过度疲劳状态模型大鼠心脏功能及心肌细胞凋亡调控因子的变化

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.1253

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：
超量恢复：运动时消耗的能源物质及各器官、系统的功能恢复得超过原有的水平，该现象称为超量恢复。超量恢复保持一段时间后又回到原有水平。
超量恢复区间：糖酵解供能的“真假超量区间”理论认为，在周期性训练中，内脏器官、糖酵解供能能力、应激及运动能力等存在正叠加[(1-5)×36 h]区间，正、负叠加转折点第[(6)×36 h]区间、负叠加[(7-9) ×36 h]区间的过程。

摘要
背景：力竭运动是超出人或动物生理极限的运动，强烈的运动刺激会打破机体原有的稳态，从而引起一系列应激反应，过度应激会出现损伤和功能异常。
目的：通过大鼠心肌细胞运动性疲劳模型分析导致运动性心脏猝死的相关因素。
方法：130只SD大鼠购自成都达硕生物科技公司。随机选取7只大鼠作为空白组对照，其余大鼠为疲劳模型，对大鼠进行游泳训练，每36 h训练1次，连续训练致过度疲劳。建模成功后出现超量恢复的负叠加状态即为过度疲劳状态，并分别训练3×36 h，6×36 h，9×36 h后，随机处死各7只大鼠，分别记录为疲劳组 A组，疲劳组B组和疲劳组C组；训练过程中或训练结束24 h死亡的大鼠(排除因呛水死亡的大鼠)记为运动性猝死组。TUNEL法检测大鼠心肌细胞凋亡；免疫组织化学方法心肌组织Bax、Bcl-2表达；苏木精-伊红染色观察细胞形态变化。
结果与结论：①在猝死组中，心肌纤维与其余组相比较为纤细，部分肌纤维出现断裂，血管极度扩张，心肌出现严重坏死伴随充血出血；②疲劳组及猝死组心肌细胞凋亡指数、心肌细胞凋亡数量都出现明显的增长(P < 0.05)；③当处于过度疲劳状态时，大鼠心脏组织中的促凋亡蛋白数量明显增加(P < 0.05)，抑制凋亡蛋白Bcl-2表达明显下降(P < 0.01)；④结果提示，连续训练而导致大鼠处于过度疲劳状态，会引发大鼠心肌细胞形态结构方面的变化，甚至导致损害，此时心肌组织中所含有的Bcl-2和Bax蛋白会出现异常表达情况。由于心肌细胞受到损害而导致心肌细胞凋亡，数量明显减少，进而影响整体心脏的结构以及功能，最终导致心源性运动性猝死。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程
ORCID: 0000-0002-2488-6534(徐文)

关键词: 运动性疲劳, 过度疲劳, 心肌细胞凋亡, Bax, Bcl-2, 促凋亡蛋白, 心源性猝死

Abstract:

