高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練對(duì)自發(fā)性高血壓大鼠腎臟纖維化的影響

付常喜 李平 秦永生 彭朋

摘?要：目的：觀察高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練（HIT）對(duì)自發(fā)性高血壓大鼠（SHR）腎臟纖維化的影響并探討炎癥反應(yīng)和膠原代謝通路（合成代謝和分解代謝）在其間的作用機(jī)制，為制定針對(duì)高血壓腎病患者的最佳運(yùn)動(dòng)康復(fù)處方提供依據(jù)。方法：30只雄性SHR隨機(jī)分為安靜對(duì)照組（SHR-Sed）和HIT組（SHR-HIT），同時(shí)將15只Wistar-Kyoto大鼠作為正常血壓組（WKY）。SHR-HIT組大鼠進(jìn)行為期8周的間歇跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)（5 d/week），WKY和SHR-Sed組保持安靜狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)后利用無創(chuàng)血壓測(cè)量?jī)x測(cè)定尾動(dòng)脈血壓;以24 h尿蛋白含量、血尿素氮（BUN）和血清肌酐（SCr）含量作為腎功能參數(shù);分離腎臟，利用HE和Masson染色進(jìn)行組織病理學(xué)觀察，獲取間質(zhì)膠原容積分?jǐn)?shù)（CVF），Western blot法檢測(cè)腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）、環(huán)氧合酶2（COX-2）、轉(zhuǎn)化生長因子β1（TGF-β1）、磷酸化Smad2/3（p-Smad2/3）、結(jié)締組織生長因子（CTGF）、基質(zhì)金屬蛋白酶-2（MMP-2）、MMP-9以及組織金屬蛋白酶抑制物-1（TIMP-1）蛋白表達(dá)量。結(jié)果：與WKY組比較，SHR-Sed組大鼠血壓、CVF以及24 h尿蛋白含量、BUN和SCr含量升高（P<0.05），腎臟TNF-α、IL-6、COX-2、TGF-β1、p-Smad2/3、CTGF和TIMP-1蛋白表達(dá)量上調(diào)（P<0.05），MMP-2和MMP-9表達(dá)量以及MMP-2/TIMP-1和MMP-9/TIMP-1比值下降（P<0.05）;與SHR-Sed組比較，SHR-HIT組血壓和CVF下降（P<0.05），TNF-α、IL-6、COX-2、TGF-β1、p-Smad2/3、CTGF、TIMP-1、MMP-2和MMP-9蛋白表達(dá)量以及MMP-2/TIMP-1和MMP-9/TIMP-1比值均顯著性下降（P<0.05），24 h尿蛋白含量、BUN和SCr含量無顯著性變化（P>0.05）。結(jié)論：8周HIT能夠減輕炎癥反應(yīng)并抑制膠原合成代謝進(jìn)而改善SHR腎臟纖維化。然而由于膠原分解代謝通路同樣受到抑制且腎功能并未改變，長期HIT對(duì)高血壓腎病的健康效應(yīng)尚待進(jìn)一步證實(shí)。

關(guān)鍵詞：高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練;高血壓;腎臟纖維化;炎癥反應(yīng);細(xì)胞外基質(zhì)

中圖分類號(hào)：G804.2?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?文章編號(hào)：1006-2076（2020）03-0075-08

