長期有氧運動對老年男性原發性高血壓患者外周血單核細胞Toll樣受體4的影響

陳 瓊 李 強 趙立君

(吉林大學體育學院，吉林 長春 130012)

長期有氧運動對老年男性原發性高血壓患者外周血單核細胞Toll樣受體4的影響

陳 瓊 李 強1趙立君

(吉林大學體育學院，吉林 長春 130012)

目的觀察16 w有氧運動對老年男性原發性高血壓患者血液動力學、血漿腫瘤壞死因子(TNF)-α含量以及外周血單核細胞Toll樣受體(TLR)4表達的影響。方法60例老年男性原發性高血壓患者按主觀意愿分為運動組(E組)和對照組(C組)。E組進行16 w有氧運動，C組保持日常生活習慣不變。分別于試驗前后測定心率和血壓ELISA法測定血漿TNF-α含量，流式細胞術檢測外周血單核細胞TLR4表達(陽性率)水平。結果與試驗前比較，試驗后E組安靜心率和血壓降低(P<0.01)，血漿TNF-α含量下降(P<0.01)，外周血單核細胞TLR4表達(陽性率)下調(P<0.01)；C組各指標均無顯著性變化(P>0.05)。試驗后與C組比較，E組上述各指標均顯著性降低(P<0.01)。結論長期有氧運動可降低老年男性原發性高血壓患者血壓水平，其機制可能與抑制TLR4信號通路并下調炎癥因子表達有關。

有氧運動；原發性高血壓；Toll樣受體4；腫瘤壞死因子-α；炎癥

原發性高血壓(EH)是諸多心腦血管疾病發生的重要危險因素〔1〕。炎癥反應在動脈粥樣硬化等心血管相關疾病中起著關鍵的促進作用〔2〕。高血壓作為動脈粥樣硬化的重要危險因素，亦與炎癥密切相關，而且兩者相互影響、互為因果，說明高血壓患者處于慢性炎癥反應狀態〔3〕。研究證實，Toll樣受體(TLR)4介導的免疫炎癥反應在高血壓發病過程中起重要作用〔4〕，并可能成為高血壓患者的干預靶點〔5〕。有氧運動是高血壓患者治療的非藥物輔助手段，經濟實用、副作用小〔6〕，但具體生物學機制尚不清楚。本研究擬觀察16 w有氧運動對老年男性高血壓患者血液動力學參數、循環中腫瘤壞死因子(TNF)-α含量以及外周血單核細胞TLR4表達的影響，探討運動調節血壓的可能機制。

1 對象和方法

1.1對象 招募長春市某社區男性EH患者，年齡60～70歲，血壓>140/90 mmHg，理解并愿意參加本試驗。排除繼發性高血壓(腎炎、Cushing綜合征等)、難治性高血壓、高血壓三級(血壓>180/110 mmHg)、合并嚴重并發癥患者(冠心病、腎衰、腦卒中、心衰、高血壓危象等)、合并其他疾病如糖尿病、慢性阻塞性肺疾病等患者、試驗前半年內有規律運動者(每周2次，每次30 min以上)、由于肌肉骨骼疾病等造成運動受限者等。最終選取符合標準的受試者60例，按個人意愿與生活習慣分為運動組(E組)和對照組(C組)，每組30人。試驗前2組受試者年齡〔E組(64.3±4.6)歲，C組(66.1±3.9)歲〕、身高〔E組(1.70±0.05)m，C組(1.68±0.06)m〕、體重〔E組(79.3±7.9)kg，C組(82.7±11.3)kg〕和BMI〔E組(27.5±3.1)kg/m2，C組(29.3±4.5)kg/m2〕等基線特征均無顯著性差異(P>0.05)，因此2組組間具有可比性。C組維持日常生活習慣，E組進行4次/w，共16 w的有氧運動干預。試驗期間受試者除常規服用降壓藥物外禁止使用其他藥物或營養補品。

1.2整體實驗設計 首先進行身體形態學指標(身高和體重)測定并計算身體質量指數(BMI)，然后測定血流動力學參數(心率和血壓)；最后取5 ml靜脈血，測定血漿TNF-α含量以及單核細胞TLR4表達。第2天開始正式實驗(E組進行有氧運動，C組保持安靜狀態)，共16 w。試驗結束后第3天，所有受試者再次重復測定上述指標。

1.3血液動力學測定 測試當日囑咐受試者禁止服用任何影響血壓和心率的藥物。先坐位休息15 min，然后利用水銀柱血壓計測定右上臂肱動脈血壓，連續測量3次，每次間隔5～10 min，取均值記錄收縮壓(SBP)和舒張壓(DBP)。用遙測心率表(Polar FS1，芬蘭)記錄安靜心率。

