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目的:本研究通过建立以中等强度不同训练时长的运动预适应力竭大鼠模型,通过观察大鼠的运动能力、心肌形态结构、心肌损伤标志物、心电图、心功能、线粒体呼吸功能等方面,探究不同训练时长运动预适应方案对力竭大鼠心脏保护的影响,对指导战士、运动员等实施科学有效的训练方案具有重要意义,也为运动预适应对心脏保护作用的研究提供新的理论依据和实验参考。方法:1.实验动物的分组与模型将72只雄性SD大鼠随机分成6组(n=12),即:对照组(Con组)、力竭组(EE组)、运动预适应20分钟组(EP+EE 20 min)、运动预适应40分钟组(EP+EE 40 min)、运动预适应60分钟组(EP+EE 60 min)、运动预适应80分钟组(EP+EE 80 min)。运动预适应组跑台坡度为5°,速度为26 m/min,分别运动20 min、40 min、60 min、80min(每运动15 min,休息5 min),每周运动5天,休息2天。3周后除对照组外其余各组均进行坡度为10°,速度为30~40 m/min的一次性力竭运动。2.应用动物跑步机记录各组大鼠力竭时运动能力的变化。3.采用光学显微镜和投射电镜分别检测大鼠心肌显微结构和超微结构。4.采用Elisa检测血清中cTnI、NT-pro BNP含量。5.应用生理记录仪描记心电图,记录各组大鼠的心电图参数。6.采用Millar压力容积导丝观察大鼠心功能变化,记录血流动力学参数。7.应用Oxygraph-2K检测各组大鼠线粒体呼吸系统复合物I、II、IV的呼吸速率及RCR呼吸速率之比。结果:(1)与EE组比较,EP+EE各组大鼠的力竭距离、时间均明显延长(P(27)0.05)。(2)与EE组比较,EP+EE各组均有不同程度的改善,且运动预适应60分钟后的改善程度最为明显。(3)与Con组比较,EE组及EP+EE各组大鼠的心肌显微结构、超微结构损伤性改变明显;与EE组比较,EP+EE各组大鼠心肌的损伤程度均有不同程度的减轻;EP+EE各组60分钟与80分钟组心肌损伤程度较轻。(4)与Con组比较,EE组与EP+EE各组大鼠的血清cTnI及NT-pro BNP含量均升高(P(27)0.05);与EE组比较,除EP+EE 20 min组外,其余EP+EE组均有不同程度的降低(P(27)0.05);EP+EE 60min组较其他EP+EE组大鼠的血清cTnI及NT-pro BNP含量降低(P(27)0.05)。(5)与Con组比较,EE组与EP+EE各组大鼠的心率升高、QRS间期延长、ST段抬高(P(27)0.05);与EE组比较,EP+EE 60 min组、EP+EE 80 min组大鼠的心率减慢、QRS间期缩短、ST段抬高程度降低(P(27)0.05),EP+EE 40 min组大鼠的QRS间期缩短、ST段抬高程度降低(P(27)0.05);EP+EE 40 min组、EP+EE 60 min组、EP+EE 80 min组组间比较差异不明显(P(29)0.05)。(6)与Con组比较,EE组及EP+EE组心脏的收缩及舒张功能均有不同程度的降低(P(27)0.05);与EE组比较,EP+EE各组心脏的收缩及舒张功能均有不同程度的改善,其中以运动预适应60分钟后改善程度最为明显(P(27)0.05)。(7)与Con组比较,EE组及EP+EE组大鼠的心肌线粒体呼吸系统复合物I、II、IV的呼吸速率及复合物I的RCR均降低(P(27)0.05);与EE组比较,除EP+EE 20 min组外,其他预适应组心肌线粒体呼吸系统复合物I、II、IV的呼吸速率均有不同程度上升(P(27)0.05);EP+EE 60 min组及EP+EE 80 min组较其他预适应组线粒体呼吸系统复合物I、II、IV的呼吸速率上升(P(27)0.05)。结论:1.运动预适应可以改善力竭运动对大鼠心肌形态结构和线粒体的呼吸功能造成的破坏,提高心脏的收缩及舒张功能。2.不同训练时长的EP方案对大鼠力竭运动后的心脏保护程度存在差异。当运动达到一定的训练时长和强度时,才会引发较为明显的适应性保护。3.中等强度下,当运动预适应训练超过40分钟,即可改善和提高力竭大鼠的运动能力、心肌形态结构、心功能及线粒体的呼吸功能等方面,并产生相应的保护效应,但当EP方案超过80分钟后,心肌损伤风险趋势随着运动时间的延长而相应增高。