Abstract：Objective：To evaluate the effects of high intensity interval training （HIT） on renal fibrosis and investigate the possible mechanism of inflammatory reaction and collagen metabolic pathway （anabolism and catabolism） in spontaneously hypertensive rats （SHR）， helping to provide evidence for optimal exercise rehabilitation prescription in patients of hypertensive nephropathy. Methods： 30 male SHR were randomly divided to sedentary （SHR-Sed） and HIT （SHR-HIT） groups， and 15 Wistar-Kyoto （WKY） were used as normotensive group. Animals in SHR-HIT group performed interval treadmill running training （5 d/week） for 8 weeks while those of WKY and SHR-Sed groups kept quietly. After test， parameters were measured including caudal artery blood pressure by non-invasive blood pressure tester， renal function by 24 h urine protein， blood urea nitrogen （BUN） and serum creatinine （SCr）， histopathological observation by HE and Masson's staining to obtain interstitial collagen volume fraction （CVF）， protein expression of tumor necrosis factor-α （TNF-α）， interleukin-6 （IL-6）， cyclooxygenase-2 （COX-2）， transforming growth factor-β1 （TGF-β1）， phosphorylation of Smad2/3 （p-Smad2/3）， connective tissue growth factor （CTGF）， matrix metalloproteinase-2 （MMP-2）， MMP-9 and tissue inhibitors of metalloproteinase-1 （TIMP-1） by Western blot. Results： Compared with WKY group， blood pressure， CVF， 24 h urine protein， BUN and SCr increased （P<0.05）， protein level of TNF-α， IL-6， COX-2， TGF-β1， p-Smad2/3， CTGF and TIMP-1 upregulated （P<0.05） while MMP-2， MMP-9， MMP-2/TIMP-1 and MMP-9/TIMP-1 ratio downregulated（P<0.05） in SHR-Sed group; compared with SHR-Sed group， blood pressure （SBP） and CVF decreased （P<0.05）， protein level of TNF-α， IL-6， COX-2， TGF-β1， p-Smad2/3， CTGF， TIMP-1， MMP-2， MMP-9 and MMP-2/TIMP-1 as well as MMP-9/TIMP-1 ratio downregulated （P<0.05）， while 24 h urine protein， BUN and SCr showed no significant change in SHR-HIT group. Conclusion：HIT of 8 weeks improved renal fibrosis through alleviation of inflammatory reaction and suppression of collagen anabolism in SHR. However， health effect of long-term HIT on hypertensive nephropathy should be further confirmed due to inhibition of collagen catabolism pathway and no alteration of renal function.

Key words：high intensity interval training; hypertension; renal fibrosis; inflammatory reaction; extracellular matrix

高血壓患者持續(xù)血壓升高引起腎臟結(jié)構(gòu)和功能損害（腎動(dòng)脈硬化、腎小球?yàn)V過率增加、蛋白尿、腎臟炎癥、纖維化），最終導(dǎo)致腎功能衰竭，稱為高血壓腎病[1]。高血壓腎病的發(fā)生率與高血壓的嚴(yán)重程度和持續(xù)的時(shí)間呈正相關(guān)[1]。腎臟纖維化是腎臟重塑的主要外在表現(xiàn)，是高血壓患者最常見的并發(fā)癥之一，其嚴(yán)重程度與患者預(yù)后及死亡率密切相關(guān)[2]。腎臟纖維化的發(fā)生是由于細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）過度沉積造成的[3]。ECM的主要成分是膠原，由成纖維細(xì)胞產(chǎn)生，膠原合成與降解動(dòng)態(tài)平衡對(duì)于維持腎臟正常結(jié)構(gòu)與功能具有重要調(diào)節(jié)作用[4]。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，轉(zhuǎn)化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）-Smad[5]和基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）-組織金屬蛋白酶抑制物（tissue inhibitors of metalloproteinase，TIMP）[6]分別是調(diào)控膠原合成與降解的主要信號(hào)途徑。TGF-β1是腎臟重塑和纖維化形成過程中的重要始動(dòng)因子之一，具有刺激成纖維細(xì)胞合成膠原纖維的作用，其在高血壓大鼠腎小球和腎小管間質(zhì)細(xì)胞中的表達(dá)量明顯上調(diào)[7]。TGF-β1能夠使胞漿中的Smad2和Smad3磷酸化，繼之轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核通過上調(diào)多種促纖維化因子如結(jié)締組織生長因子（connective tissue growth factor，CTGF）以及編碼ECM成分的基因表達(dá)，最終導(dǎo)致腎臟纖維化[8]。MMP是一類鋅依賴性蛋白水解酶家族，催化ECM蛋白降解，腎臟中主要表達(dá)MMP-2和MMP-9，其作用是降解變性膠原及其他ECM蛋白。MMP受TIMP負(fù)反饋調(diào)節(jié)，以防止ECM過度降解[6]。研究證實(shí)[5-6]，TGF-β-Smad信號(hào)活化（誘導(dǎo)膠原合成增加）和/或MMP/TIMP比值下降（造成膠原降解減少）是各種原因?qū)е履I臟纖維化的主要分子生物學(xué)機(jī)制。

