運動下調左心室β2-AR/β1-AR對MI大鼠心臟的保護效應

陳婷，田振軍

（1.西藏民族大學 體育學院，陜西 咸陽 712082；2.陜西師范大學 運動生物學研究所 運動與心血管研究室，陜西 西安 710062）

?

運動下調左心室β2-AR/β1-AR對MI大鼠心臟的保護效應

陳婷1，2，田振軍224

（1.西藏民族大學 體育學院，陜西 咸陽 712082；2.陜西師范大學 運動生物學研究所 運動與心血管研究室，陜西 西安 710062）

摘 要：探討心臟β2-AR/β1-AR變化在運動減輕心梗后心肌纖維化中的作用。將雄性SD大鼠36只，隨機分為假手術組(S)、心肌梗死組(MI)、心梗后有氧運動組(ME)，每組12只。MI組采用結扎心臟左冠狀動脈前降支(LAD)法，建立MI模型。S組僅穿線而不結扎LAD，ME組在MI后1周進行4周跑臺運動。第1周適應性訓練(速度10 m/min，坡度0)，第2周運動速度15 m/min，坡度3%，第3周速度20 m/min，坡度3%，第4周速度25 m/min，坡度5%。運動總時間均為60 min，每周訓練5 d，連續4周。訓練結束后開胸摘取心臟，免疫組化法檢測左心室β2-AR蛋白表達；熒光免疫組化法檢測左心室Nox4蛋白表達；Western Blot法檢測β1-AR，β2-AR及Nox4蛋白水平；DHE法檢測心肌超氧陰離子水平；Masson染色測定心肌膠原容積百分比(CVF)。結果：與S組比較，MI后可見心肌β2-AR、Nox4陽性染色，大面積超氧陰離子紅色熒光及藍色心肌膠原纖維。MI后LV中β2-AR/β1-AR比例顯著上調(P<0.01)，心肌Nox4蛋白表達、超氧陰離子水平、CVF值顯著增加(P<0.05、P<0.01、P<0.01)。與MI組比較，ME組可見心肌β2-AR、Nox4陽性染色，而超氧陰離子紅色熒光及藍色膠原纖維明顯減少。運動后LV中β2-AR/β1-AR比例顯著下調(P<0.01)，心肌Nox4蛋白表達、超氧陰離子水平及CVF顯著降低(P<0.05、P<0.05、P<0.01)。且LV中β2-AR/β1-AR與心肌CVF呈顯著正相關(r=0.419，P<0.05)。結果表明：有氧運動可下調左心室β2-AR/β1-AR比例，抑制Nox4-ROS通路，減輕心梗大鼠心肌纖維化程度。運動對心梗后心肌纖維化的抑制和β2-AR/β1-AR比例降低有關。

關 鍵 詞：運動生理學；心臟β腎上腺素能受體；心肌纖維化；心肌超氧陰離子水平；有氧運動；心肌梗死；大鼠

心臟β腎上腺素能受體(β-AR)調節紊亂在心肌梗死(MI)后心功能惡化中發揮關鍵作用。MI后交感神經系統持續激活，導致心肌β1-AR表達下調[1]，相應β2-AR 在β-AR中所占比例增高，且β1-AR和β2-AR脫敏、脫偶聯[2]，使得β1-AR和β2-AR的正性肌力作用受損。其中β2-AR比例的增高與激活[3]，與惡性心律失常風險性的增加呈正相關[2，4]。文獻梳理發現，在病理心臟中，β2-AR參與心肌纖維化[5]、心臟氧化應激[5]、病理性左心室(LV)重塑過程[4，6]。心臟β2-AR過表達(100倍和350倍)可導致心肌纖維化[7]。而其機制與心肌NADPH氧化酶Nox2、Nox4上調，ROS水平增加，P38MAPK信號通路激活關系密切[5]。β2-AR激活可造成病理性心室重塑的惡性循環[7，8]。基于此，研究假設采用手段下調β2-AR比例的激活，可能對MI后心肌纖維化有著改善效果。

