高强度间歇训练对SD大鼠骨骼肌交感缩血管反应和功能性抗交感的影响：NO和α1—AR的作用

潘治国 王谦 孙一

摘 要：观察8周高强度间歇训练（HIIT）对骨骼肌交感缩血管反应和功能性抗交感的影响并探讨一氧化氮（NO）和α1-肾上腺素能受体（α1-AR）在其中的作用机制。方法：30只健康雄性SD大鼠随机分为安静对照组（S，n=15）和运动组（E，n=15），S组保持安静状态，E组进行8周HIIT。实验后麻醉动物，电刺激腰部交感神经干诱导缩血管反应，电刺激胫神经诱发小腿三头肌收缩。分别于未灌注药物、灌注α1-AR阻断剂（哌唑嗪）、灌注哌唑嗪联合一氧化氮合酶（NOS）抑制剂（NG-硝基-L-精氨酸甲酯，L-NAME）时记录骨骼肌安静时及收缩时的股血管电导（FVC）的变化。交感缩血管反应用FVC对交感电刺激的变化率（%FVC）表示，功能性抗交感用安静时FVC对交感电刺激的变化率与肌肉收缩时的差值表示（？驻%FVC=%FVC安静-%FVC肌肉收缩）。结果：1）未灌注药物时，安静状态下，E组低频（2 Hz）交感刺激诱导的%FVC高于S组（P<0.05），而高频（5 Hz）刺激时组间无显著性差异（P>0.05）；肌肉收缩状态下E组和S组间%FVC无显著性差异（P>0.05）。灌注哌唑嗪时，安静及肌肉收缩状态下，S组和E组%FVC均显著性下降（P<0.05），组间比较则无显著性差异（P>0.05）。灌注哌唑嗪联合L-NAME时，S组安静及肌肉收缩时%FVC显著性升高（P<0.05）；E组安静状态下2 Hz交感刺激时的%FVC增加（P<0.05），肌肉收缩时无显著性变化（P>0.05）。2）未灌注药物时，E组？驻%FVC高于S组（P<0.05）。灌注哌唑嗪时，E组2 Hz交感刺激时的？驻%FVC下降（P<0.05），组间比较无显著性差异（P>0.05）。灌注哌唑嗪+L-NAME时，S组和E组？驻%FVC均无显著性变化（P>0.05）。结论：HIIT通过增强骨骼肌收缩时NO对α1-AR依赖性交感缩血管反应的抑制作用而改善功能性抗交感。

关键词：高强度间歇训练；骨骼肌；交感缩血管反应；功能性抗交感；一氧化氮；α1-肾上腺素能受体

中图分类号：G 804.2 学科代码：040302 文献标识码：A

Abstract：Objective： The purpose of this study is to observe the effect of high-intensity interval training （HIIT） of 8 weeks on sympathetic vasoconstriction and functional sympatholysis in skeletal muscle and investigate the mechanism of nitric oxide （NO） and α1-adrenoreceptor （α1-AR）. Methods： Thirty healthy SD rats randomized to sedentary （S， n=15） and exercise （E， n=15） groups. Animal in S group maintained resting state while those in E group performed HIIT lasting for 8 weeks. After experiment， rats were anesthetized， sympathetic vasoconstriction responsiveness was induced by electrostimulation of the lumbar sympathetic chain and the triceps surae muscle group contracted by electrostimulation of tibial nerve. Femoral vascular conductance （FVC） was recorded at rest and during contraction of skeletal muscle in non-administration of drug， administration of α1-AR blockade （Prazosin） and Prazosin combined with nitric oxide synthase （NOS） inhibitor （NG-nitro-L-arginine methyl ester， L-NAME）. Sympathetic vasoconstrictor responsiveness was expressed by percentage change in FVC （%FVC） in response to sympathetic electrostimulation and functional sympatholysis was calculated as the difference between the percentage change in FVC in response to sympathetic electrostimulation at rest and during muscular contraction （？駐%FVC=%FAVCrest-%FAVCcontraction）. Results： 1） Sympathetic vasoconstrictor responsiveness （%FVC）： During non-administration of drug， %FVC was increased （P<0.05） in E compared to S group at low， but not high （P>0.05） electrostimulation frequencies at rest， whereas %FVC was not different （P>0.05） between groups during contraction. Administration of Prazosin reduced （P<0.05） %FVC in S and E groups at rest and during contraction， and abolished group differences in %FVC. Administration of Prazosin and L-NAME increased %FVC （P<0.05） in S at rest and during contraction， whereas in E group %FVC was increased （P<0.05） in response to sympathetic stimulation at 2 Hz at rest and unchanged （P>0.05） during contraction. 2） Functional sympatholysis （？驻%FVC）： During non-administration of drug， ？驻%FVC of E group enhanced （P<0.05）， however the above effect were abolished by Prazosin. Subsequent NOS inhibition did not alter （P>0.05） ？驻%FVC in S or ET groups. Conclusion： HIIT enhanced NO mediated α1-AR dependent sympathetic vasoconstriction during skeletal muscle contraction and improved functional sympatholysis.