BACKGROUND: Exhaustive exercise is a movement that exceeds the physiological limits of humans or animals. High-intensity motor exercise can disturb the homeostasis, causing a series of stress reactions, and excessive stress can lead to damage and dysfunction.
OBJECTIVE: To analyze the related factors to sudden cardiac death by exercise-induced fatigue model of rat cardiomyocytes.
METHODS: One hundred and thirty Sprague-Dawley rats were provided by Chengdu Dashuo Biotechnology Co., Ltd. Seven rats were randomly selected to as blank control group, and the remaining rats were used to establish the fatigue model (continuous swimming training, 36 hours per times). Then the negative superposition state of over-recovery was the state of over-fatigue. Seven rats were sacrificed and recorded as fatigue groups A, B and C after 3x36 hours, 6x36 hours and 9x36 hours of training, respectively. The rats died during training or within 24 hours after training (excluding inhaled water) regarded as exercise-induced sudden death group. Apoptosis of cardiomyocytes was detected by TUNEL. Bax and Bcl-2 expression in myocardium was detected by immunohistochemistry. Cell morphology was observed by hematoxylin-eosin staining.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) In the sudden death group, the myocardial fibers were thinner than those in the other groups, some myocardial fibers were broken, the vessels were extremely dilated, and the myocardium was severely necrotic with hyperemia and hemorrhage. (2) Apoptotic index of cardiomyocytes and number of apoptotic cardiomyocytes in the fatigue and sudden death groups were significantly increased (P < 0.05). (3) The number of pro-apoptotic proteins in rat heart tissues were increased significantly in the state of excessive fatigue (P < 0.05), and the content of the apoptotic inhibiting protein Bcl-2 was decreased significantly (P < 0.01). (4) These results imply that continuous training can lead to excessive fatigue in rats, which will lead to changes in the morphological structure of rat cardiac cells and even lead to damage. Meanwhile, abnormal expression of Bcl-2 and Bax proteins in the cardiac tissue will occur. The damage of cardiomyocytes leads to apoptosis of cardiomyocytes, and the number of cardiomyocytes is significantly reduced, which affects the structure and function of the whole heart and eventually leads to sudden cardiac death.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

Key words: exercise induced fatigue, excessive fatigue, cardiomyocyte apoptosis, Bax, Bal-2, pro-apoptotic proteins, sudden cardiac death

中图分类号:

R446

徐文, 钱钰, 殷劲. 过度疲劳状态模型大鼠心脏功能及心肌细胞凋亡调控因子的变化[J]. 中国组织工程研究, 2019, 23(19): 3074-3079.

Xu Wen, Qian Yu, Yin Jin . Changes of cardiac function and myocardial apoptosis regulatory factors in rat models of excessive fatigue[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2019, 23(19): 3074-3079.

图/表（结果） 3

2.1 实验动物数量分析实验选用大鼠130只，分为5组，整个实验过程中共出现呛水死亡大鼠27只，排除造模不成功及感染大鼠，进入结果分析共35只。

2.2 心肌组织苏木精-伊红染色结果光镜下观察，空白对照组心肌细胞纤维束致密且整齐排列，细胞核形态无异常，细胞着色均匀能够清晰看到细胞完整结构。疲劳组A组心肌纤维较薄，部分出现断裂。疲劳组B组心肌细胞出现明显的空泡样改变；疲劳组C组心肌纤维断裂明显，能够观察到大量空泡形成。在猝死组中，心肌纤维排列混乱无序，大部分肌纤维破裂，溶解，出现小面积心肌梗死，心肌细胞坏死明显，如图显示，坏死区域染成红色，被染色区域边界不清，见图2。

2.3 大鼠心肌细胞凋亡变化 Kruskal-Wallis Test检验结果显示，P < 0.01，表明各组的细胞凋亡数存在统计学差异。多重检验结果显示：空白对照组与猝死组比较P=0.007< 0.05，说明空白对照组与猝死组的心肌细胞凋亡数量存在统计学差异。结果显示：空白对照组中的心肌细胞凋亡数量较少，而相比之下，疲劳组3组的心肌细胞都出现了明显的凋亡情况，并且凋亡数量增加呈递增趋势，以猝死组的细胞凋亡趋势最为明显，差异有显著性意义(P < 0.05)。见表2，图3。

2.4 免疫组织化学检测心肌组织Bax、Bcl-2表达量见表3。

2.4.1 Bax促进细胞凋亡基因表达量变化 Kruskal- Wallis Test检验结果显示，P=0.004 < 0.05，表明各组的Bax表达量存在统计学差异。多重检验结果显示：空白对照组与猝死组比较P=0.034 < 0.05，说明空白对照组与猝死组的Bax表达量差异有显著性意义。

图4显示，Bax蛋白主要表达于细胞质中，阳性染色细胞呈棕黄色，发生炎症的心肌细胞周围表达更为显著。空白对照组所对应的心肌结构中含有的Bax阳性在表达方面要明显弱于疲劳组3组，随着疲劳的累积，各组之间的表达量呈递增关系。