近年來運動干預改善MI疾病的研究備受關注[9-10]。運動鍛煉可減輕心肌纖維化程度，提升MI心臟功能[11-12]，此觀點已被廣泛證實[13]。而在運動減輕MI后心肌纖維化中，β2-AR激活是否發揮作用，其研究報道少見。以往研究表明，運動訓練可增加病理心臟β1-AR蛋白表達(48%)及mRNA水平[11]，降低β2-AR應答性[4，14]。本研究前期成果發現，有氧運動可恢復MI后心臟β2-AR/β1-AR均衡性[15]。而運動后β2-AR的變化，而對梗死心臟形態及功能上的影響并未深入探討。因此本研究采用4周有氧運動干預方式，探討其對MI后LV中β2-AR/β1-AR、Nox4-ROS通路，及對MI大鼠心肌纖維化的影響，旨在闡明心臟β2-AR/β1-AR變化在運動減輕MI后膠原過度增生中的作用，為運動改善MI疾病，探索安全有效治療預防MI的運動康復方案提供依據。

1 材料與方法

1.1 主要儀器和試劑

主要儀器：奧林巴斯光學顯微鏡、尼康熒光顯微鏡、凝膠成像儀等。主要試劑DHE超氧化物熒光探針購于碧云天公司，兔抗大鼠多克隆抗體β2-AR、Nox4購于GeneTex公司；抗體β1-AR購于Cell Signaling Technology公司。

1.2 實驗動物與分組

3月齡雄性Sprague Dawley大鼠36只，體重185～215 g，購于由西安交通大學實驗動物中心(動物質量合格證號：陜醫動證字08-004號)。大鼠隨機分為假手術組(S)、心肌梗死組(MI)、心梗+有氧運動組(ME)，每組12只。大鼠采用國家標準嚙齒類動物干燥飼料喂養，自由飲食，動物室內溫度18～25 ℃，濕度50%～60%。MI組采用左冠狀動脈前降支(LAD)結扎法，建立MI模型；S組大鼠實施假手術；ME組進行4周的小動物跑臺運動。

1.3 心梗模型制備

大鼠采用質量分數5%戊巴比妥鈉腹腔麻醉(30 mg/kg)，用小動物呼吸機連接自制面罩輔助呼吸，參數調至呼吸頻率為65次/min，吸呼比為2∶1，潮氣量為10 mL。開胸暴露心臟，于肺動脈圓錐左緣和左心耳根部交界下2 mm處結扎左冠狀動脈前降支(LAD)，結扎后肉眼可見結扎遠端心肌顏色逐漸變淺或變白，主要局限在LV，靠近心尖部最為明顯。多道生理信號采集處理系統記錄大鼠心電圖，監測評價MI模型，大鼠MI后心電圖出現S-T段抬高或T波倒置現象，可斷定MI造模成功。之后逐層縫合關胸。S組大鼠僅穿線而不結扎LAD。ME組大鼠在MI模型成功后1周開始訓練。

1.4 大鼠運動方案

有氧運動方案參照Patel KP等的研究進行[16-17]。ME組大鼠在MI手術后1周進行4周有氧遞增跑臺運動。第1周適應性訓練，運動速度10 m/min，坡度0；第2周運動速度15 m/min，坡度3%；第3周運動速度20 m/min，坡度3%；第4周運動速度25 m/min，坡度5%。ME組運動時間均為60 min(運動強度為50%～80% VO2max)，每周訓練5 d，連續訓練4周。4周運動結束后次日，采用多導生理記錄儀記錄心電圖，數據采集完畢后，迅速開胸摘取心臟，進行后續實驗。

