关键词:
运动训练
Apelin/APJ系统
衰老
心肌能量代谢
摘要:
目的明确运动训练可以改善小鼠心脏衰老表型,了解运动训练对Apelin/APJ系统的影响及其与心脏衰老的关系,探讨运动训练通过Apelin/APJ系统影响心脏衰老的潜在机制。方法使用24周龄SPF级SAMP8小鼠(快速衰老品系)作为衰老小鼠模型;APJ拮抗剂F13A作为Apelin作用的拮抗剂,将48只体重在25-30 g的雄性SAMP8小鼠随机分为4组:1.不运动+盐水组(Sedentary-control Group,Sed-C组);2.不运动+F13A组(Sedentary-F13A Group,Sed-F组);3.运动+盐水组(Exercise training-control group,ET-C组);4.运动+F13A组(Exercise training-F13A group,ET-F组)。不运动组不作运动处理,运动组进行6周的中等强度跑台运动训练,运动强度为15米/分钟,60分钟/天,5天/周。F13A组每天腹腔注射75μg/kg的F13A溶液,盐水组每天腹腔注射75μg/kg的生理盐水。运动训练结束后取血并处死各组小鼠获取心脏组织,ELISA法检测各组小鼠的血清Apelin表达情况;心肌组织HE和MASSON染色检测衰老心肌组织学情况;免疫组化检测心肌组织的APJ表达情况;心肌组织WB检测衰老标志物(P16、P21)蛋白的表达;心肌组织WB和PCR检测能量代谢、线粒体自噬及线粒体动力相关标志物的表达。结果1.实验干预6周后,与Sed-C组相比,Sed-F组和ET-C组小鼠血清Apelin浓度升高;与Sed-C组相比,ET-C组小鼠心肌组织APJ含量增多。2.实验干预6周后,心肌组织形态结构改变和纤维化程度在Sed-F组最明显,Sed-C组和ET-F组次之,ET-C组最不明显;与Sed-C组相比,ET-C组小鼠心肌组织衰老标志物P16、P21的mRNA和蛋白表达减少,而与ET-C组相比,ET-F组小鼠心肌组织衰老标志物P16、P21的mRNA和蛋白表达增高。3.实验干预6周后,与Sed-C组相比,ET-C组小鼠心肌组织脂代谢标志物CPT-1A的蛋白和mRNA表达增高;与ET-C组相比,ET-F组小鼠心肌组织脂代谢标志物CPT-1A的蛋白和mRNA表达降低。各组小鼠心肌组织糖代谢标志物GLUT1的蛋白和mRNA表达没有显著差异。与Sed-C组相比,ET-C组小鼠心肌组织线粒体自噬标志物PINK、PARKIN的mRNA表达降低;而与ET-C组相比,ET-F组小鼠心肌组织线粒体自噬标志物PINK、PARKIN的mRNA表达没有显著差异。与Sed-C组相比,ET-C组小鼠心肌组织线粒体分裂相关分子FIS1和MFN的mRNA表达降低,而融合相关分子OPA1和DRP1的mRNA表达增高;与ET-C组相比,ET-F组小鼠心肌组织线粒体动力学标志物FIS1、MFN、OPA1、DRP1的mRNA表达没有显著差异。与Sed-C组相比,ET-C组小鼠心肌组织线粒体生物发生标志物PGC-1α的蛋白和mRNA表达增高,与ET-C组相比,ET-F组小鼠心肌组织线粒体生物发生标志物PGC-1α的蛋白和mRNA表达降低;与Sed-C组相比,ET-C组小鼠心肌组织线粒体生物发生标志物PPAR-α、NRF的mRNA表达没有显著差异;与ET-C组相比,ET-F组小鼠心肌组织线粒体生物发生标志物PPAR-α、NRF的mRNA表达没有显著差异。结论1.中等强度运动训练提高衰老小鼠血清Apelin浓度和心肌APJ表达;2.中等强度运动训练可以改善小鼠的心脏衰老表现,同时增加心肌脂代谢,增加线粒体生物发生,减少线粒体自噬,减少线粒体分裂和增加线粒体融合;3.中等强度运动训练可能通过激活Apelin/APJ系统改善脂代谢和线粒体生物发生最终改善心脏衰老表现。