（运动人体科学专业论文）不同负荷运动对大鼠血管内皮细胞内分泌功能的影响.pdf

李宁川不n # - 荷的运动对丈鼠血管内皮细胞内分泌功能的影响 缩语表 a c h 一一一一一一一一一- 乙酰胆碱 a e c 一一一一一- - _ m - 一主动脉内皮细目黾 a g t i i 一一一一一一一一血管紧张素 a n p 一= 一- - m - - 一一一心钢自素 b n p 一- - - - - - - - - 一- - 一。 c a m p - - - - - - - - - - 一- 一- - - - - - - - - - 一- 脑钠素 腺苷酸环化酶 c g r p 一一一一一一一降钙素基因相关肽 e d r f 一一一一一一一一一一 内皮舒张因子 e t 一一一- 内皮素 f n 一一一一一一一一一一 纤维连接蛋白 f g f 一一一纤维母细胞生长因子 g pib 一一一一一一一-血，j 、板膜糖蛋白ib 5 - h t m u - 一一一5 一羟色胺 i l 1 一一一一一一白介蒡i 1 n e - 一一一一一一 去甲肾匕腺素 n o 一一一隼c 化氮 n o s 一一一一一一一一一氧化氮合酶 p m 一一组织型纤维蛋白溶酶激活物抑制剂 p a e c 一一一一一一一一一一一一一一- 猪肺动脉内皮细胞 p a r h 一一一一一一p a 释放激素 p d g f 一一一一一一一一一一一一一一 血小板源性生长因子 p g l 2 一m u - 一一一一前歹0 环素 p l c 一m u - - 一一- 磷脂酶c p l a 2 一一- - u - 磷脂酶a 2 p l d 一一一一一一一- - 磷脂酶d p d g f 一一一一一一一一一- - m - - 一一一一 血d 、板促生长因子 t n f q 一一- m u - 一肿瘤坏死因子 t - p a 一一一- m - 组织型纤维蛋白溶酶激活剂 t g f b 一一一一一转化生长因子 t x b 2 一一一一一一一一一一一一一一- 前歹0 环素 c a s 一一一一j l 自；酚胺 a a- m u - 一一- 花生四烯酸 g t p 一一一一一一一一一一 三磷酸腺苷 s h r 一一一一一一一 自发性高血压大鼠 e p i 一一一一一一一肾e 腺素 l a 玛一一一一一。l 一 青氨酸 v p f - - - - - - - - - - - - 一- - - - - - - - - - - - - - - - - - - 一- - - 一- 、0 l s 一一一一 血管通透因子 促血管因子 v e g f 一一血管生长因子 v w f 一一一一一一一一一一一一一一一一- 血管性假血友病因子 4 扬卅大学硕士学位论文 摘要 本文研究了急性运动和不同负荷的运动训练对大鼠血管内皮细胞内分泌功 能的影响，并对某些机理进行探讨。 大鼠经力竭性运动和不同负荷的8 周运动训练后，测定大鼠血浆v w f 、e t 及 血清v e g f 、t n f d 、i l lb 含量。 结果显示：1 、急性力竭性运动后大鼠血浆v e g f 、v w f 、e t 含量显著增高， 表明急性力竭运动可能会引起血管内皮细胞的损伤，从而影响血管内皮细胞的内 分泌功能。2 、中等负荷的运动训练对血管内皮的适应性有良好的促进作用，并 可刺激血管内皮细胞分泌v e g f ，引发血管增殖，这对改善微循环有一定的作用。 3 、长期连续的大负荷运动训练使得大鼠一直处于疲劳状态，对大鼠血管内皮细 胞的内分泌功能产生不利影响。 a b s t r a c t s 一一 珧盯 一删毗哪刚一 嬲翟黑篓冀 一一 一一 一一一一一 诋 训m 幽一一一触妇一一 篇鬻慧慧然 一一，量一d一一一一一 一一一一一一一 m |量砌，一托=霎舳-詈邺蚰 李宁川不同负荷的运动对大鼠血管内皮细胞内分泌功能的影响 不同负荷运动对大鼠血管内皮细胞内分泌功能的影响 ( 文献综述) 1 8 6 5 年h i s 首先提出内皮这一概念以来，长时间内人们对于血管内皮细胞 功能的认识仅限于它衬在血管内壁，为血流提供光滑的表面，以维持血液的正常 流动状态。此外作为半透膜，将血管内、外分开，调节血管内、外物质交换，起 屏障作用。随着电子显微镜、细胞培养、分子生物学等先进技术的应用，对内皮 细胞功能的认识逐渐深入。 血管内皮细胞不仅是全身血管内膜的屏障结构，而且能分泌多种内皮活性 因子而具有多方面的生理功能，如调节血管张力、维持凝血和纤溶系统之间的平 衡、调节炎症细胞聚集于血管壁内、抑制血小板的聚集等。在生理情况下，血管 壁的结构完整、内膜表面光滑以及血管壁的抗血栓与促血栓的平衡调节作用，使 血管内的血液保持溶胶状的流动特性，当血管壁受到某些因素的刺激后甚至造成 血管壁结构完整性受到破坏，则导致内皮损伤，必将影响内皮细胞的功能，进而 引起动脉硬化等病症的发生。 1 血管内皮细胞 1 1 血管内皮细胞的结构 血管内皮细胞为扁平状细胞，延血管内壁呈单层纵向排列。内皮细胞嵋j 为 紧密连接，连接带不连续，有约4 n m 宽的通道。内皮细胞产生、分泌的纤维连 接蛋白( f n ) 将内皮细胞与其下的胶原组织粘在一起。