1.5 心臟樣品處理

隨機選取大鼠腹腔麻醉后，經左心室-升主動脈實施心臟灌流術(先灌注PBS，然后灌注質量分數為4%多聚甲醛)，取心臟置于多聚甲醛后固定，然后轉移到30%蔗糖溶液中浸泡脫水至組織沉底，之后用OCT包埋，制冰凍切片(厚15 μm)。另隨機取大鼠心臟，放于質量分數為10%中性甲醛溶液固定后，經乙醇脫水，二甲苯透明，石蠟包埋，常規石蠟切片(厚5 um)用于HE，Masson染色，免疫組化和免疫熒光實驗。另取大鼠心臟置于液氮冷凍后，移至-80 ℃低溫冰箱保存，用于Western Blot實驗。

1.6 免疫組化實驗

實驗按照SABC免疫組化染色試劑盒說明書進行。石蠟切片脫蠟至水，抗原修復后用山羊血清在濕盒中37 ℃封閉60 min。滴加一抗(兔抗大鼠多克隆抗體β2-AR，1∶60)，4 ℃過夜。之后滴加二抗(1∶250)。37 ℃濕盒中孵育60 min。之后孵育SABC復合物(37℃，40 min)，PBS清洗，DAB顯色，純水洗滌終止反應，蘇木精復染、封片。設置陰性對照(PBS代替一抗)。

1.7 免疫熒光實驗

石蠟切片58 ℃預熱，脫蠟至水。抗原修復后用山羊血清在濕盒中37 ℃封閉60 min。滴加一抗(兔抗大鼠多克隆抗體Nox4，1∶100)，4 ℃過夜。室溫復溫30 min。之后滴加TRITC標記二抗(1∶250)。37 ℃濕盒中孵育60 min。滴加DAPI避光孵育5 min，PBS沖洗，封片。設置陰性對照(PBS取代一抗)。采用熒光顯微鏡觀察，400倍鏡下拍照。

1.8 Western Blot實驗

采用RIPA提取總蛋白，Bradford法測定蛋白質含量。等量蛋白質采用12%SDS聚丙烯酰胺凝膠垂直電泳進行分離，轉至NC膜上，麗春紅染膜，室溫封閉(3% BSA)50 min后，分別加入兔抗β1-AR(1∶1 000)、β2-AR(1∶500)、Nox4(1∶800)多克隆抗體，4 ℃過夜，之后加入二抗(Jackson，1∶8 000)孵育50 min，洗膜后用ECL進行發光顯跡。計算目的蛋白與內參蛋白條帶的積分光密度(Integral Optical Density，IOD)，內參為GAPDH。

1.9 DHE染色

DHE染色用于檢測心肌超氧陰離子水平。取冰凍切片，將超氧化物熒光探針DHE負載于切片上，避光孵育20 min，熒光探針DHE在超氧化物生成處被氧化為溴化乙錠，與DNA結合后，激發出紅色熒光。用熒光顯微鏡觀察結果。

1.10 數據采集與統計學處理

Western Blot實驗結果膠片用Image Quant TLv2005軟件分析處理，組織切片經光鏡觀察，用Image Pro-plus 6.0軟件進行測量分析。所得數據用GraghPad Prism 5.0軟件轉換作圖。所有數據均運用SPSS 17.0軟件包進行處理，結果以平均數±標準差(±s)表示。采用單因素方差分析進行顯著性差異分析。P＜0.01為差異極顯著，P＜0.05為差異顯著。

2 實驗結果及分析

2.1 左心室β1-AR及β2-AR表達的觀察結果

β2-AR免疫組化結果顯示，S、MI、ME組LV中均可見β2-AR陽性染色，呈棕黃色，主要位于心肌細胞膜。Western Blot結果顯示，LV中β2-AR蛋白表達在S、MI、ME組均無顯著差異(見圖1、圖2)。

圖1 大鼠心肌β2-AR免疫熒光染色結果(×400)

圖2 大鼠心肌β1-AR及β2-AR Western Blot結果

β1-AR的Western Blot結果顯示，與S組相比，MI組LV中β1-AR蛋白表達顯著減少(P＜0.05)。與MI組相比，ME組β1-AR蛋白表達顯著增高(P＜0.05)(見圖2)。而MI后LV中β2-AR/β1-AR比例較S組顯著上調(均P＜0.01)。ME組β2-AR/β1-AR比例較MI組顯著下調(P＜0.01)。