2.4.2 Bcl-2抑制细胞凋亡基因表达量变化 Kruskal- Wallis Test检验结果显示，P < 0.001，表明各组的Bcl表达量存在统计学差异。多重检验结果显示：空白对照组与猝死组比较P < 0.001，说明空白对照组与猝死组的Bcl-2表达量存在统计学差异。

通过对实验的结果进行分析可以发现，Bcl-2蛋白存在于心肌细胞中的细胞质以及细胞核中，多以灶状或是散在的形式表现，最终所呈现出的阳性颗粒物颜色多为棕黄色。在坏死的心肌细胞未见Bcl-2蛋白表达，如图5所示，Bcl-2蛋白在空白对照组呈高表达。通过对Bcl-2表达变化进行检验可以发现在空白对照组中该蛋白表达变化并不明显，而在疲劳组A组，B组，C组以及猝死组中该蛋白的表达出现了明显的下降，且呈递减趋势。

参考文献

[1] Mcclean G，Riding NR,Ardern CL,et al.Electrical and structural adaptations of the paediatric athlete's heart: a systematic review with meta- analysis.Br J Sports Med.2018; 52(4):230.

[2] 莫轶,韦军.我国运动心脏的诊断现状及进展[J].中国临床新医学, 2018,11(02):208-212.

[3] 殷劲,岳建兴,周进等.糖酵解供能运动后“超量恢复区间”的研究[J].成都体育学院学报,2007,33(4):88-91.

[4] Carbone A,D'andrea A,Riegler L,etal. Cardiac damage in athlete's heart: When the "supernormal" heart fails.World J Cardiol.2017;9(6):470-480.

[5] 钱钰,殷维瑶,李华.过度疲劳状态下运动性猝死模型大鼠甲状腺及心脏功能变化[J].中国组织工程研究, 2016,20(49): 7356-7363.

[6] 钱钰,李华,殷维瑶.过度疲劳状态下运动性猝死大鼠甲状腺功能的变化[J].中国体育科技,2016,6(52):92-98.

[7] 阳仁均,殷维瑶,李华.力竭运动性猝死模型大鼠运动皮质Bax、Bcl-2及脑源性神经营养因子的表达变化[J].中国组织工程研究,2016,20(49),7377-7383.

[8] 万思源,蔡传元,张艳青,等.左甲状腺素和维生素E对甲状腺功能减退症大鼠心肌损伤的影响[J].安徽医科大学学报, 2013,48(1): 21-24.

[9] Oláh A, Németh BT, Mátyás C, et alCardiac effects of acute exhaustive exercise in a rat model. Int J Cardiol. 2015;182: 258.

[10] 刘峰.姜黄素对力竭运动大鼠心肌抗氧化、糖代谢及细胞凋亡的影响[J].扬州大学学报(农业与生命科学版),2017,38(2):40-46.

[11] 翟帅,陈佩林.运动心脏重塑过程中miRNA-350/JNK信号通路的动态变化[J].体育科学,2014,34(5):9-14.

[12] 张龙飞,崔玉娟,平政,等.红景天苷对力竭大鼠心肌线粒体呼吸功能的影响[J].解放军医药杂志,2014,26(11):1-5.

[13] 徐鹏,康亭,曹雪滨,等.力竭运动后不同时相大鼠心电图、心功能变化及Nrf2的作用[J].中国应用生理学杂志, 2016,32(2): 146-151.

[14] 公雪,李晓燕.力竭运动对心肌组织结构及功能影响的研究进展[J].心血管病学进展,2016,37(4):435-440.

[15] 赵小辉.红景天苷对急性力竭运动大鼠的心脏保护作用及机制研究[J].中国妇幼健康研究,2016,27(2):261.

