有氧運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)副交感神經(jīng)及其受體改善心梗大鼠心臟功能機(jī)制探討

王友華，馬 美，陳 偉，滑藝杰，田振軍

據(jù)《中國(guó)心血管報(bào)告2018》統(tǒng)計(jì)顯示，心血管病死亡占居民總死亡構(gòu)成的40%，嚴(yán)重威脅人類健康。研究表明，3/4心肌缺血患者存在交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)失衡。心肌梗死后副交感神經(jīng)功能減弱，交感神經(jīng)功能增強(qiáng)，導(dǎo)致自主神經(jīng)失衡，進(jìn)而誘發(fā)心力衰竭及猝死。副交感神經(jīng)功能障礙可嚴(yán)重?fù)p害心?；颊叩男呐K功能，常表現(xiàn)為壓力反射時(shí)延長(zhǎng)、心率變異性降低、室性心律失常以及發(fā)生炎癥反應(yīng)（Vaseghi et al.，2017）。副交感神經(jīng)對(duì)心臟的調(diào)控是以M2受體在心臟負(fù)性肌力的調(diào)控中占主導(dǎo)地位。另外，副交感神經(jīng)具有抗炎效應(yīng)。研究表明，副交感神經(jīng)遞質(zhì)ACh通過與α7受體結(jié)合，抑制多種炎性因子釋放（Hou et al.，2018）。因此，調(diào)節(jié)副交感神經(jīng)可作為預(yù)防和治療心肌梗死的重要干預(yù)手段。

運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可提高心臟副交感神經(jīng)活性并促進(jìn)ACh釋放，進(jìn)而提高副交感神經(jīng)對(duì)心臟的調(diào)控能力。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練還可以提高心率變異性（heart rate variability，HRV）和壓力反射敏感性（arterial baroreflex sensitivity，BRS）（Bhati et al.，2018；Pearson et al.，2018）。前期研究表明，有氧運(yùn)動(dòng)可改善大鼠心臟功能，上調(diào)M2受體和膽堿能神經(jīng)，推測(cè)有氧運(yùn)動(dòng)引起心臟功能的改善可能與運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)心臟副交感神經(jīng)調(diào)節(jié)的變化有關(guān)（王友華等，2009）。此外，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可以減弱由高脂血癥引起的心功能不全，降低炎癥細(xì)胞因子以及上調(diào)膽堿酯酶陽性神經(jīng)的表達(dá)（Wang et al.，2010a）。然而，有關(guān)有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)心肌梗死大鼠副交感神經(jīng)及其M2和α7受體的影響及保護(hù)心臟的分子機(jī)制鮮見報(bào)道。本研究通過對(duì)各組大鼠血流動(dòng)力學(xué)變化、膽堿能神經(jīng)主要受體的表達(dá)研究，探討運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)心梗大鼠心臟功能變化的副交感神經(jīng)調(diào)控規(guī)律。

1 材料與方法

1.1 儀器和試劑

儀器：多導(dǎo)生理記錄儀，病理組織包埋機(jī)（BM-II），酶標(biāo)儀，電泳儀（北京六一），光學(xué)顯微鏡（Olympus BX51），生物組織攤烤片機(jī)（YT-6C）等。

試劑：兔單克隆抗體AChRα7（美國(guó)bioworld），鼠單克隆抗體M2（abcam），BCA蛋白定量試劑盒（西安晶彩），山羊抗兔二抗、山羊抗小鼠二抗等。

1.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與分組

3月齡SD雄性大鼠36只，體質(zhì)量180～220 g，購(gòu)于西安交通大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。適應(yīng)飼養(yǎng)1周后，隨機(jī)分為假手術(shù)組（Sham）、心肌梗死組（MI）、心梗＋有氧運(yùn)動(dòng)組（ME），每組12只。MI組和ME組左冠狀動(dòng)脈前降支結(jié)扎法制備MI模型，ME組在心梗成功1周后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練。大鼠分組后，分籠飼養(yǎng)，每籠6只，自由進(jìn)食飲水。

1.3 心梗模型制備與有氧運(yùn)動(dòng)方案

MI模型制備：大鼠采用戊巴比妥鈉（5%，30 mg/kg）麻醉，帶小動(dòng)物呼吸機(jī)，呼吸頻率調(diào)至60次/min，呼吸比為2：1，潮氣量為15 mL，連接心電圖。開胸，結(jié)扎左心耳和肺動(dòng)脈圓錐交界下緣2 mm處的左冠狀動(dòng)脈前降支。結(jié)扎處遠(yuǎn)端心肌顏色變淺或變白，并且心電圖S-T段抬高或T波倒置為造模成功，常規(guī)逐層縫合關(guān)胸。