2.2 左心室Nox4表達的觀察結果

Nox4免疫熒光結果顯示，S組LV中Nox4陽性染色較少。MI組、ME組均可見Nox4陽性染色，呈亮紅色，分布于縱行心肌纖維胞漿，位于藍色細胞核周圍(見圖3)。

圖3 大鼠心肌Nox4免疫熒光染色結果(×400)

Western Blot結果顯示，與S組相比，MI組LV中Nox4蛋白表達顯著增加(P＜0.05)；與MI組相比，ME組Nox4蛋白表達顯著降低(P＜0.05)(見圖4)。

圖4 大鼠心肌Nox4的Western Blot結果

2.3 左心室冰凍切片DHE染色結果

DHE染色結果顯示，LV中超氧陰離子呈紅色熒光，在細胞核表達。S組紅色熒光顆粒較少。與S組相比，MI組梗死區可見大量紅色熒光顆粒，密集分布(見圖5)。

圖5 大鼠心肌DHE染色圖(×200)

數據顯示MI組大鼠LV中超氧陰離子水平較S組顯著增加(P＜0.01)。而ME組梗死區紅色熒光顆粒較少，超氧陰離子水平較MI組顯著下降(P＜0.05)(見圖6)。

圖6 大鼠心肌DHE染色熒光光密度結果

2.4 HE染色觀察結果

HE染色結果顯示，S組大鼠心肌細胞排列緊密，結構整齊。MI組大鼠梗死區心肌細胞大量壞死，心肌纖維排列紊亂，出現替代性纖維化，形成瘢痕組織。ME組大鼠梗死區部分心肌細胞斷裂，瘢痕組織中出現紅色心肌，纖維化程度降低(見圖7)。

圖7 大鼠心肌組織HE染色(×400)

2.5 Masson染色觀察結果

Masson染色結果顯示，S組大鼠紅色心肌纖維排列整齊，藍色膠原纖維少見。MI后心肌細胞壞死，心肌組織結構紊亂，梗死區可見大面積藍色膠原纖維。ME組大鼠心肌組織結構有一定程度改善，梗死區紅色心肌細胞與藍色膠原交互分布，膠原纖維明顯減少(見圖8)。

圖8 大鼠心肌組織Masson染色(×400)

膠原容積百分比(CVF)用于反映心肌間質纖維化。數據顯示，與S組比較，MI后CVF((55.35±6.99)%，P＜0.01)較S組((5.71±3.88)%)顯著增加。與MI組比較，ME組CVF((32.7±3.55)%，P＜0.01)顯著降低(見圖9)，表明4周有氧運動可減輕MI后心肌纖維化程度。

圖9 大鼠心肌組織CVF結果

2.6 相關性分析

相關性分析結果顯示，LV中β2-AR/β1-AR與心肌CVF具有中等程度相關(r=0.419)，有顯著性(P=0.047)，表明心臟β2-AR/β1-AR比例與心肌纖維化關系有關，有氧運動對MI后心肌纖維化的減輕可能與β2-AR/β1-AR比例降低有關。

3 討論

3.1 心梗后運動干預可下調左心室β2-AR/β1-AR比例

β-AR是調節心臟功能強有力的生物靶標。人類心臟中β1-AR/β2-AR比例為7:3[18]，其作為G蛋白偶聯受體超家族的一員，心臟β1-AR通過Gs-AC-cAMP-PKA通路引起心率加快、心肌收縮力增強及傳導速度加快。β2-AR可同時與Gs和Gi形成雙偶聯，發揮正性肌力和細胞保護兩方面的作用[19]。β-AR調節紊亂在MI后心功能惡化中發揮重要作用，研究發現MI后交感神經系統持續激活，心肌β1-AR密度下調，導致cAMP產生減少，造成心臟收縮功能降低[1]。而β2-AR密度雖無明顯變化，但β2-AR所占比例相應由17%升高到38%，使得MI后交感神經激動對β2-AR的依賴程度明顯升高[20]。而β2-AR比例的增加與激活[2]，與MI后惡性心律失常發生關系密切[3]。

