常 蕓，楊紅霞

力竭運動后大鼠心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)TNF-α的變化及其在運動性心律失常發(fā)生中的作用

常 蕓，楊紅霞

目的：探討力竭運動后不同時相心臟竇房結(jié)、房室結(jié)和浦肯野氏纖維細胞炎性因子TNF-α基因和蛋白水平的表達特點，為運動性心律失常發(fā)生機制的闡明提供實驗依據(jù)。方法：100只健康成年雄性SD大鼠隨機分為一次和反復(fù)力竭組及相應(yīng)的對照組，每組10只。分別于力竭運動后0、4、12及24h應(yīng)用激光顯微切割技術(shù)定位并收集竇房結(jié)、房室結(jié)和浦肯野氏纖維細胞，采用實時熒光定量PCR和免疫熒光方法研究細胞炎性因子TNF-α的mRNA和蛋白表達的變化。結(jié)果：一次力竭運動后竇房結(jié)和房室結(jié)的TNF-αmRNA和蛋白表達規(guī)律基本一致，呈先升高后下降的趨勢，在運動后即刻明顯高于對照組（P＜0.01）。浦肯野纖維TNF-αmRNA和蛋白表達呈先下降后上升趨勢，在運動后4h明顯低于對照組（P＜0.01）。反復(fù)力竭運動后竇房結(jié)、房室結(jié)和浦肯野纖維的TNF-αmRNA和蛋白表達呈下降趨勢，與對照組相比，竇房結(jié)和浦肯野纖維在運動后12h最明顯，房室結(jié)在運動后24h最明顯（P＜0.01）。結(jié)論：一次力竭運動后即刻竇房結(jié)和房室結(jié)炎性因子TNF-α在mRNA和蛋白水平均大量表達，易引起心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)炎性細胞浸潤，細胞間質(zhì)增殖乃至纖維化和損傷，勢必影響正常心臟的起搏和傳導(dǎo)，構(gòu)成運動性心律失常的病理基礎(chǔ)。而反復(fù)力竭運動致心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)各部位細胞累積損傷，作為細胞炎性因子TNF-α在mRNA和蛋白水平未表現(xiàn)出明顯的應(yīng)激性反應(yīng)，呈現(xiàn)出低表達趨勢。

力竭運動；腫瘤壞死因子α；竇房結(jié)；房室結(jié)；浦肯野氏纖維；鼠；動物實驗

運動性心律失常一直是運動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域十分關(guān)注的醫(yī)學(xué)問題。而運動性心律失常的發(fā)生機制是一個極其復(fù)雜的過程，涉及眾多因子。運動醫(yī)學(xué)界對此進行了廣泛的臨床觀察與調(diào)研［3］。常蕓等針對運動性心律失常的發(fā)生機制進行了大量實驗性研究［1，2］。目前，運動性心律失常發(fā)生的可能原因仍未完全闡明，以往實驗性研究方法大多數(shù)集中心肌組織，很難概括心律失常發(fā)生的病理機制。心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)作為心電活動的控制中心和沖動傳導(dǎo)的重要部位，其特殊的組織結(jié)構(gòu)和細胞類型決定其具有不同于普通心肌的心電起搏和傳導(dǎo)功能，與各種類型心律失常的發(fā)生和發(fā)展具有密切的關(guān)系，成為目前心臟研究領(lǐng)域十分關(guān)注的熱點。

