锻炼预处理改善心电图心肌缺血/缺氧损伤的迹象,恶性心律失常发生在大鼠力竭运动后

锻炼是一种有效的生活方式干预以减少心血管疾病和心脏事件的危险因素¹。一种急性运动后心脏保护可能发生²。锻炼预处理(EP)建立了一轮重复高强度间歇有氧运动可以激活内源性的心脏保护作用和保护心肌组织对后续持续缺血/缺氧损伤^3,4,5。EP可分为早期锻炼预处理(保留)和晚锻炼预处理(地蜡)。下次发生后立即短期高强度间歇有氧运动和持续1 - 3 h^3,6;地蜡24 h后出现短期高强度间歇有氧运动和可以持续好几天了^2,3。EP能改善心肌缺血/缺氧,降低心肌梗死的面积^3,5,7,8,防止心肌惊人⁹,减轻详尽的运动性心肌损伤¹⁰。

这EP对详尽的运动性心肌损伤的保护作用已被证实。为了演示EP的心肌保护作用,太阳等。¹¹使用等离子体心肌损伤的标志结合组织学染色验证详尽的运动性心肌缺血/缺氧损伤的老鼠。心肌肌钙蛋白I (cTnI)是心肌损伤的血液标记。在动物研究中¹²cTnI水平,作者测量了大鼠心脏血浆和心肌缺血/缺氧进行染色,发现保护作用的EP对详尽的运动性心肌缺血/缺氧损伤。其他动物研究^4,13也涉及到使用等离子体标记心肌损伤和心肌缺血/缺氧染色探索EP的心肌保护作用。心电图(ECG)信号可以提供信息节奏,心脏的结构和功能;一个典型的正常心电图波形的特点包括P波、QRS波群,T波,RR间隔,公关间隔,QT间隔和公关和ST段的长度¹⁴。在这些特性中,ST段和T波的指标对心电图心肌缺血/缺氧¹⁵。一项研究表明,注射异丙肾上腺素诱发急性心肌缺血/缺氧损伤,导致重要的ST段抬高和QT延长大鼠的心电图¹⁶。详尽的锻炼也可以诱发心肌缺血/低氧损伤,显著增加心律失常和ST段抑郁在健康的中年男子¹⁷。动物模型研究表明,长期的运动训练可以增加心律失常可诱导性¹⁸。然而,一个合理和适当的运动方式可以减少人类心肌缺血/缺氧引起的心肌梗塞和显著降低ST段抬高¹⁹。心率(HR)是一个阶段的心功能指标。人力资源的增加在锻炼和随后的复苏之后往往伴随着原因以及心血管病死亡率^20.发现,EP力竭运动后可有效降低人力资源²¹。

Hematoxylin-basic fuchsin-picric酸(HBFP)染色法是一种局部缺血/缺氧染色能够显示高强度运动诱发心肌缺血/低氧损伤,受伤的心肌细胞是猩红色^4,22。ST段和T波反映心肌缺血/缺氧电生理学的角度来看,虽然HBFP染色反映心肌缺血/缺氧的程度从组织学的角度来看。等等,我们的主要假设如下:(1)EP能改善心肌缺血/缺氧诱导的心电图描记的特点通过详尽的锻炼和减少详尽的运动诱发恶性心律失常的发生;和(2)的心电图ST段和T波变化强烈与心肌的HBFP染色的结果。

本研究关注人力资源的变化,ST段、T波和心电图QT修正)(高职院校学前教育专业间隔;HBFP染色;和水平的等离子体标记心肌损伤,心肌肌钙蛋白I (cTnI),研究心肌损伤和EP的保护作用。我们探讨心电图特征对详尽的运动性心肌缺血/缺氧损伤和恶性心律失常的变化发生后彻底的锻炼和EP,我们解决相关ST段和T波的缺血/低氧区域的HBFP染色。这项研究增加了可用的方法来评估EP的心肌保护作用,为后续研究提供了理论基础。

动物

共有120名健康成年男性Sprague-Dawley (SD)大鼠体重203±7 g (Jiesijie实验动物有限公司、上海、中国)。他们被安置在标准住房条件与12/12-h光/暗周期温度22 - 24°C,湿度40 - 70%的水平,他们被允许自由地吃。所有动物实验进行实验动物伦理审查指南的动物福利(GB / T 35892 - 2018,中国)和伦理委员会批准在上海大学的体育科学研究,中国(2015001)。