長期運動訓練可提高MI后心臟交感神經和迷走神經均衡性，加強自主神經系統調節功能[21]，并對心臟β-AR表型產生有益影響。以往研究表明運動訓練可增加病理心臟β1-AR蛋白表達(48%)及mRNA水平[11]，增加cAMP水平(36%)[11]，降低β2-AR應答性[4，14]。BILLMAN等研究表明運動訓練可恢復易患猝死犬β1-AR/β2-AR均衡性[4]，但該研究中并未檢測β1-AR和β2-AR蛋白表達及密度。本實驗結果顯示，MI后LV中β1-AR蛋白表達減少，β2-AR雖無顯著變化，但心肌β2-AR/β1-AR比例顯著上調，β2-AR所占比例的研究意義更大。而4周運動干預后，心肌β1-AR表達增高，β2-AR無明顯變化，相應ME組β2-AR/β1-AR比例降低，表明有氧運動可下調LV中β2-AR/β1-AR比例，恢復β-AR均衡性。這與本實驗組前期研究結果一致[15]。而運動恢復受體均衡性的機制，以及MI后運動下調β2-AR/β1-AR，其對心臟形態及功能上的影響并未深入研究。而本研究重點從β2-AR與心肌纖維化的角度，探討運動對MI大鼠心臟的保護效應。

3.2 運動后β2-AR/β1-AR降低與心梗后Nox4-ROS通路下調，心肌纖維化程度減輕有關

MI后心臟發生心室結構和功能改變，表現為心肌細胞壞死和凋亡、間質纖維化、心肌細胞代償性肥大、心臟收縮功能下降等。研究發現MI后大量產生的ROS可促進心肌間質纖維化[22]。心肌NADPH氧化酶族(Nox)是心血管系統中ROS的主要來源之一，且Nox產生的ROS可激發其他來源ROS的生成[23]。研究發現，Nox敲除小鼠在MI后梗死面積減小，心肌纖維化得到改善[22]。而位于心肌細胞線粒體的Nox4是衰竭心臟氧化應激產生的主要來源，Nox4敲除小鼠氧化應激水平降低，心肌纖維化，細胞凋亡水平均顯著降低，心功能得到改善[24]。而心臟β-AR，作為G-蛋白偶聯受體，是MI后激活Nox的因素之一[25]。在病理心臟中，β2-AR激活參與心肌纖維化，心臟氧化應激[5]，細胞凋亡[6]，病理性心臟重塑[4]，心律失常過程[2]。其中β2-AR與心肌纖維化關系密切。研究表明β2-AR過表達(60倍)可增強心臟收縮功能，不會惡化為心力衰竭。而β2-AR過表達(100倍和350倍)可造成心肌纖維化[7，26]。其機制與心肌Nox2，Nox4上調，ROS水平增加，P38MAPK信號通路有關激活[5]。β2-AR激活可導致病理性心室重塑的惡性循環[8]。因此本研究假設采用手段下調β2-AR比例的激活，可能對MI后心肌纖維化起到改善效果。