内皮细胞骨架包括微丝、 微管和中等纤维。在细胞质膜下的周围带状微丝同质膜上的粘附蛋白结合，通过 粘附蛋白与相邻细胞发生联系， 1 2 血管内皮细胞的功能 长期以来，血管仅被看成一种输送血液的管道，近几十年来，随着血管内分 泌概念的提出，分子生物学的崛起，对血管的功能有了重新的认识。目前认为血 管本身是一种复杂的完整的器官，它能主动合成分泌许多生物活性物质，调节多 种组织器官的新陈代谢与功能，乃至于参与调控其生长发育和病理变化。 血管内皮的屏障与选择性的通透：通常情况下，血管壁通过细胞膜的扩散、 扬州大学硕士学位论文 滤过与主动转运等方式使物质通过，确保机体进行新陈代谢；但另一方面，血管 壁又可通过某些机制防止一些有害物质进入，以保护机体不受异物的损害，这就 是血管有选择的通透性。 血管的收缩功能：所有的血管都能通过神经、体液等因素改变它本身的直径， 一方面调整血液流速与流量，确保组织器官灌注压，以利于正常新陈代谢。另一 方面也可导致相对的或完全的血流淤滞而促进血栓形成。 血管壁的抗血栓作用：血管的抗血栓作用主要是依赖于血管内膜在结构上的 完整、光滑以及内皮细胞分泌许多活性物质参与抗血栓。 血管壁的促血栓形成作用：血管壁除有抗血栓形成的作用，也具有促血栓形 成的作用。 2 血管内皮活性物质 2 1 血管性假血友病因子( v w f ) 粘附糖蛋白y o nw i l l e b r a n d 因子( y o nw i i l e b r a n df a c t o r ，v w f ) 又名血管假 血友病因子或f v i 相关抗原( v m r ：a g ) ，是一种异源性血浆多聚体糖蛋白。1 9 2 5 年v o l lw i l l e b r a n d 医生首先发现，并研究认为它与血管功能缺陷有关。1 9 7 1 年 z i m e r m a m 等分离得到致病性的变异蛋白，进行蛋白特征鉴定命名为v o n w i l l e b r a n d 因子( v w f ) 。 2 1 1v w f 贮存和分泌 v 、7 i c - f 由血管内皮细胞及巨核细胞合成和分泌，是一种存在于血浆、内皮细胞 表面和血小板a 颗粒的糖蛋白。生物体内v w f 首先形成分子量为2 5 0 0 0 0 0 的前 体。前体经过糖化形成分子量为2 7 5 0 0 0 的二聚体亚单位。二聚体亚单位再修饰 成2 2 0 0 0 0 的亚单位，然后再聚合成由二硫键相连的多聚体并储存于韦帕小体内。 内皮细胞分泌多种形式的v w f ：包括v w f 前体、二聚体亚单位和多聚体。体内 v w f 主要是以二硫键相连的二聚体形式存在，但也可聚合成多聚体，分子量高 达百万至千万以上，其缺陷将引起血管性假血友病。 内皮细胞分泌v w f 受促释放素调控。其分泌有两种途径：持续性分泌途 径：在正常情况下，细胞未受刺激，合成与分泌偶联，分泌出的是新合成的小分 子多聚体。受调控的分泌途径：即成熟的大分子多聚体在韦一帕小体内贮存， 并由促释放素启动，依赖微管( 细胞骨架) 而完成的一种分泌过程。经过两种途 李宁川不问负荷的运动对大鼠血管内皮细胞内分泌功能的影响 7 径分泌出的v w f 分子大小及生物活性不同。 2 ，1 2v w f 的生物学功能 释放入血液中的v w f 主要分布在血小板n 颗粒，血浆及血管内皮下层，促 血小板活化，加速血小板粘附聚集，介导血小板释放相关因子，干扰凝血纤溶过 程，并有促进血凝的作用。分泌出来的v w f 一部分沉积于内皮下层，可与高 效能的g pib ( 血小板膜糖蛋白ib ) 结合位点结合，有介导血小板粘附的能力， 充当连接血管壁和血小板的桥梁，在血小板粘附与聚集中起重要作用。 2 1 3 血管内皮损伤与v w f 末受刺激的内皮细胞主要分泌v w f 的前体、二聚体亚单位。当内皮受损内 皮下组织暴露时，内皮细胞受到凝血酶等因素刺激，则释放多聚体v f ，并发 挥其生物学作用。分泌出来的v w f 一部分沉积于内皮下层，与g pib 结合位点 结合介导血小板粘附：另一部分进入血浆，因此，血浆v w f 含量的测定可作为 血管内皮损伤的一项指标。 2 2 内皮素( e t ) 2 2 1e t 的合成与分泌 e t 主要由内皮细胞合成，作为局部激素以白分泌和旁分泌的方式来调节一1 1 , 血管系统的功能。e t 的作用时间持久，不能被a 受体、h 受体及5 - h t ( 5 一羟 色胺) 受体阻断剂拮抗，可被异丙肾上腺素、a n p ( 心钠素) 及c g r p ( 降钙素 基因相关肽) 等激素抑制。 e t 的合成和释放受多种因素的调控。b 一转化生长因子、凝血酶、c 矿载体、 血小板、a g t ( i 血管紧张素) 、去甲肾上腺素、缺血、缺氧、高c a 2 + 、高血糖、l - - a g ( l 精氨酸) 、i n f ( n 毒素) 等均促进e t 的表达和释放；而a n p 、b n p ( 脑钠 素) 等可抑制e t 的表达和释放。 