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摘 要：目的：研究运动性心肌肥厚引起的心肌细胞骨架重组与心功能改变之间的关系。方法：跑台法制备大鼠运动性心肌肥厚模型。大鼠分为正常对照组、训练8周组、训练12周组及训练12周停训8周组；检测各组血流动力学指标评价心功能；测定全心指数、左心指数评价心脏肥厚程度；酶法急性分离技术制备活体单个心肌细胞，免疫荧光法对活细胞的骨架主要成分微管进行染色，在激光共聚焦显微镜下比较重组前后细胞骨架形态的差异，并读取荧光强度对α－微管进行定量测定。结果：与A组比较，B、C两组HMI及LVM增加，HR减慢，LVSP、±dp/dtmax，均有升高，LVEDP降低；B、C两组进行比较，HR、LVSP及LVEDP差异无统计学意义，C组±dp/dtmax高于B组 ；两组细胞骨架发生了重组，微管数量增多，排列紧密，亮度明显较强，C组微管量高于B组。结论：运动性心肌肥厚引起了心功能的改变，心肌细胞骨架发生重组，重组后的细胞骨架排列紧密，微管含量增加，微管对心肌细胞的弹性强度起负调节作用，而对心肌黏性强度的负调节作用不明显。
关键词：运动性心肌肥厚；细胞微管；细胞骨架；心肌重塑；心功能；运动员心脏综合症；全心指数；左心指数
中图分类号：G804.2 文献标志码：A 文章编号：1007-3612（2012）11-0061-05
Effects of Microtubules Restructuring on Exercise Induced Myocardial Hypertrophy in Rats on Cardiac Function
ZHU Yingwei1，ZHANG Jing2，MAO Yigang1，XU Tao1
（1.P.E.Dept.，Bohai University，Jinzhou121000，Liaoning China；2.Provincial Key Laboratory of Cardiovasular and Cerebrovascular Drug Basic Research，Liaoning Medical College，Jinzhou 121001，Liaoning China）
Abstract：objective： Research the relationship between the changes on exercise myocardial hypertrophy of myocardial cells caused skeleton restructuring and heart function. Methods： Run a method manufactured a model of rats exercise myocardial hypertrophy. Rats were divided into normal group， 8 weeks training group， 12 weeks training group and 12 weeks training and 8 weeks suspension group. The researchers detected each hemodynamic for evaluating heart function， tested the whole heart index， left heart index to evaluate cardiac hypertrophy degree， made live single myocardial cells by enzymatic acute separate technology， dyed the microtubules of the skeleton of living cells by the method of immunofluorescence， compared cytoskeleton shape of differences of cells restructuring before and after under the confocal laser microscope， and read fluorescence intensity to measure the αmicrotubules quantitatively. Results： Compared