唐湘宇，洪華山，林曉紅，譚華清

運動療法是心臟康復(fù)中最重要的部分，心肌梗死前運動訓(xùn)練有益于大鼠改善心肌梗死后的左心室重構(gòu)，而心肌梗死后的運動訓(xùn)練對大鼠的左心室容積、形態(tài)及其預(yù)后的研究有矛盾的結(jié)果。Libonati 等[1]報道大鼠心肌梗死后進行運動訓(xùn)練可增加左心室的順應(yīng)性，改善左心室舒張功能。也有報道心肌梗死后運動訓(xùn)練可加劇心肌梗死的擴大，從而惡化左心室重構(gòu)[2]。目前，在國內(nèi)外較為少見大鼠心肌梗死前后聯(lián)合運動訓(xùn)練對左心室重構(gòu)和血流動力學(xué)變化的文獻報道。因此，本研究觀察了心肌梗死前、后及心肌梗死前后聯(lián)合運動對心肌梗死后晚期大鼠左心室重構(gòu)及血流動力學(xué)變化的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

選取清潔級健康雄性SD 大鼠96 只，體重241～278 g，由上海斯萊克實驗動物中心提供（許可證號：SCXK 滬2007-2005）。置于清潔、恒溫環(huán)境中，采用人工照明，每天白天與夜間各12 h。分籠飼養(yǎng)，予標準飼料，自由取食及取水。

1.2 分組及運動程序

96 只大鼠按數(shù)字表法隨機分為6組，每組16只，假手術(shù)不運動組（Sed-Sh組）：假手術(shù)前后均不運動；假手術(shù)前運動組（PreE-Sh組）：假手術(shù)前運動5 w，5 d/w，運動強度為21 m/min，60 min/d，假手術(shù)后不再進行運動訓(xùn)練；心肌梗死不運動組（Sed-MI組）：心肌梗死前后均不運動；心肌梗死前運動組（PreE-MI組）：心肌梗死前運動訓(xùn)練5 w，5 d/w，運動強度為21 m/min，60 min/d，心肌梗死后不再進行運動訓(xùn)練；心肌梗死后運動組（PostE-MI組）：心肌梗死前不進行運動訓(xùn)練，心肌梗死4 w 后開始運動8 w，5 d/w，運動強度為21 m/min，60 min/d；心肌梗死前后聯(lián)合運動組（ComE-MI組）：心肌梗死前運動5 w，5 d/w，運動強度為21 m/min，60 min/d，心肌梗死4 w 后開始運動8 w，5 d/w，運動強度為21 m/min，60 min/d。

運動方式及強度參照文獻[3]，正式運動實驗以前，運動訓(xùn)練大鼠先在跑臺上適應(yīng)性訓(xùn)練，跑臺后部有溫和的電刺激以促使大鼠向前跑動。然后，運動訓(xùn)練大鼠接受正式跑步訓(xùn)練，運動強度為21 m/w，60 min/d，5 d/w，共訓(xùn)練5 w。而不運動組大鼠整個實驗過程中不進行運動訓(xùn)練。在第5 w 時，最后一次訓(xùn)練24 h 后，所有的大鼠接受急性心肌梗死手術(shù)或假手術(shù)。在休息康復(fù)4 w 后，PostE-MI組和ComE-MI組進行5 d 適應(yīng)訓(xùn)練后，跑步速度和時間逐漸增加，直到熟練跑60 min/d。然后共運動8 w，5 d/w，運動強度為21 m/min，60 min/d。

1.3 大鼠急性心肌梗死模型的手術(shù)操作

參照文獻[3]，采用10%水合氯醛（3 ml/kg）腹腔麻醉大鼠后，將其固定于手術(shù)臺上，常規(guī)消毒、鋪巾，行氣管插管并連接江西特力麻醉呼吸設(shè)備公司產(chǎn)TKR-200C 型小動物呼吸機輔助呼吸，開胸后暴露心臟。用8-0 號絲線結(jié)扎冠狀動脈左前降支，保證心肌梗死范圍盡量一致，術(shù)中選取的結(jié)扎位點應(yīng)相對固定。結(jié)扎后心電圖ST 段顯著抬高，灌注區(qū)域心肌呈現(xiàn)為紫紅色，室壁運動減弱，則提示建模成功，證實結(jié)扎成功后逐層關(guān)胸。假手術(shù)大鼠過程同上，但只穿線，不結(jié)扎。大鼠恢復(fù)自主呼吸后，拔除氣管插管。術(shù)后予抗感染藥物治療3 d。