Keywords：high-intensity interval training； skeletal muscle； sympathetic vasoconstriction； functional sympatholysis； nitric oxide； α1-adrenoreceptor

交感神经兴奋性对于维持血管紧张性收缩具有重要作用。人体活动时交感神经活性显著增加，神经末梢释放去甲肾上腺素（NE）并与血管内皮细胞α-肾上腺素受体（α-AR，包括α1-AR和α2-AR）结合，继而引起外周非运动器官血管收缩以维持血压稳态[1]，此外，尚存在非AR途径（例如，神经肽Y和嘌呤型P2X受体途径[2]）介导血管收缩反应，然而工作肌（即参与活动的骨骼肌）则通过释放一氧化氮（NO）、前列腺素（PGs）等多种舒血管物质减轻或抵消身体活动时的交感缩血管反应，从而引起工作肌血管舒张、血流量增加以满足局部需氧量和代谢需求[3]。Remensnyder等[4]将工作肌释放的局部抗交感物质抑制运动中交感缩血管反应的现象称为“功能性抗交感”。可以推测，若功能性抗交感改善，则人体活动时骨骼肌血流灌注增加、运动能力提升。已有研究发现，8周中高强度有氧运动能够改变安静时的交感缩血管反应（即腰部交感神经干电刺激诱导股血管电导下降的幅度）并增强肌肉收缩介导的交感缩血管抑制作用（即功能性抗交感）[5]。利用一氧化氮合酶（NOS）抑制剂发现，运动训练改善功能性抗交感是通过NO途径介导的[6-7]。NO能够开放ATP敏感的K+通道并使血管平滑肌细胞超极化，进而关闭电压门控性Ca2+通道[8]。由于α2-AR介导的血管收缩反应受电压门控性Ca2+通道介导的Ca2+内流调控，因此，NO对经由α2-AR的交感缩血管反应具有抑制效应[8]。由此推测，规律性的身体活动训练增强NO对交感缩血管反应的抑制作用可能是通过α2-AR依赖性途径介导的。然而Jendzjowsky等[9]利用选择性α2-AR阻断剂却发现，低中强度运动组大鼠功能性抗交感并未改变，而高强度运动组仅轻度降低，说明抑制α2-AR依赖性缩血管反应并非规律运动改善功能性抗交感的主要原因；当联合使用α2-AR阻断剂和NOS抑制剂时，高强度运动组大鼠高频（5 Hz）交感电刺激时的功能性抗交感显著性降低，推测规律性的身体活动训练能够增强NO对α1-AR和/或非AR依赖性交感缩血管反应的抑制效应。已有研究发现[10]，α1-AR和α2-AR均可介导功能性抗交感，NO则仅对α1-AR依赖性血管收缩具有抑制作用，然而，规律性的身体活动训练能否改变骨骼肌安静时及收缩状态下α1-AR介导的交感缩血管反应仍未确定。

高强度间歇训练（HIIT）（2014—2018年ACSM全球健身趋势调查中均跻身前10位）在改善骨骼肌代谢和运动能力等方面与传统持续有氧运动相当，甚至效果更佳，而所需活动时间较短，使人更易接受和长期坚持，其安全性也得到广泛证实[11]。由于规律性身体活动对骨骼肌交感缩血管反应的抑制效應与活动强度成正比[5]，所以，推测运动强度较高的HIIT模式能够显著改善功能性抗交感。本研究的目的旨在观察8周HIIT对骨骼肌交感缩血管反应和功能性抗交感的影响并利用选择性α1-AR阻断剂和NOS抑制剂探讨NO和α1-AR在其中的生物学原理。