with group A， group B and C witnessed increased in HMI and LVM， LVSP、±dp/dtmax of and decrease in HR and LVEDP； the differences about HR， LVS and LVEDP were no statistical significance in group B and C， group C were higher than group B in ± dp/dtmax， cytoskeleton happened restructuring in two groups， the number of microtubules had increased， arranged close together， gained stronger brightness. The total of microtubules of group C were higher than B. Conclusions： Exercise induced myocardial hypertrophy caused the change of heart function. Cytoskeleton of myocardial cells have restructured. Cytoskeleton arranged close together after reorganization. Microtubules purity increased. The microtubules had negative regulation effect on the elastic strength of myocardial cells， whereas the negative regulation was unconspicuous on myocardial adhesive strength. Key words： exercise induced myocardial hypertrophy； microtubules； cytoskeleton； cardiac remodeling； cardiac function；athletic heart syndrome； cardiac index； left cardiac index
心肌肥厚是心脏为了适应外界刺激出现的代偿反应，运动性心肌肥厚是心脏为了适应机体长期的运动刺激发生的代偿。最早由瑞典医生Henschen发现，那时把这种运动员特有的大心脏称为运动员心脏（athlete’s heart）。现代医学技术证实，长期从事体育运动的人确有心脏肥厚发生，同时伴有心功能改变，因此，也有人称之为运动员心脏综合症（athletic heart syndrome） ［1］。运动性心肌肥厚是运动训练中的普遍生理现象，由此引发的心功能改变可能是心功能的增强，有利于运动成绩的提高，也有可能为心源性疾病发病的隐患。目前对于运动性心肌肥厚的研究主要集中在神经体液调节方面（如血管紧张素、内皮素、Ca2+等），也有少量能量代谢方面的研究。有证据表明，在心肌肥厚样改变中，细胞骨架既作为转导通路，参与肥大信号转导，同时又能够接受细胞外的刺激信号，作为效应器参与肥大发生［2-3］。微管是细胞骨架的主要成分，在维持细胞形态、细胞内物质运输、有丝分裂期间染色体的隔离、收缩的调节、离子通道等多方面起着重要作用。本研究旨在探讨在由运动性心肌肥厚引发的心肌细胞骨架重组过程中，微管对心功能的调节作用。
1 材料与方法
1.1 动物 SpargueDawley（SD）大鼠，雌雄不限，2月龄，体重220～250 g，由辽宁医学院动物实验中心提供，动物合格证号：SCXK（辽）20030007。
1.2 药品、试剂和仪器 一抗为抗Tubulin小鼠单克隆抗体，二抗为FITC标记山羊抗小鼠IgG（碧云天），其它试剂均为国产分析纯。BL-420E生物机能实验系统（成都泰盟科技有限公司），动物跑台（国产），TGL-16G低温高速离心机（日本日立公司），改良的Langendorff心脏灌流装置（国产），激光共聚焦显微镜（德国）。
