有氧運動和抗阻運動對心衰大鼠心功能的影響

顧怡雯，鄧?yán)冢粞啵瑓羌?/p>

上海靜安區(qū)市北醫(yī)院老年科，上海 200435

慢性心力衰竭（chronic heart failure，CHF）是各種心臟疾病導(dǎo)致的心功能不全的一種綜合征，臨床以心排血量不足，出現(xiàn)循環(huán)功能障礙為特征，具有高再住院率、致殘率及致死率的特點，已經(jīng)成為世界范圍類突出的公共衛(wèi)生問題[1]。國內(nèi)外有多項研究證實運動康復(fù)可以改善心衰患者的運動耐力，是提高CHF患者生活質(zhì)量及生存率的重要康復(fù)手段[2，3]，但對于運動方式和強度的選擇仍不明確。故本研究通過建立心衰大鼠模型，共60只8周齡SD雄性大鼠60只，探討不同運動方式對大鼠心功能的影響，為臨床治療心衰提供參考，現(xiàn)在報道如下。

1 材料和方法

1.1 實驗動物及造模

8周齡SD雄性大鼠60只,體質(zhì)量180～220 g，由上海斯萊克實驗動物有限公司購入。隨機分為正常組（8只）、心衰模型組（52只），參照文獻[4-6]心衰模型組大鼠每天上午背部皮下注射 ISO 10 mg/（kg·d）共 14 d，正常對照組每天同時皮下注射等量的生理鹽水。造模后4周后所有模型組進行超聲心動圖檢測，以超聲心動檢測顯示左室射血分?jǐn)?shù)≤45%為造模成功的主要標(biāo)志。

1.2 實驗動物分組

造模過程中，心衰模型組死亡4只，按隨機數(shù)字表法將造模成功的48只心衰大鼠分為模型組（靜息）、有氧運動組（運動跑臺）、抗阻運動組、有氧運動聯(lián)合抗阻運動組，每組各12只。

1.3 運動方案

有氧運動組大鼠進行3 d的適應(yīng)性跑臺訓(xùn)練，借鑒Bedford[7]的大鼠運動方案，每天15 min，速度5 m/S,坡度為0°，第4天測定運動耐力。大鼠最大攝氧量跑速的測定，初速度為7 m/min，每3min增加5 m/min，直到力竭（力竭標(biāo)準(zhǔn)：大鼠不能堅持本級別負荷跑速，先后滯于跑道后1/3處達6次以上，聲、光、電刺激驅(qū)趕無效），得出最大攝氧量跑速結(jié)果。運動強度：前兩周為最大跑速的50%,后調(diào)整為最大跑速的60%。運動時間：第1天為30 min，后每天遞增10 min直至60 min。運動頻率：5 d/周。運動總周期：8周。抗阻運動組采用自制爬梯，參照Lee和趙永軍[8-9]的方案進行大鼠尾部負重爬梯訓(xùn)練，梯高1 m，梯間隔1 cm，傾斜角度為85°，第一周為不負重的適應(yīng)性訓(xùn)練，后起始負重為10%的體重負荷，然后每天增加增加體重的10%,直至終負荷75%。運動時間：2組/d，3次/組，組間隔2 min，次間隔1 min。運動頻率：3 d/周。運動總周期8周。有氧運動+抗阻運動組采用運動跑臺結(jié)合大鼠尾部負重爬梯訓(xùn)練結(jié)合的方案，跑臺運動每天30 min/d+大鼠尾部負重爬梯訓(xùn)練（2組/d，3 次/組，組間隔 2min，次間隔 1min），有氧運動5 d/周，抗阻運動3天/周。運動總周期8周。

1.4 指標(biāo)測定

運動實驗8周后每只大鼠股動脈取血5 mL，常溫下，離心機3 000 r/min，離心10 min后，分離血清，運用酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）法測定不同組大鼠腦鈉肽前體（NT-proBNP）值。取血后處死大鼠，解剖心臟組織。計算心臟指數(shù)（heart mass index，HMI）。 HMI= 心臟質(zhì)量/體質(zhì)量。

1.5 統(tǒng)計方法

采用SPSS 19.0統(tǒng)計學(xué)軟件進行數(shù)據(jù)分析，計量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，組間比較采用獨立t檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 實驗中大鼠死亡情況

造模過程中因心衰死亡4只大鼠，造模成功48只大鼠。在后續(xù)實驗中模型靜息組死亡3只大鼠，有氧運動組、抗阻運動組各死亡2只大鼠，聯(lián)合運動組死亡3只大鼠。

2.2 各組大鼠心臟質(zhì)量指數(shù)、NT-proBNP比較

檢測結(jié)果顯示，模型靜息組大鼠HMI及NT-proBNP均明顯高于對照組(P＜0.01)；與模型組比較，有氧運動組、抗阻運動組及聯(lián)合運動組均能有效降低HMI及NT-proBNP(P＜0.05)，且與有氧運動組和抗阻運動組相比，聯(lián)合運動組的HMI及NT-proBNP下降更顯著(P＜0.05)，但有氧運動組和抗阻運動組之間療效差異無統(tǒng)計學(xué)意義 （P＞0.05）見表1。