近年來運動干預改善MI疾病的研究備受關注。規律的運動鍛煉對于心室重構改善，MI患者心功能提高、MI發病率降低均具有積極意義[27]。運動可減輕心肌纖維化程度，提升MI心臟功能，此觀點已得到廣泛證實[9-12]。本文主要關注心臟β2-AR在運動減輕MI后心肌纖維化中的作用。本實驗結果顯示，MI后LV中Nox4蛋白表達，超氧陰離子水平，心肌膠原纖維顯著增加。而四周運動干預后，LV中Nox4蛋白表達，超氧陰離子水平及心肌膠原纖維明顯減少。且心臟β2-AR/β1-AR比例與CVF呈顯著正相關。提示有氧運動可抑制心肌Nox4-ROS通路，減輕MI大鼠心肌纖維化程度。且運動對MI后心肌纖維化的抑制與β2-AR/β1-AR比例降低有關。但目前關于心臟β2-AR的研究存在爭議，β2-AR過度激活除發揮心臟毒性外，另有研究認為其具備心肌保護作用[26]。在心肌細胞凋亡方面，β2-AR可偶聯Gi通過PI3K/Akt通路發揮抗凋亡作用[28]。而選擇性刺激β2-AR可激活cAMP/PKA/Akt/eNOS通路，增加NO生物利用率，降低心肌細胞死亡[6]。通過文獻梳理，筆者認為心肌β2-AR的正性肌力及心臟毒性作用主要是通過偶聯Gs發揮的[29]，而β2-AR的抗心肌細胞凋亡及細胞保護作用主要是與Gi偶聯所介導[28]。但運動后病理心臟中這兩方面作用之間的關系，平衡及機制研究還需要進一步深入探討。

綜上所述，心梗后進行4周有氧運動干預可下調左心室β2-AR/β1-AR比例，抑制Nox4-ROS通路，減輕心梗大鼠心肌纖維化程度。運動對心梗后膠原過度增生的抑制與β2-AR/β1-AR比例降低有關。

參考文獻：

[1]LEOSCO D，RENGO G，IACCARINO G，et al.Exercise promotes angiogenesis and improves beta-adrenergic receptor signalling in the post-ischaemic failing rat heart[J].Cardiovasc Res，2008，78(2)，385-394.

[2]BILLMAN G E，CASTILLO L C，HENSLEY J，et al.Beta2-adrenergic receptor antagonists protect against ventricular fibrillation：in vivo and in vitro evidence for enhanced sensitivity to beta2-adrenergic stimulation in animals susceptible to sudden death[J].Circulation，1997，96(6)，1914-1922.

[3]HOULE M S，ALTSCHULD R A，BILLMAN G E.Enhanced in vivo and in vitro contractile responses to beta(2)-adrenergic receptor stimulation in dogs susceptible to lethal arrhythmias[J].J Appl Physiol，2001，91(4)：1627-1637.

[4]BILLMAN G E，KUKIELKA M，KELLEY R，et al.Endurance exercise training attenuates cardiac beta2-adrenoceptor responsiveness and prevents ventricular fibrillation in animals susceptible to sudden death[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol，2006，290(6)：H2590-2599.

[5]DI LISA F，KALUDERCIC N，PAOLOCCI N.Beta(2)-Adrenoceptors，NADPH oxidase，ROS and p38 MAPK：another ‘radical’ road to heart failure?[J].Br J Pharmacol，2011，162(5)：1009-1011.

[6]BHUSHAN S，KONDO K，PREDMORE B L，et al.Selective beta2-adrenoreceptor stimulation attenuates myocardial cell death and preserves cardiac function after ischemia-reperfusion injury[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol，2012，32(8)：1865-1874.

[7]LIGGETT S B，TEPE N M，LORENZ J N，et al.Early and delayed consequences of beta(2)-adrenergic receptor overexpression in mouse hearts: critical role for expression level[J].Circulation，2000，101(14)：1707-1714.

[8]XU Q，DALIC A，FANG L，et al.Myocardial oxidative stress contributes to transgenic beta(2)-adrenoceptor activation-induced cardiomyopathy and heart failure[J].Br J Pharmacol，2011，162(5)：1012-1028.

[9]BARBOSA V A，LUCIANO T F，VITTO M F，et al.Exercise training plays cardioprotection through the oxidative stress reduction in obese rats submitted to myocardial infarction[J].Int J Cardiol，2012，157(3)：422-424.

[10]BITO V，DE WAARD M C，BIESMANS L，et al.Early exercise training after myocardial infarction prevents contractile but not electrical remodelling or hypertrophy[J].Cardiovasc Res，2010，86(1)：72-81.