1.3 实验动物分组和模型制备 分组方法：SD大鼠220～250 g（由辽宁医学院实验动物中心提供）40只，雌雄不限，分为A、B、C、D四组每组10只，随机分配。A组常规饲养不进行训练；B组跑台训练8周；C组跑台训练12周；D组跑台训练12周后停训8周。造模方法：参考《跑台运动在动物实验研究中的应用》［4］，根据实际情况略有改动。训练组进行跑台训练，最初以跑台斜度6%，速度15 m/min，每天15 min，使动物熟悉跑台运动，5 d后开始递增负荷，分别隔日增加速度3 m/min，时间3 min，到速度达28 m/min，时间达60 min，再将跑台斜度调至10%，维持上述负荷（70%～80%VO2max）至训练结束。B组、C组训练周期结束后检测各项指标，D组停止训练8周后检测，A组和B组同时检测。
1.4 血流动力学指标 大鼠称质量后，腹腔注射肝素600 U及10%水合氯醛0.3 mL/100 g，麻醉后固定，插人气管插管，开通呼吸机。经左颈总动脉插管至左心室腔内，导管另端接压力换能器，即可描记左心室压力曲线，将压力曲线的电信号输入BL-420E生物机能实验系统，便可检测心率、左心室收缩压（LVSP）、左心室舒张末压（LVEDP）、左心室最大收缩速率（+dp/dtmax）、最大舒张速率（dp/dtmax）数据。
1.5 全心质量指数和左室质量指数测定 心功能检测完毕后，开胸取心，置入4 ℃95%O2+5%CO2饱和的KB液漂洗，再用Langendorff装置进行逆向灌流充分清洗后，取全心于冰浴培养皿中，迅速剔除非心肌组织，吸干多余水分，称重，再剪去右心室游离壁，取左室及室间隔称重，并计算全心质量指数（heart mass index，HMI）=全心质量（mg）/体质量（g）、左室质量指数（leftventricular mass index，LVMI）=左心室质量（mg）/体质量（g），以此反映心肌肥厚的程度。
1.6 激光共聚焦显微镜观察心肌细胞骨架重组及微管含量变化 酶法急性分离技术制备活体心肌细胞：将大鼠腹腔注射肝素600 U及10 %水合氯醛0.3 mL/100 g，麻醉后，快速开胸取出心脏，置于4 ℃的台氏液中，之后通过与主动脉根部的连结将体外大鼠心脏悬挂于Langendorff灌流装置上，以台氏液8 mL/min连续灌流5 min，洗去心脏残血，然后用无钙台氏液灌流10 min至心脏停搏后，用含0.3 mg/mL胶原酶Ⅱ的无钙台氏液灌流分离大鼠单个心室肌细胞，当心脏变软、色泽变浅时，开始剪取心肌组织。将取下的心室肌组织置于装有细胞保存液的试管中，用吸管轻轻吹打，使之分散成单个细胞，弃除大块组织，置于4 ℃冰箱，待免疫荧光染色用。所有液体均用95 %O2+5 %CO2饱和，温度保持在（37±0.5 ）℃。
αTubulin免疫荧光染色：将活细胞悬液滴在经过防脱处理的载玻片上，立即进行免疫荧光染色，免疫荧光染色操作方法详见试剂盒说明书。
激光共聚焦显微镜观察细胞骨架（α微管）的形态改变：将荧光染色切片置于激光共聚焦显微镜下，αTubulin的激发波长为492 nm，最大发射波长为520 nm，观察细胞骨架形态改变。通过激光共聚焦显微镜读取细胞α微管荧光强度，通过荧光强度对α微管定量。读取荧光强度时采用单盲法。
1.7 统计学分析 应用SPSS13.0统计分析软件，所有数据均以均数±标准差（M±SD）表示。统计学处理采用单因素方差OneWay ANOVA分析，方差齐采用LSD进行多重比较。方差不齐采用Dunnett’sT3法进行多重比较。P<0.05有差异有统计学意义，P<0.01有显著性差异，P>0.05差异无统计学意义。 2 结 果
2.1 全心质量指数和左室质量指数测定 表1结果显示，与A组比较，B组和C组HMI及LVM增加；D组改变无统计学意义。表明运动训练组大鼠心脏整体形态发生改变，已经出现显著左心室肥厚，且这种改变具有可复性。
注：A组：空白对照组；B组：跑台训练8周；C组：跑台训练12周；D组：跑台训练12周后停训8周。*P<0.05，**P<0.01与空白对照组比较。以下各图表同。
2.2 血流动力学指标 如表2，图1、2结果所示，经过不同周期的跑台训练，大鼠心脏血流动力学发生改变。与A组相比，B、C两组HR减慢，LVSP、±dp/dtmax，均有升高，LVEDP降低。D组各数据与A组的差异无统计学意义。B、C两组进行比较，HR、LVSP及LVEDP差异无统计学意义，C组±dp/dtmax高于B组。
2.3 激光共聚焦显微镜观察心肌细胞骨架重组及αTubulin定量分析 如图3所示，A图为正常的心肌细胞骨架，B、C图的细胞细胞骨架发生了重组，