表1 各組大鼠 HMI、NT-proBNP 比較（±s）

表1 各組大鼠 HMI、NT-proBNP 比較（±s）

注：與對照組比較，*P＜0.01；與模型（靜息）組比較，△P＜0.05；與有氧運動組比較，☆P＜0.05；與抗阻運動組比較，◆P＜0.05。

組別H M I（m g/g）N T-p r o B N P(p g/m L)對照組（n=8）模型組（靜息）（n=9）有氧運動組（n=1 0）抗阻運動組（n=1 0）有氧運動聯(lián)合抗阻運動組（n=9）2.4 4±0.2 3（3.5 3±0.2 1）*（3.1 1±0.2 3）△（3.0 7±0.2 0）△（2.8 6±0.1 5）△☆◆9 6.3 9±1 8.7 6（4 4 5.6 5±3 4.1 7）*（3 4 1.2 2±2 3.2 3）△（3 3 3.8 2±1 7.6 4）△（2 9 0.6 8±1 4.9 9）△☆◆

3 討論

N末端腦鈉素前體（NT-proBNP）是一種具有多種生物活性的多肽，能擴張血管、增加排鈉，對抗腎上腺素和腎素-血管緊張素(RAS)的水鈉潴留，有較好的穩(wěn)定性，是評價心功能紊亂最敏感和特異性最高的指標(biāo)之一，可用于心力衰竭的診斷和治療[10]。該研究證實有氧運動、抗阻運動及有氧運動聯(lián)合抗阻運動均可降低NT-proBNP，改善心功能。且有氧運動聯(lián)合抗阻運動對降低NT-proBNP的療效更為顯著。

心肌重構(gòu)主要包括心肌細胞和心肌間質(zhì)的重構(gòu)，是心力衰竭發(fā)展過程中重要的病理機制之一。HMI是反映心肌重構(gòu)的重要指標(biāo)。本研究證實有氧運動、抗阻運動及有氧運動聯(lián)合抗阻運動均可降低HMI。由此可知，運動康復(fù)可以改善心力衰竭大鼠心肌重構(gòu)，對改善心力衰竭的發(fā)生發(fā)展有著重要的意義。

自20世紀(jì)70年代末，有越來越多的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)證實適宜的運動有益于心力衰竭的康復(fù)[11-12]。目前公認的有效的運動形式為有氧運動和抗阻運動，現(xiàn)階段對有氧運動的研究較多，臨床應(yīng)用較多，而對于抗阻運動的研究仍較少，臨床應(yīng)用不多。有研究[13]表明有氧運動有利于提高最大攝氧量、增加心排量、降低脂肪含量、從而改善心肺功能，而抗阻運動更有利于肌肉力量和耐力的提高。相對于有氧運動，抗阻運動時心率較低、心肌灌注壓力高，可以使心肌細胞氧的供需達到最佳平衡狀態(tài)。本研究結(jié)果顯示，對照組、模型組、有氧運動組、抗阻運動組、有氧運動聯(lián)合抗阻運動組的HMI指數(shù)依次為 （2.44±0.23）mg/g、（3.53±0.21）mg/g、（3.11±0.23）mg/g、（3.07±0.20）mg/g、（2.86±0.15）mg/g，NT-proBNP 指數(shù)依次為 （96.39±18.76）pg/mL、（445.65 ±34.17）pg/mL、 （341.22 ±23.23）pg/mL、 （333.82 ±17.64）pg/mL、（290.68±14.99）pg/mL； 提示有氧運動組、抗阻運動組、有氧運動聯(lián)合抗阻運動組均可明顯降低心衰大鼠的NT-proBNP、HMI指數(shù)，與模型組比較有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01）；且與有氧運動組、抗阻運動組相比，有氧運動聯(lián)合抗阻運動組效果更顯著（P＜0.05），但有氧運動組和抗阻運動組相比療效差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），證實抗阻運動與有氧運動都可以降低HMI和NT-proBNP值，且抗阻運動聯(lián)合有氧運動的對心衰的療效較單方面應(yīng)用有氧運動或抗阻運動更加顯著(P＜0.05)。在既往黃興清等人相關(guān)研究中明確提出，經(jīng)過12周抗阻訓(xùn)練心衰患者NT-proBNP 指數(shù)從治療前（3.83±0.57）ng/L，降至治療后（3.04±0.31）ng/L，可進一步改善心力衰竭患者的心臟指數(shù)與運動心肺功能，可延緩心功能下降，減輕疲勞、呼吸困難等癥狀，提升運動耐力、能力，從而使心衰患者的生活質(zhì)量明顯改善[14]，本研究結(jié)果也與之相符，經(jīng)抗阻訓(xùn)練聯(lián)合有氧訓(xùn)練后心衰大鼠NT-proBNP指數(shù)水平顯著降低，可表明抗阻訓(xùn)練聯(lián)合有氧訓(xùn)練可有效改善心力衰竭癥狀。

綜上所訴，在藥物治療的基礎(chǔ)上，有氧運動聯(lián)合抗阻運動訓(xùn)練可能是改善心衰的最佳方式之一。