2 2 2 e t 的生物学功能 e t 可促进血小板源性生长因子( p d g f ) 、白介素1 ( i l 1 ) 和肿瘤坏死因 子( t n f a ) 等的产生；还可使血管平滑肌对其它血管收缩剂如a g t 和c a s ( 儿 茶酚胺) 的敏感性增加，易加重对血管的损伤。3 。 e t 除了强烈的缩血管作用外，还有强大的正性肌力作用，以及促进血管平 滑肌细胞和心肌细胞增殖的作用。其作用机制现在认为是e t 首先与细胞膜上的 扬卅j 大学硕士学位论文 特异性受体结合，这种结合极其紧密，难以分离，一旦结合亦难以被阻断剂所竞 争取代。e t 与受体结合后进入细胞，通过多种信号传递途径发挥生物学作用， 其中最主要的是通过g 蛋白激活磷脂酶c ( p l c ) 、磷脂酶a 2 ( p l a 2 ) 或磷脂酶 d ( p l d ) ，最终都提高胞浆内游离c a 2 + 浓度，从而引起血管收缩及对一t 5 脏的正 性肌力作用。所增加的c a 2 + 既有细胞c a 2 + 的内流，也有胞内肌浆网储存c a 2 + 的 释放。 2 2 3 血管内皮损伤与e t 血管内皮受损后，e t 合成增加，p g l 2 ( 前列环素) 和n o ( 一氧化氮) 合 成减少，血管平滑肌收缩甚至挛缩，从而引起微循环中血液淤滞、细胞缺血、缺 氧、自由基产生增加，进一步损伤血管内皮细胞。 2 3 内皮细胞生长因子( g f ) 血管内皮生长因子( v e g f ) ，也称血管通透因子( v p f ) 或促血管因子( v a s ) ， 特异性地直接作用于血管内皮细胞，是上调血管生成的重要因子。v e g f 是1 9 8 9 年初f e r r a r a 和g o s p d a r w i z 等人分别在牛垂体滤泡星状细胞体外培养液中首先纯 化出来的。根据其促血管内皮细胞有丝分裂的活性，f e r r a r a 等人命名为v e g f 。 2 3 1 v e g f 的分泌 v e g f 可在很多正常人和动物组织中表达，但表达水平较低。一些代谢旺盛、 供血丰富的组织( 如肾小球足突细胞、心肌细胞、前列腺上皮细胞、精予细胞、 肾上腺皮质细胞等) ，v e g f 的表达常高于其它组织：胚胎组织、胎盘、增殖期 的子宫内膜、黄体等，由于生长发育和血管生成的需要，v e g f 的表达也往往呈 较高水平。在病理情况下，特别是在肿瘤细胞中，v e g f 无论是在m r n a 水平， 还是在蛋白质水平上均有过量表达。上皮角质细胞以及巨噬细胞、淋巴细胞亚群 在表皮损伤愈合、迟发性过敏性反应等，可过量表达v e g f 。另外，v e g f 的过 量表达也可在缺血性心肌细胞、风湿性关节炎中观察到。 2 3 2 v e g f 的功能 v e g f 的生物学特性主要表现在两方面：增加微血管的通透性，最早对 v e g f 功能的描述就是可增加血管通透性。v e g f 增加血管通透性的作用十分强 烈，当浓度不足毫摩尔时就可发挥作用，其效应相当于组织胺作用浓度的5 万倍。 特异性的血管内皮细胞受体结合，促进血管内皮细胞的分裂和增殖，进而导致 李宁川不同负荷的运动对犬鼠血管内皮细胞内分泌功能的影响 新生血管的生成。v e g f 是血管内皮细胞的促分裂原和促运动原，可诱导血管内 皮细胞增殖和迁徙；还能诱导毛细i l i l 管管腔的形成、刺激血管内皮细胞产生蛋白 酶和其它的小分子物质”1 。目前已发现v e g f 与其它两个受体结合后，不但引起 受体的磷酸化，还可产生一系列的蛋白质磷酸化1 4 j 。 2 3 3 血管内皮损伤与v e o f 血管有自我修复的功能，单纯的血管内皮细胞层轻微损伤，可通过邻近的内 皮细胞的迁移、扩展和增殖来进行修复。在这一修复过程中，内皮细胞一。方面通 过纤溶系统疏通血管，另一方面分泌v e g f 、p d g f ( 血小板促生长因子) 、f g f ( 纤维母细胞生长因子) 、t g f b ( 转化生长因子) 。这些因子协同作用，调节 血管内皮细胞的增殖、分化。 2 4 组织型纤溶酶原激活剂( t p a ) 及其抑制物( p a i ) 纤溶系统最基本的核心成分是纤溶液酶原，组织型纤溶酶原激活剂和纤溶酶 原激活剂抑制物在纤溶酶原转化为纤溶酶的过程中起着重要的调节作用 2 4 1 t - p a 和p a l 的合成 t p a 、p a i l 合成的主要场所是内皮细胞，在间皮细胞、巨核细胞与单核 细胞亦分泌少量t p a 。许多刺激因素可刺激血管内皮细胞释放t p a ，诸如凝血 酶、缓激肽、组胺、乙酰胆碱、肾上腺素、c a ”、内皮素、前列环素、白介素l 、 肿瘤坏死因子、氧自由基、血管加压素、缺氧酸中毒、静脉栓塞、增加切变应力 与血流停滞等都可刺激内皮细胞释放t p a 。而v e g f 、t n f 、i l l 等可促进p a i l 的生成。 2 4 2 t - p a 和p a l 的生物学功能 t - p a 与纤维蛋白具有高度亲合力，将纤溶酶原精56 1 一缬5 6 2 处的肽链裂解，使 之激活为具有活性的纤溶酶，而p a i 则具有抑制t - p a 的作用，两者的平衡在纤 溶和血凝过程中起重要作用。 