微管数量增多，排列紧密，亮度明显较强。D图与A图差异不大。采用单盲法读数各组细胞荧光强度，每组取20个细胞荧光强度数据，计算均值，所得结果见表3。比较各组αTubulin荧光强度均值，B组比A组高出124%； C组，比A组高出242%，比B组还高出52%；D组与A组无差异。
D组2.85±0.54
3 讨 论
运动性心肌肥厚发生后，心功能发生改变，导致这种改变的因素十分复杂。血流动力学指标能够准确的描述心功能的变化，我们可以根据血流动力学指标的改变对心功能做出评价。本研究结果显示，跑台训练组大鼠的心率、LVEDP下降，LVSP和±dp/dtmax均有上升，表明心脏的供血能力得到了提高，收缩舒张功能均有增强。在延长训练周期后，心脏LVSP、LVEDP的改变幅度不明显，±dp/dtmax仍然继续升高。在通过对心肌细胞的αTubulin染色后发现，发生运动性心肌肥厚的细胞发生了细胞骨架的重组，微管的排列比正常心肌细胞的紧密，微管的量明显增加。对上述结果进行分析，由运动性心肌肥厚导致的心脏的LVSP上升，心率、LVEDP下降，表明心脏的每搏输出量增加，心肌的最大变形能力提高。±dp/dtmax的升高表明心脏在单位时间内收缩和舒张的幅度增加，即心肌的最大变形速度增加。这是心脏对运动的适应性代偿，是心脏供血能力增加，心功能提高的表现。心肌细胞的收缩与舒张是两种相反却联系紧密的能力，这两种能力在同一细胞上的综合表现，即为心肌的顺应性。它是心肌黏弹力学特性的综合表现，它由心肌弹性强度和黏性强度决定，前者决定心肌的最大形变程度，后者决定心肌的最大变形速度，而心肌细胞骨架网络的改变对二者均可产生重要影响［5-6］。
细胞骨架由微管（microtubule）、微丝（microfilament）和中间纤维（intemediate filament）构成。其作用是维持细胞的基本形态，在细胞的收缩、运动、内部物质运输、能量与信息传递、基因表达、以及细胞的分裂、分化和凋亡中，都起着关键作用［7-8］。其中微管是真核细胞骨架的主要成分，是维持细胞形态、细胞内物质运输、有丝分裂期间染色体的隔离等方面的重要保证。微管也涉及心肌细胞的一些特殊功能，包括收缩的负调节、离子通道、受体再循环和肌节结构完整性等［9-10］。微管分为两个亚型，α微管（αTubulin）和β微管（βTubulin），具体功能差异尚不明确。在一些因素作用下，如心脏前后负荷的增加及内分泌调节等可导致心肌细胞骨架重组。因此我们推测，微管的增加有如下几方面作用：1）固定发生肥大的膜性细胞器（membraneenclosed organelle），维持细胞基本形态；2）作为膜泡运输的导轨，它的增加可以提高能量及信息传递效率，加强肥大细胞内部的物质运输能力；3）抑制心肌细胞过度变形，即收缩的负调节。本研究结果显示，±dp/dtmax随着运动周期的延长持续升高，但未观察到LVSP的持续升高及LVEDP的持续降低。这表明当LVSP、LVEDP升高或降低到一定程度后，不再继续变化，由±dp/dtmax持续升高继续提供代偿。这种变化的机制可能与微管对心肌收缩的负调节有关，且这种负调节对心肌弹性强度的作用较强，即对心肌最大变形能力的抑制，而对黏性强度的调节很弱，即对最大变形速度无显著抑制作用。
当停止训练8周后，运动这个原始诱因解除，心脏的肥厚程度、心功能和细胞骨架又恢复到初始状态。这种改变的可逆性是运动性心肌肥厚区别于病理性心脏肥厚的一个重要特征，表明我们的动物模型成功，未转化成病理性心脏肥厚。
综上所述，运动性心肌肥厚引起了心功能的改变，其血流动力学特征为心率、LVEDP下降，LVSP和±dp/dtmax均有上升；且±dp/dtmax随着运动周期的延长持续升高，LVSP、LVEDP升高或降低到一定程度就无明显变化。心肌细胞骨架发生重组，重组后的细胞骨架排列紧密，这些改变与心肌细胞的力学特性密切相关，微管含量的增加对心肌细胞的弹性强度起负调节作用，而对心肌黏性强度的负调节作用不明显。
参考文献：
［1］ 常芸.运动员心脏的热点问题与研究进展［J］.体育科学，2010，30（10）：70-79.
［2］ Bronzwaer JG， PaulusWJ. Matrix， cytoskeleton， or myofilaments：which one to blame for diastolic left ventricular dysfunction？ ［J］.Prog Cardiovasc Dis， 2005， 47 （4） ： 276～284.