1.4血漿TNF-α含量測定 空腹狀態下肘正中靜脈取血5 ml置肝素抗凝管中，取2 ml抗凝血離心(4℃，3 000 r/min)15 min提取血漿，用酶聯免疫吸附法(ELISA)測定血漿TNF-α含量，儀器：Model 680型酶標儀(美國BIO-RAD公司)。試劑盒由南京建成生物有限公司提供。

1.5外周血單核細胞TLR4表達測定 取抗凝血100 μl，加入70 μl紅細胞裂解液，避光孵育30 min，離心(4℃，3 000 r/min)10 min，磷酸鹽緩沖溶液(PBS)振蕩洗滌2次，加入20 μl PE標記鼠抗人TLR4單克隆抗體，混勻后振蕩洗滌1次。12 000 r/min離心沉淀，加入1 ml固定液充分混勻。所得細胞以PBS調整細胞密度為2×109L-1，上FACS Calibur流式細胞儀(美國BD公司)檢測。每管獲取104個細胞分析。

1.6運動處方 運動總時間為16 w，每周4次，運動強度用心率調控，目標心率=170-年齡。每次程序依次為熱身、慢跑和整理活動。熱身和整理活動各10～15 min，主要進行大肌肉群的拉伸訓練，每個動作重復15～20次，共3組。慢跑時佩戴遙測心率表(Polar FS1，芬蘭)，以控制心率在目標范圍內。由體育教師、科研人員和2名醫師組成的團隊對運動過程進行嚴格監控，以保證運動的有效性和安全性。

1.7質量控制 試驗前，所有工作人員均接受系統專業知識和操作技能培訓。同一指標多次測試由同一工作人員完成。運動過程中，始終采用心率表監控運動強度。通過健康教育以及物質獎勵等方式保證研究對象均能按要求做到運動(運動組)或不運動(對照組)。

1.8統計學處理 應用SPSS15.0軟件進行t檢驗。

2 結 果

2.1安靜時血液動力學的變化 試驗前，2組安靜時心率和血壓均無顯著性差異(P>0.05)。試驗后，E組安靜HR、SBP和DBP下降(P<0.01)，C組各參數均無顯著性變化(P>0.05)；且E組安靜HR、SBP和DBP低于C組(P<0.01)。見表1。

表1 安靜時血液動力學的變化

與本組試驗前比較:1)P<0.01；統計學意義與C組試驗后比較:2)P<0.01，下表同

2.2血漿TNF-α含量和外周血單核細胞TLR4表達的變化 試驗前，兩組血漿TNF-α含量〔E組(45.6±8.7)ng/L，C組(48.8±10.2)ng/L〕和外周血單核細胞TLR4表達〔E組(44.2±9.1)%，C組(50.1±15.7)%〕均無統計學意義(P>0.05)。試驗后，組內比較，E組血漿TNF-α含量〔(32.8±6.0)ng/L〕和外周血單核細胞TLR4表達〔(34.5±7.7)%〕下降(P<0.01)，C組則無顯著性變化〔TNF-α(46.9±9.6)ng/L，TLR4(47.6±10.8)%;(P>0.05〕。且E組血漿TNF-α含量和外周血單核細胞TLR4表達低于C組(P<0.01)。

3 討 論

運動可對自主神經系統和血液動力學產生良性影響，從而有效降低安靜血壓水平〔7〕。美國運動醫學會多年來一直將規律有氧運動作為高血壓患者非藥物療法的主要方式〔8〕。實踐證明，有氧運動對于高血壓患者可產生與降壓藥物相似的效應，且副作用較小，與降壓藥物聯合應用可有效控制各種類型的高血壓〔8〕，甚至包括難治性高血壓〔9〕。Meta分析指出〔6〕，單一有氧運動可使高血壓患者SBP和DBP分別下降5.39 mmHg和3.68 mmHg。本研究發現，16 w有氧運動降壓幅度較Meta分析更顯著，可能與本研究受試者血壓基礎水平有關，即基礎血壓越高，通過運動降壓的效果越明顯。值得注意的是，高血壓治療的遠期效應主要來自于血壓控制本身，即使安靜狀態下的SP和DP各下降3 mmHg，患者冠心病的發病率將下降5%，發生中風的概率將下降近8%，全因死亡率下降4%〔10〕。