有氧運(yùn)動(dòng)方案：參照Xu等（2018）的研究進(jìn)行，術(shù)后7天，ME組大鼠使用機(jī)動(dòng)嚙齒動(dòng)物跑步機(jī)（DSPT-202，中國(guó)杭州麗泰科技公司）進(jìn)行為期8周的有氧運(yùn)動(dòng)，另兩組則在整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間保持久坐不動(dòng)。為了逐步適應(yīng)運(yùn)動(dòng)壓力，訓(xùn)練先以10 m/min的速度在5°傾斜的情況下每天進(jìn)行10 min（5天/周）。在第2周期間，速度和時(shí)間逐漸增加到16 m/min每天50 min（包括10 m/min的5 min預(yù)熱），一直持續(xù)到第8周結(jié)束（16 m/min，50 min/天，5天/周）。訓(xùn)練強(qiáng)度約為最大攝氧量（V·O2max）的55%。這種運(yùn)動(dòng)方案對(duì)MI大鼠耐受性良好。在有氧運(yùn)動(dòng)的8周內(nèi)沒有死亡。

1.4 血流動(dòng)力學(xué)檢測(cè)

8周訓(xùn)練后次日，腹腔注射麻醉大鼠。將壓力傳感器導(dǎo)管從右頸總動(dòng)脈逆向插進(jìn)左心室腔，利用生理信號(hào)采集系統(tǒng)記錄心室內(nèi)各項(xiàng)血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)，如心率、收縮壓（SBP）、舒張壓（DBP）、左室收縮壓（LVSP）、左室舒張末壓（LVEDP）和左室壓力最大上升和下降速率（±dp/dtmax），評(píng)價(jià)心臟功能。之后迅速開胸取心臟，用注射器沿主動(dòng)脈向心臟內(nèi)注入中性甲醛，每組取3顆心臟放于甲醛固定48 h后，進(jìn)行形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)。另取6顆心臟置于液氮中，24 h后移至-80℃超低溫冰箱，用于Western Blot分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，其中在左心室邊緣區(qū)每組（3只）每只各取1 mm3用于電鏡觀察。剩下的每組3顆心臟用于伊文思藍(lán)-TTC染色。

1.5 伊文思藍(lán)-TTC染色、Masson染色和H.E.染色

伊文思藍(lán)-TTC染色：開胸后鉗夾左前降支，于頸靜脈注射2%伊文思藍(lán)2～3 mL，確定未缺血區(qū)和缺血區(qū)。經(jīng)耳緣靜脈推注10%KCl，使心臟停于舒張期。剪下心臟，用生理鹽水洗凈心臟后，用刀片小心將心臟橫切置于培養(yǎng)皿中，用1%TTC溶液37℃避光染色10～15 min，取出心臟，小心將心臟翻面，繼續(xù)37℃避光染色10～15 min。使用數(shù)碼相機(jī)拍照留取圖片，觀察梗死組織。將心臟從甲醛中取出，石蠟包埋切片（5 μm），H.E.、Masson染色，光學(xué)顯微鏡下觀察并拍攝。

1.6 免疫組織化學(xué)染色和超微結(jié)構(gòu)觀察

實(shí)驗(yàn)嚴(yán)格按照SABC免疫組化染色試劑盒說明書步驟進(jìn)行。石蠟切片，烤片機(jī)預(yù)熱，脫蠟至水，PBS清洗。3%H2O2浸泡10 min以消除內(nèi)源性過氧化物酶，抗原修復(fù)用山羊血清封閉液37℃孵育60 min，滴加一抗（eNOS抗體，TNF-α抗體，M2抗體，α7抗體），4 ℃冰箱過夜。次日室溫復(fù)溫30 min。PBS清洗，滴加二抗，濕盒中37℃孵育60 min，PBS清洗。滴加SABC復(fù)合物（37℃，30 min），DAB顯色，三級(jí)水洗滌終止反應(yīng)，常規(guī)脫水透明中性樹膠封片。快速剪取各組大鼠心臟左心室組織（每組3只），放入電鏡固定液固定，送至西安交通大學(xué)包埋，切片，JEM-2000EX（日本）透射電鏡觀察心肌梗死邊緣區(qū)毛細(xì)血管、閏盤和線粒體結(jié)構(gòu)并拍照。

