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研究背景与目的:近些年来,随着人口老龄化的快速增长,人们越发关注机体的一些衰老现象,特别是心血管功能衰退、骨骼肌肌肉力量的下降以及老年性疾病比例增高的情况。为了能够延缓心肌衰老和减少衰老心脏疾病的产生,我们应该加强对心肌衰老的机制研究。本实验以衰老的炎性细胞因子学说为理论依据,通过对自然快速老化系列模型SAMP8小鼠进行高强度间歇训练(high intensity interval training,HIIT)干预,随后观察HIIT干预对SAMP8小鼠心肌组织炎性反应及相关细胞因子的影响,以此来探讨HIIT对延缓心肌衰老的作用。观察实验结果,研究HIIT对衰老心肌的是否具有抗炎效应,借此来为降低衰老心肌炎性反应水平提供进一步的理论依据。研究方法:本次实验选取4月龄雄性SAMR1小鼠20只,4月龄雄性SAMP8小鼠20只,体重约22-28g。所有小鼠1周适应性运动之后,将SAMR1小鼠随机分为2组:R1对照组(Normal Contral group,NC)、R1运动组(Normal HIIT group,NH);SAMP8小鼠随机分为2组:P8对照组(Model Contral group,MC)、P8运动组(Model HIIT group,MH),每组10只。每周训练3天,隔一天训练一次,共16周。训练时间为17:00~19:00,每周休息4天。第1周,所有小鼠都进行3次适应性训练,训练方案为:20min的5m/min的跑台训练。第2-16周,运动负荷设置为20m/min(1min)+8m/min(2min)为一组,循环16组,8组训练后中间休息10分钟,运动累计持续约1h。所有训练都保证跑台坡度为0度。适应性训练结束后,NH和MH组小鼠进行高强度间歇运动。16周后,将所有小鼠分别于末次训练结束24h后麻醉,取材。RT-PCR检测心肌:AMPKα2、Sirt1、NF-ΚB p65、TNF-α的mRNA相对表达水平;Western Blotting检测心肌:p-AMPKα2、Sirt1、NF-ΚB p65、TNF-α的蛋白相对表达量。使用数据处理软件GRAPHPAD PRISIM 8对所得结果进行数据分析,采用单因素方差分析的方法分析实验数据。研究结果:(1)在运动干预结束后,所有组小鼠体重均在实验后有所提升,每组平均上升4.66g。实验前后体重进行对比之后,NC组小鼠体重非常显著性上升(P<0.01)。(2)HE染色结果显示,NC组小鼠心肌细胞胞浆呈粉红色,细胞核呈蓝紫色,心肌纤维排列较为密集。NH组心肌纤维排列规整、聚集性良好,心肌细胞的形态以及胞浆、细胞间质和横(纵)纹,都属于组织正常状态。与NC组相比,MC组细胞纤维排列紊乱,细胞间隙增大,细胞炎性浸润增多。与NH组相比,MH组细胞断裂增多,纤维排列紊乱,细胞间隙增大,炎性浸润明显增多。(3)与NC组小鼠相比,NH组小鼠TNF-αmRNA表达非常显著性下降(P<0.01);MC组小鼠TNF-α蛋白表达非常显著性上升(P<0.01)。与MC组小鼠相比,MH组小鼠TNF-α蛋白表达显著性下降(P<0.05)。与NH组小鼠相比,MH组小鼠TNF-α蛋白表达非常显著性上升(P<0.05)。(4)与NC组小鼠相比,NH组小鼠AMPKα2蛋白表达显著性上升,MC组小鼠AMPKα2 mRNA表达和p-AMPKα2蛋白表达均非常显著性下降(P<0.01);与MC组小鼠相比,MH组小AMPKα2mRNA表达和p-AMPKα2蛋白表达均非常显著性下降(P<0.01);与NH组小鼠相比,MH组AMPKα2 mRNA表达和p-AMPKα2蛋白表达均显著性下降(P<0.05)。(5)与NC组小鼠相比,NH组小鼠Sirt1 mRNA表达非常显著性下降(P<0.01),MC组小鼠Sirt1蛋白表达显著性上升(P<0.05);与MC组小鼠相比,MH组小鼠Sirt1 mRNA表达非常显著性下降(P<0.01),MH组小鼠Sirt1蛋白表达显著性下降(P<0.05);与NH组小鼠相比,MH组小鼠Sirt1蛋白表达非常显著性上升(P<0.05)。(6)与NC组小鼠相比,NH组小鼠NF-κB p65 mRNA表达非常显著性下降(P<0.01),MC组小鼠NF-κB p65蛋白表达显著性上升(P<0.05);与MC组小鼠相比,MH组小鼠NF-κB p65 mRNA非常显著性下降(P<0.01),MH组小鼠蛋白表达显著性下降(P<0.05)。研究结论:(1)SAMP8小鼠与SAMR1小鼠的心肌炎性反应程度不同,主要是由于随着SAMP8小鼠的快速衰老,导致心肌的炎性反应加强。(2)HIIT能有效减少SAMP8小鼠心肌中促炎因子TNF-αmRNA和蛋白的表达,说明在HIIT干预心肌炎性反应的过程中,TNF-α的促炎效应得以抑制。(3)HIIT能够激活SAMP8小鼠心肌AMPK/Sirt1/NF-κB信号通路,可能是通过促进心肌中AMPK、Sirt1的表达,抑制NF-κB的激活,进而控制下游炎性基因的表达,延缓心肌的炎性衰老。