1 研究方法

1.1 实验法

1.1.1 分组

30只雄性健康SD大鼠，2月龄，体质量（260.6±35.6） g，购自军事医学科学院实验动物中心，分笼饲养（每笼5只）于12 h光暗交替、温度22 ～24 ℃、湿度50%～70%的动物房内，自由进食饮水。将大鼠随机分为安静对照组（S，n=15）和运动组（E，n=15），体质量分别为（254.0±37.1） g和（267.2±34.2） g，组间比较无显著性差异（P>0.05）。

1.1.2 运动训练方案

实验动物熟悉环境1周后使用电动跑台进行5 d适应性训练，方案为：速度为10 m/min，坡度为0 °，10 min/d。随后E组进行8周HIIT，方案为：先进行10 min热身（速度10 m/min，坡度0 °），然后将速度设定为40 m/min，每运动3 min后休息1 min为一组，共完成5组，5次/周。S组始终保持安静状态。

1.1.3 外科手术

参照Jendzjowsky等[9]以及课题组前期使用的研究方法[5]进行外科手术：1）麻醉。末次训练后24 h，大鼠吸入异氟醚麻醉，右侧颈静脉插管并灌注α-氯醛糖和乌拉坦以维持麻醉状态。2）血液动力学测定。左侧肱动脉插管并连接固态压力传感器以连续监测平均动脉压（MAP）和心率（HR）。左侧股静脉插管以备药物灌注。将流量探测器（0.7 V，Transonic Systems）置于右侧股动脉并连接流量计（T402，Transonic Systems，美国）以测定股动脉血流量（FBF）。3）电刺激坐骨神经诱发小腿三头肌收缩。暴露右侧坐骨神经并连接C型电极。剥离后肢皮肤和结缔组织暴露小腿三头肌，将压力传感器（FT-10，Grass Instruments，美国）与跟腱连接，通过电刺激坐骨神经诱发肌肉收缩。先测定肌肉收缩所需的最小电流，即运动阈（MT），然后以10×MT、1 ms脉冲、100 Hz频率电流检测肌肉最大收缩力（MCF）。4）电刺激腰部交感神经干诱导缩血管反应。打开腹腔，暂时将主动脉和腔静脉拉向侧方暴露右侧腰部交感神经干，于L3/L4水平与双极银丝刺激电极（Bioflex wire AS633，美国）相连接。神经和电极均用硅树脂覆盖以绝缘固定。电极通过绝缘刺激器（DS3，Digitimer，英国）以获得恒定电流。

1.1.4 骨骼肌安静以及收缩时交感缩血管反应测定

外科手术后恢复1 h（以稳定血液动力学）进行实验。参照Jendzjowsky等[9]及课题组前期使用的方法[5]，分别于未灌注药物、灌注α1-AR阻断剂哌唑嗪（20 μg/kg静脉注射）、灌注哌唑嗪联合NOS抑制剂NG-硝基-L-精氨酸甲酯（NG-nitro-L-arginine methyl ester，L-NAME）（5 mg/kg静脉注射）时记录骨骼肌安静时及收缩时交感神经电刺激诱导的缩血管反应的变化，给药方式及剂量参照文献[9]及预实验确定。以6×MT、0.1 ms脉冲、40 Hz频率电刺激坐骨神经诱发小腿三头肌以60%MCF进行规律收缩，肌肉收缩持续8 min，分别于第3 min和第6 min进行交感神经电刺激（电刺激参数为：1 ms脉冲、1.5 V电压，频率分别为2 Hz和5 Hz，持续时间为1 min）。安静状态下交感传出神经发放低频神经冲动（<1 Hz），活动时放电频率和神经递质释放量明显增加，本研究采用2 Hz和5 Hz电刺激频率分别模拟骨骼肌静息及收缩状态下的交感神经活性，同时诱发频率依赖性血管收缩反应。灌注药物实验之间间歇30 min，安静时与肌肉收缩实验之间间隔5 min，不同频率（2 Hz vs. 5 Hz）交感电刺激实验之间间歇2 min，以保证血液动力学恢复。外科手术及交感缩血管反应实验流程如图1所示。