研究表明，心肌細胞含有TNF-α受體，心臟既是TNF-α的合成場所又是發(fā)揮作用的靶器官。TNF-α的局部炎癥反應(yīng)和促凝固作用，使TNF-α在調(diào)節(jié)心肌細胞、血管內(nèi)皮細胞和血管平滑肌的代謝中起重要作用。有研究發(fā)現(xiàn)，TNF-α誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)直接損傷心肌纖維，使細胞間質(zhì)重新分布，發(fā)生毛細血管滲出和堵塞等病理過程，直接造成心肌收縮功能的降低。此外，TNF-α還可直接或間接來影響心肌能量代謝和肌細胞膜上離子通道的功能，并通過NO通道誘導(dǎo)心肌細胞凋亡。因此，TNF-α是急性心肌梗死、慢性心力衰竭、病毒性心肌炎發(fā)生的重要介質(zhì)；在缺血再灌注損傷、心肌循環(huán)功能障礙和心肌細胞凋亡中也起著重要的作用。研究認為，TNF-α是衡量心肌損傷的敏感指標。為此，本研究擬對力竭運動后心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)TNF-α的變化進行研究，觀察力竭運動后心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)的TNF-α在mRNA和蛋白水平的表達規(guī)律及其在運動性心肌損傷和心律失常發(fā)生中的作用，試圖為運動性心律失常發(fā)生機制的探討提供理論與實驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗對象

健康雄性成年SD大鼠100只，8周齡，體重220±8 g。國家標準嚙齒動物飼料喂養(yǎng)，自由飲食。飼養(yǎng)環(huán)境為室溫20℃±2℃，光照時間12h，相對濕度40%～55%。

1.2 運動負荷

將100只實驗大鼠隨機分為10組，每組10只。其中，一次力竭和2周反復(fù)力竭游泳運動［11］各4組，相應(yīng)安靜對照2組。安靜對照組不運動，力竭運動各組大鼠尾部負重為體重的3%，反復(fù)運動組每周運動6天，每天1次。力竭標準參照Thomas的報道［16］，即“經(jīng)過10s后動物仍不能返回水面，并且撈出后置于平面不能完成翻正反射”。1.3 取材

最后一次力竭運動后即刻、4h、12h及24h等不同時相取材，迅速取出心臟，沿心臟矢狀面的方向?qū)⒄麄€心臟用OCT包埋，液氮驟冷，作全心連續(xù)冰凍切片，光鏡定位心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)，運用激光顯微切割儀切割分別收集心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)細胞或細胞團。

1.4 實時熒光定量PCR檢測

采用Trizol法提取總RNA，并逆轉(zhuǎn)錄cDNA，存于－20℃?zhèn)溆?。通過互聯(lián)網(wǎng)搜索Genbank查找目標因子TNF-α和內(nèi)參照β-actin的引物基因序列，應(yīng)用Primer 5軟件進行引物設(shè)計，引物擴增目標基因片斷長度均小于150bp，其PCR產(chǎn)物用2%瓊脂糖凝膠電泳檢測驗證引物可用后，再進行熒光定量PCR，取定量PCR用96孔板，加入cDNA和引物配置25μL反應(yīng)體系。實時定量RT-PCR主要過程：預(yù)變性95℃30s，PCR反應(yīng)95℃10s，60℃30s，40個循環(huán)。檢測CT值。利用SDS 2.2軟件對實時定量PCR數(shù)據(jù)進行分析處理，并導(dǎo)出文件及圖像。利用管家基因?qū)δ康幕虻谋磉_進行校正，得到相對定量結(jié)果（相對數(shù)值）。設(shè)計的引物由上海生工生物技術(shù)有限公司合成。

1.5 免疫熒光檢測

心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)冰凍切片進行免疫熒光組織化學(xué)染色，采用Leica AD MDW活細胞多維圖成像工作站和Leica Qwin圖像分析系統(tǒng)對目標因子蛋白熒光強度進行定量，熒光強度用積分灰度表示（IOD），參考陰性對照標本中熒光強度，灰度值在40～130之間為蛋白陽性表達。

1.6 統(tǒng)計學(xué)分析

所有數(shù)據(jù)均用SPSS 11.5統(tǒng)計軟件進行處理，結(jié)果用平均數(shù)±標準差表示，組間比較采用多因素方差分析，顯著性水平為P＜0.05。

2 結(jié)果

2.1 一般指標

經(jīng)過兩種力竭運動后大鼠不同程度出現(xiàn)心律失常，心臟肉眼觀察有不同程度的充血，且反復(fù)力竭游泳運動后各時相組心臟重量指數(shù)均顯著高于對照組心臟重量指數(shù)（P＜0.05），一次力竭運動后和反復(fù)力竭運動后實驗大鼠有不同程度的心律失常，具體數(shù)據(jù)結(jié)果參見參考文獻［4］。