1.7 Western Blotting

取心肌組織50～60 mg，加500 μL RIPA裂解液提取蛋白，手持式勻漿機(jī)勻漿6次，4℃離心12 000 rpm×20 min，取上清，BCA試劑盒蛋白定量。常規(guī)制膠，點(diǎn)樣，電泳，轉(zhuǎn)膜，麗春紅染色，5%BSA封閉，孵育一抗（M2抗體，α7抗體）4℃過夜，次日復(fù)溫30 min，TBST漂洗，孵育二抗1 h，TBST洗二抗，ECL發(fā)光。

1.8 數(shù)據(jù)處理

組織切片顯微鏡觀察。Western Blot實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用Image Lab分析處理。所得數(shù)據(jù)用Gragh Pad Prism 6.01軟件轉(zhuǎn)換作圖。所有數(shù)據(jù)均采用SPSS 19.0進(jìn)行處理，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示，采用單因素方差分析進(jìn)行顯著性差異分析，P＜0.01為差異極顯著，P＜0.05為差異顯著。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 心臟功能檢測(cè)結(jié)果

血流動(dòng)力學(xué)結(jié)果顯示，與S組比較，MI組LVSP、±dP/dtmax均顯著降低（P＜0.05，P＜0.01），LVEDP顯著升高（P＜0.01）；與MI組比較，ME組LVSP、±dP/dtmax均顯著上升（P＜0.05，P＜0.01），LVEDP顯著下降（P＜0.05），結(jié)果表明，MI后心臟功能顯著降低，有氧運(yùn)動(dòng)可顯著改善心臟功能（表1）。

表1 心肌梗死及有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠的影響特征及血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)Table 1 Effects of Myocardial Infarction andAerobic Exercise on Rats and Hemodynamic Parameters

2.2 伊文思藍(lán)-TTC染色結(jié)果

染色結(jié)果顯示，正常心肌呈深紅色，缺血區(qū)未梗死心肌呈藍(lán)黑色，梗死心肌組織為灰白色。與Sham組相比，MI組呈現(xiàn)明顯的藍(lán)黑色缺血區(qū)及灰白色壞死區(qū)。與MI組相比，ME組灰白色梗死區(qū)及藍(lán)黑色缺血區(qū)有所減少。結(jié)果表明，有氧運(yùn)動(dòng)可減輕心梗后心肌組織壞死，改善心臟功能（圖1）。

圖1 各組大鼠心臟伊文思藍(lán)-TTC染色結(jié)果Figure 1. Results of Cardiac Evans Blue-TTC Staining in Rats

2.3 H.E.染色觀察結(jié)果

H.E.染色結(jié)果顯示，Sham組大鼠心肌細(xì)胞排列整齊，緊密，結(jié)構(gòu)清晰。MI組大鼠梗死區(qū)心肌細(xì)胞大量壞死，心肌纖維排列紊亂，出現(xiàn)替代性纖維化，形成瘢痕組織。ME組大鼠梗死邊緣區(qū)有新的心肌生成，表明有氧運(yùn)動(dòng)可以促進(jìn)梗死邊緣區(qū)心肌生成，降低梗死面積（圖2）。

圖2 各組大鼠心肌組織H.E.染色結(jié)果（×400）Figure 2. Results of H.E.Staining in Cardiac Tissue of Rats

2.4 Masson染色觀察結(jié)果

Masson染色結(jié)果顯示，Sham組大鼠紅色心肌纖維排列整齊，藍(lán)色膠原纖維少見。MI后心肌細(xì)胞壞死，心肌組織結(jié)構(gòu)紊亂，梗死區(qū)可見大面積藍(lán)色膠原纖維。ME組大鼠心肌組織結(jié)構(gòu)有一定程度改善，梗死區(qū)紅色心肌細(xì)胞與藍(lán)色膠原交互分布，膠原纖維明顯減少，表明8周有氧運(yùn)動(dòng)可減輕MI后心肌纖維化程度（圖3）。

圖3 各組大鼠心肌組織Masson染色結(jié)果（×400）Figure 3. Results of Myocardial Tissue Masson Staining in Rats

