Mekanismeundersøgelse af den hjertebeskyttende effekt af havtornflavonoider på rotter med langvarig udmattelsestræning
Forskning har bekræftet, at moderat fysisk træning kan fremkalde godartede ændringer i hjertets form, struktur og funktion, men langvarig udmattende træning kan have negative virkninger på det kardiovaskulære system og endda føre til træningsinduceret myokardieskade. Under kontinuerlig udmattende træning sker der en stigning i dannelsen af endogene reaktive iltarter (ROS), hvilket begrænser evnen til at fjerne ROS. Overdreven ROS inducerer dysfunktion af myokardieceller, protein- og lipidperoxidation og DNA-skader. Derudover kan langvarig udmattende træning fremkalde en udbredt inflammatorisk reaktion i kroppen, og infiltrationen af inflammatoriske celler kan forårsage strukturel og funktionel svækkelse af myokardiecellerne. Den oxidative stress og det inflammatoriske respons, der fremkaldes af udmattende træning, aktiverer forskellige hjertemuskelhypertrofi-signalkinaser og transkriptionsfaktorer og fremkalder celleapoptose gennem DNA- og mitokondrieskader samt aktivering af pro-apoptotiske signaler. En undersøgelse viste, at 6-ugers udmattelsestræning kan aktivere apoptoseprogrammet for myokardieceller og fremskynde den funktionelle "ombygningsproces" af hjertestrukturen ved at opregulere ekspressionsforholdet mellem Bcl-2-associeret X-protein (Bax)/B-celle-lymfom-2-gen (Bcl-2) i myokardieceller fra rotter. Desuden har undersøgelser bekræftet, at aflejring og fibrose af ekstracellulære matrixkomponenter, der fremkaldes af langvarig udmattende træning, kan være tæt forbundet med celleapoptose.

Havtorn tilhører familien Elapidae og er en traditionel medicinsk og spiselig plante i Kina. Dens antioxidant-, antitumor- og antiapoptotiske virkninger er blevet bredt bekræftet. Havtornflavonoider (SF) er den vigtigste aktive komponent i havtorn. 50-250 μ g/mL SF kan forbedre den fagocytiske evne hos museceller og effektivt hæmme dannelsen af oxidativt stress og inflammatoriske markører i Raw 264.7-celler; 4 g/kg SF-sonde kombineret med aerob træning kan hæmme apoptoseresponsen i rottehippocampusvæv. Der mangler dog i øjeblikket forskning i de kardiobeskyttende virkninger af SF på langtidsudmattede træningsrotter. Baseret på dette har denne undersøgelse til formål at etablere en rottemodel for træningsinduceret myokardieskade gennem langvarig udmattende træning og undersøge SF's interventionseffekt på myokardieskade hos rotter med langvarig udmattende træning for at tilvejebringe eksperimentelle beviser for forebyggelse og rehabilitering af træningsinduceret myokardieskade.

Systematisk og videnskabelig træning kan fremkalde gavnlige adaptive ændringer i hjertet, men langvarig udmattende træning kan have negative virkninger på myokardievæv gennem inflammatoriske reaktioner, oxidative stressreaktioner, aktivering af celleapoptose og fibrose. Der er forskning, der bekræfter, at langvarig udmattende træning kan aktivere myokardiecellernes oxidative stressrespons og formidle apoptoseprogrammet. Aktiveringsprocessen af ROS og Caspase-3-veje er tæt forbundet, hvilket kan fremkalde mitokondriel skade og føre til mekanisk dysfunktion i myokardiet. I mellemtiden kan cytokinfrigivelse og neutrofil infiltration induceret inflammatorisk respons være de igangsættende faktorer for celleapoptose, og forekomsten af apoptose giver også betingelser for forværring af vævsinflammatorisk respons. Forskning har vist, at ekspressionsprofilen af myokardieapoptosegener ændres efter udmattende træning, med signifikant opregulering af myokardieproapoptotisk genekspression og Bax/Bcl-2 ratio. Lignende resultater blev observeret i dette eksperiment, hvor langvarig udmattende træning førte til signifikante stigninger i MDA, IL-1 β, IL-6, TNF - α-niveauer, Caspase-3, Bax-proteinekspression og Bcl-2/Bax-forhold i rotte-myokardiet. SOD, GSH Px-niveauer og Bcl-2-proteinekspression blev signifikant reduceret, hvilket indikerer, at langvarig udmattende træning forværrede oxidativ stress og inflammatoriske reaktioner og inducerede aktivering af rotte-myokardievævets apoptoseprogram.

