有氧运动联合呋塞米对心衰大鼠NT-proBNP 及TNF-α的影响

胡思远，董文波，吴 涛，梁 昊，李欣春，秦 汉，胡志希*（.湖南师范大学体育学院，运动科学湖南省研究生培养创新基地，湖南 长沙 400；.湖南中医药大学中医诊断研究所，湖南 长沙 4008）

有氧运动联合呋塞米对心衰大鼠NT-proBNP 及TNF-α的影响

胡思远1，董文波2，吴 涛2，梁 昊2，李欣春2，秦 汉2，胡志希2*
（1.湖南师范大学体育学院，运动科学湖南省研究生培养创新基地，湖南 长沙 410012；2.湖南中医药大学中医诊断研究所，湖南 长沙 410208）

目的观察有氧运动联合药物治疗方案对心衰大鼠脑钠肽前体（NT-proBNP）及肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的影响机制。方法将50只SD大鼠随机分为正常对照组（10只）与模型组（40只），模型组采用阿霉素腹腔注射7周造模，每周0.75 mL/kg，注射2次，共21 mg/kg。造模成功后，随机分为心衰模型组、呋塞米治疗组、有氧运动治疗组、运动呋塞米合治组。分别用生理盐水、呋塞米、有氧运动、有氧运动联合呋塞米干预4周，再从腹主动脉采血，离心后提取上清液，用ELISA法检测NT-proBNP与TNF-α。结果与正常对照组比较，其他4组NT-proBNP与TNF-α明显增高，差异有统计学意义(P＜0.01)；与心衰模型组比较，NT-proBNP与TNF-α在有氧运动治疗组、呋塞米治疗组、运动呋塞米合治组呈逐渐下降趋势，差异有统计学意义(P＜0.01)；与有氧运动、呋塞米治疗组比较，运动呋塞米合治组最低(P＜0.01)。结论有氧运动联合呋塞米治疗方案可以明显降低NT-proBNP与TNF-α指标，值得进一步研究。

心力衰竭；有氧运动；脑钠肽前体；肿瘤坏死因子-α；大鼠

心力衰竭(Heart Failure)是各种心脏疾病的终末期，是各种心脏结构或功能性疾病导致心室充盈及（或）射血能力受损的一组综合征[1]。由于心室收缩功能下降，射血功能受损，心排血量不能满足机体代谢需要，器官、组织血液灌注不足，具有高发病率、高死亡率、高住院率、生活质量低下等特点[2]。如何提高心衰患者生活质量，降低其病死率，是目前研究的热点和难点[3]。而运动药物联合治疗方案逐渐受到广大学者的关注，本文以大鼠腹腔注射阿霉素造模，有氧运动（游泳）联合呋塞米作为干预因素，实验结果显示对改善脑钠肽前体（NT-proBNP）与肿瘤坏死因子-α（TNF-α）具有明显效果，兹报道如下。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 动物 SPF级雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠50只，体质量200～240 g，由湖南中医药大学实验动物中心提供，许可证编号：SYXK(湘)2013-0005，每笼3只，在实验期间均常规喂食，清洁水喂养。

1.1.2 试药 NT-proBNP试剂盒(批号14052001，8× 12TEST)由上海拜沃生物科技有限公司提供；TNF-α试剂盒(批号 050825，4×12TEST)由北京科美东雅生物技术有限公司提供；呋塞米注射液 (批号H41020310，2 mL，20 mg×10支)由河南润弘制药股份有限公司提供；注射用盐酸阿霉素 (批号H33021980，10 mg×5支)由浙江海正药业股份有限公司提供。

1.1.3 主要仪器 TKR-200C小动物呼吸机 （江苏特力麻醉呼吸公司）；XDH-3心电图机（上海医用电子仪器厂）；H.H.S11-2B电热恒温水浴箱 （上海医疗器械五厂）；多道生理信号记录系统 （成都仪器厂，RM6240生物信号采集处理系统）等。

1.2 方法

1.2.1 模型建立与评价[4]50只大鼠采用随机数字表法分为正常对照组（10只）与模型组（40只），模型组大鼠腹腔注射阿霉素(ADR)，用生理盐水配制成2 mg/mL液体，每周按0.75 mL/kg剂量腹腔注射，分2次注射，共7周，累积总量21 mg/kg[5]。正常对照组的大鼠腹腔注射等量的生理盐水。造模完成后观察2周，大鼠精神萎靡，食欲不振，活动量减低，毛发枯黄无泽，腹水严重，行走蹒跚等症状；NT-proBNP检测均大于400 pg/mL，显示造模成功[6]，根据NYHA分级模型为二级心衰。造模期间死亡大鼠4只。再采用随机数字表法将造模成功大鼠分为心衰模型组、有氧运动治疗组、呋塞米治疗组、运动呋塞米合治组，每组9只。