2.5 免疫組化結(jié)果

大鼠心肌M2受體和TNF-α免疫組化染色結(jié)果顯示，與Sham組相比，MI心肌組織中可見M2受體和TNF-α陽性顆粒顯著增加。與MI組比較，ME組M2受體和TNF-α蛋白表達(dá)顯著下降。表明有氧運(yùn)動(dòng)可以下調(diào)心梗大鼠M2受體和TNF-α蛋白的表達(dá)，抑制炎癥反應(yīng)，改善心臟功能（圖4）。大鼠心肌eNOS和α7受體免疫組化染色結(jié)果顯示，與Sham組相比，MI心肌組織中可見eNOS和α7受體表達(dá)的陽性顆粒顯著減少。與MI組比較，ME組eNOS和α7受體表達(dá)顯著增加。結(jié)果表明，有氧運(yùn)動(dòng)可增加心梗大鼠eNOS和α7受體的表達(dá)，改善心臟功能（圖5～圖7）。

圖4 各組大鼠心肌TNF-α免疫組化染色結(jié)果（×400）Figure 4. Results of TNF-α Immunohistochemical Staining in Rat Heart Muscle

圖5 各組大鼠心肌eNOS免疫組化染色結(jié)果（×400）Figure 5. Results of eNOS Immunohistochemical Staining in Rat Myocardium

圖6 各組大鼠心肌M2免疫組化染色結(jié)果（×400）Figure 6. Results of M2Receptors Immunohistochemical Staining in Rats Myocardial

圖7 各組大鼠心肌α7免疫組化染色結(jié)果（×400）Figure 7. Results of α7 Receptors Immunohistochemical Staining in Rats Myocardial

2.6 各組實(shí)驗(yàn)大鼠左心室梗死邊緣區(qū)超微結(jié)構(gòu)觀察結(jié)果

Sham組大鼠毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞排練整齊、胞膜完整、平滑。MI組大鼠毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞有脫落現(xiàn)象，細(xì)胞膜突起、斷裂，其外周膠原纖維增多，管壁增厚。ME組大鼠內(nèi)皮細(xì)胞脫落減少，薄膜趨于完整平滑，其外周膠原纖維減少，管壁較MI組明顯變薄（圖8）。Sham組心臟鼠閏盤結(jié)構(gòu)清晰，連接完整，較多。MI組閏盤發(fā)生扭曲，盤旋重疊，模糊、不連續(xù)并有極度擴(kuò)張現(xiàn)象。ME組閏盤較MI組明顯增多，結(jié)構(gòu)清晰，連接較完整（圖9）。Sham組線粒體內(nèi)膜內(nèi)陷形成的線粒體嵴密集、有序。MI組線粒體水腫和空泡樣變性，線粒體嵴消失，還可見胞漿內(nèi)堆積大量溶酶體。ME組線粒體空泡樣變性減少，溶酶體減少，線粒體嵴結(jié)構(gòu)趨于正常（圖10）。結(jié)果表明，有氧運(yùn)動(dòng)可改善左心室梗死邊緣區(qū)毛細(xì)血管、閏盤和線粒體形態(tài)結(jié)構(gòu)，從而改善心梗大鼠心臟功能。

圖8 大鼠心肌梗死邊緣區(qū)毛細(xì)血管超微結(jié)構(gòu)觀察結(jié)果（×5 000）Figure 8. Ultrastructural Observation of Capillaries in the Marginal Zone of Myocardial Infarction in Rats

圖9 大鼠心肌梗死邊緣區(qū)閏盤超微結(jié)構(gòu)觀察結(jié)果（×20 000）Figure 9. Ultrastructural Observation of the Disc in the Marginal Zone of Myocardial Infarction in Rats

圖10 大鼠心肌梗死邊緣區(qū)線粒體超微結(jié)構(gòu)觀察結(jié)果（×25 000）Figure 10. Ultrastructural Observation of Mitochondria in the Marginal Zone of Myocardial Infarction in Rats

2.7 Western Blotting結(jié)果

Western Blotting結(jié)果顯示，與Sham組比較，MI組M2受體顯著上調(diào)（P＜0.01）。與MI組比較，ME組M2受體顯著減少（P＜0.01）。與Sham組比較，MI組α7受體顯著下調(diào)（P＜0.05，P＜0.01），與MI組比較，ME組α7受體顯著增加（P＜0.05）。結(jié)果表明，MI心臟副交感神經(jīng)M2受體顯著增加，α7受體表達(dá)顯著降低，有氧運(yùn)動(dòng)可顯著降低MI心臟M2受體及增加α7受體的表達(dá)（圖11）。