试验协议

实验协议在无花果。1基于先前的研究^3,4。所有的动物都被喂以自适应了一个星期,在此期间自适应跑步机训练15米/分钟,0%的成绩进行了10分钟5天,每天和动物适应性训练后休息1天。然后,他们被随机分为6组。对照组(C组),老鼠被放置在跑步机上没有实质性的锻炼。早期锻炼预处理组(组燃灯),老鼠在跑步机上跑在30米/分钟10分钟然后休息10分钟完成周期;4这样的周期进行了模型建立EP(大约75%的签证官₂马克斯²³)。大鼠麻醉,心电图记录完成后EP。然后,样本收获EP后30分钟。后期锻炼预处理组(组地蜡),老鼠在跑步机上运行建立EP模型,和心电图和EP进行24小时后收集样本。力竭运动组(EE),老鼠在跑步机上运行30米/分钟,直到疲惫建立模型,详尽的运动性心肌损伤的老鼠。疲惫的标准指标运行在老鼠扶正反射的损失;老鼠无法自己当放在背上²⁴。早期锻炼预处理+力竭运动组(集团燃灯+ EE)大鼠表现EP,休息30分钟,然后在跑步机上跑在30米/分钟,直到精疲力竭。后期锻炼预处理+力竭运动组(集团地蜡+ EE)大鼠表现EP,休息24小时,然后在跑步机上跑30米/分钟,直到精疲力竭。心电图记录在EE组,组燃灯+ EE和组完成后地蜡+ EE详尽的锻炼,和样本收集详尽的后30分钟锻炼。

心电图的记录和分析

ECG信号的老鼠获得动物心电图采集与分析系统(SP2006,北京Softlong生物技术有限公司,北京,中国)。后腹腔麻醉(100 ml / g) 0.4%戊巴比妥钠,腹侧的动物被定位。老鼠的四肢用胶带固定在解剖台上;动物的肢体使心电图连接四肢的老鼠,然后是心电采集系统被打开记录大鼠的心电图信号。心电图数据收集从每个老鼠3分钟。在这项研究中,ST段和T波被用来评估心肌缺血/缺氧损伤。间隔是用来评估的高职院校学前教育专业详尽的运动引起的恶性心律失常的发生。人力资源从心电图获得。

组织收集

收集大鼠的心电图信号后,腹腔开放收集5毫升后腔静脉的血液,然后是胸部打开暴露心脏。灌注针被插入到心脏的顶点;肝素注射1%,0.85%生理盐水注入,后腔静脉迅速被切断。然后,4%多聚甲醛溶液用于灌注固定。灌注结束后,心脏被和24小时在4%多聚甲醛固定。然后,心总是脱水,石蜡清理和嵌入式,准备缺血/缺氧心肌部分染色。

测定血浆cTnI水平

化学发光免疫分析法(CLIA)被用来测量等离子体cTnI水平(美国A98264分析工具包:贝克曼)。血样离心机在3000 rpm为15分钟血浆分离。量化是基于two-site酶免疫分析法。固相是由paramagnetically涂层表面anti-cTnI单克隆抗体。与碱性磷酸酶anti-cTnI单克隆抗体结合然后结合肌钙蛋白i抗原被固定的实验组中anti-cTnI抗体原位。水平的物质来衡量样本根据存储多点校准曲线,量化和测量的灵敏度范围等离子cTnI水平为0.02 -100 ng / ml。

成像和分析HBFP染色

幻灯片被苏木精溶液中浸泡5分钟,用蒸馏水洗净,去除多余的染色,然后浸泡在1%盐酸acid-alcohol 5 s的分化。接下来,幻灯片沉浸在0.1%基本洋红(a502770 Sangon生物技术——0025年,中国)解决方案40年代最后蘸0.1%苦味酸的acid-acetone 15 - 20年代的解决方案。幻灯片清除了与二甲苯和固定中性胶(可控硅,10004160,中国)。奥林巴斯显微镜(BX53、日本)和奥林巴斯显微镜数码相机(DP80、日本)被用来观察结果和获取图像(我们选择一个×10目镜和×40客观观察)。从每组五彩色部分是随机选择的,和五个字段(×400)从每个部分是随机挑选的。图像分析与Image-Pro + 6.0软件(美国马里兰州银泉的媒体控制论)。要分析的图像上传软件,选择“选择颜色”。然后点击“颜色抽油”HBFP-stained选择红色区域形象。接下来,在“数/尺寸”界面,我们点击“Count-Measure-Select测量”,选择“区域”和“碘”的参数。我们接下来点击“View-Statistics”计算参数和获取数据。 The extent of myocardial ischemic/hypoxic injury was shown with the ischemia/hypoxia area (IHA), the degree of myocardial ischemic/hypoxic injury was shown with the integral optical density (IOD), and the degree of ischemic/hypoxic injury per unit area of myocardium was shown with the mean optical density (MOD, where MOD = IOD/IHA). In this study, the MOD was used to evaluate exercise-induced myocardial injury and protection.