1.4 血流動力學(xué)指標檢測

至實驗終點時，存活大鼠稱重后用10%水合氯醛（3 ml/kg）腹腔注射麻醉大鼠后固定于手術(shù)臺上，常規(guī)手術(shù)區(qū)消毒、鋪巾，行氣管插管并連接小動物呼吸機輔助呼吸。頸部腹側(cè)偏右縱向切開皮膚，在胸鎖乳突肌內(nèi)側(cè)分離右頸總動脈1.5 cm，經(jīng)右頸總動脈插入1%肝素化的心導(dǎo)管，由壓力傳感器連于多功能生理記錄儀（BL-420E，成都泰盟儀器廠），緩慢推進同時觀測動脈壓，記錄血壓曲線。再繼續(xù)插入，使其通過主動脈瓣進入左心室。測量每只大鼠的心率、左心室收縮壓（LVSP）、左心室舒張末壓（LVEDP）及左心室內(nèi)壓最大上升速率（LV+dp/dtmax）、左心室內(nèi)壓最大下降速率（LV-dp/dtmax）。連續(xù)測取3 次數(shù)據(jù)，每次間隔3 min，取平均值作為測定結(jié)果。

1.5 大鼠組織標本采集、保存及檢測

大鼠處死前當(dāng)天稱體重，下腔靜脈取血后，注射10%氯化鉀2～3 ml 處死存活大鼠，使心臟處于舒張期，之后迅速開胸摘除心臟。先剪去周圍大血管,用冰生理鹽水清洗心臟殘血，吸干血液，剪去心房和右心室游離壁，用電子天平稱取心臟重量、右心室重量、左心室重量。計算心臟重量/體重值，得到心臟的相對重量；以了解整個心臟、左右心室肥厚情況及程度[4]。

所有心臟從心尖部起，垂直左心室長軸連續(xù)將心臟切為均勻4 塊，分別行常規(guī)石蠟包埋、液氮保存。將結(jié)扎線以下沿心尖到心底垂直方向橫切，取2 部分用10%中性福爾馬林固定、包埋，制作厚為4 μm 的連續(xù)切片，用于組織學(xué)檢測。

取出雙肺，剪除大氣管及周圍組織，用電子天平稱取濕重后，置入80℃烤箱烘烤，連續(xù)烘烤72 h后，取出稱干重，并計算肺濕/干重量值[4]。

1.6 染色觀察左心室形態(tài)和心肌梗死范圍

取乳頭肌段心室肌，10%中性福爾馬林固定。常規(guī)石蠟包埋，石蠟包埋標本按4 μm 厚度系列切片，每個標本均勻沿左心室長軸不同切面切4 張，每個切面分別測量記數(shù)。切片行蘇木素伊紅（HE）染色、Masson 染色觀察左心室形態(tài)、室間隔厚度、左心室游離壁厚度、心肌梗死范圍、疤痕厚度[5]，Image-Pro 計算機成像系統(tǒng)測定。

經(jīng)典的膠原纖維染色方法，具體步驟是：（1）石蠟切片，常規(guī)脫蠟至水；（2）Masson 復(fù)合染色液染色5 min；（3）0.25%醋酸水溶液稍洗；（4）5%磷鎢酸染色5～10 min；（5）0.25%醋酸水溶液浸洗2 次；（6）苯胺藍染色液染色5 min；（7）0.25%醋酸水洗2 次；（8）無水乙醇脫水，二甲苯透明，中性樹膠封固。