2.2 心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)TNF-αmRNA表達結(jié)果

2.2.1 一次力竭運動后心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)TNF-αmRNA表達特點

如表2所示，經(jīng)一次力竭游泳運動后4h心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)竇房結(jié)TNF-αmRNA表達顯著高于12h（P＜0.01）；即刻房室結(jié)TNF-αmRNA表達顯著高于對照組和其他各運動組（P＜0.01）；4h、12h浦肯野氏纖維TNF-αmRNA表達顯著低于對照組（P＜0.01），4h又顯著低于即刻（P＜0.05）。

心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)不同部位在一次力竭游泳運動后存有差異，其中，即刻，浦肯野氏纖維顯著高于房室結(jié)（P＜0.01）；4h，浦肯野氏纖維顯著低于竇房結(jié)和房室結(jié)（P＜0.01）；24h，浦肯野氏纖維顯著高于竇房結(jié)（P＜0.05）。其他時相心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)各部位差異不明顯（P＞0.05）。

總體來看，一次力竭運動后竇房結(jié)和房室結(jié)的TNF-α mRNA表達規(guī)律基本一致，呈先升高后下降的趨勢，在運動后即刻明顯高于對照組（P＜0.05）。浦肯野纖維呈先下降后上升的趨勢，在運動后4h下降最明顯（P＜0.05，圖1）。

圖1 本研究一次力竭運動后大鼠TNF-αmRNA相對表達量曲線圖Figure 1. The mRNA Expression of TNF-α in One-time Exhaustive Swimming Group

2.2.2 反復(fù)力竭運動后心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)TNF-αmRNA表達特點

如表3所示，經(jīng)反復(fù)力竭游泳運動后，心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)竇房結(jié)、浦肯野氏纖維TNF-αmRNA表達各時相組間差異不明顯（P＞0.05）；12h、24h房室結(jié)TNF-αmRNA表達均顯著低于對照組和其他各運動組（P＜0.01），即刻又顯著低于對照組（P＜0.05）。

心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)不同部位在反復(fù)力竭游泳運動后存有差異，其中，即刻，房室結(jié)顯著高于浦肯野氏纖維（P＜0.01）；4h和12h，房室結(jié)顯著高于竇房結(jié)（P＜0.01）和浦肯野氏纖維（P＜0.05）。其他時相心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)各部位差異不明顯（P＞0.05）。

總體來看，反復(fù)力竭運動后傳導(dǎo)系統(tǒng)各部位TNF-α mRNA表達規(guī)律基本一致，呈下降趨勢，竇房結(jié)和浦肯野氏纖維TNF-αmRNA表達在運動后12h下降接近低谷，房室結(jié)TNF-αmRNA表達在運動后24h下降至低谷（圖2）。

2.2.3 不同力竭方式運動后心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)TNF-αmRNA表達特點

如表2、表3、圖3所示，兩種不同方式力竭運動后心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)竇房結(jié)TNF-αmRNA表達在反復(fù)力竭后即刻、4h顯著低于一次力竭后即刻（P＜0.05）和4h（P＜0.01），其他時相組間無明顯差異（P＞0.05）。

如表2、表3、圖4所示，兩種不同方式力竭運動后心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)房室結(jié)TNF-αmRNA表達在反復(fù)力竭后即刻、24h顯著低于一次力竭后即刻（P＜0.01）、24h（P＜0.05），其他時相組間無明顯差異（P＞0.05）。

如表2、表3、圖5所示，兩種不同方式力竭運動后心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)浦肯野氏纖維TNF-αmRNA表達在反復(fù)力竭后即刻、24h顯著低于一次力竭后即刻（P＜0.05）和24h（P＜0.05），其他時相組間無明顯差異（P＞0.05）。

表3 本研究反復(fù)力竭運動后大鼠TNF-αmRNA相對表達量一覽表Table 3 The mRNA Expression of TNF-αin Repeated Exhaustive Swimming Group