圖11 大鼠心肌M2受體及α7受體表達(dá)結(jié)果Figure 11. Expression of M2Receptor and α7 Receptor in Rat Myocardial

3 討論與分析

3.1 心肌梗死后心臟功能降低的副交感神經(jīng)的調(diào)控機(jī)制

心肌梗死后大鼠心臟功能明顯受損（Ranjbar et al.，2018）。調(diào)節(jié)心臟功能的自主神經(jīng)系統(tǒng)的兩個(gè)主要分支是副交感神經(jīng)系統(tǒng)（parasympathetic nervous system，PSNS）和交感神經(jīng)系統(tǒng)（sympathetic nervous system，SNS）。PSNS和SNS的平衡是維持正常心臟功能和血液動(dòng)力學(xué)穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵因素（Lacroix et al.，2008）。心肌梗死后副交感神經(jīng)活性降低和交感神經(jīng)活性增加，最終導(dǎo)致心臟功能降低。心梗后高發(fā)的危險(xiǎn)因素還包括冠狀動(dòng)脈粥樣硬化和持續(xù)性復(fù)雜室性心律失常（Yu et al.，2013b）。MI后患者心臟自主神經(jīng)功能不平衡，通過心率變異性（副交感神經(jīng)張力）降低來表現(xiàn)，HRV與患者的惡性室性心律失常、隨后猝死及其他心血管事件風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)（Oliveira et al.，2013）。副交感神經(jīng)功能障礙已經(jīng)間接地表現(xiàn)為異常壓力反射敏感性（Vaseghi et al.，2017）。一般來說，壓力反射控制主要由交感神經(jīng)介導(dǎo)，心臟控制主要由副交感神經(jīng)介導(dǎo)。PSNS對(duì)心臟的調(diào)節(jié)作用主要是由M2毒蕈堿乙酰膽堿受體和α7受體介導(dǎo)。在缺血再灌模型中，心室M2AChR mRNA和蛋白表達(dá)顯著增加（Li et al.，2010）。迷走神經(jīng)切斷術(shù)后1周大鼠心臟中的M2AChR表達(dá)增加，此外，MI患者的心室區(qū)域毒蕈堿受體上調(diào)，是副交感神經(jīng)去神經(jīng)支配相關(guān)的適應(yīng)性反應(yīng)（Mazzadi et al.，2009）。副交感神經(jīng)通過激活α7煙堿乙酰膽堿受體（α7nAChR）引發(fā)膽堿能抗炎途徑（Intachai et al.，2018）。α7nAChR缺失導(dǎo)致的全身炎癥反應(yīng)與mTOR相關(guān)的自噬過程有關(guān)（Fang et al.，2019），α7nAChR減少可抑制血管的生成（Yu et al.，2013a）。結(jié)果表明，副交感神經(jīng)α7nAChR和M2AChR在調(diào)節(jié)心臟功能中起著重要作用。