結(jié)果判定：膠原纖維呈藍色，心肌細胞呈紅色。心肌梗死范圍的測定參照文獻[3-4]，用數(shù)碼相機將整個心室截面拍下。用計算機輔助圖像分析系統(tǒng)分別測量梗死疤痕的內(nèi)膜面、外膜面弧長及左心室的內(nèi)膜面、外膜面弧長，疤痕長度為疤痕的內(nèi)膜面、外膜面弧長之和，每個切面心肌梗死范圍=疤痕長度/左心室周徑（左心室的內(nèi)膜面、外膜面弧長之和）×100%。左心室的梗死范圍則為4 個切面梗死范圍的均值。圖像分析系統(tǒng)分別測量每張切片的室間隔厚度、左心室游離壁厚度、心肌梗死疤痕厚度。分別計算得到心肌梗死疤痕厚度（%）=疤痕厚度/室間隔厚度×100%。前壁厚度（%）=左心室游離壁厚度/室間隔厚度×100%，最后取4 張切片的平均值。

1.7 統(tǒng)計學(xué)分析方法

采用SPSS12.0 統(tǒng)計軟件進行分析。結(jié)果以均數(shù)±標準差表示，應(yīng)用ANOVA 檢驗多個樣本均數(shù)間差異性，當(dāng)組間存在顯著性差異時用post hoc t 檢驗。兩組比較選用LSDt檢驗分析，P＜0.05 表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 存活大鼠體重和心臟重量

大鼠死亡多集中在術(shù)后7 d 內(nèi)，尸檢發(fā)現(xiàn)雙肺淤血、胸腔血性積液，大鼠可能死于心肌梗死后心力衰竭、心原性猝死，運動訓(xùn)練期間未發(fā)生大鼠死亡現(xiàn)象。

如表1 所示，存活大鼠Sed-Sh組和PreE-Sh組之間體重差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。與Sed-MI組比，PreE-MI組大鼠體重更低，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。然而，與Sed-MI組比，PostE-MI組和ComE-MI組大鼠體重顯著下降（P＜0.05）。與Sed-Sh組比，PreE-Sh組大鼠的左心室重量和右心室重量增加不顯著（P＞0.05），心臟重量/體重值增加也不顯著（P＞0.05）。Sed-MI組和PreE-Sh組大鼠的左心室重量、右心室重量和心臟重量/體重值是類似的。與Sed-MI組大鼠比，PostE-MI組大鼠的左心室重量和右心室重量輕微增加（P＞0.05）,但是心臟重量/體重值顯著增加（P＜0.05），而ComE-MI組大鼠的左心室重量、右心室重量和心臟重量/體重值均顯著增加（P均＜0.05）。與Sed-Sh組比，Sed-MI組大鼠的肺濕/干重量值明顯增加（P＜0.05）；與Sed-MI組比，PostE-MI組和ComE-MI組均減輕了肺濕/干重量值（P均＜0.05）；與PreE-MI組比，ComE-MI組減輕了肺濕/干重量值（P＜0.05）。

2.2 心率及血流動力學(xué)

如圖1 所示，PreE-Sh組大鼠的靜息心率在停止訓(xùn)練后4 w 后顯著低于Sed-Sh組（P＜0.05），在停止訓(xùn)練后8 w 后靜息心率與Sed-Sh組大鼠的差別消失。PreE-MI組大鼠的靜息心率在心肌梗死后4 d、2 w 時顯著低于Sed-Sh組（P＜0.05），在停止訓(xùn)練后4 w 后靜息心率與Sed-Sh組大鼠的差別消失。此外，與Sed-MI組大鼠比，PostE-MI組和ComE-MI組在心肌梗死后8 w、12 w 時造成了更低的靜息心率（P均＜0.05）；而且，與PostE-MI組比，ComE-MI組大鼠進一步減少了靜息心率（P均＜0.05）。

表1 各實驗組大鼠體重、心臟重量、肺濕/干重量值情況比較（）

表1 各實驗組大鼠體重、心臟重量、肺濕/干重量值情況比較（）

注：Sed-Sh組：假手術(shù)不運動組；PreE-Sh組：假手術(shù)前運動組；Sed-MI組：心肌梗死不運動組；PreE-MI組：心肌梗死前運動組；PostE-MI組：心肌梗死后運動組；ComE-MI組：心肌梗死前后聯(lián)合運動組。與Sed-Sh組比*P＜0.01；與Sed-MI組比△P＜0.05；與PreE-MI組比▲P＜0.05

