有氧运动训练8周可改善肥胖介导大鼠肠系膜动脉平滑肌电压依赖性钾通道功能

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.3190

中国组织工程研究 ›› 2021, Vol. 25 ›› Issue (17): 2630-2635.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.3190

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有氧运动训练8周可改善肥胖介导大鼠肠系膜动脉平滑肌电压依赖性钾通道功能

李梓涵，印文，孙薇，朱坤，沈娣，刘雨佳

江苏师范大学体育学院，江苏省徐州市 221116

收稿日期:2020-04-21 修回日期:2020-04-24 接受日期:2020-05-27 出版日期:2021-06-18 发布日期:2021-01-07
通讯作者: 刘雨佳，博士，讲师，江苏师范大学体育学院，江苏省徐州市 221116
作者简介:李梓涵，女，1999年生，江苏省泗洪县人，汉族，在读本科生，主要从事运动对健康的干预研究。
基金资助:
江苏省自然科学基金(BK20190999)，项目负责人：刘雨佳；江苏省高校自然科学基金(18KJB180003)，项目负责人：刘雨佳；江苏省大学生创新创业一般项目(201910320142Y)，项目负责人：李梓涵

An 8-week aerobic exercise promotes the function of voltage-dependent potassium channel in mesenteric vascular smooth muscle from obese rats

Li Zihan, Yin Wen, Sun Wei, Zhu Kun, Shen Di, Liu Yujia

School of Physical Education, Jiangsu Normal University, Xuzhou 221116, Jiangsu Province, China

Received:2020-04-21 Revised:2020-04-24 Accepted:2020-05-27 Online:2021-06-18 Published:2021-01-07
Contact: Liu Yujia, MD, Lecturer, School of Physical Education, Jiangsu Normal University, Xuzhou 221116, Jiangsu Province, China
About author:Li Zihan, School of Physical Education, Jiangsu Normal University, Xuzhou 221116, Jiangsu Province, China
Supported by:
the Natural Science Foundation of Jiangsu Province, No. BK20190999 (to LYJ); the Natural Science Foundation of Jiangsu Provincial Universities, No. 18KJB180003 (to LYJ); Jiangsu University Students' Innovation and Entrepreneurship General Project, No. 201910320142Y (to LZH)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
电压依赖性钾通道(voltage dependent potassium channels，Kv)：由α亚基和β亚基组成，具有电压敏感性，可以受到去极化作用而激活，其通道开放引起K+外流，抑制细胞去极化，具有维持细胞静息电位和拮抗细胞兴奋性的作用。Kv1.2亚基和Kv1.5亚基在肠系膜动脉广泛表达，在调节血管舒张过程中发挥重要作用。4-氨基吡啶是Kv的特异性阻断剂。
大电导钙激活钾通道(large-conductance calcium-activated potassium channel，BKCa)：由α亚基和β亚基组成，α亚基构成了通道的孔道结构，β亚基调节通道门控特性，具有电压敏感性和Ca2+敏感性，由细胞去极化和Ca2+浓度激活，其通道开放可以引起K+外流，抑制细胞去极化，可调节血管平滑肌舒张。BKCa通道在血管平滑肌上表达丰富。北非蝎毒素是BKCa通道的特异性阻断剂。

