线粒体靶向小分子IR-61改善大鼠力竭性运动心脏损伤的实验研究

目的:研究线粒体靶向七甲川花菁类荧光小分子IR-61对力竭性运动大鼠心脏损伤的影响。方法:清洁级成年雄性SD大鼠36只,随机分为3组(n=12):对照组(Ctrl组)、力竭组(EE组)、IR-61+力竭组(IR-61+EE组)。IR-61+EE组在第1、4、7日同一时间腹腔注射2 mg/kg IR-61;最后一次给药结束1 h后,两个力竭运动组进行力竭造模,在坡度为0°的动物跑步机上,先以10~15 m/min的速度令大鼠协调四肢跑步姿势,约15 min后以25~30 m/min的速度一次性跑步至力竭。以生理记录仪描记大鼠心电图,取大鼠的心肌样品,光镜观察心肌细胞损伤、透射电镜观察线粒体损伤,TUNEL法检测心肌细胞凋亡情况,ELISA法检测心肌损伤标志物,高分辨率线粒体呼吸仪测定心肌线粒体呼吸速率。结果:①与Ctrl组相比,EE组的心率增加、PR间期缩短、QRS间期延长、QTc延长、ST段明显压低(P<0.05);心肌纤维断裂明显,线粒体内室肿胀明显,线粒体嵴模糊,线粒体外膜不完整,可见大量线粒体破裂及融合;可见TUNEL染色细胞较多,呈现染色质浓缩、边缘化,核膜裂解,染色质分割成块状凋亡小体,凋亡评分增加(P<0.05);CK-MB升高、cTn-I升高、NT-proBNP升高(P<0.05);基础呼吸速率、脂肪酸氧化呼吸速率、复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ呼吸速率均有下降(P<0.05)。②与EE组相比,IR-61+EE组的心率增加、PR间期延长、QRS间期缩短、QTc缩短、ST段未见明显压低(P<0.05),心肌纤维排列疏松,未见明显断裂,线粒体内室肿胀,线粒体外膜完整,可见TUNEL染色细胞与未染色细胞,整体形态更接近Ctrl组,凋亡评分下降(P<0.05),CK-MB下降,cTn-I下降(P<0.05);脂肪酸氧化呼吸速率及复合物Ⅱ、Ⅳ呼吸速率均有提高(P<0.05)。结论:线粒体靶向七甲川花菁类荧光小分子IR-61可改善力竭运动大鼠的心电活动,减轻心肌细胞及线粒体损伤,减少心肌细胞凋亡,提高心肌线粒体能量代谢水平。