统计分析

实验的数据分析统计产品与服务解决方案20.0 (SPSS 20.0;美国IBM)。正态分布结果表示为均值±SD和分析-方差分析方法(方差分析)随后费舍尔最显著差异(LSD)测试。非正态的分布结果作为中值(差)和克鲁斯卡尔-沃利斯(知道)测试被用于分析。之间的相关分析ST段、T波和HBFP染色结果老鼠是基于双变量相关。被认为具有统计显著性差异P< 0.05。

伦理批准

我们设计实验协议(包括研究问题、关键设计特点和分析计划)在这项研究之前,这是按照到达的指导方针。

收集和分析心电图

心率

人力资源结果图所示。2b。与C组相比,人力资源在EE组显著升高(P< 0.001)。在EE组相比,人力资源在燃灯+ EE(组P< 0.001)和组地蜡+ EE (P< 0.001)显著降低。

ST段和T波

大鼠的心电图信号的波图所示。2一个;在心电图ST段和T波C组是正常的,并没有明显的变化在ST段和T波组保留或组地蜡;然而,ST段和T波在EE组明显升高。在保留组+ EE和组地蜡+ EE, ST段上升,和T波略高。

结果心电图ST段和T波的老鼠的图所示。2c, d;组与C组相比,EE表现出更高的ST段抬高(P= 0.001)和T波(P< 0.001)。此外,ST段燃灯+ EE(组P= 0.028)和组地蜡+ EE (P< 0.001)和T波在燃灯+ EE(组P= 0.04)和组地蜡+ EE (P= 0.025)与EE组相比显著降低。

QTc间隔

间隔的心电图结果高职院校学前教育专业老鼠图所示。2e。与C组相比,间隔的高职院校学前教育专业在EE组明显增加(P< 0.001)。时间间隔与那些在EE组相比,高职院校学前教育专业在燃灯+ EE(组P< 0.001)和组地蜡+ EE (P< 0.001)明显下降。

等离子体cTnI水平量化

等离子体的结果cTnI测量图所示。3。与C组相比,等离子体cTnI水平显著升高组EE (P< 0.001)。与那些在EE组相比,血浆cTnI水平在燃灯+ EE(组P= 0.025)和组地蜡+ EE (P= 0.008)显著降低。

HBFP染色图像的分析

心肌的HBFP染色的结果图所示。4。正常心肌细胞被染黄,心肌细胞缺血/ hypoxia-injured被HBFP染色猩红色。在C组心肌细胞有清晰的界限,有些蓝紫色相比核黄色彩色细胞质包围。有一些保留组缺血/缺氧心肌细胞的变化和组地蜡,和一些红色心肌心肌细胞分散。EE组,有许多scarlet-stained心肌细胞明显缺血/低氧变化与c组与EE组相比,scarlet-stained心肌细胞的数量明显减少,与心肌细胞缺血/缺氧的程度明显提高,在保留组+ EE和特别是集团地蜡+ EE。

宫内厅的HBFP染色图像分析结果显示在无花果。4b。与C组相比,集团EE的宫内厅(P< 0.001)明显高于;与集团EE相比,IHAs燃灯+ EE(组P= 0.004)和组地蜡+ EE (P< 0.001)显著降低。IOD HBFP染色图像分析结果的无花果所示。4c。与c组相比,碘组EE (P< 0.001)显著升高;与集团EE相比,碘的燃灯+ EE (P= 0.009)和组地蜡+ EE (P< 0.001)显著降低。国防部HBFP染色图像分析的结果显示在无花果。4d。与C组相比,英国国防部EE(组P< 0.001)显著升高。与集团EE相比,插件组燃灯+ EE (P= 0.005)和组地蜡+ EE (P< 0.001)显著降低。

