间歇有氧运动降低血压的机制

李宏伟，王梁，赖敏

（赣南师范大学体育学院，江西 赣州 341000）

间歇有氧运动降低血压的机制

李宏伟，王梁，赖敏

（赣南师范大学体育学院，江西 赣州 341000）

目的 研究间歇有氧运动（IAE）对自发性高血压大鼠（SHR）血压的影响，探讨运动防治高血压的方法和机制。方法SHR 30只,分为间歇有氧运动组（IAE组）和对照组（C组）。IAE组进行8周的间歇跑台有氧运动。运动前后测量血压、血脂；应用免疫组织化学法显示心肌及冠状血管肾上腺髓质素（ADM）的表达，免疫印记法检测心肌ADM的特异性受体RAMP2和CRLR的定量。结果IAE组血压和血脂低于C组（P＜0.05），心肌及冠状血管ADM表达强于C组；ADM含量及心肌RAMP2和CRLR定量均上升（P＜0.05）。结论间歇有氧运动使SHR的血压、血脂降低，心肌及冠状血管ADM表达增强，含量升高，其特异性受体CRLR和RAMP2上调，间歇有氧运动引起的血压下降可能与ADM的变化及其特异性受体的调节改变有关，这可能是间歇有氧运动防治高血压的机制之一。

间歇有氧运动；自发性高血压大鼠；肾上腺髓质素；肾上腺髓质素特异性受体

有氧运动防治高血压已经得到广泛的研究[1-2]，然而有关具体的运动方式及相关的机制还没有阐明。目前研究显示，间歇有氧运动有好的心血管保护及降压作用。间歇有氧运动可诱导肾上腺髓质素（Adrenomedullin，ADM）的产生和释放，ADM是重要的心脏内源性保护物质[3-5]，它对心血管的保护作用，本研究前期已经进行了大量的工作。除此之外它还有降压作用：扩张冠状动脉（简称冠脉），增加血流量；排钠、抑制醛固酮。间歇有氧运动的降压机制是否与ADM有关，目前尚未见文献报道。ADM作为配体必须与相应的特异性受体结合才能发挥作用。本前期研究[6-9]，间歇有氧运动使ADM特异性受体-肾上腺髓质素受体活性修饰蛋白2（receptor activity modifying protein，RAMP2）和降钙素受体样受体（calcitonin receptor like receptor，CRLR）的基因及蛋白表达均上调。本研究在前期研究的基础上，以自发性高血压大鼠（spontaneous hypertensive rat，SHR）为研究对象，继续探讨ADM的作用，试图阐明其在间歇有氧运动中的降压作用及机制。

1 材料与方法

1.1 动物及实验模型的复制

采用SHR36只，随机分为间歇有氧运动组（IAE组，21只）和对照组（C组，15只）。运动模型为IAE组的SHR以30m/min的跑速，间歇5min，重复次数3次，总时间60 min，总共8周的负荷跑台训练[10-14]。C组放在静止跑台同样时间。SHR在运动开始的第1周及运动结束的第8周分别测定血脂和收缩压。

1.2 动物取材

运动前断尾取血（-20℃）保存。运动结束以后，各组SHR按1ml/100 g体重以0.45%戊巴比妥钠为麻醉剂腹腔注射，麻醉成功后，SHR仰卧固定，打开腹腔，采取下腔静脉取血，取血液量为5ml，静置离心5 000 r/min，20min，离心，取血清，保存（-20℃）。开胸取心脏，清洗，滤干，投液氮中，最后转入冰箱保存（-80℃）。

1.3 血脂及收缩压测定

所有大鼠在运动开始的第1及第8周时分别测定血脂和收缩压（systolic blood pressure，SBP）。血脂的测定方法：大鼠空腹12 h，断尾取血，测定血液高密度脂蛋白（HDL）、低密度脂蛋白（LDL）、三酰甘油（TG）、总胆固醇（TC）；收缩压的测定：大鼠在40℃左右预热20min，测定安静状态下尾压，间隔5min左右再测1次，一共测定3次，取其平均值。