2 5 一氧化氮( n o ) 2 5 1n o 的合成 一氧化氮( n o ) 是一种自由基，在一氧化氮合酶( n o s ) 的作用下，l - 精氨 酸的胍基氮原子末端的5 个电子被氧化形成l - 胍氨酸的同时生成n o ，n o 不仅 在基础状态下分泌，乙酰胆碱、缓激肽、a d p 、a t p 、p 物质、凝血酶等可刺激 扬州大学硕士学位论文 血管内皮细胞分泌n o ，另外其它一些使血流速度和切变应力增加的因素也可刺 激n o 的释放。 2 ，5 2 n o 的生物学功能 n o 性质活泼，是神经、心血管系统间信息传递的重要调节因子，它在动脉、 微血管和静脉均有舒张血管的作用，是一种很强的舒血管物质，能降低全身平均 动脉血压，控制全身各种血管床的静息张力，增加局部血流。另外n o 参与一t l 、血 管系统体液因素的调节。n o 还可以与p g l 2 协同作用，通过激活鸟苷酸环化酶， 使得血小板内c g m p 水平增高，抑制血小板凝聚。 2 6 前列腺素( p g l 2 ) 和前列环素( t x b 2 ) p g l 2 是内皮细胞中a a ( 花生四烯酸) 的代谢产物，是一种强烈的血管扩张剂 和血小板抑制物。p g l 2 和血小板膜上特异性受体结合，刺激腺苷酸环化酶，使血 小板内c a m p 水平增多，从抑制血小板的形态改变、血小板的聚集和释放，并抑 制v w f 、纤维蛋白原和血小板表面特异受体结合。当血小板膜受刺激( 如a d p 、 凝血酶、肾上腺素、5 一羟色胺、胶原等) ，游离出来的花生四烯酸在血小板内合 成t x a 。t x a ：能使c a ”从结合状态中游离出来，而血小板内游离c a ”升高可促使 血小板聚集。但血小板内的c a m p 不但能抑制合成的t x a 。酶类( 磷脂酶、环氧酶) ； 而且还能抑制c a ”的动员，而c a ”是血小板聚集不可缺少的因予。因而p g i ：和t x a ： 的作用恰恰相反，两者间的动态平衡对维持血液凝固的正常调节具有重要的生理 意义，失衡对于血栓形成和出血倾向亦具有重要的病理生理意义。p g i 。和t x a ： 很不稳定，很快代谢成稳定的6 一k p g f 。和t x b 。，定量测定6 一k p g f 。和t x b ，可以间 接反映p g i ：和t x a 。的水平。 3 运动训练对血管内皮细胞的影响 3 1 运动对血管的影响 1 9 5 9 年，程国庆曾对3 只大鼠进行了8 0 天的游泳训练后，用组织学的方法 观察了大鼠主动脉，结果在光镜下未能看到内皮细胞的变化【5 】。但许多研究证明： 运动训练可使心肌、骨骼肌毛细血管数量增加并产生良好的适应性变化。 梁志强等人观察长期( 2 4 周，每天一次游泳4 0 m i n ) 游泳训练后，发现大鼠 主动脉中膜平滑肌细胞线粒体、粗面内质网、微饮小泡等超微结构产生了形态学 上的变化。这对加强能量代谢，促进蛋白质合成等生化机能起着重要作用。并观 李宁川不同负荷的运动对犬鼠血管内皮细胞内分泌功能的影响旦 察到中膜弹力纤维增多，在动脉血压形成方面，主动脉起着重要的弹性贮器作用。 主动脉弹性纤维的增加对这一功能将产生有利的影响 6 。另外还发现大鼠主动脉 内皮细胞的改变，内皮细胞核增大，染色体增多，细胞质中线粒体增加，有大量 微饮小泡存在，说明运动使内皮细胞功能旺盛，代谢活跃【”。 h o w a l d 认为长期耐力训练对毛细血管的增长是一强有力的刺激因素l 。 3 2 运动对e t 的影响 e t 的合成和释放可受多种因素的调控，a g t 、去甲肾上腺素、凝血酶、缺 血、缺氧、高c a 2 + 、高血糖等条件下均可促进e t 的表达和释放。在所有心血管 活性物质中，e t 作为目| i 已知的最强的缩血管物质，自从1 9 8 8 年被发现后，一 直是人们研究报道的热点。 3 2 1 急性运动对e t 的影响 有关运动对e 1 、合成和分泌影响的研究已开展了几年时间。m a e d a 9 1 等( 1 9 9 4 ) 报道，运动员在功率自行车上以9 0 或1 3 0 个人通气阈的强度运动3 0 m i n 后，血 浆e t 一1 浓度显著上升，强度越大，e t l 浓度增加的幅度越大。a h l b o r g 1 0 3 等( 1 9 9 5 ) 研究发现正常受试者以5 0 v 0 。m a x 的强度运动2 h 后，血浆e t 一1 水平明显上升。 同样r o c k e r “”等( 1 9 9 6 ) 报道，1 5 位健康人分别进行中等强度和大强度运动后， e t 含量有明显上升。m a e d a “2 1 等( 1 9 9 7 ) 让男运动员在功率自行车上用单腿进行 1 1 0 个人通气阈的运动，运动3 0 m i n 后发现，非工作腿股静脉中血浆e t - 1 浓度 明显升高，而工作腿股静脉中m 浆e t 一1 含量则无明显变化，并推测e t l 可能直 接或间接地参与运动时肌肉的血液重新分配。