相关的ST段和T波HBFP染色

详尽的运动明显改变了ST段和T波ECG信号的老鼠。IHA HBFP染色图像显示心肌缺血/缺氧损伤的程度,和IOD显示心肌缺血/缺氧损伤的程度。因此,我们分析了相关心电图ST段和T波的宫内厅和IOD HBFP染色图像在EE组,组燃灯+ EE和组地蜡+ EE。相关分析的结果与HBFP ST段和T波的染色在无花果。5。结果表明,ST段与HBFP染色组EE(图。5a - 1 a),燃灯+ EE(无花果。5b - 1, b - 2)和组地蜡+ EE(无花果。5颈- 1,c - 2)显然是正相关(P< 0.001)。结果表明,T波HBFP染色组EE(图。5d1、d2)组燃灯+ EE(无花果。5e 1,依照)和组地蜡+ EE(无花果。5f - 1、f)显然是正相关(P< 0.001)。

EP减少造成的高心率详尽的锻炼

人力资源指数,反映心血管功能的状态,显然是受到锻炼和确定运动强度是一个重要的依据^25,26。一项研究表明,短期运动训练能增强性肌力该项刺激,增强与提高心输出量和中风高峰练习卷²⁷。人力资源的增加运动期间,在大多数情况下,由于减少迷走神经的语气接着输出增加交感神经和循环儿茶酚胺水平²⁸。由于比浊自动调整的影响,人力资源在一定程度上增加时,心输出量减少^29日。在详尽的演习需氧量增加显著^30.。心输出量的减少在详尽的运动可能会导致心肌缺血/缺氧和造成伤害^31日。

一项研究²¹发现人力资源显著增加大鼠力竭运动后,和EP能有效减少详尽的运动性高人力资源。在这项研究中,人力资源的大鼠力竭运动后显著增加,但老鼠的小时在燃灯+ EE和组地蜡+ EE组明显减少与EE组大鼠相比,结果符合苏et al。²¹的发现。这些结果表明,短期高强度间歇有氧运动有很好的保护作用对由随后的详尽的锻炼和减少造成的损害大鼠力竭运动后的人力资源。一项研究显示出明显减毒变时性反应beta1-adrenergic刺激在耐力运动员低人力资源比久坐不动的主题³²。运动调节自主神经系统的活动和增强心脏副交感神经调节,导致心动过缓^33,34的,这或许可以解释为什么EP力竭运动后有效地减少了人力资源。详尽的运动诱发心肌缺血/缺氧损伤可能与保持较高的人力资源很长一段时间,降低居高不下的人力资源可能是一个原因为什么EP发挥心肌保护作用对详尽的运动性心肌缺血/缺氧损伤。

EP发挥心肌保护作用,减轻详尽的运动性心肌缺血/缺氧损伤

有很多方法来检测心肌缺血/缺氧损伤。cTnI血液生物标志物与高特异性检测心肌缺血/缺氧损伤^22,35。HBFP染色是一种特定染色法对缺血/缺氧,常被用来检测早期心肌缺血/缺氧损伤³⁶。正常心肌细胞由HBFP染色染黄,但是缺血/缺氧心肌细胞是猩红色²²。此外,心电图ST段和T波的索引显示心肌缺血/缺氧;如果这种情况出现,ST段明显升高或降低,T波低、双向或倒置¹⁵。

沈等。³⁷HBFP染色用于评估程度的异丙肾上腺素(ISO)全身的心肌缺血/低氧损伤,发现有大量的片状暗红色ISO-induced缺血/缺氧心肌细胞染色,而黑暗的红点的面积明显减少EP + ISO心肌细胞。EP明显减毒ISO-induced心肌缺血/缺氧。一项研究³⁵使用HBFP染色的心肌显示强大的缺血/ hypoxia-related高强度锻炼后的变化,显著提高心肌缺血/低氧密度,但在高强度锻炼后EP,心肌缺血/低氧密度显著降低。元等。³⁸还发现,燃灯和地蜡对心肌缺血/缺氧损伤有保护作用引起的详尽的练习使用HBFP染色结合血清cTnI水平。

简单无创指标检测心肌缺血/缺氧,在心电图ST段和T波广泛应用于运动医学研究。T波变化引起的运动压力测试可以预测持续室性心动过速或心室颤动³⁹,他们心脏死亡相关,特别是心脏性猝死⁴⁰。对心肌缺血的心电图信号演变成一个高耸的T波振荡,最终导致心室纤维性颤动⁴¹。Posa et al。⁴²闭塞的冠状动脉左前降支的老鼠进行了6周的自愿轮运行;他们发现大萧条的ST段和心肌缺血/缺氧的程度相对较低的运动大鼠与对照组相比。

