高原低氧环境下心脏功能改变及其与自噬蛋白活化的关系

High altitude hypoxia induces the changes of cardiac function and its relationship with autophagy protein activation

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摘要目的评估长期暴露于高原低氧环境(HAH)对大鼠心脏功能的影响,并探讨其作用机制是否与单磷酸腺苷激活的蛋白激酶(AMPK)途径介导的心肌纤维化进程中自噬活性有关.方法 50只雄性SD大鼠大鼠被安置在4 500 m海拔高度,分别在饲养第0、1、2、4、8周随机选取10只大鼠进行体质量、血压、超声心动图、心脏组织学和自噬蛋白检查.另取30只大鼠随机分为对照组和雷帕霉素组.雷帕霉素组每天定时通过腹腔注射雷帕霉素1 mg/kg.对照组腹腔注射相同体积的0.9％氯化钠溶液.分别在试验前和第8周试验结束时进行上述检查.结果体质量、血压、超声心动图检查结果显示,HAH环境暴露导致大鼠的收缩压、体质量、右室舒张末内径(RVEDd)、左室射血分数(LVEF)增加,肺动脉加速时间(PAAT)则降低,雷帕霉素的运用逆转了这些变化.组织学分析显示,HAH环境暴露导致大鼠出现心肌变性、坏死和纤维化,伴有单核细胞浸润,并且心脏心肌纤维化增加,雷帕霉素的运用减轻了这些变化.Western blot分析显示,HAH环境暴露导致大鼠心脏组织自噬基因(Beclin-1)、微管相关蛋白轻链3(LC3)-Ⅱ/Ⅰ和AMPK蛋白在第4周增加,并达到峰值水平,但在第8周后受损.雷帕霉素的运用提高了自噬相关标记物Beclin-1、LC3-Ⅱ/Ⅰ和AMPK蛋白表达.结论长期暴露于HAH环境可破坏大鼠心脏功能,其作用机制与AMPK途径介导的心肌纤维化进程中自噬活性有关.