［3］ Cooper G 4 th. Cytoskeletal networks and the regulation of cardiac contractility： microtubules， hypertrophy， and cardiac dysfunction ［J］. Am J Physiol Heart Circ Physiol， 2006， 291 （3） ： 1003～1014.
［4］ 姚璐，张缨，张连峰.跑台运动在动物实验研究中的应用［J］. 中国比较医学杂志，2010，20（6）：75-81。
［5］ Bupha Intr T， Holmes JW， Janssen PM. Induction of hypertrophy in vitro bymechanical loading in adult rabbitmyocardium［J］. Am J Physiol Heart Circ Physiol， 2007， 293 （6） ： 3759～3767.
［6］ 牟娇，何作云，冯兵.细胞骨架对肥大心肌细胞生物力学特性的作用研究［J］. 中国微循环，2009，13（3）：148-153.
［7］ 韩贻仁.分子细胞生物学·第二版［M］. 北京：科学出版社，2002：243-287.
［8］ Dinsdale D，Lee JC，Dewson G，er al.Intermediate filaments conirol the intracellular distribution of caspases during apoptosis［J］. Am J Pathol.2004；164：395-407.
［9］ Gomez AM，Kerfant BG，Vassort G.Mierotubule disruption modulates Ca2+ signaling in rat cardlae myoeytes［J］.Circ Res.2000，86：30-36.
［10］ Webster DR.Mierotubules in cardiae toxieity and disease［J］. Cardiovase Toxieol，2002；2：75-89.
关键词：运动性心肌肥厚；细胞微管；细胞骨架；心肌重塑；心功能；运动员心脏综合症；全心指数；左心指数
中图分类号：G804.2 文献标志码：A 文章编号：1007-3612（2012）11-0061-05
Effects of Microtubules Restructuring on Exercise Induced Myocardial Hypertrophy in Rats on Cardiac Function
ZHU Yingwei1，ZHANG Jing2，MAO Yigang1，XU Tao1
（1.P.E.Dept.，Bohai University，Jinzhou121000，Liaoning China；2.Provincial Key Laboratory of Cardiovasular and Cerebrovascular Drug Basic Research，Liaoning Medical College，Jinzhou 121001，Liaoning China）
Abstract：objective： Research the relationship between the changes on exercise myocardial hypertrophy of myocardial cells caused skeleton restructuring and heart function. Methods： Run a method manufactured a model of rats exercise myocardial hypertrophy. Rats were divided into normal group， 8 weeks training group， 12 weeks training group and 12 weeks training and 8 weeks suspension group. The researchers detected each hemodynamic for evaluating heart function， tested the whole heart index， left heart index to evaluate cardiac hypertrophy