在这项研究中,集团EE已广泛的朱红色HBFP染色,明显提高ST段和T波升高;没有抑郁症的ST段和T波倒置观察心电图,但等离子体cTnI水平相比明显升高组c .一些不完整的朱红色染色出现在组燃灯+ EE和组地蜡+ EE,但是缺血/缺氧的程度明显低于EE组。组织学染色的结果,心电图参数,和血浆心肌损伤的标志都表明,心肌缺血/缺氧的程度由详尽的运动造成的损害在EP低于没有准备详尽的运动造成的。EP具有良好的保护作用与详尽的运动性心肌缺血/缺氧损伤。此外,运动诱发心肌缺血/缺氧的心电图显示ST段和T波仰角,这是不同于抑郁症ST段和T波变化由其他原因引起的心肌缺血/缺氧^43,44。心电图ST段和T波的特征力竭运动后表明,该网站对详尽的运动性心肌缺血/缺氧损伤可能主要集中在subendocardial组织⁴⁵。EP能有效减少人力资源经过详尽的锻炼,从而延长心脏的舒张期,增加周边的充填程度subendocardial心肌、血管和降低心肌缺血/缺氧损伤中详尽的锻炼。多项研究表明,EP的保护作用,其中包括多个内生触发器和新兵多个信号通路,如热休克蛋白³⁸,mitoKATP通道开放^5,46,PKCε¹⁰和PKCδ⁴⁷显著的调节。

ST段和T波反映心肌缺血/缺氧电生理学的角度来看,虽然HBFP染色反映心肌缺血/缺氧的程度从组织学的角度来看。作为一个索引的缺血/缺氧,ST段和T波的相关HBFP染色的上下文中进行了详尽的运动性心肌缺血/缺氧损伤。相关分析的结果表明,心电图ST段和T波的高度正相关与缺血/缺氧地区HBFP染色图像。随着HBFP染色图像上的宫内厅的增加,ST段成为升高,和T波高逐渐增加,这表明,组织学上发现的详尽的运动诱发心肌缺血/缺氧损伤与心电图描记的特点。因此,ST段和T波可用于评估详尽的运动性心肌缺血/缺氧。这些索引丰富我们的发现在EP的心肌保护作用,提供心脏功能的直接措施。

EP力竭运动后降低恶性心律失常的风险

有证据表明,剧烈运动,比如跑马拉松,增加心源性猝死的风险⁴⁸。恶性心律失常的主要原因运动性猝死^49,50。长QT间隔所指恶性心律失常、心源性猝死的风险增加;然而,QT间隔很容易受到各种内部和外部因素的影响,如电解质变化,运动,和姿态的变化^15,51。消除人力资源在QT间隔的影响,人力资源调整的Bazett公式用来计算。在高职院校学前教育专业⁵²。

间隔的一项研究发现,高职院校学前教育专业运动员比以前大大延长马拉松后不久,这持续了24小时生效;另外,长时间的剧烈运动增加心律失常的风险指数⁵³。聂et al。⁵⁴还发现,在短暂的高强度间歇运动(赶快),可以长时间间隔的高职院校学前教育专业,这种效果可以持续24小时,从而增加相关的风险。慢性间歇性低氧暴露可以在老鼠间隔延长高职院校学前教育专业,可诱导心肌ischemia-related心律失常和心脏性猝死⁵⁵。

本研究探索的能力EP力竭运动后降低恶性心律失常的风险区间通过分析高职院校学前教育专业在每组的心电图。间隔的高职院校学前教育显然是长期力竭运动后,明显缩短了与EP力竭运动后。详尽的运动由一个长时间的剧烈运动;间隔的高职院校学前教育专业的大鼠长期力竭运动后,表明详尽的锻炼可能增加心室性心律失常的风险,在大鼠心脏性猝死。然而,当短期高强度间歇有氧运动前进行30分钟和24小时的锻炼,间隔的高职院校学前教育专业被发现显著短群燃灯+ EE和组地蜡+ EE比组EE。这是猜测,EP力竭运动后可以减少心律失常的风险。

EP具有保护效应对详尽的运动诱发心肌缺血/缺氧损伤减少人力资源在详尽的锻炼,增加心肌血液供应,降低恶性心律失常的发生率。详尽的心电图特征运动诱发心肌缺血/缺氧损伤ST段和过分高的T波。ST段和T波也可以作为评价指标详尽的运动性心肌缺血/缺氧。