[16] 王永良,刘忠民,刘眉眉,等.不同负荷游泳运动对老龄大鼠心肌细胞形态及Bax、Bcl-2蛋白表达的影响[J].中国老年学杂志, 2017, 4(37):1857-1859.

[17] Chatard JC,Mujika I,Goiriena JJ,etal.Screening young athletes for prevention of sudden cardiac death: Practical recommendations for sports physicians.Scand J MedSci Sports.2016;26(4):362-374.

[18] 费萍燕,彭生,费民忠,等.miR7在心肌细胞缺氧复氧模型中的表达及对心肌细胞凋亡的影响[J].使用预防医学,2018,25(2): 195-198.

[19] 孙晓娟,力竭运动损伤模型大鼠运动预适应后心脏STAT3和Caspase-3的表达[J].中国组织工程研究, 2015,19(40): 6450-6454.

[20] 田阁,徐昕,李国平.C/EBPβ在预防心源性运动猝死中的潜在作用[J].中国运动医学杂志,2018,37(3):263-266.

引言

运动对心脏的影响一直是体育科学领域备受关注的课题之一。运动作为机体的一种外在刺激，对心脏具有双向的影响。在运动过程中，心脏存在着缺血、缺氧现象，当运动负荷在机体所能承受的范围内时，不会对心脏造成大的损伤，这是因为机体自身具有防御系统。而力竭性运动使机体长期处于过度疲劳状态则对心脏具有消极的作用^[1]。力竭运动是超出人或动物生理极限的运动，强烈的运动刺激会打破机体原有的稳态，从而引起一系列应激反应，过度应激会出现损伤和功能异常^[2]。力竭运动后机体没有得到充分的恢复，则会导致疲劳累积出现过度疲劳。殷劲等^[3]研究了大鼠单、双、三周期力竭运动训练的恢复过程，在恢复过程中逐渐出现了恢复趋势，其中双周期恢复过程中具有及其明显的超量恢复现象，研究证明机体的最佳恢复时间段为36 h左右，在双周期恢复过程中超量恢复从第1个36 h一直持续到第7个36 h，功能状态处于上升阶段，之后，机体出现疲劳的负叠加，功能状态开始降低，即过度疲劳状态，见图1。

心脏是力竭运动反应极为敏感的器官之一。心肌细胞是终末分化细胞，增殖能力很弱。有学者研究发现，长时间的力竭运动或超负荷运动使得大量心肌细胞发生凋亡^[4]，随着凋亡细胞的不断累积，心脏结构因大量细胞减少发生改变，心肌收缩能力也随之降低，最终导致心功低下甚至心脏骤停。力竭运动导致机体出现过度疲劳引起心肌细胞凋亡，使心肌细胞核形态结构异常，细胞凋亡率增加，而心肌细胞过度凋亡会对心脏整体结构以及功能造成影响，导致心脏的异常变化以及功能无法实现。因此适宜强度的运动训练可增强身体素质、调节各器官的功能，而不科学的训练或过度训练则会导致机体过度疲劳甚至出现运动性猝死^[5]。据此推测：心肌细胞大幅度的凋亡会引发心律失常以及心肌梗死，进而引发猝死。为证明以上猜想，研究以糖酵解能源供应为基础，根据36 h超量恢复过度疲劳训练的疲劳模型，采用连续负重游泳训练的方法，训练至过度疲劳状态，对过度疲劳过程中大鼠心脏的病理变化进行研究。中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

材料方法

1.1 设计随机对照动物实验。

1.2 时间及地点实验于2017年4至8月在成都体育学院动物实验室完成。大部分生化指标在四川大学华西医院检验科进行检测，部分指标在成都体育学院附属医院实验室进行检测。