1.1.5 取材

所有实验结束后，通过麻醉过度处死动物，取心脏、比目鱼肌和腓肠肌并称重，计算心指数（=心脏质量/体质量）。

1.1.6 数据采集与分析

利用LabChart数据采集软件进行数据记录、采集与分析。HR、MAP和FBF采样频率为100 Hz，股动脉电导（FVC）（mL/（min·mmHg-1））=FBF/MAP。基础血液动力学（HR、MAP、FBF和FVC）用原始值表示；交感电刺激诱导的缩血管反应（即交感缩血管反应）用FVC在交感电刺激前后的变化率（%FVC）表示[7]，即%FVC=？驻FVC/FVC基础值×100%=（FVC电刺激-FVC基础值）/ FVC基础值×100%；功能性抗交感用安静时FVC对交感电刺激的变化率与肌肉收缩时的差值（？驻%FVC）表示[7]，即？驻%FVC=%FVC安静-%FVC肌肉收缩。

1.2 数理统计法

所有数据用“均数±标准差”表示。体重、肌肉和心脏重量及心指数的比较使用独立样本t检验；基础血液动力学参数和功能性抗交感的比较使用双因素方差分析（运动×药物），交感缩血管反应使用三因素方差分析（运动×药物×肌肉收缩状态），不同频率（2 Hz和5 Hz）交感电刺激的反应分别进行分析，若交互作用和主效应具有统计学意义，则使用S-N-K检验进行多重比较。采用SPSS 22.0软件包进行统计学处理和分析，P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 样本量分析

实验过程中，由于手术失败、未完成训练负荷及意外死亡等原因，共剔除大鼠7只，最终样本量n=23，其中包括S组（n=13）、E组（n=10）。

2.2 体质量、肌肉和心脏质量及心指数

体质量、肌肉和心脏质量及心指数见表1。与S组比较，E组体质量下降（P<0.05），心脏质量和心指数增加（P<0.05），比目鱼肌和腓肠肌质量无显著性变化（P>0.05）。

2.3 基础血液动力学参数

基础（未经交感刺激且肌肉处于安静状态下）血液动力学参数（HR、MAP、FBF和FVC）见表2。未灌注药物时：与S组比较，E组HR显著性下降（P<0.05），MAP、FBF和FVC则无显著性差异（P>0.05）。灌注哌唑嗪时：与未灌注比较，S组和E组MAP下降（P<0.05），FBF和FVC升高（P<0.05），组间比较并无显著性差异（P>0.05）。灌注哌唑嗪+L-NAME时：与未灌注及灌注哌唑嗪比较，S组和E组MAP均显著性升高（P<0.05）；与灌注哌唑嗪比较，S组和E组FBF无显著性变化（P>0.05），FVC则显著性下降（P<0.05）并恢复至未灌注时的水平。

2.4 交感缩血管反应

交感缩血管反应（%FVC）如图2所示。未灌注药物时：安静状态下，2 Hz交感刺激时E组%FVC高于S组（P<0.05），而5 Hz交感刺激时2组间并无显著性差异（P>0.05）；收缩状态下，2组间无显著性差异（P>0.05）。灌注哌唑嗪时：与未灌注比较，安静状态下和收缩状态下，S组和E组2 Hz和5 Hz交感刺激时的%FVC均显著性下降（P<0.05），组间比较则无显著性差异（P>0.05）。灌注哌唑嗪+L-NAME时：与灌注哌唑嗪比较，安静状态下，S组2 Hz和5 Hz交感刺激时的%FVC升高（P<0.05），E组2 Hz交感刺激时的%FVC升高（P<0.05）；收缩状态下，S组2 Hz和5 Hz交感刺激时的%FVC升高（P<0.05），E组则无显著性变化（P>0.05）。

2.5 功能性抗交感

功能性抗交感（？驻%FVC）如图3所示。未灌注药物时，E组？驻%FVC高于S组（P<0.05）。灌注哌唑嗪时，与未灌注比较，E组2 Hz交感刺激时的？驻%FVC下降（P<0.05），S组均无显著性变化（P>0.05），组间比较无显著性差异（P>0.05）。灌注哌唑嗪+L-NAME时，与灌注哌唑嗪比较，S组和E组？驻%FVC均无显著性变化（P>0.05）。