1.4 心肌免疫组织化学实验

IAE组和C组（各15只SHR大鼠，IAE组淘汰6只运动状态差的SHR大鼠），运动后应用免疫组织化学方法检测心肌及冠脉血管ADM，以心肌细胞及冠脉血管着色强度为阳性表达判断方法，并应用计算机图像扫描技术对心肌细胞及冠脉阳性表达进行半定量分析。方法：以4%多聚甲醛溶液固定心肌标本，石蜡切片。应用SABC免疫组织化学染色试剂盒（武汉博士德生物工程有限公司生产）及DAB（武汉博士德生物工程有限公司），按照试剂盒使用说明书操作。

1.5 心肌免疫印记实验

应用免疫印迹法检测IAE组运动后和C组（各15只SHR大鼠）心肌细胞ADM的特异性受体的定量。方法：心肌裂解液进行SDS-PAGE电泳，恒压转膜，BPS封闭，分别加入1∶1 500羊抗RAMP2和1∶2 000羊抗CRLR室温孵育150min（羊多克隆RAMP2及CRLR抗体购于美国Santa Cruze公司）。Western blot测总蛋白中Beta-actin表达，取电泳后获得的SDS-PAGE胶按湿转法要求进行转膜。按照Marker指示，图像用Bandscan灰度值分析；RAMP2及CRLR相对表达量以其特异性结合条带灰度值与Actin条带的灰度值比值显示。

1.6 统计学方法

采用SPSS 16.0统计学软件进行数据处理，所有数据均用均数±标准差（±s）表示，组间比较采用两样本均数t检验，运动前后比较采用配对t检验，以P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 血清ADM含量

采用ELISAI法测定血清中ADM的浓度。结果表明，IAE组运动后血清中ADM的浓度高于运动前IAE组及C组，差异具有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

2.2 血脂及收缩压

IAE组和 C组在运动前 SBP、TC、TG、LDL、HDL差异均不具有统计学意义（P＞0.05）；在运动后IAE组SBP降至（150±13）mmHg[运动前（167±12）mmHg]，差异有统计学意义（P＜0.05）；而C组SBP在8周后升至（174±12）mmHg[运动前为（168±11）mmHg]；TC、TG、LDL运动后均下降，差异具有统计学意义（P＜0.05），HDL升高，差异也具有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

2.3 心肌及冠脉血管ADM表达

心肌及冠脉血管ADM的表达具体见表3及图1。

2.4 电泳分离心肌CRLR及RAMP2获得的蛋白结果

所得的图像用Bandscan软件进行灰度值分析；CRLR及RAMP2蛋白相对表达量以其特异性结合条带灰度值与Actin结合条带的灰度值比值表示。见表4、图2。

表1 两组大鼠血清ADM比较 （n=15，μg/m l，±s）

表1 两组大鼠血清ADM比较 （n=15，μg/m l，±s）

注：†与IAE组运动前及C组比较，P＜0.05

组别ADM含量t值P值IAE组运动前 2.805±0.655 2.535 0.037运动后3.286±0.699†C组实验前 2.791±0.645 1.055 0.043实验后 2.789±0.654

表2 两组大鼠SBP及血脂比较 （n=15，±s）

表2 两组大鼠SBP及血脂比较 （n=15，±s）

注：1）IAE组运动后与IAE组运动前比较，P＜0.05；2）IAE组运动后与C组实验后比较，P＜0.05

组别SBP/mmHg TC/（mmol/L）TG/（mmol/L）LDL/（mmol/L）HDL/（mmol/L）IAE组运动前 167±12 1.24±0.07 1.17±0.08 0.22±0.04 0.91±0.13运动后 150±131）2） 1.19±0.081）2） 1.08±0.111）2） 0.21±0.07 1.27±0.121）2）t值 12.706 1.251 1.022 0.051 0.174P值 0.031 0.045 0.041 0.175 0.021 C组实验前 168±11 1.23±0.12 1.18±0.09 0.22±0.08 1.08±0.12实验后t值P值174±12 11.245 0.022 1.34±0.12 0.985 0.038 1.22±0.08 1.333 0.049 0.23±0.04 0.087 0.812 1.02±0.03 0.165 0.037