近年來的研究發(fā)現(xiàn)[9]，炎癥反應(yīng)是腎臟纖維化發(fā)生發(fā)展的進(jìn)展的關(guān)鍵因素。針對(duì)慢性腎臟疾病動(dòng)物模型和高血壓患者的臨床研究均觀察到腎臟中多種促炎細(xì)胞因子如白介素-6（interleukin-6，IL-6）、腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor-α，TNF-α）等含量顯著升高[10-12]。Jaimes等[13]的另一項(xiàng)研究表明，高鹽飲食誘導(dǎo)的高血壓大鼠腎皮質(zhì)環(huán)氧合酶2（cyclooxygenase-2，COX-2）基因表達(dá)量上調(diào)。由于COX-2是參與炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵酶，而非甾體抗炎藥（COX-2抑制劑）即通過抑制COX-2活性而發(fā)揮效應(yīng)[14]，進(jìn)一步證實(shí)炎癥反應(yīng)介導(dǎo)了高血壓腎損傷的病理過程。高血壓腎病患者白細(xì)胞及其他細(xì)胞因子激活，從而出現(xiàn)慢性炎癥反應(yīng)狀態(tài)，繼之加速慢性腎病和終末期腎病進(jìn)程[9-10]。實(shí)驗(yàn)證明[15]，炎癥因子如IL-6、TNF-α、COX-2可激活TGF-β-Smad信號(hào)通路，進(jìn)而誘導(dǎo)腎臟纖維化。

運(yùn)動(dòng)療法是高血壓患者非藥物治療的主要手段，能夠降低血壓，減輕并發(fā)癥，下調(diào)多種心血管危險(xiǎn)因素，改善生活質(zhì)量并降低住院率與死亡率[16]。有氧運(yùn)動(dòng)是高血壓患者康復(fù)治療的主要運(yùn)動(dòng)方式，其對(duì)腎臟的作用包括增加腎血流量和氧供應(yīng)、氧化應(yīng)激、減輕腎臟炎癥反應(yīng)、降低尿蛋白量等，因此同樣適用于高血壓腎病患者[17]。高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練（high intensity interval training，HIT）是近年來新興的一種運(yùn)動(dòng)模式，相對(duì)于傳統(tǒng)持續(xù)有氧運(yùn)動(dòng)具有省時(shí)有效、趣味性強(qiáng)、易于接受和堅(jiān)持等突出優(yōu)勢(shì)[18-19]。然而對(duì)比多項(xiàng)研究后發(fā)現(xiàn)[20-24]，HIT對(duì)于心血管疾病的健康效應(yīng)（尤其是心臟）尚存爭(zhēng)議。課題組前期的研究亦發(fā)現(xiàn)，有氧運(yùn)動(dòng)能夠抑制SHR心肌纖維化[21]，但長期高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)[22]或HIT[23]卻加重心臟重塑。然而HIT對(duì)腎臟纖維化的影響及機(jī)制尚不清楚。因此，本研究以SHR為研究對(duì)象，旨在觀察8周HIT對(duì)腎臟纖維化的影響并探討炎癥反應(yīng)和膠原代謝通路（TGF-β-Smad和MMPs-TIMPs信號(hào)途徑）在其間的作用機(jī)制，為制定針對(duì)高血壓腎病患者的最佳運(yùn)動(dòng)康復(fù)處方提供依據(jù)。我們假設(shè)，HIT能夠改善SHR腎臟纖維化，其機(jī)制與減輕炎癥反應(yīng)、抑制膠原合成代謝并促進(jìn)膠原分解代謝有關(guān)。

1?研究對(duì)象與方法

1.1?實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與分組

30只12周齡雄性SHR，體重（215±13）g，購自北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司，許可證號(hào)：SCXK（京）2018-0027。同時(shí)以15只Wistar-Kyoto大鼠作為正常血壓組（WKY）。大鼠飼養(yǎng)環(huán)境：溫度24℃～26℃，濕度50%～60%，12 h明暗周期，分籠（5只/籠）標(biāo)準(zhǔn)飼料飼養(yǎng)，自由進(jìn)食水。動(dòng)物適應(yīng)環(huán)境1周后利用隨機(jī)數(shù)字表法將30只SHR隨機(jī)分為安靜對(duì)照組（SHR sedentary，SHR-Sed，n=15）和HIT組（SHR-HIT，n=15），其中SHR-HIT組進(jìn)行為期8周HIT，WKY和SHR-Sed組保持安靜狀態(tài)（鼠籠內(nèi)安靜飼養(yǎng)）。