3 讨论

本研究的目的在于探讨规律性运动训练对于骨骼肌安静时及收缩状态下α1-AR依赖性缩血管反应及NO介导的功能性抗交感的影响，结果发现，8周HIIT提高骨骼肌安静状态下低频交感电刺激诱导的α1-AR依赖性缩血管反应，而高频电刺激时则无显著性变化，同时功能性抗交感改善；使用选择性α1-AR阻断剂则抵消了运动训练对功能性抗交感的良性效应，而利用α1-AR阻断剂联合NOS抑制剂对功能性抗交感并无显著性影响。上述结果显示，HIIT通过增强对α1-AR依赖性交感缩血管反应的抑制作用而改善功能性抗交感；此外，骨骼肌收缩时NO对于缩血管反应的抑制作用是经由α1-AR介导的。

3.1 HIIT对骨骼肌交感缩血管反应和功能性抗交感的影响

关于运动训练对骨骼肌安静时交感缩血管反应的影响，不同研究结果并不一致。本研究发现，8周HIIT后，E组安静时低频（2 Hz）交感电刺激诱导的%FVC升高，说明骨骼肌静息状态下的交感缩血管反应增强，与Jendzjowsky等[7]及课题组的前期研究[5]一致。值得注意的是，本研究中E组高频（5 Hz）交感电刺激时的%FVC并无显著性变化，可见长期运动训练诱导骨骼肌血管平滑肌对交感神經传出冲动的反应发生适应性变化，且对低频（2 Hz）交感刺激更为敏感，可能与交感激活后神经递质释放的总量或成分改变有关，具体机制尚未明确。然而，Wray等[12]的横断面研究却发现，安静时自行车运动员（长期下肢运动）和无训练者下肢交感缩血管反应无显著性差异，说明长期规律性运动训练对骨骼肌安静时的交感缩血管反应并无影响。研究结果存在差异可能与研究对象和研究方法有关。

相对于安静时的交感缩血管反应，骨骼肌功能性抗交感（即肌肉收缩时对于交感缩血管反应的抑制作用）更具生理意义，从而保证代谢活跃的工作肌得到充足的血流灌注和氧供应。本研究采用HIIT模式并发现，8周运动训练改善健康SD大鼠骨骼肌功能性抗交感，与Jendzjowsky等[7]和课题组前期的研究结果[5]相似。Mizuno等[13]的研究同样显示，随意转轮运动训练能够改善自发性高血压大鼠功能性抗交感。来自病例对照的研究也显示[14]，提高耐力有助于延缓由于增龄引起的功能性抗交感下降。然而也有少数研究得到不一致结论。Wimer等[15]证实，6周针对前臂肌群的握力训练对上肢功能性抗交感并无显著性影响，Mortensen等发现[16]，5周单腿伸膝训练后，运动肢功能性抗交感与对侧非运动肢并无显著性差异，这可能与研究对象、训练负荷、训练时间及测试肢体不同有关。课题组前期的研究证实[7]，有氧运动改善骨骼肌功能性抗交感的作用与运动强度成正比。由于本研究采用的HIIT方案强度较高，因此，能够对交感神经支配的血管调控产生显著影响。

3.2 α1-AR在骨骼肌交感缩血管反应和功能性抗交感中的作用

本研究发现，安静状态下，使用选择性α1-AR阻断剂后S组和E组低频和高频交感电刺激诱导的交感缩血管反应均显著性下降。研究已证实，未经训练的健康大鼠安静状态下，α2-AR在交感电刺激诱导缩血管反应中的作用甚微[9]；Delorey等[2]使用选择性激动剂发现，安静状态下骨骼肌血管张力受神经肽Y（NPY）和嘌呤型P2X受体调控。因此，可以推测，本研究中S组使用α1-AR阻断剂后的交感缩血管反应可能是经由肽能和/或嘌呤能受体介导的。有研究进一步显示[17]，NPY和P2X受体主要分布于远端小动脉，受体激活后血管阻力明显增加，进而调控血管收缩反应。在本研究中，E组大鼠安静时2 Hz电刺激诱导的交感缩血管反应高于S组，使用α1-AR阻断剂后2组间并无显著性差异（即运动训练上调骨骼肌安静时交感缩血管反应的效应被α1-AR阻断剂所抵消），可见，经过规律性运动训练后α1-AR对于低频交感电刺激的敏感性增加。与本研究结果一致，Svedenhag等[18]的横断面研究同样显示，与未经训练者比较，耐力运动员对去氧肾上腺素诱导的增压反应显著升高，说明长期运动训练增强α1-AR介导的缩血管反应。Jendzjowsky等[9]证实，短期运动训练可提高α2-AR介导的缩血管反应。结合本研究的结果，可推测，规律性运动训练能够同时上调骨骼肌安静状态下α1-AR和α2-AR介导的交感缩血管反应，且AR对于运动训练的适应具有交感刺激频率依赖性。