表3 心肌及冠脉血管ADM表达 （n=15，±s）

表3 心肌及冠脉血管ADM表达 （n=15，±s）

注：†与C组比较，P＜0.05

组别 视野数 心肌细胞阳性面积/μm2心肌细胞平均光密度 冠脉阳性面积/μm2冠脉平均光密度C组 25 IAE组 25t值P值321.21±121.01 1178.45±218.71 46.56±11.08 101.86±25.55 429.65±134.21† 1689.66±226.22† 52.31±16.04† 121.06±40.04†8.142 15.535 5.17 3.022 0.031 0.011 0.044 0.039

图1 两组心肌及冠脉血管ADM表达 （×400）

表4 各组大鼠CRLR及RAMP2含量的变化（n=15，±s）

表4 各组大鼠CRLR及RAMP2含量的变化（n=15，±s）

注：†与C组比较，P＜0.05

组别CRLR RAMP2t值P值C组0.86±0.24 0.71±0.202.947 0.003 IAE组 2.874 0.007 2.32±0.32† 2.04±0.25†

图2 聚丙烯酰胺凝胶电泳分析各组蛋白

3 讨论

有研究表明[1]，当运动与休息的比值达到1∶2的间歇有氧运动方式时，可以有效提高机体的最大运动能力。间歇有氧运动是一种效率比较高的运动形式，即便是在较低的负荷量运动时，间歇有氧运动时也可产生与传统的持续有氧运动一样的骨骼肌代谢方面的适应性变化及降压效果（外周机制）[15-16]。本研究从中心、外周机制探讨了间歇有氧运动的降压机制。

本研究的间歇有氧运动方式，SHR以跑台速度30m/min（相当于75%VO2max），运动15min，休息5min（3∶1），重复3次，持续时间为60min，共8周，结果可使SHR的收缩压及血脂降低。提示，3∶1（运动∶休息）的间歇有氧运动，强度中等，时间1 h，坚持2个月，有明显的降压、降脂效果。那么它的机制除与以上中心及外周机制外，间歇有氧运动对血压的影响是否还与其他机制有关呢？研究表明，血压的降低是综合机制作用的结果，也就是说除上述的中心、外周机制外，内分泌及长期机制必然参与其中。那么，是否有一种物质有此作用呢？间歇有氧运动降低血压的机制可能就与此种物质有关？ADM是由52个氨基酸组成的多肽，心肌细胞和血管内皮细胞能产生和分泌该物质[3-5]。ADM在心血管功能的调节中发挥重要作用ADM的降压作用通过：①中心机制-强心及心血管保护作用；②外周机制-通过舒张血管作用。③内分泌机制-通过减低血浆肾素-血管紧张素-醛固酮系统的血管收缩及降低水钠潴留作用[17]。④长期机制-通过长期运动使得某些影响高血压的危险因素高血脂、高血液黏滞度和高体重的因素降低[18]。ADM是否有促进血脂代谢，有激素敏感性脂肪酶的脂解作用还需要进一步的研究。本研究结果表明，间歇有氧运动使ADM在心肌和冠状血管表达增高（局部增高）提示，心肌细胞和冠状血管内皮细胞可分泌ADM，通过自分泌和旁分泌的自我反馈调节作用可以直接增强心肌细胞收缩力，扩张冠脉，降低冠脉血管阻力，对心肌细胞及血管产生保护作用并降低血压；其次，血液中ADM增加表明，心肌细胞和冠状血管内皮细胞分泌的ADM可以入血，借助远距离分泌调节外周血管，通过使外周血管的内皮细胞内一氧化氮增多，而产生骨骼肌、肺动脉及肾动脉的外周舒张血管，总的外周阻力下降和降压；再次，外周血液中ADM增加通过减低血浆肾素-血管紧张素-醛固酮系统的血管收缩和水钠潴留作用而达到降压的效果；最后，ADM是否还有促进脂肪分解，抑制脂肪合成的功能？还需要进一步的研究。

