量来看，并非运动时间越长，对动脉粥样硬化越有好处。
关键词：有氧运动；动脉粥样硬化；降钙素基因相关肽；血管紧张素Ⅱ
降钙素基因相关肽(caleitonin gene-related pelaide，CGRP)和血管紧张素Ⅱ(angiotensinⅡ，AngⅡ)与动脉粥样硬化之间关系较为密切。动脉粥样硬化及其并发症已经成为导致死亡的主要原因之一，本实验旨在探讨有氧运动是否可以通过对大鼠动脉粥样硬化发生发展过程中心肌组织中降钙素基因相关肽和血管紧张素Ⅱ含量的影响来预防和延缓动脉粥样硬化，以期为建立合理的动脉粥样硬化运动处方提供一定的理论依据。
1 问题的提出
1．1 实验动物及其分组 健康雄性Wistar大鼠40只，7～8周龄，体重200～240g(购自中国医科大学实验动物部)，随机分为4组：1)正常对照组(NC，n＝10)；2)动脉粥样硬化组(AS，n＝10)；3)动脉粥样硬化+60min有氧运动组(ASATl，n＝10)；4)动脉粥样硬化+120min有氧运动组(ASAT2，n＝10)。饲养环境为室温22～25℃，相对湿度40％～50％，自然光照，通风良好，分笼饲养。正常对照组给予国家标准啮齿类动物饲料(购自中国医科大学实验动物部)。其余三组均给予高脂饲料。
1．2 大鼠动脉粥样硬化模型的建立 依照参考文献，给予动脉粥样硬化组及动脉粥样硬化加有氧运动组高脂饲料，高脂饲料配方：大鼠标准饲料中加11％胆固醇，0．35％胆酸钠，5％猪油，0．61％丙基硫氧嘧啶。前3天按70万IU／kg的总剂量分3次灌胃给予维生素D3，正常对照组除外。
1．3 运动训练方案 2组运动大鼠进行无负重游泳训练，游泳池为长方形(100x60x80cm)，内壁光滑，水深60cm，约为大鼠身长的两倍，水温33：1℃。两组都从10min／d开始，1周内逐渐增至60min／d和120min／d，分别维持此运动量，每周游泳6d，休息1d，共训练8周。游泳过程中用木棒驱赶不游大鼠以防飘浮水面。最后一次游泳训练结束后禁食12h，然后取材。
1．4 心肌组织中CGRP、AngⅡ含量的测定 大鼠称重后，用5％水合氯醛(8mL／kg体重)腹腔注射麻醉，迅速取其心脏，用电子天平称取100mg心肌，放人5mLEP管中，用眼科剪尽快尽量剪碎，按照1：10的比例加入0．9％生理盐水，用匀浆器略做研磨，然后放入100℃水浴中煮沸10min再匀浆。匀浆液用恒温高速离心机4℃，6000rpm离心10min，将上清液移人EP管中，密闭置于-20℃保存待测。具体操作严格按试剂盒说明书进行。试剂盒购自解放军总医院科技开发中心放射免疫研究所。
1．5 血脂测定及主动脉HE染色观察 取全血1．5mL，静置凝固后，4℃3000rpm离心15min分离血清，将上清液置于-20℃保存待测，全自动生化分析仪测定。大鼠主动脉弓下约1cm处分离主动脉，取主动脉约0．5cm，吸干血迹后迅速放人福尔马林中固定以备切片。按照常规HE染色操作，光学显微镜下观察。
1．6 数据统计学处理 所有实验数据用SPSS10．0软件包进行统计学处理，结果采用均数±标准差(x±s)表示，组间比较采用t检验，显著水平为α＝0．05。
2 实验结果
2．1 光镜下主动脉壁的改变 NC组主动脉各层结构完整，清晰，无钙化及脂肪沉淀。AS组主动脉切片可见内膜细胞增生，中膜平滑肌细胞增生、排列紊乱或隆起呈斑块状结构，有些部位中膜有明显的钙化形成，有些血管壁完全钙化或斑块内明显变性、坏死。见附图。