1.3 材料 SPF级纯种雄性SD大鼠130只，4月龄，体质量(140±10)g，购自成都达硕生物科技公司，许可证号：SCXK(川)2013-24。

1.4 实验方法

1.4.1 实验动物与分组随机抽取7只大鼠为空白对照组，其余大鼠疲劳造模后按要求进行竭力负重游泳训练，游泳训练至大鼠放入水缸第1次大运动量游泳休息后，再次放入即下沉而不能自行浮出水面时实验结束^[6]。当大鼠竭力游泳训练达到超量恢复负叠加状态(过度疲劳状态)后的第3，6，9个36 h(即训练后第10个36 h训练周期)训练后，分别随机处死7只大鼠作为疲劳组(第3个36 h为A组、第6个36 h为B、第9个36h 为C组)，在达到超量恢复负叠加状态后的每次训练过程中或训练结束24 h内出现的死亡的大鼠(排除因呛水死亡的大鼠)记为运动性猝死组。

1.4.2 具体操作除空白对照组7只外，其余123只大鼠先在50 cm×50 cm×100 cm的透明玻璃缸中进行适应性负重游泳1周，水温(31.0±2.0)℃，室温控制在21-23 ℃，相对湿度40%-60%，水深为大鼠(身长+尾长)×1.5倍，负重逐步增加到大鼠的12%体质量并能连续游泳2.0-3.0 min；第2周按照糖酵解供能运动疲劳模型进行疲劳造模^[7]，负重为大鼠体质量的12%，大鼠按大(每组4次)、中(每组3次)、小(每组2次)运动量游泳，每天上、下午各2组，次间休息 5 min，组间休息15 min；大鼠每次游泳的时间以大鼠游至鼻孔沉入水面下为准。造模结束后大鼠按每36 h一次大运动量(2组，每组4次，负重12%体质量)进行游泳，当游至第7个36 h游泳周期后大鼠的运动能力恢复呈现负叠加状态，恢复能力逐渐下降，疲劳不断积累。在第7个36 h的游泳周期后实验人员轮流在实验室值守，时刻观察大鼠的状态，游泳训练至大鼠放入水缸进行第1次大运动量游泳休息后再次放入即下沉而不能自行浮出水面时实验结束；第7个36 h至整个训练过程结束过程中，在每次运动中或运动后24 h之内死亡的大鼠(排除因呛水死亡大鼠)即刻取材并归为运动性猝死组(运动性猝死组)^[8]。整个实验过程中共出现5只运动性猝死大鼠，大鼠游泳运动量及运动安排见表1。

1.4.3 实验材料的获取对运动中或运动后24 h之内死亡的大鼠，即刻取出完整组织置于体积分数10%中性甲醛溶液中固定。对空白对照组大鼠，先用0.3%戊巴比妥钠溶液以40 mg/kg腹腔注射麻醉，取材方法同上。固定时间为24 h，每2 h更换1次固定液。

1.4.4 苏木精-伊红染色与免疫组织化学染色通过苏木精-伊红染色观察左心室心肌形态结构。将左心室切下之后依次放入70%，80%，90%，95%，无水乙醇脱水；二甲苯透明，浸蜡，石蜡包埋，沿额状面连续切片，厚度4 μm，切片备用。

切片经二甲苯脱蜡、梯度乙醇脱蜡至水，行苏木精-伊红染色，封固之后光镜下观察心肌细胞的形态结构的变化。剩余的切片分别采用免疫组织化学SP染色法标记Bax、Bcl-2蛋白的表达情况。所使用的一抗为鼠抗人单克隆抗体Bax(货号ab32503，Abcam)与Bcl-2(货号ab117115，Abcam))。切片依次经脱蜡至水，PBS冲洗，3% H₂O₂室温孵育(SABC法用0.3% H₂O₂-80%甲醛孵育)，PBS冲洗，体积分数5%正常山羊血清封闭，一抗4 ℃孵育24 h，二抗