2.3 心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)TNF-α蛋白表達結(jié)果

2.3.1 一次力竭運動后心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)TNF-α蛋白表達特點

力竭運動后心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)TNF-α免疫熒光染色結(jié)果。如表4所示，經(jīng)一次力竭游泳運動后，心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)竇房結(jié)、房室結(jié)TNF-α蛋白表達即刻顯著高于對照組（P＜0.01），4h、12h、24h又均顯著低于對照組和即刻（P＜0.01），其中竇房結(jié)TNF-α蛋白表達12h顯著低于4 h和24h（P＜0.01），房室結(jié)12h顯著高于24h。

浦肯野氏纖維TNF-α蛋白表達運動后各組均顯著低于對照組（P＜0.01），4h、12h、24h又顯著低于即刻（P＜0.01），且24h顯著高于4h和12h（P＜0.01）。

心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)不同部位在一次力竭游泳運動后存有差異。其中，即刻和24h，浦肯野氏纖維TNF-α蛋白表達顯著高于竇房結(jié)和房室結(jié)（P＜0.01）；12h，竇房結(jié)顯著低于房室結(jié)和浦肯野氏纖維（P＜0.01）。

總體來看，一次力竭運動后竇房結(jié)和房室結(jié)的TNF-α蛋白表達規(guī)律基本一致，呈先升高后下降的趨勢，在運動后即刻明顯高于對照組（P＜0.05）。浦肯野纖維呈先下降后上升的趨勢，在運動后4h下降最明顯（P＜0.05；圖6）。

圖6 本研究一次力竭運動后大鼠TNF-α蛋白表達總灰度值變化情況曲線圖Figure 6. The Protein Expression of TNF-α in One-time Exhaustive Swimming Group

2.3.2 反復(fù)力竭運動后心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)TNF-α蛋白表達特點

如表5所示，經(jīng)反復(fù)力竭游泳運動后，心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)竇房結(jié)TNF-α蛋白表達即刻顯著低于對照組（P＜0.01），4h、12h、24h又均顯著低于即刻（P＜0.01）。

房室結(jié)TNF-α蛋白表達12h顯著低于對照組、即刻和4h（P＜0.01），24h顯著低于對照組、即刻、4h（P＜0.01）和12h（P＜0.05）。

浦肯野氏纖維TNF-α蛋白表達運動后各組均顯著低于對照組（P＜0.01），12h又顯著低于即刻（P＜0.01）。

心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)不同部位在反復(fù)力竭游泳運動后存有差異。其中，即刻，竇房結(jié)TNF-α蛋白表達顯著高于房室結(jié)（P＜0.05）和浦肯野氏纖維（P＜0.01）；4h和12h，房室結(jié)顯著高于竇房結(jié)和浦肯野氏纖維（P＜0.05）；24h，浦肯野氏纖維顯著高于竇房結(jié)和房室結(jié)（P＜0.01）。

表4 本研究一次力竭運動后大鼠TNF-α蛋白表達總灰度值變化情況一覽表Table 4 The Protein Expression of TNF-αin One-time Exhaustive Swimming Group

表5 本研究反復(fù)力竭運動后大鼠TNF-α蛋白表達總灰度值變化情況一覽表Table 5 The Protein Expression of TNF-αin Repeated Exhaustive Swimming Group

總體來看，反復(fù)力竭運動后傳導(dǎo)系統(tǒng)各部位TNF-α蛋白表達規(guī)律基本一致，呈下降趨勢。其中，竇房結(jié)和浦肯野氏纖維TNF-α蛋白表達在運動后12h下降接近低谷，房室結(jié)TNF-α蛋白表達在運動后24h下降至低谷（圖7）。

圖7 本研究反復(fù)力竭運動后大鼠TNF-α蛋白表達總灰度值變化情況曲線圖Figure 7. The Protein Expression of TNF-α in Repeated Exhaustive Swimming Group

2.3.3 不同力竭方式運動后心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)TNF-α蛋白表達特點