MI大鼠心肌線粒體和自噬小體數(shù)目增加，表明Parkin活性的降低導(dǎo)致線粒體自噬流障礙以及正常形態(tài)破壞（Wu et al.，2016）。已知M2受體作用于Parkin/PINK信號(hào)通路，本研究表明，MI后M2受體升高，推測(cè)MI后線粒體自噬流障礙，心臟功能受損，副交感神經(jīng)功能降低，導(dǎo)致M2受體代償性升高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，MI后線粒體結(jié)構(gòu)破環(huán)，與前人研究一致。MI可造成心肌細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。當(dāng)心肌細(xì)胞缺血缺氧時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致氧自由基的產(chǎn)生以及鈣離子穩(wěn)態(tài)失衡，誘發(fā)未折疊蛋白反應(yīng)，進(jìn)一步發(fā)展為ERS。心臟I/R期間，M2受體的活化可以激活ERK1/2和PI3K/Akt信號(hào)傳導(dǎo)途徑以緩解ER應(yīng)激反應(yīng)和細(xì)胞凋亡（Liao et al.，2015）。MI后內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和凋亡引起M2受體代償性增加。MI后大鼠炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激增強(qiáng)。MI后炎癥反應(yīng)導(dǎo)致各種細(xì)胞因子的釋放，包括TNF-α、IL-6、TGF-β和白細(xì)胞介素（ILs），這些細(xì)胞因子有助于心肌壞死、細(xì)胞凋亡、梗塞擴(kuò)張、纖維化、左心室擴(kuò)張、非梗死心肌肥大（Souri et al.，2019）。另外，大鼠MI后NF-κB顯著升高，心臟功能受損（Han et al.，2018）。α7nAChR具有抗炎作用。本研究結(jié)果顯示，α7受體在心肌梗死后顯著降低，可能是TNF-α升高的原因之一。TNF-α還可通過刺激NADPH氧化酶減少eNOS的表達(dá)或加快NO的失活，降低NO的生物利用率，從而促進(jìn)重構(gòu)及缺血區(qū)及邊緣區(qū)血管閉塞，微血管阻塞發(fā)生無復(fù)流現(xiàn)象。心肌缺血后閏盤結(jié)構(gòu)紊亂，與前人一致。Cx43的表達(dá)能減少室性心律失常易感性，MI后Cx43在邊緣區(qū)絕大部分已消失（Saffitz et al.，2012），推測(cè)Cx43降低導(dǎo)致閏盤形態(tài)及功能改變，心臟受損。

3.2 有氧運(yùn)動(dòng)通過激活副交感神經(jīng)受體改善心梗大鼠心臟功能機(jī)制

近年，調(diào)節(jié)副交感神經(jīng)活性作為治療心肌梗死的研究增多。臨床和基礎(chǔ)研究均表明，運(yùn)動(dòng)可以增加副交感神經(jīng)活性，改善心肌梗死心臟功能（Chen et al.，2010；Teixeira et al.，2017）。心肌梗死患者進(jìn)行體育鍛煉后BRS以及HRV參數(shù)增加，證實(shí)自主神經(jīng)系統(tǒng)平衡向副交感神經(jīng)活動(dòng)的有益轉(zhuǎn)變（Dani?owiczszymanowicz et al.，2013）。另外，老年心肌梗死患者早期進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后，自主神經(jīng)調(diào)節(jié)和心率變異性改善，心臟功能改善，病死率降低。運(yùn)動(dòng)還可以減少M(fèi)I后小鼠的炎癥反應(yīng)，包括炎癥因子TNF-α、IL-6和IL-1的降低（Puhl et al.，2015）。而副交感神經(jīng)受體α7nAChR是抗炎途徑中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，本研究結(jié)果顯示，運(yùn)動(dòng)后心肌梗死大鼠TNF-α降低以及α7nAChR顯著升高，這有可能是運(yùn)動(dòng)改善MI大鼠心臟功能的重要靶點(diǎn)。運(yùn)動(dòng)對(duì)α7nAChR的激活可以募集酪氨酸激酶Jak2，激活轉(zhuǎn)錄因子STAT3和減少TNF-α和IL-6。α7nAChR也參與增強(qiáng)MI中膽堿誘導(dǎo)的毛細(xì)血管密度。表明α7nAChR參與血管生成（Li et al.，2010）。前期研究發(fā)現(xiàn)，有氧訓(xùn)練可通過上調(diào)膽堿能神經(jīng)和M2受體改善大鼠心臟功能。本研究結(jié)果顯示，MI后M2受體代償性增加，有氧運(yùn)動(dòng)顯著下調(diào)MI大鼠M2受體的表達(dá)，改善心臟功能。有氧運(yùn)動(dòng)可顯著激活血管內(nèi)皮型一氧化氮合酶（eNOS），增加內(nèi)皮細(xì)胞NO含量的釋放，促進(jìn)血管內(nèi)皮依賴性血管舒張（Wang et al.，2010b）。推測(cè)有氧運(yùn)動(dòng)可加大心梗大鼠邊緣區(qū)毛細(xì)血管管壁通透性，促進(jìn)血管舒張及降低血管纖維化，改善受損心臟。因此認(rèn)為，有氧運(yùn)動(dòng)通過調(diào)節(jié)副交感神經(jīng)M2受體和α7nAChR受體改善心梗大鼠心臟功能。