背景：血管平滑肌细胞上的K+通道在调节血管舒张过程中起到重要作用。有氧运动作为减轻肥胖的非药理学方式可调节血管平滑肌K+通道，而有氧运动能否改善肥胖诱导的血管平滑肌K+通道的功能和表达尚未见研究。
目的：探究8周有氧运动训练对肥胖大鼠肠系膜动脉平滑肌K+通道的作用。
方法：选择8周龄雄性SD大鼠60只，20只普通饲料喂养，其余40只采用高脂喂养构建肥胖模型，筛选得到20只肥胖大鼠。肥胖大鼠和正常大鼠均随机分为正常安静组、正常运动组、肥胖安静组和肥胖运动组，每组10只。所有大鼠均进行1周动物跑台适应性训练后，正常运动组和肥胖运动组大鼠进行8周跑台有氧运动训练，训练方案为：0°，20 m/min，60 min/d，5 d/周。在最后一次运动48 h后，采集静脉血检测大鼠血脂和血糖水平；取肠系膜动脉，一部分制成4 mm左右血管环，连于张力换能器，检验血管张力及对电压依赖性钾通道特异性阻断剂4-氨基吡啶和大电导钙激活钾通道特异性阻断剂北非蝎毒素的反应性，另一部分采用Western blot方法测定Kv1.2、Kv1.5、BKCa α亚基和BKCa β1亚基的蛋白表达水平。
结果与结论：①肥胖运动组体质量、心脏质量、空腹血糖、三酰甘油和低密度脂蛋白水平较肥胖安静组非常显著降低(P < 0.01)；②各组大鼠肠系膜动脉对KCl的反应性差异无显著性意义(P > 0.05)；③正常运动组在4-氨基吡啶刺激后张力显著高于正常安静组(P < 0.05)；肥胖安静组与正常安静组相比张力幅值显著降低(P < 0.05)；而肥胖运动组对4-氨基吡啶的反应性显著高于肥胖安静组(P < 0.05)；④正常运动组对北非蝎毒素的反应性显著高于正常安静组(P < 0.05)，但是肥胖安静组与正常安静组差异无显著性意义(P > 0.05)；⑤肥胖安静组Kv1.2蛋白表达显著低于正常安静组(P < 0.05)，而肥胖运动组Kv1.2蛋白表达较肥胖安静组显著增加(P < 0.05)；正常运动组BKCa β1蛋白表达显著高于正常安静组(P < 0.05)；各组间Kv1.5和BKCa α蛋白表达差异无显著性意义(P > 0.05)；⑥结果表明，肥胖引起肠系膜动脉对电压依赖性钾通道作用减弱，其机制是Kv1.2蛋白表达下降，而8周有氧运动可逆转肠系膜动脉平滑肌Kv1.2蛋白降低，起到改善电压依赖性钾通道功能的作用。

https://orcid.org/0000-0001-6261-9827 (刘雨佳)

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

关键词: 肥胖, 钾通道, 电压依赖性, 大电导钙激活, 有氧运动, 大鼠, 实验

Abstract: BACKGROUND: K+ channels in vascular smooth muscle cells play an important role in regulating vasodilation. Aerobic exercise that acts as a non-pharmacological way for weight loss can regulate vascular smooth muscle K+ channels. Whether aerobic exercise can improve the function and expression of obesity-induced vascular smooth muscle K+ channels has not been elucidated.
OBJECTIVE: To investigate the effects of 8-week aerobic exercise on the K+ channel of mesenteric vascular smooth muscle in obese rats.
METHODS: Sixty Sprague-Dawley rats (8 weeks old, male) were used in this study, 20 of which were fed with normal feed, and the other 40 were fed with high fat diet to induce obesity. Twenty obese rats were then obtained. Obese rats were randomized into an obese control group and an obese exercise group; normal rats were randomized into a normal control group and a normal exercise group, with 10 rats in each group. After all rats were adaptively trained for 1 week on the running platform, and those in the normal exercise and obese exercise group were then trained for another 8 weeks. The training plan was: 0°, 20 m/min, 60 min/d, 5 days a week. All rats were anesthetized and sacrificed 48 hours after the last exercise, and venous blood samples were extracted to measure blood sugar and blood lipid levels. Mesenteric artery was taken, a part of which was made into a vascular ring of about 4 mm that was connected to a tension transducer to test the vascular tension and reactivity of the vessel to the voltage-dependent potassium channel (Kv) specific blocker 4-aminopyridine and large-conductance calcium-activated potassium channel (BKCa) specific blocker charybdotoxin, and the other part of which was used to test the levels of Kv1.2, Kv1.5, BKCa α subunit and BKCa β1 subunit by western blot.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) Body mass, heart weight, fasting blood glucose, triglyceride, low-density lipoprotein and total cholesterol in the obese exercise group were significantly lower than those in the obese control group (P < 0.01). (2) There was no significant difference in the reactivity of rat mesenteric arteries to KCl (P > 0.05). (3) The tension of the normal exercise group after 4-aminopyridine stimulation was significantly higher than that of the normal control group (P < 0.05); the tension of the obese exercise group after 4-aminopyridine stimulation was significantly higher than that of the obese control group (P < 0.05). (4) The reactivity of the normal exercise group to charybdotoxin was significantly higher than that of the normal control group (P < 0.05), but there was no significant difference between the obese control group and normal control group (P > 0.05). (5) The protein expression of Kv1.2 in the obese control group was significantly lower than that in the normal control group (P < 0.05), while the protein expression in the obese exercise group was significantly higher than that in the obese control group (P < 0.05). The protein expression of BKCa β1 in the normal exercise group was significantly higher than that in the normal control group (P < 0.05). There were no significant differences in the protein expressions of Kv1.5 and BKCa α among groups (P > 0.05). To conclude, obesity can decrease the function of Kv in mesenteric arteries, based on the mechanism underlying the reduction in the protein expression of Kv1.2, whereas the 8-week aerobic exercise reverses the reduction in Kv1.2 caused by obesity and promotes the function of Kv in mesenteric arteries.

