观察力竭运动模型大鼠耐力运动训练后心脏沉默信息转录调控因子1(SIRT1)、乙酰化叉头转录因子1(Ac-FOXO1)的表达变化,探讨耐力运动训练心肌保护的作用机制。
方法将雄性Wistar大鼠按完全随机法分为4组,即对照组(n=20)、力竭运动组(力竭组,n=20)、耐力运动训练+力竭运动组(TE组,n=18)、耐力运动训练+Sirtinol(选择性SIRT1抑制剂)+力竭运动组(TSE组,n=17)。对照组和力竭组大鼠常规饲养5周。TE组和TSE组大鼠进行5周耐力运动训练(游泳),TSE组大鼠运动前30 min腹腔注射Sirtinol(2 mg/kg)。5周后,力竭组、TE组和TSE组大鼠各进行一次性力竭游泳运动。于力竭运动后留取各组大鼠心肌组织,分别采用实时荧光定量逆转录聚合酶链反应及Western blot法检测心肌SIRT1 mRNA和蛋白表达,Western blot法检测心肌Ac-FOXO1、抗凋亡蛋白Bcl-2和促凋亡蛋白Bax的表达,TUNEL法检测心肌细胞凋亡指数。
结果(1)各组大鼠心肌组织SIRT1 mRNA和蛋白表达:力竭组大鼠心肌组织SIRT1 mRNA表达水平明显低于对照组(P<0.01),TE组则明显高于力竭组(P<0.01),TSE组又明显低于TE组(P<0.01)。力竭组大鼠心肌组织SIRT1蛋白表达水平明显低于对照组(P<0.01),TE组则明显高于力竭组(P<0.01),TSE组又明显低于TE组(P<0.01)。(2)各组大鼠心肌组织Ac-FOXO1、Bcl-2和Bax的蛋白表达:力竭组大鼠心肌组织Bcl-2表达水平明显低于对照组(P<0.01),Ac-FOXO1和Bax则均明显高于对照组(P均<0.01)。TE组大鼠心肌组织Bcl-2蛋白表达水平则明显高于力竭组(P<0.01),Ac-FOXO1和Bax均明显低于力竭组(P均<0.01)。TSE组大鼠心肌组织Bcl-2蛋白表达水平又明显低于TE组(P<0.01),Ac-FOXO1和Bax均明显高于TE组(P均<0.01)。(3)各组大鼠心肌细胞凋亡指数:力竭组大鼠心肌细胞凋亡指数明显大于对照组[(42.10±1.47)%比(17.31±1.32)%,P<0.01],TE组[(15.69±1.81)%]则明显小于力竭组(P<0.01),而TSE组[(35.34±1.36)%]又明显大于TE组(P<0.01)。
结论耐力运动训练可以激活大鼠心脏SIRT1信号通路,上调SIRT1的表达,调节FOXO1的去乙酰化水平,抑制心肌细胞凋亡,从而发挥心肌保护作用。