1.2?運(yùn)動(dòng)方案

大鼠先進(jìn)行5 d跑臺(tái)適應(yīng)性訓(xùn)練，方案為：速度10～15 m/min，坡度0°，時(shí)間30 min/d。隨后參照課題組前期建立的方案[21， 23]測(cè)定大鼠運(yùn)動(dòng)能力：起始負(fù)荷5 m/min，坡度0°，每2 min增加1.5 m/min，直至力竭，記錄最大跑速（maximal velocity，Vmax）。隨后SHR-HIT組進(jìn)行8周跑臺(tái)間歇訓(xùn)練，訓(xùn)練負(fù)荷（包括訓(xùn)練強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間、完成組數(shù)以及每周頻率）逐級(jí)遞增（見表1）。分別于第2、4和6周重新測(cè)定Vmax并及時(shí)調(diào)整訓(xùn)練強(qiáng)度（跑速）[23]。

1.3?尾動(dòng)脈血壓測(cè)定

末次訓(xùn)練后48 h，采用智能無創(chuàng)血壓測(cè)量?jī)x（BP-2010E，日本）測(cè)定尾動(dòng)脈血壓，包括收縮壓（systolic blood pressure，SBP）、舒張壓（DBP）和平均動(dòng)脈壓（MAP）。測(cè)量前將尾部預(yù)熱15～20 min，待大鼠安靜后，重復(fù)測(cè)量3次，取平均值。

1.4?大鼠取材

所有大鼠過夜禁食，于干凈代謝籠內(nèi)留取24 h 尿液。大鼠稱量體重后用20%烏拉坦腹腔麻醉并固定，開胸后右心室采血3～5 mL。分離兩側(cè)腎臟，迅速在冷生理鹽水中洗滌，濾紙吸干水分后稱其質(zhì)量并計(jì)算腎臟質(zhì)量指數(shù)（腎臟質(zhì)量÷體重）。一側(cè)腎臟用于病理組織學(xué)觀察，另一側(cè)用錫紙包裹迅速轉(zhuǎn)移至-80℃低溫冰箱凍存待測(cè)膠原含量以及蛋白表達(dá)量。

1.5?腎功能檢測(cè)

采用尿樣分析儀（AX-4280，日本）以雙縮脲法檢測(cè)尿液樣本24 h尿蛋白含量，生化分析儀（Bachman AU680，美國）檢測(cè)血液樣本尿素氮（blood urea nitrogen，BUN）及肌酐（serum creatinine，SCr）含量。嚴(yán)格按照試劑盒（武漢博士德生物工程有限公司）說明進(jìn)行操作，每個(gè)樣本重復(fù)3次取均值。

1.6?腎臟病理組織學(xué)觀察

將腎組織用中性甲醛溶液固定24 h，脫水后石蠟包埋，利用病理切片機(jī)（RM2255，德國）制作4 μm切片。分別行HE和Masson染色，倒置相差顯微鏡（歐林巴斯IX71，日本）下選取10個(gè)視野，對(duì)腎臟病理組織學(xué)進(jìn)行觀察。用圖像分析軟件（Image Pro Plus 6.0，美國）測(cè)量Masson染色切片中結(jié)締組織面積與所測(cè)視野面積的比值作為間質(zhì)膠原容積分?jǐn)?shù)（collagen volumetric fraction，CVF）。

1.7?腎臟蛋白表達(dá)量檢測(cè)