Key words: obesity, potassium channels, voltage-dependent, large-conductance calcium-activated potassium channel, aerobic exercise, rat, experiment

中图分类号:

李梓涵, 印文, 孙薇, 朱坤, 沈娣, 刘雨佳. 有氧运动训练8周可改善肥胖介导大鼠肠系膜动脉平滑肌电压依赖性钾通道功能[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(17): 2630-2635.

Li Zihan, Yin Wen, Sun Wei, Zhu Kun, Shen Di, Liu Yujia. An 8-week aerobic exercise promotes the function of voltage-dependent potassium channel in mesenteric vascular smooth muscle from obese rats[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2021, 25(17): 2630-2635.

图/表（结果） 5

2.1 实验动物数量分析实验开始采用60只大鼠用于构建模型，筛选得到20只肥胖大鼠，有20只未达到肥胖标准被舍去，最终共有40只大鼠进入结果分析，中途无脱落。
2.2 各组大鼠体质量、空腹血糖和血脂水平在运动干预前，肥胖大鼠体质量显著高于普通大鼠(P < 0.05)，而同一模型中的运动组与安静组间差异无显著性意义(P > 0.05)。如表1所示，肥胖安静组体质量、心脏质量、空腹血糖、三酰甘油、低密度脂蛋白和总胆固醇水平非常显著高于正常安静组(P < 0.01)，而与正常安静组相比，正常运动组三酰甘油和低密度脂蛋白水平非常显著降低(P < 0.01)；肥胖运动组体质量、心脏质量、空腹血糖、三酰甘油和低密度脂蛋白水平较肥胖安静组非常显著降低(P < 0.01)。

2.3 血管张力与反应性
2.3.1 血管对KCl的反应性高钾可以刺激血管收缩，采用120 mmol/L KCl刺激血管，净收缩张力变化作为血管最大收缩张力。如图1所示，各组大鼠肠系膜动脉对KCl的反应性差异均无显著性意义(P > 0.05)。

2.3.2 血管对4-氨基吡啶的反应性采用Kv通道特异性阻断剂刺激血管来检测血管Kv通道收缩功能。如图2所示，正常运动组在4-氨基吡啶刺激后张力显著高于正常安静组 (P < 0.05)；肥胖安静组与正常安静组相比张力幅值显著降低 (P < 0.05)；而肥胖运动组对4-氨基吡啶的反应性显著高于肥胖安静组(P < 0.05)。