[11]DE WAARD M C，VAN DER VELDEN J，BITO V，et al.Early exercise training normalizes myofilament function and attenuates left ventricular pump dysfunction in mice with a large myocardial infarction[J].Circ Res，2007，100(7)：1079-1088.

[12]GIALLAURIA F，ACAMPA W，RICCI F，et al.Exercise training early after acute myocardial infarction reduces stress-induced hypoperfusion and improves left ventricular function[J].Eur J Nucl Med Mol Imaging，2013，40(3)：315-324.

[13]MANN N，ROSENZWEIG A.Can exercise teach us how to treat heart disease?[J].Circulation，2012，126(22)：2625-2635.

[14]HOLYCROSS B J，KUKIELKA M.Exercise training normalizes beta-adrenoceptor expression in dogs susceptible to ventricular fibrillation[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol，2007，293(5)：H2702-2709.

[15]CHEN T，CAI M X，LI Y Y，et al.Aerobic exercise inhibits sympathetic nerve sprouting and restores beta-adrenergic receptor balance in rats with myocardial infarction[J].PLoS One，2014，9(5)：e97810.

[16]ZHENG H，SHARMA N M，LIU X，et al.Exercise training normalizes enhanced sympathetic activation from the paraventricular nucleus in chronic heart failure：role of angiotensin II[J].Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol，2012，303(4)：R387-394.

[17]ZHENG H，LI Y F，ZUCKER I H，et al.Exercise training improves renal excretory responses to acute volume expansion in rats with heart failure[J].Am J Physiol Renal Physiol 2006，291(6)：F1148-1156.

[18]LOHSE M J，ENGELHARDT S，ESCHENHAGEN T.What is the role of beta-adrenergic signaling in heart failure?[J].Circ Res，2003，93(10)：896-906.

[19]WRIGHT P T，NIKOLAEV V O，O'HARA T，et al.Caveolin-3 regulates compartmentation of cardiomyocyte beta2-adrenergic receptor-mediated cAMP signaling[J].J Mol Cell Cardiol，2014，67：38-48.

[20]BARTELS L A，CLIFTON G D，SZABO T S.Influence of myocardial ischemia and reperfusion on beta-adrenoceptor subtype expression[J].J Cardiovasc Pharmacol，1998，31(4)：484-487.

[21]RIBEIRO F，ALVES A J，TEIXEIRA M，et al.Exercise training enhances autonomic function after acute myocardial infarction: a randomized controlled study[J].Rev Port Cardiol，2012，31(2)：135-141.

[22]LOOI Y H，GRIEVE D J，SIVA A，et al.Involvement of Nox2 NADPH oxidase in adverse cardiac remodeling after myocardial infarction[J].Hypertension，2008，51(2)：319-325.

[23]TAKIMOTO E，KASS D A.Role of oxidative stress in cardiac hypertrophy and remodeling[J].Hypertension，2007，49(2)：241-248.

[24]KURODA J，AGO T，MATSUSHIMA S，et al.NADPH oxidase 4(Nox4)is a major source of oxidative stress in the failing heart[J].Proc Natl Acad Sci USA，2010，107(35)：15565-15570.

[25]HEYMES C，BENDALL J K，RATAJCZAK P，et al.Increased myocardial NADPH oxidase activity in human heart failure[J].J Am Coll Cardiol，2003，41(12)：2164-2171.

[26]ZHAO M，FAJARDO G，URASHIMA T，et al.Cardiac pressure overload hypertrophy is differentially regulated by beta-adrenergic receptor subtypes[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol，2011，301(4)：H1461-1470.

[27]KRALJEVIC J，MARINOVIC J，PRAVDIC D，et al.Aerobic interval training attenuates remodelling and mitochondrial dysfunction in the post-infarction failing rat heart[J].Cardiovasc Res，2013，99(1)：55-64.

[28]CHESLEY A，LUNDBERG M S，ASAI T，et al.The beta(2)-adrenergic receptor delivers an antiapoptotic signal to cardiac myocytes through G(i)-dependent coupling to phosphatidylinositol 3’-kinase[J].Circ Res，2000，87(12)：1172-1179.

