間歇有氧運動降低血壓的機制

李宏偉，王梁，賴敏

（贛南師范大學(xué)體育學(xué)院，江西 贛州 341000）

間歇有氧運動降低血壓的機制

李宏偉，王梁，賴敏

（贛南師范大學(xué)體育學(xué)院，江西 贛州 341000）

目的 研究間歇有氧運動（IAE）對自發(fā)性高血壓大鼠（SHR）血壓的影響，探討運動防治高血壓的方法和機制。方法SHR 30只,分為間歇有氧運動組（IAE組）和對照組（C組）。IAE組進(jìn)行8周的間歇跑臺有氧運動。運動前后測量血壓、血脂；應(yīng)用免疫組織化學(xué)法顯示心肌及冠狀血管腎上腺髓質(zhì)素（ADM）的表達(dá)，免疫印記法檢測心肌ADM的特異性受體RAMP2和CRLR的定量。結(jié)果IAE組血壓和血脂低于C組（P＜0.05），心肌及冠狀血管ADM表達(dá)強于C組；ADM含量及心肌RAMP2和CRLR定量均上升（P＜0.05）。結(jié)論間歇有氧運動使SHR的血壓、血脂降低，心肌及冠狀血管ADM表達(dá)增強，含量升高，其特異性受體CRLR和RAMP2上調(diào)，間歇有氧運動引起的血壓下降可能與ADM的變化及其特異性受體的調(diào)節(jié)改變有關(guān)，這可能是間歇有氧運動防治高血壓的機制之一。

間歇有氧運動；自發(fā)性高血壓大鼠；腎上腺髓質(zhì)素；腎上腺髓質(zhì)素特異性受體

有氧運動防治高血壓已經(jīng)得到廣泛的研究[1-2]，然而有關(guān)具體的運動方式及相關(guān)的機制還沒有闡明。目前研究顯示，間歇有氧運動有好的心血管保護(hù)及降壓作用。間歇有氧運動可誘導(dǎo)腎上腺髓質(zhì)素（Adrenomedullin，ADM）的產(chǎn)生和釋放，ADM是重要的心臟內(nèi)源性保護(hù)物質(zhì)[3-5]，它對心血管的保護(hù)作用，本研究前期已經(jīng)進(jìn)行了大量的工作。除此之外它還有降壓作用：擴(kuò)張冠狀動脈（簡稱冠脈），增加血流量；排鈉、抑制醛固酮。間歇有氧運動的降壓機制是否與ADM有關(guān)，目前尚未見文獻(xiàn)報道。ADM作為配體必須與相應(yīng)的特異性受體結(jié)合才能發(fā)揮作用。本前期研究[6-9]，間歇有氧運動使ADM特異性受體-腎上腺髓質(zhì)素受體活性修飾蛋白2（receptor activity modifying protein，RAMP2）和降鈣素受體樣受體（calcitonin receptor like receptor，CRLR）的基因及蛋白表達(dá)均上調(diào)。本研究在前期研究的基礎(chǔ)上，以自發(fā)性高血壓大鼠（spontaneous hypertensive rat，SHR）為研究對象，繼續(xù)探討ADM的作用，試圖闡明其在間歇有氧運動中的降壓作用及機制。

1 材料與方法

1.1 動物及實驗?zāi)Ｐ偷膹?fù)制

采用SHR36只，隨機分為間歇有氧運動組（IAE組，21只）和對照組（C組，15只）。運動模型為IAE組的SHR以30m/min的跑速，間歇5min，重復(fù)次數(shù)3次，總時間60 min，總共8周的負(fù)荷跑臺訓(xùn)練[10-14]。C組放在靜止跑臺同樣時間。SHR在運動開始的第1周及運動結(jié)束的第8周分別測定血脂和收縮壓。

1.2 動物取材

運動前斷尾取血（-20℃）保存。運動結(jié)束以后，各組SHR按1ml/100 g體重以0.45%戊巴比妥鈉為麻醉劑腹腔注射，麻醉成功后，SHR仰臥固定，打開腹腔，采取下腔靜脈取血，取血液量為5ml，靜置離心5 000 r/min，20min，離心，取血清，保存（-20℃）。開胸取心臟，清洗，濾干，投液氮中，最后轉(zhuǎn)入冰箱保存（-80℃）。

