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研究目的：高血压是人类常见的慢性心血管疾病,其并发症严重影响人类的健康。长期持续的高血压可以使心脏的功能下降和心肌的结构受损,因此研究高血压早期症状及其预防高血压并发症的发生有很大的意义。已有研究发现SHR大鼠心肌存在线粒体功能障,表现为SHR大鼠心肌线粒体呼吸内膜上ATP合成酶活性的降低。适宜负荷强度的运动可以通过上调老龄大鼠呼吸链酶的活性进而增强线粒体的功能,但运动是否可以通过上调SHR大鼠心肌线粒体复合酶的活性,改善线粒体功能,进而提高心脏功能和减轻心肌损伤的研究未见报道。因此,本实验通过构建长期有氧运动SHR大鼠模型,观察有氧运动对SHR大鼠心肌线粒体呼吸链酶Ⅰ～Ⅳ活性以及心肌线粒体氧自由基代谢指标的影响,初步探讨有氧运动对SHR大鼠心肌线粒体的保护作用和机制,为有氧运动预防和治疗高血压的提供一定的理论依据。研究方法：选用四周龄SHR大鼠20只随机分为SHR安静组9只,SE运动组11只；选用四周龄WKY大鼠16只随机分为WKY安静组7只,WE运动组9只。分笼饲养,每笼4—5只,室温20℃—22℃,相对湿度40%—55%,光照时间10h/d,自由饮水进食。训练前进行一周的适应性训练,训练方式游泳运动,第一天10分钟,第二天20分钟,一直到第六天60分钟。长期有氧运动SHR模型构建采用九周游泳运动,每晚7点开始。第1、2周训练60min,第3、4、 5、6周90min,第7、89周120min。九周游泳运动结束12h后,灌胃葡萄糖法测定葡萄糖耐受性以及注射胰岛素测定胰岛素敏感性。24h后血流动力学分析左室最大收缩压、舒张压及其心率等心脏功能指标,用透射电镜观察各组大鼠心肌线粒体及心肌的超微结构,后期通过分光光度法测定大鼠心肌线粒体呼吸链酶Ⅰ～Ⅳ活性以及氧自由基指标。研究结果：1.九周有氧运动后,大鼠体重出现不同程度的增加。WKY大鼠体重从133.43±2.93(g)生长到282.87±20.50(g),增长112%,SHR大鼠体重从112.08±3.64(g)生长到271.79±7.56(g),增长142%(与WKY大鼠相比,增长速率明显升高)；WE大鼠体重从136.62±4.40(g)生长到257.59±10.50(g),增长89%,(与WKY大鼠相比,增长速率明显降低)；SE大鼠体重从111.85±6.35(g)生长到251.31±16.20(g),增长124%(与SHR大鼠相比,体重增长速率明显降低),表明有氧运动可以明显的抑制大鼠体重的增长速度。同龄各组大鼠体重存在明显的差异性,与WKY大鼠相比,SHR大鼠体重明显低于WKY大鼠体重(P<0.01)；与SHR大鼠相比,SE大鼠体重明显低于SHR大鼠体重,且从第6周开始出现显著性差异(P<0.01)。表明有氧运动可以明显降低SHR大鼠体重的增长。2. OGTT测试发现,与WKY大鼠相比,SHR大鼠血糖在60min、90min和120min恢复速率显著降低。WE大鼠血糖在60min、90min和120min恢复速率有所提高,但无显著性差异。与SHR大鼠相比,SE大鼠血糖在60min、90min和120min恢复速率明显提高,且在120min时有显著性差异。表明SHR大鼠的糖耐量降低,而有氧运动可以提高SHR大鼠的糖耐量水平。3.IST测试发现,SHR大鼠血糖水平在胰岛素注射后下降幅度明显低于WKY大鼠,分别在30min(P<0.01)和60min(P<0.05)。WE大鼠与WKY大鼠相比,血糖下降幅度有所降低但无差异性。与SHR大鼠相比,SE大鼠血糖水平在胰岛素注射后下降幅度明显变大,分别在30min(P<0.01)和60 min(P<0.05)。表明有氧运动可以提高SHR大鼠胰岛素敏感性。4.心肌超微结构观察显示,与WKY大鼠相比,WE大鼠左室心肌纤维排列更整齐,肌节结构完整,细胞核结构完整,而SHR大鼠心肌纤维排列紊乱,肌节结构形态异常,核结构部分缺失、不完整,线粒体无规则排列,数量减少。与SHR大鼠相比,SE大鼠左室心肌纤维排列明显整齐,肌节结构完整,细胞核结构明显变好,线粒体数量增加,排列有序。表明SHR大鼠左心室心肌受损,线粒体结构异常,而有氧运动可以减轻心肌损伤程度,改善线粒体的结构。5.血流动力学指标分析,与WKY大鼠相比,WE大鼠左室收缩压、舒张压和心率有下降趋势但无显著性差异,而SHR大鼠左室收缩压、舒张压和心率,均显著性升高(P<0.01)；与SHR大鼠相比,SE大鼠左室收缩压、舒张压和心率,均显著性降低,表明有氧运动可以增强SHR大鼠心脏功能。6.心肌线粒体呼吸链酶活性检测发现,与WKY大鼠相比,WE大鼠心肌线粒体复合酶活性均有升高,仅有复合酶Ⅰ活性上升具有显著性差异,而SHR大鼠心肌线粒体复合酶Ⅰ和Ⅳ活性明显降低(P<0.01),心肌线粒体复合酶Ⅱ和Ⅲ活性略有下降,但无显著性差异。与SHR大鼠相比,SE大鼠线粒体复合酶Ⅰ和Ⅳ活性显著性升高(P<0.01),而心肌线粒体复合酶Ⅱ和Ⅲ活性略有升高,但无显著性差异(P>0.05)。表明有氧运动可能通过提高心肌线粒体复合酶Ⅰ和Ⅳ的活性进而改善线粒体的功能。7.心肌线粒体自由基代谢指标分析,与WKY大鼠相比,WE大鼠心肌线粒体SOD活性明显升高,而SHR大鼠心肌线粒体SOD显著下降(P<0.01)。有氧运动以后,SE大鼠心肌线粒体SOD活性明显升高(p<0.01)。与WKY大鼠相比,WE大鼠心肌线粒体MDA有所下降,而SHR大鼠心肌线粒体MDA明显升高(P<0.01)；与SHR大鼠相比,SE大鼠MDA显著性下降(P<0.01)。表明有氧运动可以明显改善SHR大鼠心肌线粒体自由基水平。研究结论：1 SHR大鼠心肌纤维排列紊乱,结构缺失,心脏功能下降,心肌受损,心肌线粒体结构异常,线粒体复合酶活性降低,心肌线粒体氧自由基动态紊乱。2有氧运动可以通过改善SHR大鼠左心室心肌细胞超微结构,提高左室心肌功能、降低心率改善心脏功能。这可能和运动提高SHR大鼠心肌线粒体复合酶ⅠⅣ的活性,提高呼吸链功能,改善SHR大鼠心肌线粒体功能障碍,恢复机体氧自由基动态平衡有关。