利用Western Blot法檢測(cè)蛋白表達(dá)量。取適量腎臟組織勻漿后提取總蛋白，用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定總蛋白濃度。取100 μg蛋白樣品在垂直電泳儀上經(jīng)SDS-PAGE分離，隨后轉(zhuǎn)移至PVDF膜上。兔抗鼠一抗（包括TNF-α、IL-6、COX-2、TGF-β1、Smad2/3、CTGF、MMP-2、MMP-9和TIMP-1）4℃靜置孵育過夜，二抗（辣根過氧化物酶標(biāo)記的羊抗兔IgG）37℃孵育2 h。充分洗滌后，ECL發(fā)光成像，掃描各條帶灰度值。將各組與β-actin的比值作為目的蛋白相對(duì)表達(dá)量，將各組蛋白相對(duì)表達(dá)量與WKY組的比值作為相對(duì)表達(dá)率。

1.8?統(tǒng)計(jì)學(xué)處理與分析

所有數(shù)據(jù)用“均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。各參數(shù)組間比較采用單因素方差分析，若F檢驗(yàn)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，則多重比較采用LSD檢驗(yàn)。顯著性水平定為α=005。統(tǒng)計(jì)軟件為SPSS 20.0 for Windows。

2?結(jié)果

2.1?樣本量分析

在實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程中，由于死亡、拒跑等原因，共剔除5只大鼠，因此最終樣本量n=40，其中WKY組（n=15）、SHR-Sed組（n=14）、SHR-HIT組（n=11）。

2.2?體重、腎臟指數(shù)、尾動(dòng)脈血壓和腎功能的變化

與WKY組比較，SHR-Sed組SBP、DBP、MAP、24 h蛋白尿、BUN和SCr升高（P<0.05），與SHR-Sed組比較，SHR-HIT組SBP和MAP下降（P<0.05），腎功能無顯著性變化（P>0.05）。

2.3?腎臟病理組織學(xué)觀察及膠原含量的變化

腎臟HE染色見圖1所示，WYK組大鼠腎組織結(jié)構(gòu)完整，無明顯病理改變;與WKY組相比，SHR-Sed組大鼠腎小管上皮細(xì)胞壞死，管腔擴(kuò)張，間質(zhì)增厚，伴有炎癥細(xì)胞浸潤;與SHR-Sed組相比，SHR-HIT組大鼠腎小管和腎小球病變減輕，炎癥細(xì)胞浸潤減少。

腎臟Masson染色見圖1所示，腎臟CVF的變化見圖2。WYK組腎臟間質(zhì)有極少量膠原纖維，SHR-Sed組腎臟間質(zhì)可見明顯纖維化改變及膠原沉積，CVF I含量較WYK組顯著性升高（P<0.05）;與SHR-Sed組比較，SHR-HIT組纖維化程度減輕、CVF下降（P<0.05）。

2.4?腎臟炎癥因子的變化

與WKY組比較，SHR-Sed組TNF-α、IL-6和COX-2蛋白表達(dá)量上調(diào)（P<0.05），與SHR-Sed組比較，SHR-HIT組上述炎癥因子均下調(diào)（P<0.05）。見圖4～圖6。

2.5?腎臟膠原合成代謝信號(hào)通路各蛋白表達(dá)量的變化

與WKY組比較，SHR-Sed組TGF-β1、p-Smad2/3和CTGF蛋白表達(dá)量上調(diào)（P<0.05），與SHR-Sed組比較，SHR-HIT組上述蛋白表達(dá)量均下調(diào)（P<0.05）。見圖7～圖9。

2.6?腎臟膠原分解代謝信號(hào)通路各蛋白表達(dá)量的變化

與WKY組比較，SHR-Sed組TIMP-1蛋白表達(dá)量上調(diào)（P<0.05），MMP-2和MMP-9表達(dá)量以及MMP-2/TIMP-1和MMP-9/TIMP-1比值下降（P<005）;與SHR-Sed組比較，SHR-HIT組TIMP-1、MMP-2和MMP-9蛋白表達(dá)量以及MMP-2/TIMP-1和MMP-9/TIMP-1比值均下降（P<0.05）。見圖10～圖13。