如表4、表5、圖8所示，兩種不同方式力竭運動后心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)竇房結(jié)TNF-α蛋白表達在反復(fù)力竭后即刻、4h、24h均顯著低于一次力竭后即刻、4h、24h（P＜0.01）。

圖8 本研究兩種不同力竭運動后大鼠竇房結(jié)TNF-α蛋白表達總灰度值變化情況曲線圖Figure 8. The Protein Expression of TNF-α on SAN in Two Exhaustive Swimming Group

如表4、表5、圖9所示，兩種不同方式力竭運動后心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)房室結(jié)TNF-α蛋白表達在反復(fù)力竭后即刻、12h、24h均顯著低于一次力竭后即刻、12h、24h（P＜0.01），反復(fù)力竭后4h顯著高于一次力竭后4h（P＜0.05）。

圖9 本研究兩種不同力竭運動后大鼠房室結(jié)TNF-α蛋白表達總灰度值變化情況曲線圖Figure 9. The Protein Expression of TNF-α on AVN in Two Exhaustive Swimming Group

如表4、表5、圖10所示，兩種不同方式力竭運動后心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)浦肯野氏纖維TNF-α蛋白表達在反復(fù)力竭后即刻、4h、12h和24h均顯著低于一次力竭后即刻、4h、12h和24h（P＜0.01）。

圖10 本研究兩種不同力竭運動后大鼠浦肯野氏纖維TNF-α蛋白表達總灰度值變化情況曲線圖Figure 10. The Protein Expression of TNF-αon Purkinje’s Fiber in Two Exhaustive Swimming Group

3 討論

近年研究表明，TNF-α是急性心肌梗死、慢性心力衰竭、病毒性心肌炎和運動性心肌損傷的重要介質(zhì)；在缺血再灌注損傷、心肌循環(huán)功能障礙和心肌細胞凋亡中也起著重要的作用，認為是衡量心肌損傷的敏感指標。Hedayat M等［5，6］在心力衰竭患者的血漿中發(fā)現(xiàn)TNF-α的高表達。隨后的研究［7，13］也發(fā)現(xiàn)，慢性心衰患者中TNF-α，水平比對照組顯著增高，并且TNF-α的濃度水平反應(yīng)心衰的嚴重程度。心肌細胞含有TNF-α受體，心臟既是TNF-α的合成場所又是發(fā)揮作用的靶器官。TNF-α的局部炎癥反應(yīng)和促凝固作用，使TNF-α在調(diào)節(jié)心肌細胞、血管內(nèi)皮細胞和血管平滑肌的代謝中起重要作用。有研究發(fā)現(xiàn)，TNF-α誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)直接損傷心肌纖維，使細胞間質(zhì)分裂、重新分布，毛細血管液體滲出和毛細血管堵塞等病理過程，直接造成心肌收縮功能的降低。此外，TNF-α還可直接或間接來影響心肌能量代謝和肌細胞膜上離子通道的功能，并通過NO通道引起心肌細胞凋亡。研究發(fā)現(xiàn)，TNF-α可使心肌細胞發(fā)生凋亡，且細胞凋亡數(shù)量與TNF-α濃度成正比［12］。TNF-α來源于體內(nèi)多種細胞，脂多糖（LPS）、病毒、真菌、過敏毒素、IL-1和免疫復(fù)合物等均可刺激其分泌，由157個氨基酸組成，相對分子質(zhì)量為17000的可溶性多肽。研究發(fā)現(xiàn)［10］，成熟的心肌細胞在某些應(yīng)激狀態(tài)下具有產(chǎn)生TNF-αmRNA及其蛋白質(zhì)的能力，并可直接影響心臟結(jié)構(gòu)和功能，并參與多種心臟病的病理過程。本研究從大鼠力竭運動后心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)的炎性因子TNF-α的表達變化入手，試圖為運動性心律失常發(fā)生機制的闡明及其運動員心臟問題的醫(yī)務(wù)監(jiān)督提供理論與實驗依據(jù)。