degree， made live single myocardial cells by enzymatic acute separate technology， dyed the microtubules of the skeleton of living cells by the method of immunofluorescence， compared cytoskeleton shape of differences of cells restructuring before and after under the confocal laser microscope， and read fluorescence intensity to measure the αmicrotubules quantitatively. Results： Compared with group A， group B and C witnessed increased in HMI and LVM， LVSP、±dp/dtmax of and decrease in HR and LVEDP； the differences about HR， LVS and LVEDP were no statistical significance in group B and C， group C were higher than group B in ± dp/dtmax， cytoskeleton happened restructuring in two groups， the number of microtubules had increased， arranged close together， gained stronger brightness. The total of microtubules of group C were higher than B. Conclusions： Exercise induced myocardial hypertrophy caused the change of heart function. Cytoskeleton of myocardial cells have restructured. Cytoskeleton arranged close together after reorganization. Microtubules purity increased. The microtubules had negative regulation effect on the elastic strength of myocardial cells， whereas the negative regulation was unconspicuous on myocardial adhesive strength. Key words： exercise induced myocardial hypertrophy； microtubules； cytoskeleton； cardiac remodeling； cardiac function；athletic heart syndrome； cardiac index； left cardiac index
心肌肥厚是心脏为了适应外界刺激出现的代偿反应，运动性心肌肥厚是心脏为了适应机体长期的运动刺激发生的代偿。最早由瑞典医生Henschen发现，那时把这种运动员特有的大心脏称为运动员心脏（athlete’s heart）。现代医学技术证实，长期从事体育运动的人确有心脏肥厚发生，同时伴有心功能改变，因此，也有人称之为运动员心脏综合症（athletic heart syndrome） ［1］。运动性心肌肥厚是运动训练中的普遍生理现象，由此引发的心功能改变可能是心功能的增强，有利于运动成绩的提高，也有可能为心源性疾病发病的隐患。目前对于运动性心肌肥厚的研究主要集中在神经体液调节方面（如血管紧张素、内皮素、Ca2+等），也有少量能量代谢方面的研究。有证据表明，在心肌肥厚样改变中，细胞骨架既作为转导通路，参与肥大信号转导，同时又能够接受细胞外的刺激信号，作为效应器参与肥大发生［2-3］。微管是细胞骨架的主要成分，在维持细胞形态、细胞内物质运输、有丝分裂期间染色体的隔离、收缩的调节、离子通道等多方面起着重要作用。本研究旨在探讨在由运动性心肌肥厚引发的心肌细胞骨架重组过程中，微管对心功能的调节作用。
1 材料与方法