圖1 各組大鼠心肌梗死后不同時期的靜息心率比較（）

如圖2 所示，與Sed-Sh組比，PreE-Sh組大鼠LVSP、LV+dp/dtmax 和 LV-dp/dtmax 均沒有顯著改善（P均＞0.05）；Sed-MI組大鼠的LVSP、LV+dp/dtmax和 LV-dp/dtmax 分別減少34.3%、19.1%、20.7%（P均＜0.01），LVEDP 顯著增加（P＜0.01）。與Sed-MI組比，PreE-MI組大鼠的心功能沒有顯著的改善（P均＞0.05）。然而，與Sed-MI組比，PostE-MI組和ComE-MI組大鼠心肌梗死誘導(dǎo)的心功能紊亂顯著改善（P均＜0.05）。PostE-MI組大鼠LVSP、LV+dp/dtmax和LV-dp/dtmax 分別增加11.9%、6.4%、5.8%（P均＜0.05）。與PreE-MI組比，ComE-MI組大鼠進一步改善了心肌梗死誘導(dǎo)的心功能紊亂，ComE-MI組大鼠的LVSP、LV+dp/dtmax 和 LV-dp/dtmax 分別增加11.1%、7.1%、6.9%（P均＜0.05）。但 是，與PostE-MI組比，ComE-MI組大鼠只有LVSP 和LV+dp/dtmax 指標的改善達到了統(tǒng)計學(xué)意義（P均＜0.05）。PreE-MI組和PostE-MI組之間，血流動力學(xué)參數(shù)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P均＞0.05）。

圖2 各組大鼠血流動力學(xué)指標LVSP（2A）、LVEDP（2B）、LV+dp/dtmax（2C）、LV-dp/dtmax（2D） 測定結(jié)果比較（）

2.3 各組大鼠心肌梗死范圍和左心室游離壁厚度或疤痕厚度比較

Masson 染色結(jié)果顯示各組大鼠心肌梗死后左心室形態(tài)改變，具體見圖3。

圖3 各組大鼠左心室橫切面Masson 染色圖

如圖4顯示，Sed-Sh組 和PreE-Sh組沒有心肌梗死的跡象，Sed-MI組大鼠的心肌梗死范圍是（44.2±2.1）%。與Sed-MI組比，PostE-MI組大鼠的心肌梗死范圍沒有顯著減少（P＞0.05）；然而，PreE-MI組和ComE-MI組大鼠的心肌梗死范圍分別顯著減少到（36.6±2.6）% 和（35.2±1.9）%（P均＜0.05），PreE-MI組和ComE-MI組大鼠的心肌梗死范圍差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞ 0.05）。Sed-Sh組和PreE-Sh組大鼠的左心室游離壁厚度差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。與Sed-MI組比，PostE-M組大鼠的疤痕厚度增加，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。與Sed-MI組比，PreE-MI組和ComE-MI組大鼠的疤痕厚度分別顯著增加到30.1%和31.1%。然而，PostE-MI組和ComE-MI組大鼠的疤痕厚度差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

圖4 各組大鼠心肌梗死范圍（4A） 和左心室游離壁厚度或疤痕厚度（4B） 比較（）

3 討論

據(jù)統(tǒng)計,我國心血管病患病率持續(xù)上升，心血管病死亡率仍居首位[6]。因此，加強冠心病的預(yù)防和康復(fù)治療顯得十分迫切和必要。運動對心血管疾病有積極的預(yù)防和治療作用,減少了冠狀動脈事件的發(fā)病率和致死性心肌梗死的發(fā)生[7-8]，規(guī)律運動與冠心病的發(fā)病率和死亡率呈負相關(guān)[9]?？祻?fù)運動日益成為病情穩(wěn)定的冠心病患者常規(guī)治療之一[10]，多方面的因素造成了運動維系心血管系統(tǒng)健康的有益效應(yīng)。

心肌梗死后康復(fù)運動強度在40%～70%最大耗氧量為宜，Tang 等[3]探討了不同強度運動訓(xùn)練對大鼠心肌梗死后左心室心肌梗死范圍、疤痕厚度、左心室功能和微血管密度的影響，認為中強度訓(xùn)練較為合適。低強度運動可能對心血管系統(tǒng)沒有足夠的影響，而高強度運動反而增加心血管疾病患者的風(fēng)險，本實驗的運動方案參照以往方案設(shè)計為中強度訓(xùn)練，對心肌梗死后運動是適宜的。