3?討論

本研究以SHR為研究對(duì)象，旨在觀察8周HIT對(duì)高血壓腎病腎臟纖維化的影響及可能機(jī)制，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SHR-Sed組腎臟炎癥反應(yīng)增強(qiáng)，膠原合成代謝通路增強(qiáng)、分解代謝途徑受抑，膠原含量明顯增加并出現(xiàn)腎臟纖維化;經(jīng)過8周HIT后，SHR-HIT組腎臟炎癥反應(yīng)減輕，膠原合成與分解代謝同時(shí)受到抑制，膠原含量減少、纖維化改善，但腎功能并無顯著性變化。因此，本研究結(jié)果部分證實(shí)了前述假設(shè)。由于8周HIT同時(shí)抑制膠原合成與分解代謝且腎功能并無改善，故長期HIT對(duì)高血壓腎病的健康效應(yīng)尚待進(jìn)一步證實(shí)。

臨床研究發(fā)現(xiàn)[1]，高血壓腎病患者腎臟病理生理學(xué)改變主要表現(xiàn)為腎炎、腎小球硬化、腎小管萎縮和腎臟纖維化。大量的成纖維細(xì)胞活化以及ECM過量產(chǎn)生和沉積，導(dǎo)致腎實(shí)質(zhì)破壞、腎臟纖維化，最終引起腎功能進(jìn)行性下降[1]。在本研究中，SHR-Sed組血壓、腎臟CVF以及24 h尿蛋白含量、BUN和SCr含量均顯著性升高，證實(shí)SHR合并腎病，腎間質(zhì)膠原堆積并發(fā)生纖維化。有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)多種原因引起的組織（心臟、肝臟、腎臟等）纖維化均具有改善效應(yīng)[25]。已證實(shí)，規(guī)律有氧運(yùn)動(dòng)（跑臺(tái)、游泳等）[26-30]以及抗阻訓(xùn)練[31-32]能夠抑制慢性腎病大鼠腎臟纖維化，然而HIT方式的作用鮮有關(guān)注。在本研究中，SHR-HIT組血壓和腎臟CVF下降，提示不同運(yùn)動(dòng)方式均可改善腎臟纖維化，其機(jī)制未明。

慢性炎癥反應(yīng)伴隨高血壓腎病發(fā)生發(fā)展的整個(gè)過程[9]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)與人體研究均證實(shí)[9-12， 15]，炎癥因子表達(dá)上調(diào)是高血壓腎病的關(guān)鍵發(fā)病機(jī)制。抑制炎癥因子表達(dá)可減輕各種模型（如輸尿管阻塞、缺血-再灌注等）引起的腎臟損傷及纖維化[32-33]。在本研究中，SHR-Sed組TNF-α、IL-6和COX-2表達(dá)量較WKY組上調(diào)，而經(jīng)過8周HIT后，SHR-HIT組上述因子表達(dá)量均顯著性下降，與Huang等[28]以跑臺(tái)持續(xù)有氧運(yùn)動(dòng)以及Moraes等[31]和Souza等[32]以抗阻訓(xùn)練為干預(yù)手段的研究結(jié)果一致，提示不同運(yùn)動(dòng)方式均能夠減輕高血壓引起的腎臟炎癥反應(yīng)。炎癥因子不僅造成腎功能紊亂，而且是誘導(dǎo)肌肉萎縮（肌力下降）的重要介質(zhì)[34]，因此HIT誘導(dǎo)炎癥因子下降將有利于提高高血壓腎病患者運(yùn)動(dòng)能力并減輕疲勞、呼吸困難等癥狀，進(jìn)而改善生活質(zhì)量。此外，Souza等[32]證實(shí)，運(yùn)動(dòng)還能夠上調(diào)慢性腎病大鼠腎臟抗炎因子（IL-4和IL-10）表達(dá)量，維持免疫系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)，進(jìn)而改善慢性炎癥反應(yīng)狀態(tài)。

