中国全科医学 ›› 2022, Vol. 25 ›› Issue (33): 4159-4167.DOI: 10.12114/j.issn.1007-9572.2022.0292
所属专题: 心血管最新文章合辑; 心肌梗死最新文章合辑
收稿日期:2022-05-05
修回日期:2022-06-22
出版日期:2022-11-20
发布日期:2022-08-11
通讯作者:
贾永平
基金资助:
JIA Siqi1, WANG Di1, LU Yan2, JIA Yongping2,*(
)
Received:2022-05-05
Revised:2022-06-22
Published:2022-11-20
Online:2022-08-11
Contact:
JIA Yongping
About author:摘要: 背景 高强度间歇训练(HIIT)作为心脏康复的运动方案之一,对于心肌梗死的作用还存在争议,且作用机制尚不明确。 目的 探讨HIIT对心肌梗死大鼠心脏结构和功能的影响。 方法 于2020年9月至2021年10月,随机选取3月龄雄性SD大鼠共78只,最终纳入研究56只。随机选取14只为假手术组(Sham组),其余大鼠制备急性心肌梗死(AMI)模型后随机分为心梗静息组(MI-SED组,n=14)、心梗HIIT组(MI-HIIT组,n=14),心梗中等强度持续训练(MICT)组(MI-MICT组,n=14)。Sham组与MI-SED组不进行训练,MI-HIIT组高强度与中等强度训练交替进行,MI-MICT组进行中等强度持续训练。AMI大鼠建模1周后MI-HIIT、MI-MICT组开始进行训练,训练4周后,四组分别随机取7只大鼠进行心脏超声检测,称量体质量(BW)、心脏质量(HW),计算心脏质量指数(HMI),检测血清肿瘤坏死因子α(TNF-α)水平,并取心脏组织进行HE染色、Masson染色及免疫组化分析;训练8周后对四组剩余7只大鼠采集数据和样本进行相同试验处理。 结果 训练4周后MI-HIIT组标准化HMI高于Sham组、MI-SED组和MI-MICT组(P<0.05);训练8周后MI-HIIT组最终BW低于Sham组和MI-SED组,HW高于Sham组、MI-SED组和MI-MICT组,标准化HMI高于Sham组和MI-MICT组(P<0.05)。训练4周后,MI-HIIT组和MI-MICT组射血分数(EF)、缩短分数(FS)、左心室收缩末期后壁厚度(LVPWs)低于Sham组,高于MI-SED组(P<0.05);MI-HIIT组和MI-MICT组左心室收缩末期内径(LVDs)低于MI-SED组(P<0.05)。训练8周后,MI-HIIT组EF、LVDs、左心室舒张末期内径(LVDd)、左心室收缩末期前壁厚度(LVAWs)高于Sham组和MI-SED组,FS、LVPWs高于MI-SED组(P<0.05)。HE染色显示,MI-HIIT组训练8周大鼠的心脏组织炎性病变较训练4周大鼠减轻,心肌细胞排列更紧密。Masson染色结果显示训练8周后MI-HIIT组、MI-MICT组心肌组织胶原纤维占比低于MI-SED组。免疫组化结果显示训练4、8周后MI-HIIT组、MI-MICT组心肌组织血管新生数高于Sham组、MI-SED组,训练8周后MI-HIIT组心肌组织血管新生数高于MI-MICT组。训练4周后,MI-HIIT组血清TNF-α高于MI-SED组;训练8周后,MI-HIIT组血清TNF-α水平高于MI-MICT组。 结论 AMI早期进行HIIT,可提高HMI、诱导心肌组织早期炎性反应、减轻心肌纤维化、促进血管新生,改善心室重构,总体效果优于MICT。
| 组别 | 只数 | 初始BW(g) | 最终BW(g) | HW(g) | 标准化HMI |
|---|---|---|---|---|---|
| Sham组 | 7 | 236.0±4.9 | 367.8±20.7 | 1.22±0.27 | 1.00±1.95 |
| MI-SED组 | 7 | 236.3±4.8 | 354.8±34.5 | 1.37±0.19 | 1.18±0.20a |
| MI-HIIT组 | 7 | 237.3±3.7 | 331.2±13.8 | 1.48±0.49 | 1.48±0.05ab |
| MI-MICT组 | 7 | 234.5±4.1 | 345.0±43.0 | 1.32±0.50 | 1.16±0.11c |
| F值 | 0.424 | 1.553 | 2.402 | 4.920 | |
| P值 | 0.738 | 0.232 | 0.098 | 0.010 |
表1 四组大鼠训练4周后BW、HW与标准化HMI比较(\d ±s)
Table 1 Comparison of body weight,heart weight and standardized cardiac mass index of four groups of rats at the end of 4 weeks of intervention