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，一次力竭運動后和反復(fù)力竭運動后引起部分實驗大鼠心律失常，證實本研究建立運動性心律失常的模型成功［4］。且研究發(fā)現(xiàn)，一次力竭運動后竇房結(jié)TNF-αmRNA和蛋白表達呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢；反復(fù)力竭運動后呈現(xiàn)下降趨勢。分析認為，一次力竭運動后TNF-α升高，可激活淋巴細胞增殖分裂、活化巨細胞、趨化各種炎性細胞，釋放炎性因子引起竇房結(jié)細胞出現(xiàn)各種炎性反應(yīng)［9，14］。隨運動后恢復(fù)時間的延長，炎性反應(yīng)逐漸減弱。由于反復(fù)力竭刺激作用，直接引起竇房結(jié)細胞凋亡和細胞壞死，導(dǎo)致TNF-αmRNA和蛋白表達相對下降或者不表達。提示，反復(fù)力竭運動后竇房結(jié)細胞受多種因素影響，累積損傷程度更重［8，15］，作為細胞炎性因子TNF-α在mRNA和蛋白水平未表現(xiàn)出明顯的應(yīng)激性反應(yīng)，呈現(xiàn)出低表達趨勢。

本研究發(fā)現(xiàn)，一次力竭運動后房室結(jié)TNF-αmRNA和蛋白表達呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，且運動后即刻顯著高于對照組和其他各運動組。一次力竭運動后TNF-α升高，可激活各種炎性細胞，釋放炎性因子引起房室結(jié)細胞出現(xiàn)各種炎性反應(yīng)，進而引起房室結(jié)細胞損傷。隨運動后恢復(fù)時間的延長，炎性反應(yīng)逐漸減弱。反復(fù)力竭運動后呈下降趨勢，且運動后12h、24h均顯著低于對照組和其他各運動組。由于反復(fù)力竭的刺激，房室結(jié)細胞損傷加劇，引起細胞凋亡和細胞壞死，出現(xiàn)TNF-α表達相對下降的趨勢，且反復(fù)力竭后即刻和24h顯著低于一次力竭后即刻和24h。

本研究發(fā)現(xiàn)，一次力竭運動后心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)浦肯野氏纖維TNF-αmRNA和蛋白表達呈先下降后上升的趨勢，且運動后4h、12h浦肯野氏纖維TNF-αmRNA表達顯著低于對照組。提示，力竭運動后心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)不同部位的改變不僅存在差異，且有時相性改變，TNF-α在運動后即刻表達相對下降或者表達缺失，隨恢復(fù)時間的延長，TNF-α出現(xiàn)異常高表達，這一改變可激活淋巴細胞增殖分裂、巨噬細胞活化，趨化各種炎性細胞，釋放炎性因子引起浦肯野氏纖維出現(xiàn)各種炎性反應(yīng)，從而影響心室內(nèi)的興奮性傳導(dǎo)，引發(fā)室性心律失常。而反復(fù)力竭運動后TNF-α表達呈下降趨勢，一直持續(xù)到運動后24h，且各時相組間差異不明顯，作為細胞炎性因子TNF-α在浦肯野氏纖維mRNA和蛋白水平也未表現(xiàn)出明顯的應(yīng)激性反應(yīng)，這一點與心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)其他部位的改變基本一致。

總之，力竭運動后即刻竇房結(jié)和房室結(jié)炎性因子TNF-α在mRNA和蛋白水平均大量表達，易引起心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)炎性細胞浸潤，細胞間質(zhì)增殖乃至纖維化和損傷，勢必影響正常心臟的起搏和傳導(dǎo)，構(gòu)成運動性心律失常的病理基礎(chǔ)。

4 小結(jié)

1.力竭運動后心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)TNF-α在mRNA和蛋白水平表達規(guī)律基本一致，其中，一次力竭運動后即刻竇房結(jié)和房室結(jié)炎性因子TNF-α在mRNA和蛋白水平均大量表達，易引起心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)炎性細胞浸潤，細胞間質(zhì)增殖乃至纖維化和損傷的發(fā)生，其結(jié)果勢必影響正常心臟的起搏和傳導(dǎo)，構(gòu)成運動性心律失常的病理基礎(chǔ)。而反復(fù)力竭運動致心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)各部位細胞累積損傷，作為細胞炎性因子TNF-α在mRNA和蛋白水平均未表現(xiàn)出明顯的應(yīng)激性反應(yīng)，呈現(xiàn)出低表達趨勢。

