運動に対する心臓の調節及び適応機構に関する遺伝子レベルでの検討

心脏调节和运动适应机制的基因水平研究

基本信息

批准号：
02J06132
负责人：
家光素行
金额：
$ 1.28万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J06132/
关键词：
運動トレーニング心臓遺伝子エネルギー供給老齢

项目摘要

心筋は有酸素能力が非常に高く,脂質代謝からのエネルギー供給が主要である。高血圧あるいは弁膜症などで生じる病的肥大心では脂肪酸代謝が低下することが知られている。一方,習慣的な運動により心臓は,機能的に優れているスポーツ心臓と呼ばれる形態的な肥大(生理的肥大心)が生じるが,エネルギー供給機構に関連する遺伝子レベルでの検討はなされていない。今回,病的肥大心とスポーツ肥大心で,エネルギー供給機構の主要酵素の遺伝子発現を検討した。病的肥大心モデルとして19週齢の自然発症高血圧ラット(SHR),スポーツ肥大心モデルとして15週間の水泳トレーニングしたWKYラット(運動群),対照群として安静飼育したWKYラットを用いた。SHRと運動群の心臓は,共に左室肥大を生じた。また,運動群は安静時徐脈を呈した。CD36(長鎖脂肪酸の細胞内取り込みに関与)mRNA発現は,SHRにおいて運動群及び対照群より低かった。長鎖脂肪酔代謝の主要酵素であるcarnitine palmitoyl transferase(CPT)-I, acyl CoA synthase isocitrate dehydrogenase mRNAへの発現は,SHRで運動群及び対照群より亢進していた。CPT-II mRNAの発現は,SHR及び運動群で対照群より亢進していた。糖及び乳酸代謝の主要酵素のphosphofructokinase mRNAとlactate dehydrogenase mRNAは,SHRで運動群及び対照群より高かった。高血圧による病的肥大心とスポーツ肥大心では,糖,乳酸,脂肪酸代謝経路の主要酵素の遺伝子発現様式が異なることが示された。すなわち,病的肥大心では無酸素的な,スポーツ心臓では有酸素的なエネルギー供給がそれぞれ亢進していることが示唆された。ゆえに,病的肥大心とスポーツ心臓とではエネルギー供給機構が異なるとが考えられる。

心肌有很高的有氧能力，其能量供给主要来自脂质代谢。已知脂肪酸代谢会减少由高血压或瓣膜性心脏病引起的病理性扩大的心脏。另一方面，习惯性运动会导致心脏形态上扩大（生理性扩大心脏），被称为功能优越的运动心脏，但与能量供应机制相关的遗传水平尚未被研究。在这里，我们研究了病理性肥厚心脏和运动肥厚心脏能量供应机制中关键酶的基因表达。我们使用19周龄自发性高血压大鼠（SHR）作为病理性肥厚性心脏模型，经过15周游泳训练的WKY大鼠（运动组）作为运动性肥厚性心脏模型，休息饲养的WKY大鼠作为对照组。 SHR组和运动组的心脏均出现左心室肥厚。此外，运动组在休息时表现出心动过缓。 SHR 中 CD36（参与细胞摄取长链脂肪酸）mRNA 表达低于运动组和对照组。与运动组和对照组相比，SHR 中肉碱棕榈酰转移酶 (CPT)-I、酰基辅酶 A 合成酶异柠檬酸脱氢酶 mRNA 的表达增加，这是长链脂毒性代谢中的主要酶。 SHR组和运动组CPT-II mRNA的表达高于对照组。 SHR中糖和乳酸代谢的主要酶——磷酸果糖激酶mRNA和乳酸脱氢酶mRNA均高于运动组和对照组。研究表明，高血压引起的病理性肥厚心脏和运动性肥厚心脏之间糖、乳酸和脂肪酸代谢途径中主要酶的基因表达模式不同。换言之，有人提出，在病理性肥厚的心脏中，无氧能量供应增强，而在运动心脏中，有氧能量供应增强。因此，认为病理性肥厚心脏与运动心脏的供能机制不同。