肌肉收缩状态下，S组和E组交感缩血管反应均明显下降，E组功能性抗交感明显高于S组，使用选择性α1-AR阻断剂并未改变S组功能性抗交感，说明对于未经运动训练大鼠而言，功能性抗交感并非经由α1-AR介导；然而E组经α1-AR阻断剂后功能性抗交感则明显下降，且E组和S组无显著性差异，可见，α1-AR依赖性交感缩血管反应受到抑制是运动训练改善功能性抗交感的重要机制。在Jendzjowsky等[9]的研究中，使用选择性α2-AR阻断剂后高强度运动组大鼠功能性抗交感下降，但仍高于安静对照组，可见，抑制α2-AR介导的交感缩血管反应对于改善功能性抗交感的作用较小。因此，本研究认为，长期高强度运动训练（HIIT）能够同时增强肌肉收缩对于α1-AR和α2-AR依赖性缩血管反应的抑制作用而改善功能性抗交感，其中α1-AR起主要作用。

3.3 NO在骨骼肌交感缩血管反应和功能性抗交感中的作用

在本研究中，S组大鼠在安静状态下给予α1-AR阻断剂联合NOS抑制剂后2 Hz和5 Hz交感电刺激时的缩血管反应均显著性升高。由于Jendzjowsky等[9]的研究证实α2-AR在骨骼肌安静时交感缩血管反应中的作用甚微，因此，S组安静状态下骨骼肌中的NO主要通过抑制非AR依赖性缩血管反应调节肌肉血流量。而对于E组，联合使用α1-AR阻断剂和NOS抑制剂后对于2 Hz交感电刺激的缩血管反应增加，而5 Hz时的交感缩血管反应与单独使用α1-AR阻断剂并无显著性差异，据此推断，经过系统运动训练后，骨骼肌中NO可同时抑制低频交感电刺激诱导的α2-AR和非AR依赖性缩血管反应。

肌肉收缩时，S组联合使用α1-AR阻断剂和NOS抑制剂后交感缩血管反应升高，而功能性抗交感并无显著性变化，可见，对于未经训练的大鼠，肌肉收缩抑制交感缩血管反应并不需要NO参与。而在E组，α1-AR阻断剂联合NOS抑制剂并未改变交感缩血管反应，说明大鼠经过系统训练后，骨骼肌收缩过程中NO对于交感缩血管反应的抑制作用是经由α1-AR介导的。Jendzjowsky等[9]的研究证实，联合使用α2-AR阻断剂和NOS抑制剂能够显著降低高强度训练组大鼠功能性抗交感，可见，运动训练可增强NO对于α1-AR依赖性缩血管反应的抑制效应。Buckwalter等[19]研究显示，高强度运动时肌肉收缩介导的α1-AR抑制作用可被NOS抑制剂所抵消。E组联合使用α1-AR阻断剂和NOS抑制剂后的功能性抗交感与单独使用α1-AR阻断剂并无显著性差异，进一步显示运动训练大鼠α1-AR对于NO介导的功能性抗交感是必需的。结合前期研究及本研究结果可见，运动训练能够通过增强NO对α1-AR依赖性交感缩血管反应的抑制作用改善骨骼肌功能性抗交感。α1-AR是一种跨膜G蛋白耦联受体，与NE结合后激活磷脂酶C、二酯酰甘油及三磷酸肌醇，后者作为第二信使通过一系列级联反应诱导肌浆网Ca2+释放及胞外Ca2+内流，最终引起血管平滑肌收缩[20]。NO究竟如何与α1-AR介导的信号通路之间相互作用进而改变胞内Ca2+浓度尚不得知。