1.3 血脂及收縮壓測定

所有大鼠在運動開始的第1及第8周時分別測定血脂和收縮壓（systolic blood pressure，SBP）。血脂的測定方法：大鼠空腹12 h，斷尾取血，測定血液高密度脂蛋白（HDL）、低密度脂蛋白（LDL）、三酰甘油（TG）、總膽固醇（TC）；收縮壓的測定：大鼠在40℃左右預(yù)熱20min，測定安靜狀態(tài)下尾壓，間隔5min左右再測1次，一共測定3次，取其平均值。

1.4 心肌免疫組織化學(xué)實驗

IAE組和C組（各15只SHR大鼠，IAE組淘汰6只運動狀態(tài)差的SHR大鼠），運動后應(yīng)用免疫組織化學(xué)方法檢測心肌及冠脈血管ADM，以心肌細(xì)胞及冠脈血管著色強度為陽性表達(dá)判斷方法，并應(yīng)用計算機圖像掃描技術(shù)對心肌細(xì)胞及冠脈陽性表達(dá)進(jìn)行半定量分析。方法：以4%多聚甲醛溶液固定心肌標(biāo)本，石蠟切片。應(yīng)用SABC免疫組織化學(xué)染色試劑盒（武漢博士德生物工程有限公司生產(chǎn)）及DAB（武漢博士德生物工程有限公司），按照試劑盒使用說明書操作。

1.5 心肌免疫印記實驗

應(yīng)用免疫印跡法檢測IAE組運動后和C組（各15只SHR大鼠）心肌細(xì)胞ADM的特異性受體的定量。方法：心肌裂解液進(jìn)行SDS-PAGE電泳，恒壓轉(zhuǎn)膜，BPS封閉，分別加入1∶1 500羊抗RAMP2和1∶2 000羊抗CRLR室溫孵育150min（羊多克隆RAMP2及CRLR抗體購于美國Santa Cruze公司）。Western blot測總蛋白中Beta-actin表達(dá)，取電泳后獲得的SDS-PAGE膠按濕轉(zhuǎn)法要求進(jìn)行轉(zhuǎn)膜。按照Marker指示，圖像用Bandscan灰度值分析；RAMP2及CRLR相對表達(dá)量以其特異性結(jié)合條帶灰度值與Actin條帶的灰度值比值顯示。

1.6 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 16.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，所有數(shù)據(jù)均用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，組間比較采用兩樣本均數(shù)t檢驗，運動前后比較采用配對t檢驗，以P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 血清ADM含量

采用ELISAI法測定血清中ADM的濃度。結(jié)果表明，IAE組運動后血清中ADM的濃度高于運動前IAE組及C組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。見表1。

2.2 血脂及收縮壓

IAE組和 C組在運動前 SBP、TC、TG、LDL、HDL差異均不具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；在運動后IAE組SBP降至（150±13）mmHg[運動前（167±12）mmHg]，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；而C組SBP在8周后升至（174±12）mmHg[運動前為（168±11）mmHg]；TC、TG、LDL運動后均下降，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），HDL升高，差異也具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。見表2。

2.3 心肌及冠脈血管ADM表達(dá)

心肌及冠脈血管ADM的表達(dá)具體見表3及圖1。

2.4 電泳分離心肌CRLR及RAMP2獲得的蛋白結(jié)果

所得的圖像用Bandscan軟件進(jìn)行灰度值分析；CRLR及RAMP2蛋白相對表達(dá)量以其特異性結(jié)合條帶灰度值與Actin結(jié)合條帶的灰度值比值表示。見表4、圖2。

表1 兩組大鼠血清ADM比較 （n=15，μg/m l，±s）

表1 兩組大鼠血清ADM比較 （n=15，μg/m l，±s）

注：?與IAE組運動前及C組比較，P＜0.05

組別ADM含量t值P值IAE組運動前 2.805±0.655 2.535 0.037運動后3.286±0.699?C組實驗前 2.791±0.645 1.055 0.043實驗后 2.789±0.654