表1 大鼠游泳训练安排

Table 1 Swimming training scheme in rats

第1周	第2周
适应性负重游泳	运动疲劳模型鼠造模							力竭游泳训练
第1-7天	第8天	第9天	第10天	第11天	第12天	第13天	第1个36h	…	第N个36 h
负重逐渐增加至12%体质量	小运动量	中运动量	大运动量	小运动量	中运动量	大运动量	大运动量	…	大运动量

(货号BA1006，博士德)37 ℃孵育10 min，链霉菌抗生物蛋白-过氧化物酶溶液孵育(SABC法改用SABC复合物 37 ℃孵育)，PBS冲洗，DAB显色，自来水流水冲洗、苏木精复染，梯度乙醇脱水、二甲苯透明、树胶封固。将已封固的免疫组织化学染色切片在计算机图像采集系统上采集图像，并用Image pro-Plus 6.0图像分析软件定量分析心肌细胞Bax、Bcl-2蛋白阳性表达的平均吸光度值情况。

实验动物造模过程相关问题：
造模目的	观察过度疲劳大鼠心脏的病理变化
借鉴已有标准实施动物造模：	参考文献[6-7]建立大鼠疲劳模型
模型与所研究疾病的关系：	验证心肌细胞大幅度凋亡会引发心律失常以及心肌梗死的假设
选择动物的条件：	①纯种SD大鼠；②SPF级；③雄性；④4月龄；⑤体质量(140±10) g
动物来源及品系：	SD大鼠购自成都达硕生物科技公司
造模技术描述：	对模型大鼠进行游泳训练，每36 h训练1次，连续训练致过度疲劳
动物数量及分组方法：	130只大鼠，空白组对照n=7，疲劳组 A组n=7，疲劳组B组n=7，疲劳组C组n=7只，猝死组 n=7
造模成功评价指标：	①出现超量恢复的负叠加状态即为过度疲劳状态；②训练过程中或训练结束24 h死亡的记为运动性猝死大鼠
造模后实验观察指标：	①大鼠心肌细胞凋亡；②心肌组织Bax、Bcl-2表达；③细胞形态变化
造模过程中动物死亡原因：	实验选用大鼠130只，整个实验过程中共出现呛水死亡大鼠27只，造模不成功及感染大鼠68只，进入实验过程大鼠35只
造模后动物处理：	对运动中或运动后24 h之内死亡的大鼠，即刻取出完整组织置于体积分数10%中性甲醛溶液中固定 24 h，每2 h更换1次固定液。空白对照组大鼠腹腔注射麻醉后取材，方法同上
伦理委员会批准；	实验方案经成都体育学院动物实验伦理委员会批准
造模过程中动物的不良反应	呛水、感染

1.4.5 TUNEL检测心肌细胞凋亡获得的心肌组织采用石蜡包埋的方法进行切片，实验中主要采用TUNEL染色的方法对凋亡心肌细胞进行识别。在心肌细胞细胞核中出现的阳性细胞和阴性细胞分别呈现棕色颗粒和蓝色颗粒。采用400倍放大倍率对心肌细胞进行观察，计算细胞凋亡指数(AI)：AI(%)=凋亡阳性细胞核/总细胞核×100%。

1.5 主要观察指标 ①苏木精-伊红染色观察细胞形态变化；②TUNEL法检测心肌细胞凋亡情况；③免疫组织化学方法检测凋亡抑制因子Bax以及促凋亡因子Bcl-2的表达情况。

1.6 统计学分析采用SPSS 23.0软件，计量资料采用 x(_)±s表示，计数资料采用例数和百分比表示，符合正态性检验和方差齐性检验的计量资料用方差检验进行分析，否则采用非参数检验方法(Kruskal-Wallis Test)。显著性水平取0.05，即P < 0.05表示差异有显著性意义。