2.力竭運動后心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)不同部位的改變不僅存在差異，且有時相性改變，尤其表現(xiàn)在心臟浦肯野氏纖維滯后的異常高表達，又激活該部位淋巴細胞增殖分裂、巨噬細胞活化、趨化各種炎性細胞，釋放炎性反應(yīng)因子引起浦肯野氏纖維出現(xiàn)各種炎性反應(yīng)，將影響心室內(nèi)的興奮性傳導(dǎo)，構(gòu)成室性心律失常的誘發(fā)因素。

［1］常蕓.運動心臟理論與實踐［M］.北京：人民體育出版社，2008：106-132.

［2］常蕓.運動員心臟的醫(yī)務(wù)監(jiān)督［M］.北京：北京體育大學(xué)出版社，2009：203-207.

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The Expression of TNF-αin Cardiac Conduction System after Exhaustive Exercise and Their Role in Exercise Induced Arrhythmia

CHANG Yun，YANG Hong-xia

Objective：To discuss the gene and protein expression characters of TNF-αof cardiac sinus node，atrioventricular node and Purkinje fibers at different time-phrase after exhaustive exercise，providing experimental evidence for clarifying the mechanism of exercise-induced arrhythmia.Method：100healthy adult male SD rats were grouped into 10groups（10rats for each group）as 4groups of one-time exhaustive swimming group（n＝40），4groups of 2-week repeated exhaustive swimming group（n＝40）and 2control groups（n＝20）.Rats were sacrificed at 0，4，12，and 24hours after exhaustive swimming，then Laser microdissection（LMD）and immune fluorescent histochemical were underwent according to time-phrase.The SAN，AVN and Purkinje＇s fiber cells were spotted and collected in the approach of Laser Microdissection（LMD）.The mRNA and protein expression of TNF-αon the SAN，AVN and Purkinje＇s fiber cells were analyzed by real-time fluorescent quantitative PCR，immunochemistry and image analysis.Results：Compared to control group，the expression of mRNA and protein of TNF-αon cardiac sinoatrial node and atrioventricular node increased greatly immediately after two exhaustive exercise（P＜0.01）.The expression of mRNA and protein of TNF-αon cardiac Purkinje fiber dropped markedly 4hours after one-time exhaustive exercise（P＜0.01）.The expression of mRNA and protein of TNF-αon heart conduction system declined significantly after repeated exhaustive exercise，especially at 12hours after exercise on sinoatrial node and atrioventricular node and 24hours on Purkinje＇s fiber cells（P＜0.01）.Conclusion：After onetime exhaustive exercise，the mRNA and protein of TNF-αgreatly expressed on sinoatrial node and atrioventricular node，causes inflammation and proliferation on fiber cells，leading to the cardiac sinus pacing and sinus electrical conduction abnormalities，which is one of the factors of arrhythmia.Repeated exhaustive exercise causes irreversible damage on cardiac conduction system，and the mRNA and protein of TNF-αon heart conduction system expressed at low level and no significant change has tested.

exhaustiveswimming；TNF-α；cardiacsinoatrialnode；atrioventricularnode；Purkinje＇sfiber；rat；animalexperiment

G804.5

A

1000-677X（2012）07-0032-07

2012-03-08；

2012-06-18

國家體育總局體育科學(xué)研究所基本科研業(yè)務(wù)費資助項目（基本10-01）。

常蕓（1957-），女，研究員，博士，博士研究生導(dǎo)師，主要研究方向為運動員心臟病生理與醫(yī)學(xué)監(jiān)督，Tel：（010）87182526，E-mail：changyun＠ciss.cn。

國家體育總局體育科學(xué)研究所，北京100061

China Institute of Sport Science，Beijing 100061，China.