| 组别 | 只数 | 初始BW(g) | 最终BW(g) | HW(g) | 标准化HMI |
|---|---|---|---|---|---|
| Sham组 | 7 | 236.0±4.9 | 367.8±20.7 | 1.22±0.27 | 1.00±1.95 |
| MI-SED组 | 7 | 236.3±4.8 | 354.8±34.5 | 1.37±0.19 | 1.18±0.20a |
| MI-HIIT组 | 7 | 237.3±3.7 | 331.2±13.8 | 1.48±0.49 | 1.48±0.05ab |
| MI-MICT组 | 7 | 234.5±4.1 | 345.0±43.0 | 1.32±0.50 | 1.16±0.11c |
| F值 | 0.424 | 1.553 | 2.402 | 4.920 | |
| P值 | 0.738 | 0.232 | 0.098 | 0.010 |
| 组别 | 只数 | 初始BW(g) | 最终BW(g) | HW(g) | 标准化HMI |
|---|---|---|---|---|---|
| Sham组 | 7 | 236.0±4.9 | 441.7±16.3 | 1.30±0.08 | 0.82±0.15 |
| MI-SED组 | 7 | 235.0±4.8 | 426.7±27.9 | 1.14±0.15 | 1.15±0.15a |
| MI-HIIT组 | 7 | 234.0±3.2 | 384.2±35.1ab | 1.52±0.06ab | 1.20±0.13a |
| MI-MICT组 | 7 | 234.7±2.9 | 391.3±27.5ab | 1.33±0.04bc | 1.12±0.06ac |
| F值 | 0.264 | 6.058 | 16.808 | 13.803 | |
| P值 | 0.850 | 0.004 | <0.001 | <0.001 |
表2 四组大鼠训练8周后BW、HW与标准化HMI比较(\d ±s)
Table 2 Comparison of body weight,heart weight and standardized cardiac mass index of four groups of rats at the end of 8 weeks of intervention
| 组别 | 只数 | 初始BW(g) | 最终BW(g) | HW(g) | 标准化HMI |
|---|---|---|---|---|---|
| Sham组 | 7 | 236.0±4.9 | 441.7±16.3 | 1.30±0.08 | 0.82±0.15 |
| MI-SED组 | 7 | 235.0±4.8 | 426.7±27.9 | 1.14±0.15 | 1.15±0.15a |
| MI-HIIT组 | 7 | 234.0±3.2 | 384.2±35.1ab | 1.52±0.06ab | 1.20±0.13a |
| MI-MICT组 | 7 | 234.7±2.9 | 391.3±27.5ab | 1.33±0.04bc | 1.12±0.06ac |
| F值 | 0.264 | 6.058 | 16.808 | 13.803 | |
| P值 | 0.850 | 0.004 | <0.001 | <0.001 |
| 组别 | 只数 | EF(%) | FS(%) | LVDs(mm) | LVDd(mm) | LVPWs(mm) | LVAWs(mm) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Sham组 | 7 | 74.62±2.11 | 46.10±2.51 | 3.02±0.62 | 5.57±1.02 | 2.10±0.45 | 3.05±0.36 |
| MI-SED组 | 7 | 42.64±6.02a | 17.05±1.09a | 6.90±2.25a | 8.32±2.70a | 2.17±1.47 | 1.07±0.43a |
| MI-HIIT组 | 7 | 69.77±7.53ab | 31.71±2.67ab | 5.02±0.21ab | 7.35±0.27a | 2.59±0.09 | 2.54±0.23ab |
| MI-MICT组 | 7 | 65.88±2.82ab | 30.83±2.84ab | 4.47±0.27ab | 6.46±0.23b | 1.93±0.03 | 2.14±0.17ab |
| F值 | 159.750 | 148.918 | 11.187 | 3.970 | 0.785 | 42.698 | |
| P值 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | 0.516 | <0.001 |