1.1 动物 SpargueDawley（SD）大鼠，雌雄不限，2月龄，体重220～250 g，由辽宁医学院动物实验中心提供，动物合格证号：SCXK（辽）20030007。
1.2 药品、试剂和仪器 一抗为抗Tubulin小鼠单克隆抗体，二抗为FITC标记山羊抗小鼠IgG（碧云天），其它试剂均为国产分析纯。BL-420E生物机能实验系统（成都泰盟科技有限公司），动物跑台（国产），TGL-16G低温高速离心机（日本日立公司），改良的Langendorff心脏灌流装置（国产），激光共聚焦显微镜（德国）。
1.3 实验动物分组和模型制备 分组方法：SD大鼠220～250 g（由辽宁医学院实验动物中心提供）40只，雌雄不限，分为A、B、C、D四组每组10只，随机分配。A组常规饲养不进行训练；B组跑台训练8周；C组跑台训练12周；D组跑台训练12周后停训8周。造模方法：参考《跑台运动在动物实验研究中的应用》［4］，根据实际情况略有改动。训练组进行跑台训练，最初以跑台斜度6%，速度15 m/min，每天15 min，使动物熟悉跑台运动，5 d后开始递增负荷，分别隔日增加速度3 m/min，时间3 min，到速度达28 m/min，时间达60 min，再将跑台斜度调至10%，维持上述负荷（70%～80%VO2max）至训练结束。B组、C组训练周期结束后检测各项指标，D组停止训练8周后检测，A组和B组同时检测。
1.4 血流动力学指标 大鼠称质量后，腹腔注射肝素600 U及10%水合氯醛0.3 mL/100 g，麻醉后固定，插人气管插管，开通呼吸机。经左颈总动脉插管至左心室腔内，导管另端接压力换能器，即可描记左心室压力曲线，将压力曲线的电信号输入BL-420E生物机能实验系统，便可检测心率、左心室收缩压（LVSP）、左心室舒张末压（LVEDP）、左心室最大收缩速率（+dp/dtmax）、最大舒张速率（dp/dtmax）数据。
1.5 全心质量指数和左室质量指数测定 心功能检测完毕后，开胸取心，置入4 ℃95%O2+5%CO2饱和的KB液漂洗，再用Langendorff装置进行逆向灌流充分清洗后，取全心于冰浴培养皿中，迅速剔除非心肌组织，吸干多余水分，称重，再剪去右心室游离壁，取左室及室间隔称重，并计算全心质量指数（heart mass index，HMI）=全心质量（mg）/体质量（g）、左室质量指数（leftventricular mass index，LVMI）=左心室质量（mg）/体质量（g），以此反映心肌肥厚的程度。
1.6 激光共聚焦显微镜观察心肌细胞骨架重组及微管含量变化 酶法急性分离技术制备活体心肌细胞：将大鼠腹腔注射肝素600 U及10 %水合氯醛0.3 mL/100 g，麻醉后，快速开胸取出心脏，置于4 ℃的台氏液中，之后通过与主动脉根部的连结将体外大鼠心脏悬挂于Langendorff灌流装置上，以台氏液8 mL/min连续灌流5 min，洗去心脏残血，然后用无钙台氏液灌流10 min至心脏停搏后，用含0.3 mg/mL胶原酶Ⅱ的无钙台氏液灌流分离大鼠单个心室肌细胞，当心脏变软、色泽变浅时，开始剪取心肌组织。将取下的心室肌组织置于装有细胞保存液的试管中，用吸管轻轻吹打，使之分散成单个细胞，弃除大块组织，置于4 ℃冰箱，待免疫荧光染色用。所有液体均用95 %O2+5 %CO2饱和，温度保持在（37±0.5 ）℃。
αTubulin免疫荧光染色：将活细胞悬液滴在经过防脱处理的载玻片上，立即进行免疫荧光染色，免疫荧光染色操作方法详见试剂盒说明书。
激光共聚焦显微镜观察细胞骨架（α微管）的形态改变：将荧光染色切片置于激光共聚焦显微镜下，αTubulin的激发波长为492 nm，最大发射波长为520 nm，观察细胞骨架形态改变。通过激光共聚焦显微镜读取细胞α微管荧光强度，通过荧光强度对α微管定量。读取荧光强度时采用单盲法。
1.7 统计学分析 应用SPSS13.0统计分析软件，所有数据均以均数±标准差（M±SD）表示。统计学处理采用单因素方差OneWay ANOVA分析，方差齐采用LSD进行多重比较。方差不齐采用Dunnett’sT3法进行多重比较。P<0.05有差异有统计学意义，P<0.01有显著性差异，P>0.05差异无统计学意义。 2 结 果
2.1 全心质量指数和左室质量指数测定 表1结果显示，与A组比较，B组和C组HMI及LVM增加；D组改变无统计学意义。表明运动训练组大鼠心脏整体形态发生改变，已经出现显著左心室肥厚，且这种改变具有可复性。
注：A组：空白对照组；B组：跑台训练8周；C组：跑台训练12周；D组：跑台训练12周后停训8周。*P<0.05，**P<0.01与空白对照组比较。以下各图表同。