近年来，多项研究对功能性抗交感的机制进行了深入探索。已证实，功能性抗交感并不是一种“全或无”现象，而是连续的血管应答反应，其变化与血管收缩刺激强度成反比，与肌肉工作强度成正比[5-7]。骨骼肌微循环中，功能性抗交感在远端小动脉的效应较近端小动脉和营养血管更为明显，其生理作用在于保证代谢活跃的运动肌通过远端小动脉舒张及维持近端小动脉收缩得到最佳的血流灌注并调节体循环动脉压。这种异质性反应源于近端和远端小动脉上α1和α2-AR亞型的差异性分布。针对小鼠臀大肌病理组织学研究显示[21]，α1-AR主要分布于远端小动脉，由于远端小动脉较近端血管更接近肌纤维细胞间质，而且细胞间质中存在高浓度抗交感物质（如NO、PGs、ATP等），对于代谢抑制（metabolic inhibition）更为敏感，因此，α1-AR对于调节肌肉间及肌肉内部血流量分布起主要作用；相反，α2-AR则主要位于上游直径较大的近端小动脉，对于抗交感物质介导的缩血管抑制具有拮抗作用，以保证工作肌缩血管反应进而维持全身血压稳态。然而，针对大鼠提睾肌的研究显示，α2-AR位于远端小动脉而α1-AR则主要分布于近端小动脉，显示α-AR受体分布密度因生物种属、肌肉类型及血管分支顺序不同而存在一定变异[22]。最近的研究对肌肉微循环中α-AR亚型分布理论提出质疑[17]，并显示功能性抗交感的产生机制极其复杂。本研究证实HIIT增强NO对α1-AR依赖性缩血管反应的抑制作用，若“位于远端小动脉受体对代谢抑制更为敏感”的假设成立，可以推测，大鼠后肢脉管系统中α1-AR主要分布于远端小动脉，或者运动训练改变了α-AR的表达和/或分布。此外，Al-Khazraji等[17]近期的研究证实，肽能和嘌呤能受体远端小动脉血管收缩调节中起重要作用，Delorey等[2]的研究显示，肌肉收缩同样能够抑制NPY和P2X受体介导的缩血管反应，运动训练还可能通过非α-AR途径改善功能性抗交感。

4 结论

8周HIIT能够增强骨骼肌安静时的交感缩血管反应，并改善骨骼肌功能性抗交感，后者与α1-AR依赖性交感缩血管反应受到抑制有关，而在骨骼肌收缩过程中，NO对于缩血管反应的抑制作用是经由α1-AR介导的。因此，HIIT通过增强骨骼肌收缩时NO对α1-AR依赖性交感缩血管反应的抑制作用而改善功能性抗交感。

参考文献：

[1] TANK A W， LEE W D. Peripheral and central effects of circulating catecholamines[J]. Compr Physiol， 2015， 5（1）：10.

[2] DELOREY D S， CLIFFORD P S， MITTELSTADT S， et al. The effect of aging on adrenergic and nonadrenergic receptor expression and responsiveness in canine skeletal muscle[J]. J Appl Physiol， 2012， 112（5）：841.

[3] HEARON C M， KIRBY B S， LUCKASEN G J， et al.Endothelium-dependent vasodilatory signalling modulates α1-adrenergic vasoconstriction in contracting skeletal muscle of humans[J]. J Physiol， 2016， 594（24）：7436.

[4] REMENSNYDER J P， MITCHELL J H， SARNOFF S J. Functional sympatholysis during muscular activity. Observations on influence of carotid sinus on oxygen uptake[J]. Circ Res， 1962（11）：370.

[5] 孫一，朱荣，李学恒，等.不同强度运动对骨骼肌功能性抗交感活性的影响[J].北京体育大学学报，2017，40（10）：50.

[6] JENDZJOWSKY N G， DELOREY D S. Short-term exercise training augments sympathetic vasoconstrictor responsiveness and endothelium-dependent vasodilation in resting skeletal muscle[J]. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol，2012， 303（3）：332.