[29]STOCKIGT F，BRIXIUS K，LICKFETT L，et al.Total beta-adrenoceptor knockout slows conduction and reduces inducible arrhythmias in the mouse heart[J].PLoS One，2012，7(11)：e49203.

Effects of exercise down-regulating left ventricular β2-AR/β1-AR on protecting the hearts of MI rats

CHEN Ting1，2，TIAN Zhen-jun2
（1.School of Physical Education，Xizang Minzu University，Xianyang 712082，China；2.Exercise＆Cardiovascular Lab，Institute of Sports and Exercise Biology，Shaanxi Normal University，Xi’an 710062，China)

Abstract:In order to probe into the roles of the changing of cardiac β2-AR/β1-AR in exercise alleviating myocardial fibrosis after myocardial infarction,the authors divided 36 male SD rats randomly into a sham surgery group(S),a myocardial infarction group(MI),and an aerobic exercise after myocardial infarction group(ME),each of which consisted of 12 rats,established a MI mode on the rats in group MI by means of ligation of the left anterior descending(LAD)coronary artery,stitched but not ligated the LAD of the rats in group S,let the rats in group ME exercise on a treadmill for 4 weeks,1 week after MI,according to the following plan: week 1: adaptive training(speed: 10m/min,gradient: 0%); week 2: speed: 15mmin,gradient: 3%; week 3: speed: 20m/min,gradient: 3%; week 4: speed: 25m/min,gradient: 5%; total exercise time: 60min,training: 5 days a week,4 weeks consecutively.After the training was finished,the authors opened thebook=119,ebook=124rats’ chest and took out their hearts,measured left ventricular β2-AR protein expression by means of immunohistochemistry,measured left ventricular Nox4 expression by means of fluorescent immunohistochemistry,measured β1-AR,β2-AR and Nox4 protein levels by means of Western Blot,measured myocardial superoxide anion level by means of DHE,measured myocardial collagen volume fraction(CVF)by means of Masson staining,and revealed the following findings: as compared with the rats in group S,the rats after MI could be seen having myocardial β2-AR and Nox4 positive staining,large areas of superoxide anion red fluorescence and blue myocardial collagen fibers; in LV after MI,the radio of β2-AR/β1-AR increased significantly(P<0.01),myocardial Nox4 protein expression,superoxide anion level and CVF value increased significantly(P<0.05,P<0.01,P<0.01); as compared with the rats in group MI,the rats in group ME could be seen having myocardial β2-AR and Nox4 positive staining,but significantly decreased superoxide anion red fluorescence and blue collagen fibers; in LV after exercise,the radio of β2-AR/β1-AR was down-regulated significantly(P<0.01),myocardial Nox4 protein expression,superoxide anion level and CVF value decreased significantly(P<0.05,P<0.05,P<0.01); and in LV,β2-AR/β1-AR was significantly positive correlative with myocardial CVF(r=0.419,P<0.05).The said findings indicate the followings: aerobic exercise can down-regulate the ratio of left ventricular β2-AR/β1-AR,restrain the pathway of Nox4-ROS,and alleviate the degree of myocardial fibrosis of rats with myocardial infarction; exercise is related to the restraint of myocardial fibrosis and the decrease of the ratio of β2-AR/β1-AR after myocardial infarction.

Key words:sports physiology；β2-AR/β1-AR；myocardial fibrosis；myocardial superoxide anion；aerobic exercise；myocardial infarction；rats

作者簡介：陳婷(1984-)，女，講師，博士研究生，研究方向：運動生理學。E-mail：ctgw84@163.com 通訊作者：田振軍教授。

基金項目：國家自然科學基金項目(81360297，31371199， 31171141); 陜西師范大學“211工程”運動生物學重點建設學科項目(2012-11)。

收稿日期：2015-05-20

中圖分類號：G804.2

文獻標志碼：A

文章編號：1006-7116(2016)02-0118-08