表3 四组大鼠第4周心脏超声结果比较(\d ±s)
Table 3 Comparison of cardiac ultrasound results in four groups of rats at the end of 4 weeks of intervention
| 组别 | 只数 | EF(%) | FS(%) | LVDs(mm) | LVDd(mm) | LVPWs(mm) | LVAWs(mm) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Sham组 | 7 | 74.62±2.11 | 46.10±2.51 | 3.02±0.62 | 5.57±1.02 | 2.10±0.45 | 3.05±0.36 |
| MI-SED组 | 7 | 42.64±6.02a | 17.05±1.09a | 6.90±2.25a | 8.32±2.70a | 2.17±1.47 | 1.07±0.43a |
| MI-HIIT组 | 7 | 69.77±7.53ab | 31.71±2.67ab | 5.02±0.21ab | 7.35±0.27a | 2.59±0.09 | 2.54±0.23ab |
| MI-MICT组 | 7 | 65.88±2.82ab | 30.83±2.84ab | 4.47±0.27ab | 6.46±0.23b | 1.93±0.03 | 2.14±0.17ab |
| F值 | 159.750 | 148.918 | 11.187 | 3.970 | 0.785 | 42.698 | |
| P值 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | 0.516 | <0.001 |
| 组别 | 只数 | EF(%) | FS(%) | LVDs(mm) | LVDd(mm) | LVPWs(mm) | LVAWs(mm) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Sham组 | 7 | 76.13±4.35 | 50.27±1.69 | 2.74±0.12 | 5.52±0.10 | 2.60±1.10 | 2.36±0.12 |
| MI-SED组 | 7 | 28.73±8.02a | 19.34±7.03a | 2.65±0.27 | 3.29±0.25a | 1.30±0.16a | 2.35±0.58 |
| MI-HIIT组 | 7 | 79.13±5.20ab | 35.00±2.12ab | 4.71±1.19ab | 7.24±0.18ab | 2.92±0.29b | 2.96±0.34ab |
| MI-MICT组 | 7 | 72.11±2.89ab | 34.13±3.31ab | 4.34±1.08ab | 6.58±1.58b | 2.17±0.27bc | 2.24±0.74c |
| F值 | 32.873 | 56.913 | 21.079 | 27.511 | 60.218 | 20.680 | |
| P值 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 |
表4 四组大鼠第8周心脏超声结果比较(\d ±s)
Table 4 Comparison of cardiac ultrasound results in four groups of rats at the end of 8 weeks of intervention
| 组别 | 只数 | EF(%) | FS(%) | LVDs(mm) | LVDd(mm) | LVPWs(mm) | LVAWs(mm) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Sham组 | 7 | 76.13±4.35 | 50.27±1.69 | 2.74±0.12 | 5.52±0.10 | 2.60±1.10 | 2.36±0.12 |
| MI-SED组 | 7 | 28.73±8.02a | 19.34±7.03a | 2.65±0.27 | 3.29±0.25a | 1.30±0.16a | 2.35±0.58 |
| MI-HIIT组 | 7 | 79.13±5.20ab | 35.00±2.12ab | 4.71±1.19ab | 7.24±0.18ab | 2.92±0.29b | 2.96±0.34ab |
| MI-MICT组 | 7 | 72.11±2.89ab | 34.13±3.31ab | 4.34±1.08ab | 6.58±1.58b | 2.17±0.27bc | 2.24±0.74c |
| F值 | 32.873 | 56.913 | 21.079 | 27.511 | 60.218 | 20.680 | |