1.2.2 给药方式 造模完成后，观察2周。呋塞米治疗组大鼠腹腔注射呋塞米2 mg/kg，1次/d，共4周；运动呋塞米合治组大鼠先腹腔注射等量呋塞米2 mg/kg，每日1次，共4周，3 h后，再采用有氧游泳运动方式；而正常对照组、有氧运动组、心衰模型组大鼠均腹腔注射等量生理盐水，1次/d，共4周。

1.2.3 运动方案 采用有氧游泳运动形式，用圆柱形游泳水桶直径60 cm，高120 cm，水深70 cm，水温控制在31～36℃，每天训练1次，每周6次，共训练4周。采用递增负荷的形式，第1周的单次训练时间从10 min逐渐增至60 min，直至第4周末；大鼠游泳过程中如发现有力竭表现 (如连续5 s不能浮出水面)，则立即捞出水面，休息5 min后再次投入水中，直至完成训练时间[7-8]。运动4周后，检测相关指标。

1.3 观察指标

（1）标本采集方法：从腹主动脉采血6 mL，加入抗凝剂制成血浆，静置2 h，3 000 r/min离心15 min[9]；取上清液，置于-20℃保存；（2）观察指标：采用ELISA法检测NT-proBNP及TNF-α指标，标本送江苏维尔生物科技有限公司检测。

1.4 统计学分析

2 结果

2.1 实验中动物死亡情况

由于阿霉素是一种抗肿瘤抗生素，具有一定毒副作用，腹腔注射导致内脏器官的损伤，在造模与施加影响因素过程中，大鼠病死率高，这与文献结果一致。其中心衰模型组死亡4只，有氧运动治疗组死亡3只，呋塞米治疗组死亡3只，运动呋塞米合治组死亡2只。

2.2 各组大鼠血清NT-proBNP比较

与正常对照组比较，其他4组NT-proBNP明显增高，差异有统计学意义(P＜0.01)，说明造模成功；与心衰模型组比较，有氧运动治疗组、呋塞米治疗组、运动呋塞米合治组3组血清NT-proBNP明显降低，呈逐渐下降趋势，差异有统计学意义(P＜0.01)，且运动呋塞米合治组最低；与运动呋塞米合治组比较，有氧运动治疗组、呋塞米治疗组差异有统计学意义(P＜0.01)。见表1。

表1 各组大鼠血清NT-proBNP比较 （±s，pg/mL）

表1 各组大鼠血清NT-proBNP比较 （±s，pg/mL）

注：与正常对照组比较**P＜0.01；与心衰模型组比较△△P＜0.01；与运动呋塞米合治组比较▲▲P＜0.01。下表同。

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2.3 各组大鼠血清TNF-α比较

与正常对照组比较，其他4组TNF-α明显增高，差异有统计学意义(P＜0.01)；与心衰模型组比较，有氧运动治疗组、呋塞米治疗组、运动呋塞米合治组3组TNF-α呈逐渐下降趋势，差异有统计学意义(P＜0.01)，且运动呋塞米合治组最低；与运动呋塞米合治组比较，有氧运动治疗组、呋塞米治疗组差异有统计学意义(P＜0.01)。见表2。

表2 各组大鼠血清TNF-α比较 （±s，pg/mL）

表2 各组大鼠血清TNF-α比较 （±s，pg/mL）

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3 讨论

有氧运动是指人体在氧气充分供应的情况下进行的体育锻炼；在有氧运动过程中，人体吸入的氧气与需求相等，达到生理上的平衡状态[9]。有氧运动可以增强每搏输出量与射血分数，改善心脏功能，提高心指数和生物电稳定性等[10]。呋塞米又称速尿，是一种强有力的利尿剂，是加速排泄毒物，消除水肿，减轻心脏负担的临床常用药物。而心衰主要是心脏功能下降，射血分数低下，水肿突出，导致患者生活质量降低，病死率与住院率高，因此，改善心脏功能、消除水肿是治疗心衰的关键[11]。

3.1 NT-proBNP与TNF-α可能是评价心衰的重要客观指标

NT-proBNP是心力衰竭诊断和评估的重要生物标志物，是近20年发现的一类具有多种生物活性的多肽[12]，其半衰期长达120 min，且稳定性佳，能维持循环系统容量和渗透压的稳定[13]。NT-proBNP浓度的测定可帮助临床客观评价患者的心功能，是目前测定心衰程度的重要指标。TNF-α又称恶液质素，是由激活的单核或巨噬细胞分泌的一种具有多种生物活性的细胞因子，与受体结合能产生多种生物效应；心衰患者血清或血浆中TNF水平越高，心功能不全越严重[14]。临床已证明心衰尤其心衰晚期患者血清TNF的水平明显升高[5]；研究发现，血清TNF水平与心衰临床功能分级呈正相关。因此，NT-proBNP与TNF-α可能是评价心衰的客观指标，实验结果显示，有氧运动（游泳）联合呋塞米能明显改善心衰大鼠NT-proBNP与TNF-α水平，显著改善心功能状态，因此，NT-proBNP与TNF-α可能是评价心衰的重要客观指标之一。

