耐力訓練與限制蛋胺酸飲食對心臟功能的影響及其生理機制-以高血壓動物模式探討(3/3)

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Title:	耐力訓練與限制蛋胺酸飲食對心臟功能的影響及其生理機制-以高血壓動物模式探討(3/3)
Authors:	蔡秀純
Contributors:	臺北市立大學運動科學研究所
Date:	2015
Issue Date:	2017-07-25 09:11:03 (UTC+8)
Publisher:	臺北市：科技部
Abstract:	過去文獻指出增加身體活動可降低死亡風險，限制蛋胺酸 (methionine restriction，MetR) 飲食能延長壽命，但多著重於降低氧化壓力，但對於長期心臟收縮能力的影響則不清楚，也未見合併耐力運動及限制蛋胺酸飲食對高血壓影響的相關研究。故本研究的目的是利用高血壓動物模式， (一) 觀察高血壓發生前後左心室壁厚度及心臟收縮功能的變化，(二) 探討長期耐力運動訓練對氧化壓力誘發心肌纖維化效應的影響，(三) 探討長期限制methionine攝取對氧化壓力誘發心肌纖維化效應的影響，及 (四) 長期限制methionine攝取及耐力運動訓練降低高血壓造成心肌損傷的交互作用，(五) 進一步分析高血壓時心肌損傷是否與細胞內MAPK磷酸化及 IGF-1 路徑有關。本研究計畫預計分三年執行，第一年連續觀察MetR及運動訓練對SHR大鼠體組成及心臟功能的影響。以72 隻5週齡 SHR大鼠於動物房適應一週後，隨機分為 6 組：(1) 餵食AIN-76A標準飼料 (0.86% methionine diet)+不運動組 (0.86% Met+SC)，(2) 餵食限制40%蛋胺酸飼料 (0.52% methionine diet 相當於40% MetR)＋不運動組 (0.52%Met+SC)，(3) 餵食限制80%蛋胺酸飼料 (0.17% methionine diet 相當於80% MetR)＋不運動組 (0.17%Met+SC)，(4) 餵食AIN-76A標準飼料+耐力運動訓練組 (0.86% Met+Ex)，(5) 餵食限制40%蛋胺酸飼料＋耐力運動訓練組 (0.52%Met+Ex)，(6) 餵食限制 80%蛋胺酸飼料＋耐力運動訓練組 (0.17%Met+Ex)。蛋胺酸限制飼料餵食時間及耐力運動訓練皆為48個月，每四週連續觀察血液氧化壓力及心臟功能的變化。方法為進行麻醉後，由尾靜脈採血 0.5 毫升，檢驗氧化壓力 (包括TBARS、protein carbonyl)、抗氧化酵素 (SOD、catalase、glutathione peroxidase 及 glutathione reductase) 的活性及glutathione的濃度。同時以心臟超音波檢查分析心室壁厚度、左心室容積及心臟收縮功能。第二年，除繼續分析MetR 及運動訓練對SHR大鼠心臟組織氧化壓力的影響外，將以第一年有效的劑量及餵食時間進行短期效應的研究。48隻5週齡SHR大鼠，分為四組：(1) 0.86% Met+SC，(2) MetR+SC，(3) 0.86% Met+Ex，(4) MetR+Ex，餵食Met的含量及時間以第一年有效劑量為參考。犧牲大鼠時，以isoflurane 麻醉，採血後，摘取心臟。部份心臟組織經石蠟包埋後切片，分別進行組織染色以觀察心肌厚度、細胞的排列，並分析心肌細胞的型態變化，包括大小、是否有肝醣堆積、心肌細胞溶解及膠原纖維增生的現象。部份心臟先小心去除心房及血管後，將左心室稱重，以生理食鹽水沖洗，去除血球，立刻以液態氮冷凍，然後以 Western blot 檢測 IGF-1、IGF-1R、AMPK、GLUT-1、Sirt1、Sirt3等蛋白質的表現。MAPK 路徑蛋白表現及活性亦一併檢測。組織蛋白質總含量則以 Bradford protein assay 進行分析，可作為特定蛋白質表現量的加權指標。第三年的目標是探討 methionine 降低心肌氧化壓力的直接效應。以細胞模型為主，乳酸及H2O2作為氧化壓力來源，分析上述蛋白的表現及活性。經由本實驗之研究結果，期待能利用動物實驗建立限制蛋胺酸飲食的研究模型，未來更可提供高血壓患者有效策略，以提昇健康及生活品質。
Relation:	研究期間：民10408~10507，計畫編號：NSC102-2410-H-845-014-MY3
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