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研究目的:有氧运动可以有效减少心血管疾病的危险因子,降低心血管疾病的发病率和死亡率。高血压作为心血管疾病一种,其发病率日益升高。本室前期的研究发现,运动可以明显改善自发性高血压大鼠的心肌胰岛素抵抗,但其确切的作用机制尚不明确。本研究将在前期的研究基础之上,进一步探讨运动改善自发性高血压大鼠心肌胰岛素抵抗的作用及机制,为运动防治高血压提供实验基础及理论支持。研究方法:本文以4周龄的雄性大鼠为研究对象,总数25只,分为三组即:正常血压安静对照组为9只(WKY),自发性高血压安静组为8只(SHR),自发性高血压运动组为8只(SHR+E)。运动方式采用游泳运动,适应性训练一周之后,每周训练6天,每天训练90min,持续训练8周。运动完成后,进行口服葡萄糖耐量实验(OGTT)和胰岛素敏感性实验(IST),检测心肌血流动力学指标的的变化,HE染色观察自发性高血压大鼠心肌形态的变化,免疫组化和WesternBlot方法检测心肌组织PI3K、Akt、eNOS蛋白表达。实验结果:1.口服葡萄糖耐量实验(OGTT)表明,灌胃葡萄糖(2g/Kg体重)后,在90min与120min,SHR组大鼠与WKY组相比,血糖保持在较高的水平(p<0.05),而SHR+E组大鼠血糖与SHR组相比,有明显的下降,差异具有显著性(P<0.01);IST结果显示,腹腔注射胰岛素(0.5U/Kg体重),30min、60min和90min后,SHR组与WKY组相比,SHR组大鼠血糖高出9%,13%和18%(p<0.01);注射胰岛素30min、60min和90min后,SHR+E组与SHR组相比,SHR+E组大鼠血糖低6%,7%和14%,差异具有显著性(p<0.01)。说明SHR大鼠存在整体胰岛素抵抗,游泳训练后可以有效地提高其整体胰岛素敏感性。2.HE染色光学显微镜下观察发现,WKY组心肌细胞形态正常,肌丝密度大,在SHR大鼠,心肌细胞发生形态学改变,肌丝溶解,心肌细胞间出现较大条纹空隙;经运动干预后,SHR+E组大鼠,心肌细胞情况明显改善,心肌细胞形态有明显改善,心肌细胞间空隙减少;由此表明,8周游泳运动可显著地减轻受损的自发性高血压大鼠心肌细胞形态,使其得到修复。3.大鼠血流动力学结果表明,SHR组与WKY组相比,心率(HR)下降(p<0.01),平均动脉压(MABP)升高(p<0.001),左室收缩压(LVSP)升高(p<0.001),左室舒张末压升高(LVEDP)(p<0.001);经过8周游泳运动后,SHR+E组与SHR组相比,心率(HR)下降(p<0.01),平均动脉压(MABP)下降(p<0.05),左室收缩压(LVSP)升高(p<0.001),左室舒张末压下降(LVEDP)(p<0.05),左室内压力上升的最大速率(+dp/dt)升高(p<0.05),左室内压力下降的最大速率(-dp/dt)升高(p<0.01),说明运动干预使SHR大鼠心室的功能提高。4.免疫组化实验结果显示,各组大鼠心脏组织中PI3K,Akt,eNOS各有所表达,据其平均光密度值的结果显示,SHR组与WKY组相比,PI3K,Akt蛋白的表达减少(p<0.01),eNOS蛋白的表达减少,具有显著性差异(p<0.001);游泳运动后,SHR+E组与SHR组相比,PI3K蛋白的表达增加(p<0.01),Akt,eNOS蛋白的表达增加,差异具有显著性(p<0.001)。5.Western Blot结果显示,SHR组与WKY组大鼠相比,心肌中PI3K、Akt蛋白表达减少(P<0.01),eNOS表达减少,差异显著(P<0.001);通过游泳运动后,SHR+E组与SHR组相比,心肌组织中PI3K、Akt蛋白表达增加(P<0.01),eNOS蛋白的表达也增加,具有显著性差异(P<0.001),提示运动干预可能有效地上调PI3K/Akt/eNOS的信号通路。6.NO释放量的测试结果表明,SHR组与WKY组大鼠相比心肌组织中NO释放量减少(p<0.05);8周游泳运动干预后,SHR+E组与SHR组相比,心肌组织NO释放量增加,差异具有显著性(p<0.05);说明经游泳运动后可增加自发性高血压NO的释放量,而NO的释放量的增加,有可能与运动上调eNOS蛋白表达有关。结论:1.游泳运动可以有效地修复SHR大鼠心肌形态,改善心脏功能,降低心肌胰岛素抵抗,提高心肌胰岛素的敏感性,其机制可能与运动增加心肌组织PI3K,Akt,eNOS的表达进而上调PI3K/Akt信号通路有关。