李严冰“”等( 2 0 0 0 ) 让3 0 名二级 少年运动员和1 5 名普通中专男学生在1 0 0 w 恒定负荷条件下运动，动态观察了机 体血浆e t 含量的变化，结果发现，运动1 5 m i n 后即刻，两组血浆e t 含量有所上 升，但与运动前相比无显著性差异；而运动3 0 m i n 后即刻，血浆e t 含量均显著 上升。封吉星“等研究了少年运动员递增负荷运动中血浆内皮素的变化，发现少 年运动员在5 0 w 、1 5 0 w 负荷运动末血浆内皮素较安静状态分别上升8 、1 4 。然 而r i c h t e r “”等( 1 9 9 4 ) 让1 0 名健康男性受试者以6 5 v 0 。m a x 在功率自行车上运 动至力竭，并动态观察e t 一1 含量变化时发现，在运动开始后的3 0 m i n 内，血浆 e t 含量显著下降，在后一个3 0 m i n 内，血浆e t 含量逐渐上升，但与运动前无显 著性差异。另有学者研究发现，急性运动并不能使血浆e t 一1 含量改变。6 ”3 。唐 扬州大学硕士学位论文 晓梅“”研究发现( 2 0 0 0 ) ，急性力竭性运动引起大鼠血浆e t 显著增高，而心肌膜 上e t r 的k d 值明显降低，推测急性力竭性运动可能导致心肌的损伤。l u b o v ( 2 0 0 i ) ”等研究也表明，在运动性缺血时，血浆e t 一1 水平上升，并认为e t 一1 的释放可 作为运动性缺血严重性的一个标志。 3 2 2 运动锻炼对e t 的影响 关于运动训练对e t 的影响，国内外学者也做了研究。常芸”1 等( 1 9 9 6 ) 为 了研究不同类型运动心脏的内分泌改变特征，让大鼠分别进行1 2 周，强度为 7 0 8 0 v o z m a x 的跑台训练( 耐力性训练组) 和1 2 周的爬杆训练( 静力训练组) 。 研究发现，耐力性训练组心房肌组织中e t 含量显著升高，并与心房组织中心钠 索含量改变一致。而心室肌组织中e t 含量无明显改变，血浆中e t 含量较对照组 增加1 2 ，但无显著性差异。静力训练后，心房肌、心室肌及血浆中e t 含量均 无显著性变化。洪长青等( 2 0 0 0 ) ”对大鼠进行为期6 周，每周6 天的持续训练、 间歇训练和静力性训练，结果发现，持续训练组( 每天2 次，每次1 5 0 m i n ，中 间休息1 2 0 m i n ) 血浆e t 含上升，但与对照组相比无显著性差异；而间歇训练组 ( 负重5 ，游泳6 m i n ，休息4 m i n ，连续进行1 0 组) 血浆e t 浓度下降了9 j ， 与对照组相比具有显著性差异；静力训练组血浆e t 水平无明显变化。而李维根 “”等( 2 0 0 0 ) 对w i s t e r 大鼠和s h r 大鼠( 自发性高血压大鼠) 进行了为期1 0 周 的游泳训练，结果发现，训练组大鼠心肌e t 一1 含量比对照组升高4 4 ，血浆e t 升高6 7 ，但比s h r 大鼠低8 4 和4 5 。随后他们为探讨e t 一1 在运动性心肌肥大 形成中的作用，采用免疫组化和n o r t h e r n 分子杂交法，对游泳大鼠和s h r 大鼠 心肌细胞e t 一1 的基因表达进行研究。结果表明，大鼠经1 0 周的游泳训练( 1 次 d 、2 h 次、6 d w ) 后心肌细胞e t - l m r n a 表达比安静对照组大鼠增加，但比安静 s t r 心肌e t l m r n a 表达减少；s h r 经过1 0 周的游泳训练( 1 次d 、卜l _ 5 h 次、 6 d w ) 后心肌细胞盯一l m r n a 表达比安静s h r 明显降低。 金其贯等。”( 1 9 9 8 ) 对大鼠进行8 周，每天1 h 的游泳训练后发现血浆e t 有 所下降，认为适当的运动训练可降低内皮细胞对e t 的分泌。殷松楼”等( 1 9 9 8 ) 也对大鼠进行了4 周的游泳训练，每天1 5 h ，发现大鼠运动组血浆e t 与安静组 相比有显著下降，并认为规则的运动可降低血浆e t 含量。m a e d a ( 2 0 0 1 ) “”等对8 名健康男性受试者进行为期8 周的运动训练( 7 0 v 0 ：m a x 、1 h 、3 - 4 d w ) ，结果发 李宁川不同负荷的运动对大鼠血管内皮细胞内分泌功能豹影响旦 现，运动训练后，机体v 0 ：m a x 显著增加，而血浆e t 一1 含量显著下降。当停止训 练后，此种效应可以持续4 周，在停止训练8 周时，血浆e t l 水平逐渐恢复至 基础水平。 e t 能刺激平滑肌细胞和心肌细胞的增生和生长，因而李维根”“等认为e t 1 可能参与运动性心肌肥大的形成机制，运动训练使高血压肥大心肌细胞e t 一1 分 布减少，在减轻e t l 对肥大心脏的损伤方面有积极的意义；e t 还具有强大的缩 血管作用，并可使血管平滑肌对其它血管收缩剂如血管紧张素i i 和儿茶酚胺的敏 感性增加，易加重对血管内皮的损伤，而运动训练可以减少血管内皮细胞分泌 e t ，这对减轻其它刺激因素对血管内皮细胞的损伤可能有抑制作用。 3 2 3 运动对e t 的影响的机制 e t 的合成和释放受多种因素的调控。