| P值 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 |
| 组别 | 只数 | 胶原纤维占比(%) | 血管新生数(个/mm2) | TNF-α (pg/ml) |
|---|---|---|---|---|
| Sham组 | 7 | 0.7±0.3 | 229.2±52.1 | 8.2±2.0 |
| MI-SED组 | 7 | 3.5±1.1a | 569.4±136.3a | 20.4±5.6a |
| MI-HIIT组 | 7 | 2.3±0.9a | 1 035.0±152.3ab | 31.0±7.9ab |
| MI-MICT组 | 7 | 2.6±0.7a | 883.0±398.8ab | 25.7±8.1a |
| F值 | 12.539 | 15.039 | 14.118 | |
| P值 | <0.001 | <0.001 | <0.001 |
表5 训练4周后各组心肌胶原纤维占比(Masson染色)、血管新生数(免疫组化CD31)及TNF-α比较(\d ±s)
Table 5 Comparison of the proportion of myocardial fibrillar collagen(Masson's Trichrome staining),angiogenesis (CD31immunohistochemistry staining)and serum TNF-α in four groups of rats at the end of 4 weeks of intervention
| 组别 | 只数 | 胶原纤维占比(%) | 血管新生数(个/mm2) | TNF-α (pg/ml) |
|---|---|---|---|---|
| Sham组 | 7 | 0.7±0.3 | 229.2±52.1 | 8.2±2.0 |
| MI-SED组 | 7 | 3.5±1.1a | 569.4±136.3a | 20.4±5.6a |
| MI-HIIT组 | 7 | 2.3±0.9a | 1 035.0±152.3ab | 31.0±7.9ab |
| MI-MICT组 | 7 | 2.6±0.7a | 883.0±398.8ab | 25.7±8.1a |
| F值 | 12.539 | 15.039 | 14.118 | |
| P值 | <0.001 | <0.001 | <0.001 |
| 组别 | 只数 | 胶原纤维占比(%) | 血管新生数(个/mm2) | TNF-α (pg/ml) |
|---|---|---|---|---|
| Sham组 | 7 | 1.0±2.0 | 275.0±50.1 | 6.2±1.9 |
| MI-SED组 | 7 | 6.6±2.9a | 513.9±155.0a | 14.3±2.9a |
| MI-HIIT组 | 7 | 1.6±0.5b | 1 252.1±236.9ab | 18.8±3.8a |
| MI-MICT组 | 7 | 2.4±1.1b | 1 022.9±134.4abc | 9.7±2.1c |
| F值 | 15.817 | 48.189 | 23.506 | |
| P值 | <0.001 | <0.001 | <0.001 |
表6 训练8周后各组心肌胶原纤维占比(Masson染色)、血管新生数(免疫组化CD31)及TNF-α比较(\d ±s)
Table 6 Comparison of the proportion of myocardial fibrillar collagen(Masson's Trichrome staining),angiogenesis (CD31 immunohistochemistry staining)and serum TNF-α in four groups of rats at the end of 8 weeks of intervention
| 组别 | 只数 | 胶原纤维占比(%) | 血管新生数(个/mm2) | TNF-α (pg/ml) |
|---|---|---|---|---|
| Sham组 | 7 | 1.0±2.0 | 275.0±50.1 | 6.2±1.9 |
| MI-SED组 | 7 | 6.6±2.9a | 513.9±155.0a | 14.3±2.9a |
| MI-HIIT组 | 7 | 1.6±0.5b | 1 252.1±236.9ab | 18.8±3.8a |
| MI-MICT组 | 7 | 2.4±1.1b | 1 022.9±134.4abc | 9.7±2.1c |
| F值 | 15.817 | 48.189 | 23.506 | |
| P值 | <0.001 | <0.001 | <0.001 |
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