关键词:
曲美他嗪
辛伐他汀
运动训练
骨骼肌
代谢调节
胰岛素抵抗
巨噬细胞极化
exosomes
Sonic Hedgehog
摘要:
研究背景以运动训练为主的心脏康复治疗是改善冠状动脉粥样硬化性心脏病(冠心病)患者预后的有效手段。运动训练能够增强冠心病患者运动耐量,降低心血管死亡率与住院率,显著提高生活质量。冠心病患者控制心绞痛症状后需要及早进行适当的运动训练,并在运动训练同时接受规范、有效的药物治疗。以他汀类药物为代表的调脂治疗是冠心病一级与二级预防的基石。然而,运动训练同时服用他汀类药物抵消了运动训练对运动耐量的获益作用。他汀类药物的骨骼肌不良反应导致患者运动耐量下降。他汀类药物引起的骨骼肌不良反应可以表现为肌肉酸痛、疲劳或痉挛,38%他汀类药物相关肌痛患者不能承受在中度以下日常活动。流行病学研究显示,他汀类药物骨骼肌不良反应发生率高达7%~29%。他汀类药物的不良反应是患者停药的主要原因,但是停用他汀类药物导致冠心病患者死亡率升高。因此需要探究他汀类药物导致运动能力降低的机制,并寻找有效的解决方法。线粒体功能障碍是他汀类药物相关骨骼肌损伤的主要机制。体外研究发现他汀类药物能够结合于线粒体电子传递链复合体Ⅲ的Q0的位点,阻断线粒体电子传递链,进而导致ATP产生减少且骨骼肌细胞氧化应激加重。能量供应减少与氧化应激最终导致骨骼肌纤维萎缩,骨骼肌功能明显受损。因此,改善骨骼肌线粒体功能是降低他汀相关骨骼肌损伤的关键。曲美他嗪能够调节线粒体功能,并增强骨骼肌的运动能力。研究显示,曲美他嗪能抑制棕榈酸造成的线粒体分裂并改善线粒体功能。心衰模型中曲美他嗪通过增强线粒体复合体活性与抑制线粒体电子漏保护心肌细胞。曲美他嗪对骨骼肌也有保护作用。研究发现曲美他嗪能够抑制饥饿和炎症因子引起的骨骼肌细胞萎缩和细胞骨架紊乱。另外临床研究显示,在传统抗心绞痛药物的基础上,早期加用曲美他嗪,能够增强稳定性心绞痛患者运动耐量,降低心绞痛发生频率。运动训练联合曲美他嗪更显著提高缺血性心脏病患者运动耐量。但曲美他嗪是否改善他汀类药物相关的运动能力下降尚无研究报道。为此,本研究以高脂喂养的ApoE-/-小鼠为研究对象,建立他汀类药物相关骨骼肌损伤动物模型,探讨曲美他嗪是否通过调节骨骼肌能量代谢改善他汀类药物相关运动能力下降。研究目的1.探讨运动训练中,曲美他嗪能否降低他汀类药物所致骨骼肌损伤,增强运动能力;2.明确曲美他嗪是否通过改善线粒体功能与调节能量代谢降低骨骼肌损伤。研究方法1.实验动物分组4周龄ApoE-/-小鼠高脂饮食喂养4周后称重,随机分为五组:对照组、运动组、运动+辛伐他汀组、运动+曲美他嗪组、运动+辛伐他汀+曲美他嗪组。运动组、运动+辛伐他汀组、运动+曲美他嗪组、运动+辛伐他汀+曲美他嗪组的小鼠进行8周的跑步训练,每周跑步训练5天。运动+辛伐他汀组小鼠在运动训练的基础上给予20mg/kg/d辛伐他汀灌胃。运动+曲美他嗪组小鼠在运动训练的基础上给予30mg/kg/d曲美他嗪灌胃。运动+辛伐他汀+曲美他嗪组小鼠在运动训练的基础上给予20mg/kg/d辛伐他汀与30mg/kg/d曲美他嗪灌胃。灌胃总时间为8周。2.运动能力检测试验末检测各组小鼠运动能力。单杠实验:准备45cm×45cm铁丝网,铁丝粗2mm,网格18mm。铁丝网悬于软垫上方50cm。小鼠置于铁丝网中心,经头侧翻转铁丝网,计算小鼠力竭掉落时间。每只小鼠检测3次,计算平均值,每次试验间隔20min以上。拉力检测:训练小鼠双上肢拉紧测力计,轻拉小鼠尾使小鼠腾空直至小鼠上肢离开测力计,记录测力计显示数值。检测3次,计算平均值。运动耐力检测:采用平台式跑步机进行耐力检测。起始运动速度13m/min,每3min速度增加2m/min,起始跑道坡度为0°,每3min坡度增加2°直至14°。纪录小鼠力竭时运动时间与运动距离。3.血液指标检测小鼠心尖取血约1mL,肝素抗凝,2 000rpm4℃离心15min,分离血浆。拜耳1650血生化自动检测仪检测血浆葡萄糖、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、甘油三酯与游离脂肪酸水平。采用试剂盒检测血浆CK、乳酸水平。4.病理学检测对腓肠肌进行HE染色观察骨骼肌形态改变。Laminin免疫荧光观察中心核纤维水平。Slow MyHC与Fast MyHC免疫荧光检测肌纤维分型。对腓肠肌进行PAS染色观察骨骼肌糖原含量。Gomori染色检测碎裂红纤维(RRF)水平。5.骨骼肌线粒体功能检测提取骨骼肌线粒体,采用试剂盒检测线粒体复合体Ⅲ、柠檬酸合酶活性,JC-1检测线粒体膜电位。6.骨骼肌氧化应激水平检测提取骨骼肌线粒体,Amplex Red检测线粒体内过氧化氢水平;腓肠肌组织制成匀浆,检测SOD与GSH/GSSG水平。结果1.运动训练与辛伐他汀对ApoE-/-小鼠的血脂、CK水平的影响与对照组相比,运动组ApoE-/-小鼠血脂、CK水平无显著变化;与运动组相比,运动+辛伐他汀组ApoE-/-