表2 兩組大鼠SBP及血脂比較 （n=15，±s）

表2 兩組大鼠SBP及血脂比較 （n=15，±s）

注：1）IAE組運動后與IAE組運動前比較，P＜0.05；2）IAE組運動后與C組實驗后比較，P＜0.05

組別SBP/mmHg TC/（mmol/L）TG/（mmol/L）LDL/（mmol/L）HDL/（mmol/L）IAE組運動前 167±12 1.24±0.07 1.17±0.08 0.22±0.04 0.91±0.13運動后 150±131）2） 1.19±0.081）2） 1.08±0.111）2） 0.21±0.07 1.27±0.121）2）t值 12.706 1.251 1.022 0.051 0.174P值 0.031 0.045 0.041 0.175 0.021 C組實驗前 168±11 1.23±0.12 1.18±0.09 0.22±0.08 1.08±0.12實驗后t值P值174±12 11.245 0.022 1.34±0.12 0.985 0.038 1.22±0.08 1.333 0.049 0.23±0.04 0.087 0.812 1.02±0.03 0.165 0.037

表3 心肌及冠脈血管ADM表達(dá) （n=15，±s）

表3 心肌及冠脈血管ADM表達(dá) （n=15，±s）

注：?與C組比較，P＜0.05

組別 視野數(shù) 心肌細(xì)胞陽性面積/μm2心肌細(xì)胞平均光密度 冠脈陽性面積/μm2冠脈平均光密度C組 25 IAE組 25t值P值321.21±121.01 1178.45±218.71 46.56±11.08 101.86±25.55 429.65±134.21? 1689.66±226.22? 52.31±16.04? 121.06±40.04?8.142 15.535 5.17 3.022 0.031 0.011 0.044 0.039

圖1 兩組心肌及冠脈血管ADM表達(dá) （×400）

表4 各組大鼠CRLR及RAMP2含量的變化（n=15，±s）

表4 各組大鼠CRLR及RAMP2含量的變化（n=15，±s）

注：?與C組比較，P＜0.05

組別CRLR RAMP2t值P值C組0.86±0.24 0.71±0.202.947 0.003 IAE組 2.874 0.007 2.32±0.32? 2.04±0.25?

圖2 聚丙烯酰胺凝膠電泳分析各組蛋白

3 討論

有研究表明[1]，當(dāng)運動與休息的比值達(dá)到1∶2的間歇有氧運動方式時，可以有效提高機體的最大運動能力。間歇有氧運動是一種效率比較高的運動形式，即便是在較低的負(fù)荷量運動時，間歇有氧運動時也可產(chǎn)生與傳統(tǒng)的持續(xù)有氧運動一樣的骨骼肌代謝方面的適應(yīng)性變化及降壓效果（外周機制）[15-16]。本研究從中心、外周機制探討了間歇有氧運動的降壓機制。

本研究的間歇有氧運動方式，SHR以跑臺速度30m/min（相當(dāng)于75%VO2max），運動15min，休息5min（3∶1），重復(fù)3次，持續(xù)時間為60min，共8周，結(jié)果可使SHR的收縮壓及血脂降低。提示，3∶1（運動∶休息）的間歇有氧運動，強度中等，時間1 h，堅持2個月，有明顯的降壓、降脂效果。那么它的機制除與以上中心及外周機制外，間歇有氧運動對血壓的影響是否還與其他機制有關(guān)呢？研究表明，血壓的降低是綜合機制作用的結(jié)果，也就是說除上述的中心、外周機制外，內(nèi)分泌及長期機制必然參與其中。那么，是否有一種物質(zhì)有此作用呢？間歇有氧運動降低血壓的機制可能就與此種物質(zhì)有關(guān)？ADM是由52個氨基酸組成的多肽，心肌細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞能產(chǎn)生和分泌該物質(zhì)[3-5]。ADM在心血管功能的調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用ADM的降壓作用通過：①中心機制-強心及心血管保護(hù)作用；②外周機制-通過舒張血管作用。③內(nèi)分泌機制-通過減低血漿腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)的血管收縮及降低水鈉潴留作用[17]。④長期機制-通過長期運動使得某些影響高血壓的危險因素高血脂、高血液黏滯度和高體重的因素降低[18]。ADM是否有促進(jìn)血脂代謝，有激素敏感性脂肪酶的脂解作用還需要進(jìn)一步的研究。本研究結(jié)果表明，間歇有氧運動使ADM在心肌和冠狀血管表達(dá)增高（局部增高）提示，心肌細(xì)胞和冠狀血管內(nèi)皮細(xì)胞可分泌ADM，通過自分泌和旁分泌的自我反饋調(diào)節(jié)作用可以直接增強心肌細(xì)胞收縮力，擴(kuò)張冠脈，降低冠脈血管阻力，對心肌細(xì)胞及血管產(chǎn)生保護(hù)作用并降低血壓；其次，血液中ADM增加表明，心肌細(xì)胞和冠狀血管內(nèi)皮細(xì)胞分泌的ADM可以入血，借助遠(yuǎn)距離分泌調(diào)節(jié)外周血管，通過使外周血管的內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)一氧化氮增多，而產(chǎn)生骨骼肌、肺動脈及腎動脈的外周舒張血管，總的外周阻力下降和降壓；再次，外周血液中ADM增加通過減低血漿腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)的血管收縮和水鈉潴留作用而達(dá)到降壓的效果；最后，ADM是否還有促進(jìn)脂肪分解，抑制脂肪合成的功能？還需要進(jìn)一步的研究。