2.2 血流动力学指标 如表2，图1、2结果所示，经过不同周期的跑台训练，大鼠心脏血流动力学发生改变。与A组相比，B、C两组HR减慢，LVSP、±dp/dtmax，均有升高，LVEDP降低。D组各数据与A组的差异无统计学意义。B、C两组进行比较，HR、LVSP及LVEDP差异无统计学意义，C组±dp/dtmax高于B组。
2.3 激光共聚焦显微镜观察心肌细胞骨架重组及αTubulin定量分析 如图3所示，A图为正常的心肌细胞骨架，B、C图的细胞细胞骨架发生了重组，
微管数量增多，排列紧密，亮度明显较强。D图与A图差异不大。采用单盲法读数各组细胞荧光强度，每组取20个细胞荧光强度数据，计算均值，所得结果见表3。比较各组αTubulin荧光强度均值，B组比A组高出124%； C组，比A组高出242%，比B组还高出52%；D组与A组无差异。
D组2.85±0.54
3 讨 论
运动性心肌肥厚发生后，心功能发生改变，导致这种改变的因素十分复杂。血流动力学指标能够准确的描述心功能的变化，我们可以根据血流动力学指标的改变对心功能做出评价。本研究结果显示，跑台训练组大鼠的心率、LVEDP下降，LVSP和±dp/dtmax均有上升，表明心脏的供血能力得到了提高，收缩舒张功能均有增强。在延长训练周期后，心脏LVSP、LVEDP的改变幅度不明显，±dp/dtmax仍然继续升高。在通过对心肌细胞的αTubulin染色后发现，发生运动性心肌肥厚的细胞发生了细胞骨架的重组，微管的排列比正常心肌细胞的紧密，微管的量明显增加。对上述结果进行分析，由运动性心肌肥厚导致的心脏的LVSP上升，心率、LVEDP下降，表明心脏的每搏输出量增加，心肌的最大变形能力提高。±dp/dtmax的升高表明心脏在单位时间内收缩和舒张的幅度增加，即心肌的最大变形速度增加。这是心脏对运动的适应性代偿，是心脏供血能力增加，心功能提高的表现。心肌细胞的收缩与舒张是两种相反却联系紧密的能力，这两种能力在同一细胞上的综合表现，即为心肌的顺应性。它是心肌黏弹力学特性的综合表现，它由心肌弹性强度和黏性强度决定，前者决定心肌的最大形变程度，后者决定心肌的最大变形速度，而心肌细胞骨架网络的改变对二者均可产生重要影响［5-6］。
细胞骨架由微管（microtubule）、微丝（microfilament）和中间纤维（intemediate filament）构成。其作用是维持细胞的基本形态，在细胞的收缩、运动、内部物质运输、能量与信息传递、基因表达、以及细胞的分裂、分化和凋亡中，都起着关键作用［7-8］。其中微管是真核细胞骨架的主要成分，是维持细胞形态、细胞内物质运输、有丝分裂期间染色体的隔离等方面的重要保证。微管也涉及心肌细胞的一些特殊功能，包括收缩的负调节、离子通道、受体再循环和肌节结构完整性等［9-10］。微管分为两个亚型，α微管（αTubulin）和β微管（βTubulin），具体功能差异尚不明确。在一些因素作用下，如心脏前后负荷的增加及内分泌调节等可导致心肌细胞骨架重组。因此我们推测，微管的增加有如下几方面作用：1）固定发生肥大的膜性细胞器（membraneenclosed organelle），维持细胞基本形态；2）作为膜泡运输的导轨，它的增加可以提高能量及信息传递效率，加强肥大细胞内部的物质运输能力；3）抑制心肌细胞过度变形，即收缩的负调节。本研究结果显示，±dp/dtmax随着运动周期的延长持续升高，但未观察到LVSP的持续升高及LVEDP的持续降低。这表明当LVSP、LVEDP升高或降低到一定程度后，不再继续变化，由±dp/dtmax持续升高继续提供代偿。这种变化的机制可能与微管对心肌收缩的负调节有关，且这种负调节对心肌弹性强度的作用较强，即对心肌最大变形能力的抑制，而对黏性强度的调节很弱，即对最大变形速度无显著抑制作用。
当停止训练8周后，运动这个原始诱因解除，心脏的肥厚程度、心功能和细胞骨架又恢复到初始状态。这种改变的可逆性是运动性心肌肥厚区别于病理性心脏肥厚的一个重要特征，表明我们的动物模型成功，未转化成病理性心脏肥厚。
综上所述，运动性心肌肥厚引起了心功能的改变，其血流动力学特征为心率、LVEDP下降，LVSP和±dp/dtmax均有上升；且±dp/dtmax随着运动周期的延长持续升高，LVSP、LVEDP升高或降低到一定程度就无明显变化。心肌细胞骨架发生重组，重组后的细胞骨架排列紧密，这些改变与心肌细胞的力学特性密切相关，微管含量的增加对心肌细胞的弹性强度起负调节作用，而对心肌黏性强度的负调节作用不明显。
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