運動調節血壓的具體機制尚不清楚，可能與抑制交感神經活性、改善血管內皮功能、增加動脈順應性以及降低外周阻力有關。TNF-α是最重要的促炎因子，可促進中性白細胞和單核-巨噬細胞系統的趨化作用以及細胞間黏附分子表達上調，增加上皮細胞通透性，更為重要的是，TNF-α可擴大炎癥反應信號，促進多種炎癥因子釋放。研究證實，TNF-α是高血壓發生和發展的重要促進因子，同時能夠導致高血壓患者發生血管重構以及心肌纖維化〔11〕。抑制炎癥反應可能是治療高血壓的新靶點〔12〕。本研究提示規律的有氧運動使炎癥因子過量表達狀態得以抑制甚至逆轉，說明運動可能通過抗炎作用在一定程度上對高血壓起治療和預防作用。規律運動具有抗炎效應，但炎癥反應的上游事件知之甚少。在眾多炎癥反應信號通路中，TLR4途徑與高血壓的關系最為密切〔4〕。高血壓發生發展中相伴隨的氧化應激、神經體液激活等因素可導致多種內皮等組織損傷并活化和(或)上調TLR4，TLR4反過來又繼續擴大炎癥反應，形成炎癥信號的正反饋激活，進一步對靶器官造成損傷。和亞萍等〔13〕的研究指出，自發性高血壓大鼠左心室中TLR4和NF-κB基因顯著上調，說明TLR4/NF-κB介導的信號轉導通路被激活并參與了自發性高血壓大鼠心臟肥大病理過程。有研究證實，高血壓患者外周血循環中單核細胞TLR4基因表達同樣上調〔14〕，而且與循環炎癥因子濃度及靶器官損害程度呈正相關關系〔15〕。上述證據提示TLR4介導的信號轉導途徑在高血壓患者外周血循環單核細胞和其他受損靶器官中的表達具有相似的調控模式。對TLR4信號轉導途徑過度激活這一病理狀態加以抑制可能是治療高血壓的另一潛在靶點〔5〕。本研究提示長期體力活動可能通過抑制TLR4介導的信號轉導途徑緩解老年高血壓患者炎癥反應狀態。

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3Virdis A,Dell'Agnello U,Taddei S.Impact of inflammation on vascular disease in hypertension〔J〕.Maturitas,2014;78(3):179-83.

4Sollinger D,Eissler R,Lorenz S,etal.Damage-associated molecular pattern activated Toll-like receptor 4 signalling modulates blood pressure in L-NAME-induced hypertension〔J〕.Cardiovasc Res,2014;101(3):464-72.

5Jiang DS,Zhang XF,Gao L,etal.Signal regulatory protein-alpha protects against cardiac hypertrophy via the disruption of toll-like receptor 4 signaling〔J〕.Hypertension,2014;63(1):96-104.

6Huang G,Shi X,Gibson CA,etal.Controlled aerobic exercise training reduces resting blood pressure in sedentary older adults〔J〕.Blood Press,2013;22(6):386-94.

7Gkaliagkousi E,Gavriilaki E,Douma S.Effects of acute and chronic exercise in patients with essential hypertension:benefits and risks〔J〕.Am J Hypertens,2015;28(4):429-39.

8Blair SN,Sallis RE,Hutber A,etal.Exercise therapy-the public health message〔J〕.Scand J Med Sci Sports,2012;22(4):e24-28.

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10Cornelissen VA,Fagard RH,Coeckelberghs E,etal.Impact of resistance training on blood pressure and other cardiovascular risk factors:a meta-analysis of randomized,controlled trials〔J〕.Hypertension,2011;58(5):950-8.

11Obuchowicz A,Kniazewska M,Zmudzinska-Kitczak J,etal.Concentrations of tumour necrosis factor-alpha and its soluble receptors in the serum of teenagers with atherosclerosis risk factors:obesity or obesity combined with hypertension〔J〕.J Pediatr Endocrinol Metab,2014;27(11-12):1209-12.

12Pires PW,Girgla SS,Moreno G,etal.Tumor necrosis factor-alpha inhibition attenuates middle cerebral artery remodeling but increases cerebral ischemic damage in hypertensive rats〔J〕.Am J Physiol Heart Circ Physiol,2014;307(5):H658-669.

13和亞萍,曲 鵬,李桂華.Toll樣受體在Goldblatt鼠左室心肌中的表達-炎癥與左心室肥厚相關的一個證據〔J〕.高血壓雜志,2005;13(8):483-7.

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〔2017-01-15修回〕

(編輯 袁左鳴)

G804.5

A

1005-9202(2017)18-4528-03；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2017.18.043

國家哲學社會科學規劃辦公室社會科學基金資助課題(14BTY086)

1 吉林大學附屬中學

趙立君(1961-)，女，教授，法學碩士，主要從事運動醫學方面的研究。

陳 瓊(1982-)，男，講師，碩士研究生，主要從事運動醫學方面的研究。