據(jù)報(bào)道，α7nAChR的激活導(dǎo)致促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生和釋放下調(diào)，α7的激活通過干擾I-κB磷酸化和NF-κB轉(zhuǎn)錄活性來抑制NF-κB；激活α7以抑制STAT3磷酸化，使未磷酸化的STAT3（uSTAT3）結(jié)合NF-κB亞基p50和p65，并避免其核轉(zhuǎn)位；α7活化引起的抗炎作用是由于Jak2/STAT3信號(hào)通路的激活，活化的STAT3誘導(dǎo)產(chǎn)生三效曲普瑞林（TTP），被認(rèn)為是抗炎作用的中間體；另外提出的促炎反應(yīng)的膽堿能調(diào)節(jié)機(jī)制包括由磷酸肌醇-3-激酶（PI3K）/Akt/Nrf-2途徑激活介導(dǎo)的血紅素加氧酶-1（HO-1）的上調(diào)（Báez-Pagán et al.，2015）。α7nAChR刺激可能通過 HO-1誘導(dǎo)的機(jī)制減少氧化應(yīng)激（Navarro et al.，2015）。炎癥轉(zhuǎn)錄因子NF-κB參與氧化應(yīng)激過程，抑制NF-κB可以阻止氧化應(yīng)激；α7nAChR的激活降低了缺血中風(fēng)小鼠氧化應(yīng)激和NF-κB活性（Han et al.，2014）。副交感神經(jīng)遞質(zhì)ACh通過與α7亞型結(jié)合，抑制炎癥因子TNF-α、IL-1等釋放。α7nAChR的激活能促進(jìn)心肌缺血大鼠中JAK2/Bcl-2和PI3K/Bcl-2級(jí)聯(lián)改善BeClin1相關(guān)的自噬功能障礙，從而減輕心肌缺血中的心臟損傷（Hou et al.，2018）。有氧運(yùn)動(dòng)顯著提高α7nAChR的表達(dá)，推測(cè)有氧運(yùn)動(dòng)通過激活副交感神經(jīng)α7nAChR作用于其下游信號(hào)通路，起到抗炎、減少氧化應(yīng)激、增強(qiáng)細(xì)胞自噬等作用，最終改善MI大鼠心臟功能。在缺氧復(fù)氧誘導(dǎo)的H9C2心肌損傷細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)線粒體PINK1和Parkin水平降低，并伴隨著自噬通量降低（LC3-II/LC3-I降低和p62增加）（Sun et al.，2016）。運(yùn)動(dòng)可以調(diào)節(jié)老年心梗小鼠線粒體信號(hào)生物標(biāo)志物，引發(fā)線粒體自噬（Zhao et al.，2018）。運(yùn)動(dòng)可以暢通心梗后的線粒體自噬流，增加線粒體生物合成，改善心臟功能（Campos et al.，2017）。這可能是本實(shí)驗(yàn)結(jié)果中運(yùn)動(dòng)改善心梗心臟線粒體形態(tài)關(guān)鍵原因。有氧運(yùn)動(dòng)顯著降低MI大鼠副交感神經(jīng)M2受體，推測(cè)有氧運(yùn)動(dòng)通過增強(qiáng)副交感神經(jīng)功能降低心肌內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和細(xì)胞凋亡以及增加線粒體自噬流進(jìn)而引起M2受體下調(diào)，從而改善MI大鼠心臟功能。本研究顯示，有氧運(yùn)動(dòng)改善心梗心肌毛細(xì)血管和閏盤形態(tài)，這有利于心臟的冠脈循環(huán)及心肌血液供應(yīng)。心臟功能改變與副交感神經(jīng)的調(diào)控能力關(guān)系密切。本研究發(fā)現(xiàn)，心肌梗死心臟eNOS和α7受體表達(dá)降低，TNF-α和M2受體表達(dá)升高，可能是心肌梗死后副交感神經(jīng)功能降低，心臟功能損傷導(dǎo)致的結(jié)果，而有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)使M2和炎性因子表達(dá)降低，提高eNOS和α7受體表達(dá)，可能是有氧運(yùn)動(dòng)提高心肌梗死大鼠心臟功能的潛在原因。

4 結(jié)論

心肌梗死后的心臟功能紊亂與心臟交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)失衡，心肌副交感神經(jīng)M2表達(dá)增加和α7受體表達(dá)下降密切相關(guān)。有氧運(yùn)動(dòng)可以通過上調(diào)α7受體和下調(diào)M2受體，增強(qiáng)副交感神經(jīng)功能，改善心梗大鼠心臟功能。