2．2 实验后各组血脂变化 如表1所示：AS组与NC组相比，TC、LDL显著升高(P<0．05)；TG、VLDL轻度升高，差异无显著性；HDL轻度下降趋势，差异无显著性。
2．3 心肌组织中CGRP、AngⅡ含量的变化 如表2和图1所示：心肌组织中CGRP含量AS组显著低于NC组(P<0．05)；ASATI、ASAT2与AS组相比有升高趋势，但差异无显著性；ASAT2组低于ASATl组，差异无显著性意义。心肌组织中AngⅡ含量AS组显著高于NC组(P<0．05)；ASATl组显著低于AS组(P<0．05)；ASAT2组显著高于ASATl组(P<0．05)。
3 分析与讨论
3．1 不同负荷有氧运动对大鼠动脉粥样硬化发生发展过程中心肌CGRP的影响 CGRP是调节心血管活动的重要神经递质之一，是迄今所知的人体最强的舒血管物质。CGRP对心肌具有正性变力变时的作用，可使心率加快，心肌收缩力增强，心输出量增加。有研究表明人类冠心病患者的血浆CGRP高于正常对照组，CGRP的升高可能是机体的一种代偿性反应，是为了拮抗动脉粥样硬化时ET等缩血管物质的增加，对机体具有一定的保护作用。本实验发现AS组心肌CGRP显著低于NC组。其中的机制一方面可能是由于动脉粥样硬化时虽然心肌产生CGRP多，但降解速度大于产生速度而引起最终的降低；另一方面可能是因为CGRP与其他舒血管物质之间存在某种相关途径，通过反馈机制引起CGRP下降，其具体机制尚不清楚。
李昭波等对大鼠进行为期10周的游泳训练，建立运动性心肌肥大模型，运动训练组心肌组织中CGRP的含量显著高于对照组，并认为CGRP在运动性的心肌肥大的形成具有重要的调节作用。本次实验建立的大鼠动脉粥样硬化结合有氧运动的动物模型中心肌CGRP变化情况与其心肌肥大模型有氧运动后的变化表现出相似的趋势。在ASATl和ASAT2组，心肌CGRP与AS组相比较有升高趋势但差异无显著性。说明有氧运动可以通过升高CGRP来扩张血管，缓解动脉粥 样硬化时血管弹性降低，心肌供血减少的状况，对机体具有一定的保护作用。目前认为CGRP对粥样硬化的动脉仍有扩张作用的机制可能是：1)CGRP对血管的直接作用；2)通过激活血管平滑肌细胞上K+—ATP通道来实现；3)细胞内第二信使CAMP介导作用。CAMP升高程度与血管扩张反应强弱密切相关；4)可能与CGRP能维持细胞内钙离子浓度的稳定，降低细胞膜钙离子通透性有关。CGRP还可促进内皮细胞内一氧化氮等舒血管因子的释放和细胞内外Na+／Ca2+交换，对保护血管内稳态，阻止动脉粥样硬化的进程具有积极的作用。一氧化氮合酶(NOS)为钙依赖性激酶，CGRP可以升高细胞内游离钙离子浓度，在钙调素的辅助作用下激活细胞内NOS，促使大量的L-精氨酸转变为NO，从而发挥其生物学作用。但有氧运动通过CGRP改善动脉粥样硬化的具体机制是通过哪条途径实现抑或是各途径的综合作用尚需进一步探讨。
本实验发现ASAT2组较ASATl组相比，心肌CGRP有下降趋势，差别无显著性。这可能是因为一方面去甲肾上腺素可抑制CGRP的分泌。ASAT2组CGRP比ASATI组低，可能是由于120min有氧运动导致体内儿茶酚胺浓度持续升高，抑制机体CGRP的分泌。另一方面，过度训练可以导致机体内ET分泌增加，在一定程度上反馈抑制了CGRP的释放。120min有氧运动引起ET分泌可能比60min要多，对CGRP的抑制更为明显，所以ASAT2组心肌CGRP水平较ASATl组低。仅就该指标衡量而言，60min比120min有氧运动可能更有利于动脉粥样硬化的改善，这可以为制定动脉粥样硬化运动处方提供一定的参考。提示制定运动处方时，应该结合实际考虑运动量的适度问题。