3.2 有氧运动能显著改善心衰大鼠心功能状态

在上世纪80年代，心衰患者需要绝对卧床休息，从而减轻心脏负担，促进利尿，可是过度卧床休息又会导致肌肉萎缩，肌张力下降，导致静脉血栓形成，从而加重心脏负担，造成恶性循环。而长时间卧床休息还会导致胃肠蠕动缓慢，食欲下降，情绪消极等问题，最新临床研究显示，卧床休息并非最佳措施，本项实验结果发现，有氧运动特别是有氧运动联合呋塞米治疗方案，能明显改善心衰大鼠NT-proBNP与TNF-α水平，降低病死率，显著改善心功能状态和心衰大鼠症状，提高生存质量。

3.3 有氧运动联合呋塞米改善腹水状况

心衰大鼠心功能低下，往往伴有严重腹水，外周阻力增加，心脏负担加重，并形成恶性循环，导致活动不便。而呋塞米作为心衰治疗的首选药物，能加速排泄毒物，消除水肿，减轻心脏负担。实验过程发现，先用呋塞米利尿，再采用有氧运动方案，能改善运动疗法效果，提高治疗的安全性，使大鼠轻松地完成运动训练，提高疗效。结果显示，选择先利尿后再有氧运动，可以改善心衰大鼠血液循环与肺通气量，提高心肌细胞的自我修复能力[5]，可能是心衰大鼠的最佳治法。该治疗方案如在临床推广应用，具有简单、经济、疗效好的特点，易于被病人所接受，值得深入研究。

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（本文编辑 徐爱良）

Effect of Aerobic Exercise Training Combined with Furosemide on NT-proBNP and TNF-α of Heart Failure Rats

HU Siyuan1,DONG Wenbo2,WU Tao2,LIANG Hao2,LI Xinchun2,QIN Han2,HU Zhixi2*
(1.College of Physical Education,Hunan Normal University,Changsha,Hunan 410012,China; 2.Institute of TCM Diagnostics,Hunan University of Chinese Medicine,Changsha,Hunan 410208,China)

ObjectiveObserve the effect aerobic exercise training combined with drug on N-terminal pro-brain natriuretic peptide(NT-proBNP)and tumor necrosis factor-α(TNF-α)of heart failure ratsand itsmechanism.Methods50 SD ratswere randomly divided into normal control group(10)and model group(40),the model groups were injected intraperitoneally for seven weeksof doxorubicin,0.75 mL/kg×2 perweek,and atotalof21 mg/kg.Then itwere randomly divided into heartfailure modelgroup,furosemide therapy group,aerobic exercisetherapy group,and aerobic exercise training combined with furosemide treatmentgroup. The groups were intervened for four weeks by saline,furosemide,aerobic exercise and erobic exercise training combined with furosemide,respectively.The blood was collected from abdominal aorta and the supernatant was extracted after centrifugation.NT-proBNP and TNF-α were detected by ELISA.ResultsCompared with the normal control group,NT-proBNP and TNF-α were significantly higher than the other four groups,the difference was significant(P＜0.01).Compared with the model groups of heart failure,NT-proBNP and TNF-α were significantly lower in the aerobic exercise group,furosemide therapy group and aerobic exercise training combined with furosemide treatment group,showed a gradual downward trend,the difference was significant (P＜0.01)；compared with the aerobic exercise and furosemide group,aerobic exercise training combined with furosemide treatment group was the lowest(P＜0.01).ConclusionAerobic exercise training combined with drug treatment can significantly reduce the level of NT-proBNP and TNF-α,so it is worthy of further study.

heart failure;aerobic exercise;furosemide;NT-proBNP;TNF-α;rats

R256.2；R541.61

A

doi：10.3969/j.issn.1674-070X.2014.10.003.011.04

2014-08-05

国家自然科学基金资助项目(81373550)；中医诊断学国家重点学科开放基金资助项目（2013ZYZD05、2014ZYZD07）；湖南省运动科学研究生培养创新基地开放基金资助项目(CXJD20140004)。

胡思远，男，硕士研究生，研究方向：运动医学。

*胡志希，男，教授，博士研究生导师，E-mail：515800272@qq.com。