有氧运动对维生素D缺乏小鼠心肌炎症的影响及机制

目的:心血管疾病(CVD)是引起全世界死亡的主要原因,据世界卫生组织数据显示,2019年全球总死亡人数的三分之一均是由CVD引起。《中国心血管健康与疾病报告2020》显示Regorafenib,目前中国CVD的患病人数已高达3.3亿,其中心脏疾病的患病人数约为3466万。因此,寻求有效手段来加强心脏疾病的防治尤为重要。大多数心脏疾病的发病过程均涉及免疫反应的激活,这意味着炎症在其中发挥重要作用。炎症是机体应对组织损伤所产生的一种正常修复反应,在多种心脏疾病中均会出现,如心肌梗死和心力衰竭等。临床研究发现,抗炎治疗不仅可以降低心脏疾病的发生率,还可减轻心脏的组织病理改变。维生素D是人类必需的一种脂溶性维生素,其活性形式1,25-(OH)2D3不仅可以调节体内钙磷代谢,还可调节免疫反应。流行病学发现,维生素D缺乏现已成为一个日益普遍的现象,且与CVD的高发病率密切相关。维生素D缺乏可使心肌出现炎症,进而损害心脏的结构和功能。而维生素D补充或维生素D受体(Vitamin D receptor,VDR)的激活可有效缓解心肌的炎症。有氧运动在CVD的防治中有着重要作用,在多种病理模型中,有氧运动均表现出良好的抗炎效果。而在维生素D缺乏的情况下,有氧运动的抗炎效果如何及其具体机制还尚未明确。因此,本研究的目的是通过构建维生素D缺乏小鼠模型,来探究有氧运动对维生素D缺乏小鼠心肌炎症的影响及分子机制。方法:18只3周龄的C57BL/6J雄性小鼠,放于SPF级动物房内进行饲养。动物房内的温度和湿度适宜,且光照时间遵循12h:12h的明暗交替。造模期间,动物房的光源统一使用黄光灯,以防止小鼠自身的维生素D合成。造模开始前,小鼠的分组为对照组(Control grougamma-alumina intermediate layersp, C, n=6)和维生素D缺乏组(Vitamin D deficiency group, VDD, n=12)。C组小鼠使用国际标准的AIN-93饲料进行饲养,且保证1000 IU VD/kg的维生素D含量,而VDD组小鼠使用的AIN-93饲料中的维生素D含量为0IU VD/kg。12周后,取各组小鼠的尾间血来验证维生素D缺乏小鼠模型是否构建成功,以25(OH)D浓度<50nmol/L作为成功的标准。造模成功后,随机选取VDD组的6只小鼠,将其再命名为维生素D缺乏运动组(Vitamin D deficiency exercise group, VDDE, n=6)。C组和VDD组小鼠可自由活动,而VDDE组小鼠需进行12周的有氧运动干预。运动干预结束后,收集各组小鼠的血清和心脏组织样本,检测小鼠血清25(OH)D浓度和心肌VDR、白细胞介素-6(Interleukin-6, IL-6)及肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-α, TNF-α)的表达水平。数据分析使用SPSS 26.0软件进行,采用独立样本T检验和单因素方差分析进行组间差异的比较,事后检验使用Bonferroni,以p<0.05表示结果具有统计学意义。结果:1.饲养1此网站2周后,VDD组小鼠的血清25(OH)D浓度为16.10±2.37 nmol/L,显著低于C组小鼠(138.43±12.35 nmol/L, p<0.01),这证明维生素D缺乏小鼠模型已成功构建。2.运动干预结束后:1) VDD组小鼠的血清25(OH)D浓度(14.14±1.94 nmol/L)显著低于C组小鼠(88.64±9.16 nmol/L, p<0.01)。VDDE组小鼠的血清25(OH)D浓度(25.25±1.85 nmol/L)显著高于VDD组小鼠(p<0.05)。2)与C组相比,VDD组小鼠心肌VDR的mRNA和蛋白表达水平明显更低(p<0.05,p<0.01),IL-6和TNF-α的m RNA表达水平明显更高(p<0.01)。与VDD组相比,VDDE组小鼠心肌VDR的mRNA和蛋白表达水平明显更高(p<0.01),IL-6和TNF-α的m RNA表达水平明显更低(p<0.01)。结论:长期的维生素D缺乏可引起小鼠心肌发生炎症反应,而有氧运动可提高维生素D缺乏小鼠的血清25(OH)D浓度,上调心肌VDR表达,下调炎症因子表达。本研究的结果表明,在维生素D缺乏状态下,有氧运动仍能改善小鼠心肌的炎症,其机制可能是通过提高VDR的表达来实现。