ADM对心血管的调节作用通过信号转导完成，ADM与7次跨膜结构的G-蛋白偶联受体-CRLR（RAMP2）结合则为特异性 ADM受体（RAMP2/ CRLR）。ADM受体活化后主要通过升高cAMP浓度和激活血管内皮细胞内磷脂酶C活性发挥作用；以往的研究ADM对心脏的保护作用说明间歇有氧运动促使心肌细胞、血管平滑肌细胞、内皮细胞合成和释放ADM作用于心肌局部，同时通过上调RAMP2和CRLR的mRNA和蛋白表达，实现信号转导而完成心肌细胞保护作用。对SHR血压的影响是否也是这样呢？本研究表明，间歇有氧运动的降血压机制可能为，间歇有氧运动的刺激启动了SHR心脏CRLR和RAMP2的表达，ADM在心肌细胞的局部及血液外周增高，ADM（配体）与RAMP2和CRLR（特异性受体）结合，通过升高cAMP或激活血管内皮细胞内磷脂酶C或通过细胞外信号调节激酶PI3K/Akt的受体后信号转导产生降压作用。ADM降压物质，脂解物质（待研究），间歇有氧运动对其增高的影响，对于保护心肌，扩张冠脉，提高心肌收缩力及降低高血压动物血压，乃至于维持心脏血液动力学稳定，提高心功能及防治高血压有重要作用。

歇有氧运动使SHR的血压、血脂降低，心肌及冠状血管ADM表达增强，含量升高，其特异性受体CRLR和RAMP2上调，间歇有氧运动引起的血压下降可能与ADM的变化及其特异性受体的调节改变有关，这可能是间歇有氧运动防治高血压的机制之一。

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（张西倩 编辑）

M echanism of interm ittent aerobic exercise lowering blood pressure

Hong-wei Li,LiangWang,Min Lai
(School of Sport,Gannan Normal University,Ganzhou,Jianxi341000,China)

ObjectiveTo probe the effect of intermittent aerobic exercise on blood pressure of spontaneous hypertensive rat(SHR),and investigate themethods and mechanism of exercise in the prevention and treatment of hypertension.MethodsThirty SHR were separated into intermittent aerobic exercise group(group IAE)and control group(group C).The group IAE performed 8 weeks of intermittent treadmill exercise,and their blood pressure and blood lipid were measured before and after exercise.Immunohistochemistry was used to detect the expression of adrenomedullin (ADM)in myocardium and coronary vessels.Immunoblotting was applied for quantification of specific receptors RAMP2 and CRLR of ADM in cardiac muscle.ResultsBlood pressure and blood lipid in the group IAE were significantly lower than those in the group C(P＜0.05).The expression of ADM inmyocardium and coronary vessels of the group IAE was obviously higher than that in the group C.The content of ADM,RAMP2 and CRLR in the cardiacmuscle was obviously increased in the group IAE(P＜0.05).ConclusionsIntermittent aerobic exercise reduces blood pressure and blood lipid of SHR,increases the expression of ADM in myocardium and coronary vessels,and up-regulate their specific receptors CRLR and RAMP2.The decrease in blood pressure caused by intermittent aerobic exercisemay be related to the change of ADM and the regulation of its specific receptors, which could be one of the mechanisms of intermittent aerobic exercise in the prevention and treatment of hypertension.

intermittentaerobic exercise;spontaneous hypertensive rat;specificity receptor of adrenomedullin

R-332

A

10.3969/j.issn.1005-8982.2017.07.004

1005-8982（2017）07-0015-05

2016-10-17