已經(jīng)明確肥胖是心血管疾病的重要危險因素，本實驗中，與Sed-MI組比，PreE-MI組的大鼠體重低一些，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義。而且，PostE-MI組和ComE-MI組大鼠的體重顯著的低于不運動大鼠Sed-MI組，表明運動有益于控制體重，減少肥胖的發(fā)生。同時，體重的減輕也可能提示運動改善了心功能，減少了鈉水潴留。

研究表明運動訓(xùn)練能有益地改變心臟自律性調(diào)節(jié)[11]，這種改變可能有益于預(yù)防致死性室性心律失常。在本實驗中，與不運動大鼠Sed-MI組比，PostE-MI組和ComE-MI組跑步訓(xùn)練顯著減少了靜息心率。可能提示運動誘導(dǎo)大鼠產(chǎn)生了更高的副交感神經(jīng)張力和更低的交感神經(jīng)張力，加強了心臟的電穩(wěn)定性，因此可能有利于改善心肌梗死后惡性心律失常的發(fā)生。在本實驗中，我們也觀察到PostE-MI組和ComE-MI組大鼠的心臟重量更大一些，這提示運動訓(xùn)練可能造成了心肌肥厚。另外，心肌梗死誘導(dǎo)的左心室心肌肥厚和重構(gòu)可能也和心臟重量增加有關(guān)。

血流動力學(xué)中LVSP 和LV+dp/dtmax 反映左心室收縮功能，LVEDP 和LV-dp/dtmax 反映左心室舒張功能。研究報道，心肌梗死造成了顯著的左心室功能紊亂[4,12-13]。我們也觀察到Sed-MI組大鼠出現(xiàn)了顯著的更低水平的LVSP、LV+dp/dtmax 和LV-dp/dtmax,表明其收縮舒張功能惡化。與Sed-Sh組比，Sed-MI組大鼠出現(xiàn)了顯著的更高水平的肺濕/干重量值，提示左心室功能紊亂造成了肺淤血。與Sed-MI組比，PostE-MI組和ComE-MI組改善了LVSP、LVEDP、LV+dp/dtmax 和LV-dp/dtmax，減輕了肺濕/干重量值，表明運動改善了左心室收縮舒張功能，減輕了肺淤血，與我們前期研究相符[14]。

左心室血流動力學(xué)等心功能指標的惡化意味著心臟泵功能紊亂。而心肌梗死后左心室擴張、功能紊亂是左心室重構(gòu)的標志[15]。本實驗中，Sed-MI組大鼠出現(xiàn)了LV+dp/dtmax 和 LV-dp/dtmax 等心功能指標的惡化，這提示其已經(jīng)形成了不良的左心室重構(gòu)，Masson 染色形態(tài)觀察也證實了這一點。相比Sed-MI組而言，PreE-MI組和ComE-MI組大鼠的心肌梗死范圍顯著減少，左心室游離壁厚度顯著增加，表明心肌梗死前運動和聯(lián)合運動有益于改善左心室重構(gòu)。PostE-MI組大鼠心肌梗死后運動對左心室重構(gòu)沒有明顯影響，但是卻改善了血流動力學(xué)指標，減輕了左心室功能紊亂。

本實驗證實，心肌梗死前運動訓(xùn)練減少了大鼠心肌梗死范圍，增加了心臟疤痕厚度，但是對于心肌梗死后晚期血流動力學(xué)的改善沒有顯著影響。而心肌梗死后運動對心肌梗死范圍無影響，但是改善了心肌梗死后大鼠的血流動力學(xué)。聯(lián)合運動既減少了其心肌梗死范圍，改善了左心室重構(gòu)，又改善了心肌梗死后大鼠的血流動力學(xué)。王書鵬等[16]研究及本實驗表明，堅持適當(dāng)運動鍛煉等健康生活方式，可能更有利于冠心病的預(yù)防和康復(fù)。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突