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讨论

近年来，各种体育赛事及运动训练中运动性猝死事件频频发生，有研究显示，力竭运动造成心肌组织结构及功能损伤的机制基础是氧化应激、细胞凋亡、Ca²⁺超载及能量代谢障碍等^[9]。心脏作为人体能源动力中心，在高强度力竭运动过程中，因血流供给不足而产生运动疲劳影响心脏正常生理功能，甚至危及生命，使运动风险显著增加^[10]。有研究表明一些长期从事剧烈运动的群体其心肌细胞更容易出现异常变化而导致心肌组织以及心脏功能结构的改变^[11]。张龙飞等^[12]研究认为，力竭运动会影响心肌细胞内线粒体的功能，并导致心肌细胞缺血死亡。此次研究结果显示，在疲劳组中，心肌细胞出现血管的扩张，细胞纤维较纤细，可能是由于过度训练期间心肌长时间承受重负荷，为满足机体剧烈运动需要，心肌必须进行强烈的收缩，同时为了增加搏出血量，导致心室腔增大，肌细胞膜被拉长，能量供应不足引起心肌纤维极度疲劳^[13]，因此研究认为当疲劳不断累积导致心肌细胞不能完全恢复，是运动导致心肌结构损伤的直接因素。

研究发现早期心肌细胞凋亡发生在运动诱发的心脏肥大期间，随后出现凋亡^[14]。力竭运动会造成促凋亡基因表达上调，同时造成抑凋亡基因表达下调。已有研究发现力竭运动后心肌凋亡基因表达谱的变化，发现心肌促凋亡基因表达显著上调，从而使运动引起的心肌细胞凋亡加速^[15]。最近研究也发现一次力竭运动后大鼠心肌Bax、Bcl-2基因表达发生改变，Bax表达升高，Bcl-2表达降低，同时Bax/Bcl-2比值升高，与此次研究结果一致，这种促凋亡基因表达上调、抑凋亡基因表达下调的结果说明了力竭运动可促使细胞凋亡的发生，TUNEL检测也证实力竭运动后大鼠心肌细胞凋亡比例升高^[16]。

此次研究结果表明，由于运动训练导致过度疲劳的大鼠，心肌细胞凋亡率较空白组明显增加，由苏木精-伊红染色结果推测猝死组大鼠可能出现心肌梗死的现象，因此，可以肯定的是，心肌细胞出现明显凋亡会引发心肌梗死，两者之间存在着较强的关联性。在长期力竭运动致过度疲劳过程中，心肌细胞凋亡呈递增趋势，随着疲劳的累积，心肌损伤不断加重^[17]，提示细胞凋亡可能是由运动性损伤机制导致心肌细胞损伤并死亡的共同通路。心肌长时间处于缺血缺氧状态，可能通过改变细胞通透性造成细胞损伤，间接促进细胞凋亡，同时也能直接促使凋亡基因的过度表达，最终导致细胞凋亡^[18]。因此机体长期处于过度劳动状态，势必会引发运动性心肌受损，导致运动性猝死的发生^[19]。

综上所述，力竭运动致过度疲劳过程中，疲劳组和猝死组心肌细胞形态和结构发生了异常改变；随着疲劳的累积，心肌纤维断裂，血管扩张等损伤程度不断加深，这些病理性改变可能与心肌细胞过度凋亡有关。心肌细胞凋亡程度呈递增趋势，大面积细胞凋亡所对应的后果是心肌组织受损，引发心律失常或是猝死^[20]。

因此，研究认为心肌细胞凋亡与运动性心脏猝死密切相关，可能是诱发“心源性”运动性猝死的原因之一。

结论：①过度训练对心肌的损伤随着疲劳，其损伤程度在不断加深；②过度疲劳诱导心肌细胞凋亡，使心肌细胞核形态结构异常，细胞凋亡率增加。心肌细胞内Bcl-2和Bax蛋白异常表达可能是造成心肌组织损伤的主要原因；③过度疲劳引起心肌细胞凋亡增加可能是导致心源性运动猝死的原因之一。

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