自噬是细胞在各种代谢压力下的一种应激性反应,自噬发生以后,细胞内的蛋白、细胞器被双层膜结构的自噬体膜包裹后形成自噬体。随后,自噬体与溶酶体融合、被包裹物在各种酶的消化下,形成各种小分子物质,释放入细胞参与循环再利用,维持细胞的正常代谢和生理功能。对于大多数哺乳动物自噬的研究显示自噬过程主要是先由泛素样蛋白加工修饰形成前自噬泡,再由LC3进一步加工修饰后形成成熟的自噬泡。力竭性运动可以导致心肌细胞内氧化系统和抗氧化系统之间的平衡打破,引起细胞内APT、Ca2+等含量下降,自由基累积。伴随心肌缺血缺氧进而导致心肌细胞损伤,而细胞损伤进也是诱导心肌细胞自噬的原因之一。有研究显示自噬活动的增强对心肌细胞的损伤有保护作用,但也有不少研究显示自噬活动增强可以加重心肌细胞的损伤。通过查阅文献,大多数学者已证实心肌缺血是诱发心肌细胞自噬的主要原因,调控自噬的信号通路目前还研究的不是很清楚,很少有文献讨论力竭运动与心肌细胞自噬的关系。本研究以动物实验为模型,以力竭运动强度为便变量,在进行三周的动物跑台力竭运行训练后,研究不同强度的跑台力竭训练对大鼠心肌细胞自噬活性的影响。研究目的:通过动物实验检测不同强度的力竭运动对SD大鼠心肌细胞超显微结构的影响以及自噬相关基因Beclin 1和LC3 mRMA转录和蛋白表达水平的影响。探讨长期不同强度的力竭运动训练对大鼠心肌细胞自噬活性的影响。实验方法:(1)大鼠心肌细胞自噬的形态学检测A.实验分组:24只健康清洁SD雌性大鼠随机分为4个组:安静对照组、高强度力竭训练组、中强度力竭训练组和低强度力竭运动组。运动组进行三周跑台力竭训练。B.运动性心肌缺血模型制备:运动力竭组:按不同强度分为高强度力竭组,中强度力竭组和低强度力竭组,分别进行三周的力竭训练。C.指标测试:造模后,麻醉大鼠,在冰上断头处死。采新鲜心肌组织染色后在透射电子显微镜下观察自噬泡的形成状况。(2)检测自噬相关基因Beclinl和LC3 mRNA在各组大鼠心肌细胞中的转录水平A.实验分组:24只健康清洁SD雌性大鼠随机分为4个组:安静对照组、高强度力竭训练组、中强度力竭训练组和低强度力竭运动组。运动组进行三周跑台力竭训练。B.运动性心肌缺血模型制备:运动力竭组:按不同强度分为高强度力竭组,中强度力竭组和低强度力竭组,分别进行三周的力竭训练。C.测试指标:造模后,麻醉大鼠,在冰上断头处死。取心肌组织,采用PT-PCR技术检测自噬相关基因LC3和Beclin 1 mRNA的转录水平。(3)检测各组大鼠心肌细胞中自噬相关蛋白Beclin 1和LC3的表达状况A.实验分组:24只健康清洁SD雌性大鼠随机分为4个组:安静对照组、高强度力竭训练组、中强度力竭训练组和低强度力竭运动组。运动组进行三周跑台力竭训练。B.运动性心肌缺血模型制备:运动力竭组:按不同强度分为高强度力竭组,中强度力竭组和低强度力竭组,分别进行三周的力竭训练。C.测试指标:造模后,麻醉大鼠,在冰上断头处死。取心肌组织,用Western-blot免疫印迹技术检测各组大鼠心肌中自噬相关蛋白Beclinl和LC3的表达状况。研究结果:(1)通过电子透射显微镜检测到力竭训练可有效诱导心肌细胞自噬。(2)用RT-PCR方法检测到随力竭训练的强度增加Belinl和LC3的表达量也相应增加。提示力竭训练打破了原相对稳定的维持细胞形态和生理机能生理机制。(3)用western-blot方法检测大鼠心肌细胞的Belinl和LC3蛋白表达量也随训练强度的增加相应增加。(4)力竭训练可以诱导SD大鼠心肌细胞发生自噬。且力竭训练强度能上调大鼠心肌细胞的自噬活性。