[7] JENDZJOWSKY N G， DELOREY D S. Short-term exercise training enhances functional sympatholysis through a nitric oxide-dependent mechanism[J]. J Physiol， 2013， 591（6）：1535.

[8] HARRAZ O F， BRETT S E， WELSH D G. Nitric oxide suppresses vascular voltage-gated T-type Ca2+ channels through cGMP/PKG signaling[J]. Am J Physiol Heart Circ Physiol， 2014， 306（2）：279.

[9] JENDZJOWSKY N G， DELOREY D S. Short-term exercise training augments 2-adrenoreceptor-mediated sympathetic vasoconstriction in resting and contracting skeletal muscle[J]. J Physiol， 2013， 591（20）：5221.

[10] VAN LANGEN J T， VAN HOVE C E， SCHRIJVERS D M， et al. Contribution of α-adrenoceptor stimulation by phenylephrine to basal nitric oxide production in the isolated mouse aorta[J]. J Cardiovasc Pharmacol， 2013， 61（4）：318.

[11] GOMES-NETO M， DURES A R， HFCD R， et al. High-intensity interval training versus moderate-intensity continuous training on exercise capacity and quality of life in patients with coronary artery disease： a systematic review and meta-analysis[J]. Eur J Prev Cardiol， 2017， 24（16）：1696.

[12] WRAY D W， DONATO A J， NISHIYAMA S K， et al. Acute sympathetic vasoconstriction at rest and during dynamic exercise in cyclists and sedentary humans[J]. J Appl Physiol，2007，102（2）：705.

[13] MIZUNO M， IWAMOTO G A， VONGPATANASIN W， et al.Exercise training improves functional sympatholysis in spontaneously hypertensive rats through a nitric oxide-dependent mechanism[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol， 2014， 307（2）：243.

[14] MORTENSEN S P， NYBERG M， WINDING K， et al. Lifelong physical activity preserves functional sympatholysis and purinergic signalling in the ageing human leg[J]. J Physiol， 2012， 590（23）：6227.

[15] WIMER G S， BALDI J C. Limb-specific training affects exercise hyperemia but not sympathetic vasoconstriction[J]. Eur J Appl Physiol， 2012， 112（11）：3819.

[16] MORTENSEN S P， M？覫RKEBERG J， THANING P， et al. Two weeks of muscle immobilization impairs functional sympatholysis but increases exercise hyperemia and the vasodilatory responsiveness to infused ATP[J]. Am J Physiol Heart Circ Physiol，2012，302（10）：2075.

[17] AL-KHAZRAJI B K， SALEEM A， GOLDMAN D， et al. From one generation to the next： a comprehensive account of sympathetic receptor control in branching arteriolar trees[J]. J Physiol，2015，593（14）：3094.

[18] SVEDENHAG J， MARTINSSON A， EKBLOM B， et al. Altered cardiovascular responsiveness to adrenoceptor agonists in endurance-trained men[J]. J Appl Physiol， 1991， 70（2）：532.

[19] BUCKWALTER J B， TAYLOR J C， HAMANN J J， et al. Role of nitric oxide in exercise sympatholysis[J]. J Appl Physiol， 2004， 97（1）：416.

[20] ROSENFELD C R， HYNAN L S， LIU X T， et al. Large conductance Ca2+-activated K+ channels modulate uterine α1-adrenergic sensitivity in ovine pregnancy[J]. Reprod Sci， 2014， 21（4）：456.

[21] MOORE A W， JACKSON W F， SEGAL S S. Regional heterogeneity of α-adrenoreceptor subtypes in arteriolar networks of mouse skeletal muscle[J]. J Physiol， 2010， 588（21）：4261.

[22] ANDERSON K M， FABER J E. Differential sensitivity of arteriolar alpha 1- and alpha 2-adrenoceptor constriction to metabolic inhibition during rat skeletal muscle contraction[J]. Circ Res， 1991， 69（1）：174.

[23] LIANG C S. Sympatholysis and cardiac sympathetic nerve function in the treatment of congestive heart failure[J].J Am Coll Cardiol， 2003， 42（3）：550.

[24] MITCHELL J H. Abnormal cardiovascular response to exercise in hypertension： contribution of neural factors[J]. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol， 2017， 312（6）：851.