b 一转化生长因子、凝血酶、c 矿载体、 血小板、血管紧张素、去甲肾上腺素、缺血、缺氧、高c a ”、高血糖、血管加压 素、内毒素等均促进e t 的表达和释放。而心钠素、脑钠素、降钙素基因相关肽 ( c g r p ) 和内皮舒张因子( e d r f ) 等可抑制的表达和释放。 实验研究表明，肾上腺素、血管紧张素加压素的增加，以及缺氧、缺血和 内皮细胞的损伤促进e t 的分泌。剧烈运动时，一方面，机体交感神经兴奋，刺 激肾上腺分泌增加，血浆儿茶酚胺及血管紧张素浓度增加，从而刺激e t 分泌的 增加；另一方面，机体组织特别是骨髂肌和心肌缺血、缺氧和损伤，也可导致 e t 的分泌增加。同时，运动血液浓缩也可能是引起血浆e t 升高的原因。运动 时交感肾上腺系统兴奋和心血管内皮细胞e t 分泌的增加对心脏和血管具有正性 变时和变力效应，从而使心血管收缩增强，体循环充盈压上升，促进静脉回流，增加 心脏前负荷，提高心泵功能，增加心肌和运动肌的血液供应，促进其机能代谢。 因此急性运动时血浆e t 含量的升高可能是机体应激状态下的一种代偿性反应。 机体剧烈运动时，交感肾上腺系统兴奋，血浆儿茶酚胺水平，导致血压升高 和心率加快，使心肌耗氧量增加；由于血液动力学影响，血管切应压力增加，使 冠脉血流减少，以上因素均可刺激心肌细胞和血管内皮细胞上的e t 受体转录， 使循环血中e t 含量增加。有报道在严重心血管应激状态下，血浆e t 浓度明显 增加【2 6 】。 3 3 运动对v e g f 影响 4 扬州大学硕上学位论文 运动对v e g f 影响，国内外研究较少，有人认为运动对v e g f 影响彳；大， 有人认为运动对v e g f 有较大影响。 3 3 1 急性运动对v e g f 的影响 目前运动医学界对v e g f 研究较少。g a v i n 2 7 】等( 2 0 0 2 ) 研究表明急性运 动都可引起大鼠肌肉组织中v e g f 显著增加。w a g n e rf 2 8 l 等( 2 0 0 1 ) 人以单腿在 腿屈伸功量计上做运动，以最大作功能力5 0 为运动强度运动1 h ，运动后3 0 m i n 取股四头肌测定v e g fm r n a ，并取在2 4 h 内不参加任何运动的作对照，结果显 示运动增加了v e g fm r n a 表达。r i c h a r d s o n l 2 9 等( 2 0 0 0 ) 以参加锻炼和未参加 锻炼者为研究对象，并以单腿屈伸到力竭作为运动模式，测定运动前后骨骼肌中 水平，其结果为：参加锻炼者运动前后v e g fm r n a 分别为o 3 8 o 0 4 、1 2 0 4 2 ，而未参加锻炼者运动后v e g fn f l l n a 为1 6 9 6 7 。他们认为v e g f 在 运动中对肌肉有反馈性抑制作用。b r u t s a e r t l 3 0 l 等( 2 0 0 2 ) 研究表明大鼠在跑台上运 动1 h 或1 h 电刺激后，肌肉中v e g fm r n a 上升3 5 倍( p o0 1 5 ) 。g u g t a f s o n 3 1 j 等( 1 9 9 9 ) 发现在肌肉活检中一次性急性运动可以增强v e g f m r n a 的表达，与 对照组相比增加了1 7 8 。 但f e r t 3 2 1 等( 2 0 0 1 ) 研究却认为运动引起v e g f 下降，他们将大鼠分成四组 ( n - 6 ) ，即对照组、缺氧对照组、缺氧运动组、常规运动组。缺氧组生活和运动 都在缺氧条件下进行，对照组及常规运动组生活和运动在通常条件下，运动组在 跑台上运动l h ( 1 8 m m i m ，坡度为1 0 。，) 常规运动组v e g fm r n a 下降4 1 倍， 而缺氧运动组下降2 7 倍。g a v i n l 3 3 j 等( 2 0 0 0 ) 让1 0 周龄雌性大鼠在跑台上( 坡 度为1 0 。，跑速为2 0 m m i n ) 运动1 h ，并测定运动前后v e g fm r n a 、t g f d m r n a 及f l t 1m r n a ，结果显示：运动后v e g fm r n a 增加4 8 倍，t g f b m r n a 增加1 6 倍，f l t 1 m r n a 增加1 7 倍。 b r e e n 弘1 曾( 1 9 9 6 ) 报道大鼠游泳运动后骨骼肌细胞v e g f 基因表达增强， 并认为其增强可能与运动时骨骼肌缺氧刺激有关。由v e g f 所诱导的新血管生成 可能有益于改善缺血心肌的血流供应，促进缺血心肌的功能恢复，保护心肌，减 少梗死面积。在缺血组织中，新血管形成是改善侧副循环依赖性血流量的基础， v e g f 则是血管生成的内源性调节因子。研究发现，组织器官受缺血、缺氧刺激后 发生血管增生，许多生长因子参与其中。v e g f 是高度特异的血管内皮细胞有丝 李宁川i不同负荷的运动对大鼠札管内皮细胞内分泌功能的影响 分裂剂，通过刺激缺氧组织建立有效侧支循环或恢复内皮细胞完整性，发挥“自 身搭桥作用；v e g f 还能促使血管内皮再生、抑制血管内膜增厚、防止再狭窄及 恢复内皮依赖性功能，从而减轻心脑缺血再灌注损伤。 