2.3.3 血管对北非蝎毒素的反应性采用BKCa通道特异性阻断剂北非蝎毒素刺激血管来检测各组大鼠肠系膜动脉BKCa通道的功能。如图3所示，正常运动组对北非蝎毒素的反应性显著高于正常安静组(P < 0.05)，但是肥胖安静组与正常安静组比较差异无显著性意义(P > 0.05)。

2.4 各组大鼠肠系膜动脉Kv和BKCa通道蛋白表达如图4所示，肥胖安静组Kv1.2蛋白表达显著低于正常安静组(P < 0.05)，而肥胖运动组Kv1.2蛋白表达较肥胖安静组显著增加(P < 0.05)。正常运动组BKCa β1蛋白表达显著高于正常安静组 (P < 0.05)，而其余各组差异无显著性意义(P > 0.05)。Kv1.5和BKCa α蛋白表达在各组间差异无显著性意义(P > 0.05)。

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引言

随着人们生活方式的改变，肥胖人数日益增多[1]。中国肥胖人数居世界首位，肥胖已经成为影响健康的重要社会问题。多项研究发现，肥胖是诱发心血管疾病的独立危险因素[2-5]。肥胖对血管功能的影响体现在外周阻力的增大和小血管重构[6-7]。血管重构可能是发生糖尿病和高血压之前的心血管改变的早期步骤，并且血管重构可能进一步促进代谢疾病的发展[8]，血管平滑肌细胞结构和功能的改变是血管重构的重要组成部分[9]。
血管平滑肌细胞上存在的多种K+通道参与了细胞膜电位的复极与超极化，影响细胞膜的兴奋性，调节血管平滑肌细胞的舒缩活动，对血管紧张度的调控具有十分重要的作用[10-11]，其中电压依赖性钾通道(voltage-dependent potassium channels，Kv)和钙激活钾通道(Ca2+ -activated K+ channels，KCa)密度最高。Kv通道可以直接受到去极化的激活[12]，而KCa通道除受到膜电位的调节外，还可以受到Ca2+的激活。K+通道在血管平滑肌细胞收缩过程中起到负反馈调节的作用：细胞膜去极化激活K+通道，引起K+外流，促进细胞膜电位复极化，导致电压依赖性钙通道的关闭、Ca2+内流减少，从而引起血管平滑肌细胞舒张，表现为血管扩张。前期的研究表明，肥胖导致血管平滑肌细胞上K+通道表达和功能的改变。在对饮食诱导的肥胖小鼠模型和对饮食诱导代谢综合征的猪模型研究中，冠状动脉Kv通道的表达和功能受损与该模型中代谢性血管舒张功能障碍高度相关[13]。在对肥胖Zucker大鼠骨骼肌阻力动脉的血管平滑肌细胞研究中也发现大电导钙激活钾通道(large-conductance calcium-activated potassium channel，BKCa)通道功能降低[14]，冠状动脉血管平滑肌细胞的BKCa通道的Ca2+敏感性和通道门控特性也受到影响[15]，但目前的研究结果存在较大差异。
最新的研究显示，运动在提高肥胖症患者生活质量的同时[16]，显著降低了肥胖引起的心血管疾病风险[17-18]。有氧运动作为一种安全有效的减肥方式，能够有效降低体内脂肪含量，改善代谢[19]，对血管平滑肌细胞上K+通道也起到调节作用。ZHANG等[20]研究发现有氧运动抑制了高血压模型肠系膜动脉L-型钙通道和BKCa通道，增强了血管功能；MARCHIO等[21]研究发现有氧运动通过增强BKCa通道功能代偿了一氧化氮介导的颈动脉血管舒张功能损伤；衰老引起的血管功能降低也可以通过运动调节K+通道表达和功能来改善[22]。但是运动能否对肥胖模型中K+通道的表达和功能起到促进作用？目前尚未见报道。因此该研究试图建立肥胖大鼠的有氧运动模型，以揭示有氧运动对肥胖状态下血管平滑肌细胞K+通道的影响机制，为运动改善肥胖引起的血管功能障碍提供新理论依据和药物作用靶点。
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 设计完全随机实验设计。
1.2 时间及地点实验于2019年3至10月在江苏师范大学完成。
1.3 材料
1.3.1 实验试剂 Kv通道特异性阻断剂4-氨基吡啶(4-aminopyridine，4-AP)购自Sigma公司；BKCa通道特异性阻断剂北非蝎毒素(charybdotoxin，Chtx)购自Abcam公司；BKCa α抗体购于Alomone Lab公司(APC-021)；BKCa β1抗体购于Alomone Lab公司(APC-036)；Kv1.2抗体购于Alomone Lab公司(APC-010)；Kv1.5抗体购于Alomone Lab公司(APC-004)。
1.3.2 实验动物 8周龄雄性SD大鼠60只，体质量(214.6± 9.5) g，购自济南朋悦实验动物繁育有限公司，许可证号SCXK(鲁)2019-0003。光照时间12 h，室温保持22-25 ℃，空气湿度40%-60%，每笼3只，自由饮水进食饲养。适应性饲养1周后，随机筛选20只进行普通饲料饲养，其余40只采用45%高脂饲料(购自北京华阜康生物科技股份有限公司，批号H10045)喂养。每周测量所有大鼠体质量及身长，饲养8周后以大鼠体质量比普通饲料组平均增加10%，且Lee’s指数比普通组增加1.5%作为肥胖大鼠的标准[23]，判定肥胖模型造模成功，筛选得到肥胖大鼠20只。
1.4 实验方法
1.4.1 运动方案以普通饲料组作为正常大鼠对照，肥胖大鼠继续以高脂饲料喂养，肥胖大鼠和正常大鼠分别随机分为安静对照组与有氧运动组，即正常安静组、正常运动组、肥胖安静组和肥胖运动组，每组10只。所有大鼠均进行1周的动物跑台适应性训练，训练方案为：0°，15 m/min，20 min/d，5 d/周。在进行适应性训练后，正常运动组和肥胖运动组大鼠进行8周跑台的有氧运动训练，训练方案为：0°，20 m/min，60 min/d，5 d/周(周一至周五运动，周末休息)，跑速相当于55%-65% VO2max强度[24]，共持续8周。该方案经江苏师范大学动物实验伦理委员会批准(批准号：2019006)。