Forskning har vist, at overdreven træningsstimulering kan fremkalde myokardievævsfibrose gennem forskellige veje, og aktivering af myokardievævsapoptose kan fremskynde kollagensyntese og processen med myokardiefibrose. Langvarig udmattende træning fremmer myokardieinfarkt og fibrose ved at fremkalde mikromiljøskader (inflammation, celleapoptose osv.) i kroppen. Langvarig udmattelsestræning kan fremkalde myokardievævsinflammation gennem ekspression af pro-inflammatoriske cytokiner som TNF-α og intercellulært adhæsionsmolekyle-1 hos rotter, hvilket fører til træningsinduceret myokardievævsstrukturel mikroskade og atriefibrose. Udmattende træning induceret af myokardialt oxidativt stressrespons kan yderligere inducere myokardiefibrose, men der mangler i øjeblikket direkte beviser. Desuden har undersøgelser vist, at 6 ugers udmattende træning kan fremkalde myokardiefibrose og fibroblastproliferation ved at opregulere Bax/Bcl-2-forholdet i myokardievæv fra rotter og aktivere p38 MAPK/Smad2/3-signalvejen. Dette eksperiment er i overensstemmelse med tidligere undersøgelser. En langvarig udmattelsesøvelse på løbebånd blev brugt til at etablere en dyremodel for træningsinduceret myokardieskade. Resultaterne viste, at rotter udsat for langvarig udmattelsestræning udviste opregulering af myokardieskademarkører i serum, øget oxidativ stress, inflammatorisk respons og celleapoptose i myokardievæv samt ændringer i vævsmorfologi og fibrose.

På nuværende tidspunkt er der mangel på forskning i SF's effekt på træningsinduceret myokardieskade. Imidlertid viser nogle beviser for sideintervention af planteafledte flavonoidekstrakter, at forskellige planteafledte flavonoidekstrakter har forebyggende og terapeutiske virkninger på træningsinduceret myokardieskade. I dette eksperiment reducerede mellemstore og høje doser af SF (200, 400 mg/kg) sammenlignet med modelgruppen effektivt serummarkører for myokardieskade hos rotter. Samtidig viste HE-farvning af myokardiet, at mellemstore og høje doser af SF (200, 400 mg/kg) effektivt afhjalp den morfologiske skade på myokardievæv forårsaget af langvarig udmattelsestræning. På nuværende tidspunkt er SF's antioxidante og antiinflammatoriske aktiviteter blevet bredt anerkendt, og denne undersøgelse understøtter også tidligere forskningskonklusioner. I denne undersøgelse blev det også bekræftet, at tilskud med 200 og 400 mg/(kg - d) SF effektivt kan hæmme oxidativ stress, inflammatorisk respons og ekspression af serummarkører for myokardieskade i myokardievæv. Sammenlignet med modelgruppen kan indgift af 100 mg/kg SF også reducere niveauerne af inflammatoriske faktorer og oxidativ stress i myokardievæv hos rotter, der har været udmattede i længere tid, men effekten er ikke signifikant. Forskning har vist, at havtornvandsekstrakt kan hæmme apoptose og fremme spredning af humane udødelige keratinocytter, samtidig med at det deltager i multi-target downstream apoptose signalvej regulering. Derudover kan oral administration af havtornpolysaccharider (200 mg / kg) hæmme apoptose af leverceller i septisk induceret leverskade mus, opregulere udtrykket af peroxisom proliferatoraktiveret receptor gamma og Bcl-2 i septisk muselever og nedregulere udtrykket af NF - κ B, Bax og Caspase-3.
Denne undersøgelse viste, at efter SF-intervention steg udtrykket af Caspase-3- og Bax-proteiner og Bcl-2/Bax-forholdet i myokardiet hos udmattede træningsrotter betydeligt, mens udtrykket af Bcl-2-protein faldt betydeligt. Dette beviser, at SF (100, 200, 400 mg/(kg - d)) kan hæmme kardiomyocyt-apoptose-responsen induceret af langvarig udmattende træning. Forskning har vist, at totale flavonoider fra havtorn kan reducere udtrykket af fibrose-relaterede proteiner ved at hæmme de inflammatoriske og oxidative stressresponser i hypertrofisk arvæv i kaninører, hvorved effektiviteten af fibroblasttransformation i fibrotisk væv reduceres og progressionen af hypertrofiske ar hæmmes. Flavonoide aktive stoffer opregulerer ekspressionen af fibroblastvækstfaktor 21-protein, hæmmer transformationsvækstfaktoren - β 1-signalvejen, inducerer nedregulering af myokardiefibrosemarkører CTGF, kollagen-I og kollagen-III-ekspression og reducerer derved myokardiefibrose, oxidativ stress og celleapoptose og forbedrer i sidste ende hjertefunktionen hos mus med myokardiefibrose. Lignende resultater blev opnået i dette eksperiment, hvor langvarig udmattende træning signifikant opregulerede udtrykket af CTGF- og kollagen-I-proteiner i myokardievæv fra rotter samt CVF i myokardievæv. SF (100, 200, 400 mg/(kg - d)) kunne effektivt hæmme fibrose i myokardievæv.
Sammenfattende indikerer denne undersøgelse, at 6-ugers kontinuerlig udmattende træning inducerer oxidativ stress og øget inflammatorisk respons i rotte-myokardievæv, hvilket fører til myokardiecelle-apoptose og fibrose, hvilket resulterer i myokardievævsskade. SF kan effektivt lindre oxidativ stress og inflammatorisk respons i myokardievæv hos langtidsudmattede træningsrotter, hæmme myokardiecelleapoptose og fibrose og dermed udøve myokardiebeskyttende effekter.