3．2 不同负荷有氧运动对大鼠动脉粥样硬化形成和发展过程中心肌AngⅡ含量的影响 血管紧张素Ⅱ的主要功能是收缩血管和促进醛固酮分泌。有研究表明运动性心肌肥大时，心肌AngⅡ显著升高，AngⅡ转换酶抑制剂可以明显减轻运动心肌肥大的发生。本实验中AS组和NC组相比，心肌组织中AngⅡ水平显著升高，这与运动性心肌肥大时心肌AngⅡ的变化情况是相似的。目前认为angⅡ可以明显刺激心肌细胞初级应答基因和胚胎基因表达，促进心肌细胞DNA和蛋白质合成增加110)。心肌局部血管紧张素Ⅱ也可以通过激活MAPK途径参与运动性心肌肥大。血管紧张素Ⅱ具体是通过哪条或哪几条途径调节动脉粥样硬化发生发展的，是否与运动性心肌肥大时的作用机理完全一致，尚有待进一步研究。
有实验显示正常大鼠在一般训练时心肌中AngⅡ水平显著高于正常组；但在过度训练情况下，各家报道不尽相同。有研究指出心肌局部AngⅡ显著低于正常组和一般训练组；也有实验显示心肌局部AngⅡ显著高于正常组和一般训练组。在本实验中，ASATl组心肌AngⅡ水平显著低于AS组，而ASAT2组心肌AngⅡ水平与AS组相比无明显变化，但是显著高于ASATl组。目前认为心肌局部的RAS与循环RAS的作用并不完全相同。心脏局部RAS发挥一种长期作用，除参与血管收缩作用外，还涉及结构上的适应性重塑反应。本实验中ASATl组心肌AngⅡ水平下降可能是由于在动脉粥样硬化时，心肌局部RAS已经参与了心肌的某些适应性重塑反应，使心肌局部AngⅡ消耗过多，虽然60min有氧运动可能会引起AngⅡ分泌增加，但是不足以代偿其消耗，故引起心肌局部AngⅡ显著下降。ASAT2组心肌AngⅡ较ASATl组显著升高可能是因为120min有氧运动与60min相比，机体处于更高的应激状态，儿茶酚胺类物质增加，促进心肌局部AngⅡ的合成和释放，最终导致AngⅡ的升高。升高的AngⅡ可以通过以下途径对心肌产生损害作用：1)AngⅡ与交感一肾上腺髓质相互促进，高浓度AngⅡ能增加后者对心脏的各种损害；2)A．gⅡ直接和间接通过趋化中性粒细胞，损伤冠状血管内皮，加重“内皮损伤一血管舒张因子减少一缺血一血管内皮进一步损伤”的恶性循环；3)高浓度AngⅡ干预心肌细跑跨膜转运，影响心肌细胞内钙稳定，导致钙超载，直接损害心肌；4)高浓度AngⅡ导致心肌缺氧，引发心肌细胞内自由基增多，加重心肌损伤。120min有氧运动组心肌AngⅡ比60min有氧运动组显著升高，仅就心肌AngⅡ水平而言，有氧运动时间越长，可能对机体产生的损害作用越大，这可以为制定动脉粥样硬化处方提供一定参考。由于影响循环中AngⅡ水平的因素较多，除血液动力学，神经因素外，还取决于血中肾素血管紧张素转换酶I和肽酶的活性，血管紧张素原的水平及各器官的摄取率。因此，不同负荷有氧运动对动脉粥样硬化时angⅡ的作用机制还有很多方面值得进一步探讨。
4 结 论
有氧运动对心肌组织中CGRP的影响并不显著，但60min有氧运动可以使心肌组织中AngⅡ水平显著降低。心肌组织中CGRP和AngⅡ的变化情况提示：60min有氧运动更有利于改善动脉粥样硬化，120min有氧训练并不能使其得到进一步的改善。仅就这两个指标衡量来看，并非运动时间越长，对动脉粥样硬化越有好处。