1.4.2 取材所有动物在最后一次运动后48 h空腹取材。采用腹腔注射5%水合氯醛(10 mL/kg)麻醉，取静脉血用于血糖和血脂测试。取肠系膜动脉，置于Na+-Hepes缓冲液中(NaCl 121.1 mmol/L、Hepes 10 mmol/L、KCl 5.16 mmol/L、MgSO4 2.4 mmol/L、Glucose 11.08 mmol/L，CaCl2 1.6 mmol/L，NaOH调pH值到7.4)，去除血管周围脂肪组织，避免牵拉血管，一部分0级血管用于血管张力测试，另一部分置于液氮速冻，用于蛋白表达的检测。
1.4.3 血糖和血脂测试取静脉血，在4 ℃环境下 5 000 r/min离心5 min，提取上清。将上清液送至徐州市铜山区中医院检测血糖和血脂。
1.4.4 离体血管环及血管张力测试将分离得到的肠系膜动脉制成4 mm左右的血管环，用平头针头来回穿插几次以去除内皮，先将血管环穿过固定支架铁丝，再将三角挂钩穿过血管环，利用手术线连于张力换能器。先调节血管张力使其维持在1 g左右，平衡1 h，待张力稳定后给予120 mmol/L KCl刺激血管收缩，记录其收缩幅度作为最大收缩能力(Kmax)，然后利用乙酰胆碱检测内皮完整性。洗去KCl和乙酰胆碱，待张力稳定后分别加入4-氨基吡啶(5×10-3 mol/L)和北非蝎毒素(3×10-8 mol/L)，记录各组大鼠血管张力及对阻断剂的反应性变化。
1.4.5 Western blot方法检测相关蛋白表达待肠系膜动脉去除血管周围脂肪组织后，置于液氮中迅速冷却待用。各组动脉组织分别在液氮中研磨粉碎，加入裂解液，4 ℃环境 12 000 ×g离心30 min，提取蛋白上清液。BCA法测定蛋白浓度，采用SDS-PAGE电泳对各分子里样品蛋白进行分离，然后转膜至PVDF膜，BSA孵育封闭，然后加入Kv1.2、Kv1.5、BKCa α和BKCa β1不同抗体，4 ℃孵育过夜，第2天加入相应二抗，TBST漂洗，配制ECL发光试剂反应液，放入Bio-Rad 凝胶成像仪中进行拍摄得到目的条带图像。用 Image Lab软件读取条带的积分灰度值，以β-actin为内参，各组目的蛋白的表达=(目的蛋白灰度值/内参蛋白灰度值)∶(对照目的蛋白灰度值/内参蛋白灰度值)。
1.5 主要观察指标 ①各组大鼠血糖、血脂水平；②各组大鼠肠系膜动脉对KCl、Kv通道特异性阻断剂4-氨基吡啶和BKCa通道特异性阻断剂北非蝎毒素的反应性；③各组大鼠肠系膜动脉Kv1.2、Kv1.5、BKCa α和BKCa β1蛋白表达。
1.6 统计学分析应用SPSS 19.0对实验数据进行分析，实验结果以平均值±标准误形式表示。所有实验结果经检验符合正态分布，组间采用双因素方差分析法( ANOVA)检验交互作用，如果无主效应，同种干预方式或同种模型组间采用独立样本t检验，P < 0.05为差异有显著性意义，P < 0.01为差异有非常显著性意义。