3 3 2 运动锻炼对v e g f 的影响 国内外学者研究运动训练与缺氧对心血管病人v e g f 复合性的影响，单纯运 动训练或不同强度的运动训练对v e g f 影响的研究还未见报道。 黄庆原 3 5 1 等( 2 0 0 0 ) 研究表明，单纯慢性( 5 周) 缺氧动物肌纤维萎缩，毛细 血管密度显著增加，毛细血管肌纤维( c f ) 的比值无明显变化，v e g f 亦无明 显变化；动物在缺氧条件下运动，( 经5 周5 0 0 0 m 高原训练，l h d 6 d w ) 后，骨 骼肌纤维不发生萎缩，毛细血管密度增加，c f 明显升高，骨骼肌组织中v e g f 明显增加。v o g t 3 6 1 等( 2 0 0 1 ) 研究不同运动强度和不同氧浓度条件对v e g f 的影 响，研究表明只有在高强度且缺氧条件下( 在海拔3 8 5 0 m 的高原上，6 周，每周 5 次) 训练后v e g f 增5 2 4 。 g u s t a f s s o n 旧等( 2 0 0 1 ) 研究运动对v e g f 及v e g f m r n a 的影响，检测慢 性心脏病人经8 周单腿运动前后骨骼肌v e g f 及v e g f m r n a ，结果表明8 周运 动训练后，骨骼肌中柠檬酸合成酶及运动能力分别增加4 6 和3 6 ，骨骼肌中 v e g f 浓度( p o 0 2 ) 和v e g f m r n a ( p o 0 3 ) 都有显著性增加，并推测v e g f 增高是引起慢性心脏病人肌肉活性增加的的重要因素。李维根f 3 r 等( 1 9 9 9 ) 研究 表明w k y 大鼠、自发性高血压大鼠( s h r ) 和运动大鼠( 1 次i d 、1 2 0 m i n i 次、 6 d w ) 肌细胞浆内均有v e g f 染色颗粒，但运动大鼠心肌细胞浆内染色颗粒增加 最明显。n o r t h e r n 分子杂交结果表明三组大鼠心肌均有v e g fm r n a 表达，其中 s h r 大鼠表达最强，运动大鼠比w k y 大鼠增强，但低于s h r 。他们推测运动 训练引起v e g f 的增高，可能是运动性心肌肥大的诱因。 大量研究发现运动训练引起冠状脉血管发生，运动强度适当，幼年期动物有 明显的侧支血管，这可能是血流增加，心率减慢触发了血管生长因子的参与内 皮细胞的迁移及管腔形成的结果 3 9 】。r o t h f 4 0 1 等( 1 9 9 0 ) 用2 2 只狗制作l c x 慢 性阻塞模型，分为运动组和对照组，结果中等强度和大强度运动训练后侧支循环 依赖区心肌收缩期室壁厚度和冠状动脉储备都明显增加。运动训练增加心肌耗氧 量，产生短暂心肌缺血从而触发侧支循环的形成，i j i l 练导致人类侧支循 扬卅i 大学硕士学位论文 环生成尚缺乏直接的证据【4 1 l 。也有一些报道并不十分有力支持运动诱发侧枝循环 生成的观点【4 2 j 。 3 3 3 运动对v e g f 影响的机制 运动作为应急过程，对血浆v e g f 的影响的可能机制为：( 1 ) 、缺血缺氧对 v e g f 的影响，文献报道激烈运动可明显引起心肌缺血缺氧f 4 3 。心肌缺血必然会 导致氧供降低并伴随代谢废物的潴留。心肌缺血缺氧后会刺激侧枝循环的形成以 代偿组织的需要。研究发现缺血缺氧能够引起一些促血管生成的因子如v e g f 上调。实验表明：在体外，当缺氧2 4 小时，心肌细胞内v e g f 的m r n a 水平 增高6 1 0 倍；在内体，心脏缺血时，心肌细胞中v e g f 的m r n a 水平增高3 5 倍。当心肌缺血5 1 0 m i n 时，心肌细胞内可出现v e g fm r n a 表达，3 0 m i n 时 达到高峰，并且至少可以维持3 h 。组织细胞在缺氧环境下培养，结果发现细胞 内v e g fm r n a 水平增高，因此认为缺氧条件下可导致v e g f 的表达及释放， 并为血管生成的因素之一。 ( 2 ) 、如各种原因引起的免疫性复合物增多、活化补体、细胞肽( 白介素、肿 瘤坏死因子) 产生过多和异种蛋白增多等可引起内皮细胞损伤。有资料显示， 肿瘤坏死因子( t n f ) 是血管内皮细胞损伤的重要因素【。i l l 常由激活的血 管内皮细胞释放，但本身对血管内皮细胞有损伤作用“”。t n fa 本身没有使血管 内皮细胞增生移行的活性，其血管生成作用是通过诱导增加具有直接血管生成因 子的活性而实现的。它在体内能诱导血管内皮细胞产生v e g f 一2 受体，从而增强 血管生成信号在内皮细胞的传递。把神经胶质瘤细胞和t n fc t 一起孵化3 0 m i n 后发现v e g f 和v e g f 基因启动子s p 一1 区的r n r n a 表达增高，其增高幅度为单独孵 化神经胶质瘤的5 倍，证明肿瘤坏死因子的血管生成作用还和v e g f 基因启动子 s p l 区有关”。