腎臟纖維化是腎臟膠原過度沉積造成的，由于膠原含量是其分解代謝與合成代謝相互作用的結(jié)果，因此膠原代謝穩(wěn)態(tài)平衡是腎臟纖維化的決定因素[35]。在本研究中，SHR-Sed組TGF-β1、p-Smad2/3和CTGF表達(dá)上調(diào)，提示介導(dǎo)膠原合成的TGF-β-Smad信號(hào)活化，炎癥因子上調(diào)是這一途徑激活的始動(dòng)因素;另外，由于TIMP-1上調(diào)，MMP-2和MMP-9下降，說明介導(dǎo)膠原降解的MMP-TIMP途徑受到抑制。因此SHR腎臟纖維化是膠原合成增加以及降解減少造成的。經(jīng)過8周訓(xùn)練后，SHR-HIT組TGF-β1、p-Smad2/3和CTGF下降，提示膠原合成受抑。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)，SHR-HIT組TIMP-1蛋白表達(dá)量較WYK組下降，似乎暗示TIMP-1對(duì)MMP-2和MMP-9的抑制效應(yīng)減弱。然而Yang等[36]的研究進(jìn)一步顯示，MMP與TIMP之間的動(dòng)態(tài)平衡（用兩者的比值表示）才是膠原分解代謝的決定因素。SHR-HIT組MMP-2/TIMP-1和MMP-9/TIMP-1比值均下降，說明TIMP-1對(duì)MMP-2和MMP-9的抑制作用增強(qiáng)，MMP-TIMP信號(hào)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)平衡進(jìn)一步破壞，膠原降解減少，這一結(jié)果出乎意料，也就是說，HIT誘導(dǎo)腎臟的膠原來源（合成）減少與去路（分解）減少同時(shí)存在。由于SHR-HIT組腎臟纖維化改善，故推測(cè)HIT對(duì)膠原合成代謝抑制的程度必然高于分解代謝，提示腎臟宏觀表型與微觀分子變化之間并不一致，然而這一調(diào)節(jié)機(jī)制對(duì)于改善腎臟纖維化而言是一種不經(jīng)濟(jì)的方式，或者是一種潛在的病理狀態(tài)，腎功能無顯著性變化也間接證實(shí)了這一點(diǎn)，說明HIT對(duì)腎臟結(jié)構(gòu)的良性作用并未轉(zhuǎn)化為腎功能的改善。發(fā)生這一改變的機(jī)制可能與HIT運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度較高有關(guān)[37]。在Aparicio等[37]的研究中，健康SD大鼠進(jìn)行為期12周高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練后腎臟形態(tài)和功能均發(fā)生異常;Bongers等[38]證實(shí)，持續(xù)高強(qiáng)度甚至力竭運(yùn)動(dòng)可通過缺血-再灌注機(jī)制造成腎臟損傷。結(jié)合本研究結(jié)果我們認(rèn)為，HIT對(duì)機(jī)體既具有良性效應(yīng)又存在不利影響，鑒于此，長期HIT可能存在潛在風(fēng)險(xiǎn)。

課題組前期的研究證實(shí)，短期（8周）HIT改善SHR心肌肥大和心肌纖維化[21]，然而將干預(yù)時(shí)間延長至18周后（相當(dāng)于人類運(yùn)動(dòng)10年）卻發(fā)現(xiàn)心臟重塑加重、心力衰竭進(jìn)展加速[23]，提示HIT的心臟效應(yīng)存在“一過性（暫時(shí)性）”特征。值得注意的是，Benito等[39]發(fā)現(xiàn)，SD大鼠18周高強(qiáng)度訓(xùn)練誘導(dǎo)心肌纖維化，42%的動(dòng)物發(fā)生心律失常，然而上述改變?cè)谕Ｓ?xùn)8周得到逆轉(zhuǎn)，提示高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的心肌纖維化具有可逆性特征。然而長期HIT對(duì)高血壓腎病的健康效應(yīng)尚不得而知。結(jié)合本研究的結(jié)果，我們推測(cè)，長期（>8周）HIT可能誘導(dǎo)膠原合成增加和/或進(jìn)一步抑制膠原分解，進(jìn)而導(dǎo)致腎臟纖維化加重，若及時(shí)停訓(xùn)或?qū)⒔档瓦\(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，其纖維化程度將得以緩解，但這一推論尚需實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

4?結(jié)論

8周HIT通過減輕炎癥反應(yīng)并抑制膠原合成代謝進(jìn)而改善SHR腎臟纖維化。然而由于膠原分解代謝通路同樣受到抑制且腎功能并無改變，長期HIT對(duì)高血壓腎病的健康效應(yīng)尚待進(jìn)一步證實(shí)。

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