ADM對心血管的調(diào)節(jié)作用通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)完成，ADM與7次跨膜結(jié)構(gòu)的G-蛋白偶聯(lián)受體-CRLR（RAMP2）結(jié)合則為特異性 ADM受體（RAMP2/ CRLR）。ADM受體活化后主要通過升高cAMP濃度和激活血管內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)磷脂酶C活性發(fā)揮作用；以往的研究ADM對心臟的保護(hù)作用說明間歇有氧運動促使心肌細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞合成和釋放ADM作用于心肌局部，同時通過上調(diào)RAMP2和CRLR的mRNA和蛋白表達(dá)，實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)而完成心肌細(xì)胞保護(hù)作用。對SHR血壓的影響是否也是這樣呢？本研究表明，間歇有氧運動的降血壓機制可能為，間歇有氧運動的刺激啟動了SHR心臟CRLR和RAMP2的表達(dá)，ADM在心肌細(xì)胞的局部及血液外周增高，ADM（配體）與RAMP2和CRLR（特異性受體）結(jié)合，通過升高cAMP或激活血管內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)磷脂酶C或通過細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶PI3K/Akt的受體后信號轉(zhuǎn)導(dǎo)產(chǎn)生降壓作用。ADM降壓物質(zhì)，脂解物質(zhì)（待研究），間歇有氧運動對其增高的影響，對于保護(hù)心肌，擴(kuò)張冠脈，提高心肌收縮力及降低高血壓動物血壓，乃至于維持心臟血液動力學(xué)穩(wěn)定，提高心功能及防治高血壓有重要作用。

歇有氧運動使SHR的血壓、血脂降低，心肌及冠狀血管ADM表達(dá)增強，含量升高，其特異性受體CRLR和RAMP2上調(diào)，間歇有氧運動引起的血壓下降可能與ADM的變化及其特異性受體的調(diào)節(jié)改變有關(guān)，這可能是間歇有氧運動防治高血壓的機制之一。

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（張西倩 編輯）

M echanism of interm ittent aerobic exercise lowering blood pressure

Hong-wei Li,LiangWang,Min Lai
(School of Sport,Gannan Normal University,Ganzhou,Jianxi341000,China)

ObjectiveTo probe the effect of intermittent aerobic exercise on blood pressure of spontaneous hypertensive rat(SHR),and investigate themethods and mechanism of exercise in the prevention and treatment of hypertension.MethodsThirty SHR were separated into intermittent aerobic exercise group(group IAE)and control group(group C).The group IAE performed 8 weeks of intermittent treadmill exercise,and their blood pressure and blood lipid were measured before and after exercise.Immunohistochemistry was used to detect the expression of adrenomedullin (ADM)in myocardium and coronary vessels.Immunoblotting was applied for quantification of specific receptors RAMP2 and CRLR of ADM in cardiac muscle.ResultsBlood pressure and blood lipid in the group IAE were significantly lower than those in the group C(P＜0.05).The expression of ADM inmyocardium and coronary vessels of the group IAE was obviously higher than that in the group C.The content of ADM,RAMP2 and CRLR in the cardiacmuscle was obviously increased in the group IAE(P＜0.05).ConclusionsIntermittent aerobic exercise reduces blood pressure and blood lipid of SHR,increases the expression of ADM in myocardium and coronary vessels,and up-regulate their specific receptors CRLR and RAMP2.The decrease in blood pressure caused by intermittent aerobic exercisemay be related to the change of ADM and the regulation of its specific receptors, which could be one of the mechanisms of intermittent aerobic exercise in the prevention and treatment of hypertension.

intermittentaerobic exercise;spontaneous hypertensive rat;specificity receptor of adrenomedullin

R-332

A

10.3969/j.issn.1005-8982.2017.07.004

1005-8982（2017）07-0015-05

2016-10-17