也有学者研究认为t n fa 在体外能损伤内皮细胞，导致内皮细 胞收缩，核质密度增大，甚至细胞破坏，这种损伤作用与自由基有关，表现为氧 自由基清除酶即超氧化物歧化酶活性下降，而过氧化脂质增多 4 v o ( 3 ) 、n o 及其合酶，目前认为n o 及其合酶在参与v e g f 对血管内皮细胞的 作用过程中起重要作用，v e g f 的作用与其和血管内皮细胞结合后，导致血管内 皮表达n o 有关。作为信息分子的n o 与v e g f 的表达互为正反馈调节，即n o 促进v e g f 的表达，v e g f 也促进n o 的表达。由此进一步增强了两者的内皮细 李宁川不同负荷的运动对大鼠血管内皮细胞内分泌功能的影响 i7 胞保护和舒血管功能【4 8 1 。z i c h e 4 9 】给兔应用n o 合酶抑制剂后发现，v e g f 介导 的血管生成作用被完全抑制，因此n o 及其合酶途径可能是v e g f 调节血管形成 的f 游通道和介质。 t e s t a 5 0 1 等研究体育锻炼对血管内皮的影响，1 0 位慢性心脏病人参加1 2 周体 育锻炼，另有5 位心脏病人作为对照组，分别检测锻炼前后骨骼肌中e n o sm r n a 和v e g fm r n a 及v 0 2 等，结果显示与对照组相比，体育锻炼后e n o sm r n a 增加3 4 倍( 其中有6 位病人不变) ，所有病人的v e g fm r n a 都呈显著性增高。 ( 4 ) 、v e g f 的生成与交感神经系统。a s a n o 剐把鼠置于4 。c 的环境下1 4 h 其褐色脂肪组织的v e g fm r n a 表达增高1 - 3 倍，并在2 4 h 内恢复正常，但如果手 术去除交感神经支配，鼠在寒冷环境下导致的v e g fm t t n a 表达增高被中止，应用 去甲肾上腺素或肾上腺素受体b 。增强剂后这种合成作用重新恢复。运动引起交 感神经兴奋，也可能是诱因之一。 3 4 运动对v w f 的影响 由于运动强度、运动方式以及受试者体力状态的不同，运动对v w f 影响的 研究结果也并不尽一致。c m d e n 5 2 】等( 1 9 9 9 ) 人研究认为运动对v w f 没有影响。 w a t t s 3 j 等( 1 9 9 1 ) 也有同样的研究结果，研究者让1 0 0 名耐力跑运动员以及2 5 名非运动员参加1 0 2 6 2 m i l e s 耐力跑对血栓形成因子的影响，结果显示：运动员 与非运动员之间、运动前后血浆v w f 没有显著变化。g i b b s 5 4 1 等人( 2 0 0 1 ) 研究 表明：慢性心脏病人v w f 含量显著高于正常人，急性大强度运动后，v w f 没有 显著变化。但也有不少学者研究认为运动对v w f 有一定的影响。 3 4 1 急性运动对v w f 的影响 m u s u m e c i 5 5 1 等( 1 9 8 9 ) 研究发现力竭运动后，血浆v w f 明显增高，服用 c e + 阻断剂可明显降低血浆v w f 含量。j i l m a 5 6 1 等人( 1 9 9 7 ) 以1 3 名健康年轻 人为研究对象，对照组在功率自行车上做力竭性运动后v w f 浓度比运动前增加 6 1 ，而服用l 精氨酸组在运动后v w f 浓度比运动前增加2 5 。s m i t h 5 7 1 等人 ( 1 9 9 7 ) 让马按固定模式( 按比赛速度跑到力竭) 运动，分别测定休息时、热身 运动时、热身运动后、全速跑时、停跑即刻、停跑后5 、1 5 r a i n 等时刻的血浆v w y 活性。发现马达到全速跑后1r a i n 血浆v w f 活性开始增加，停跑后5 m i n 增加到 9 2 ( p o ，0 5 ) ，停止运动后1 5 m i n 恢复到正常水平。m e y e r s 5 8 1 等( 1 9 9 0 ) 让 扬州大学硕士学位论文 v w f 缺乏的狗和正常狗在跑台上按不同运动强度做运动( 3 - 4 m m i n ，5 - 4 0 r a i n ， o 一5 。) ，结果显示正常狗激烈运动3 0 和4 0 r a i n 后，其血浆v w f 分别增加3 0 、 7 0 。而v w f 缺乏的狗运动时间不超过3 0 r a i n ，且运动后v w f 不增高。r o c 妒 等人l 1 9 9 7 ) 研究了1 4 名健康的马拉松运动员参加马拉松跑前后血栓凝结情况， 结果表明马拉松跑后，v w t 增加约3 0 0 。e r i k s s o n b e r g l 6 。j 等人( 2 0 0 2 ) 研究发 现：中年妇女急性心肌梗塞( a c u t em y o c a r d i a li n f a r c t i o n ，m i ) 组和健康组，在功率 自行车上做3 0 r a i n 亚极量运动后，v w f 浓度及t - p a 浓度和活性有显著增加，而 p a l 浓度和活性显著下降。 t r o v a t i1 6 l j ( 1 9 8 3 ) 研究表明在】型