讨论

WHO将肥胖定义为脂肪的异常或过度积累，是一种代谢性疾病。一方面肥胖与饮食因素有直接关系，另一方面脂肪与身体的代谢消耗有关，其中体力活动水平是影响脂肪代谢的重要因素。近些年来，人们饮食方式的改变和体力活动水平的降低都增加肥胖的发生，肥胖可以诱发或促进动脉硬化[25]、高血压[2]、糖尿病等多种疾病的发生[8]。该研究结果显示，长期高脂膳食可以诱发肥胖，此外血糖水平也出现异常。长期高脂膳食或肥胖状态可能是诱发胰岛素抵抗和糖尿病的重要诱因，这与大多数的研究相一致，但进程如何有待于进一步研究阐明。除血糖外，高脂膳食诱发的肥胖同样可以引起血脂水平的异常增高，三酰甘油、低密度脂蛋白和总胆固醇水平都显著高于正常模型。低密度脂蛋白可转运肝脏中的胆固醇至外周组织，血浆三酰甘油和低密度脂蛋白水平异常升高可以诱发动脉粥样硬化、冠心病等疾病，并且持续高血压也可以诱发血管硬化、糖尿病血管并发症、糖尿病肾病等一系列疾病。有氧运动作为控制体质量的一种安全有效的方式，可以降低血脂水平，减少脂质的沉积，对高血压、动脉硬化等疾病都有明显改善效果。尽管该研究中并未检测胰岛素抵抗和糖基化血红蛋白水平，但是结果显示经过8周有氧运动训练后空腹血糖水平的异常升高也得到明显改善。因此有氧运动对高脂膳食诱导的胰岛素抵抗或糖尿病的调节作用和机制值得进一步研究。
Kv通道在调节血管平滑肌细胞去极化过程中的作用非常重要[26]。Kv1.2和Kv1.5在血管平滑肌细胞上表达丰富。在对肥胖模型的研究中，Kv通道的表达和功能有升高和降低2种相反的结果。BERWICK等[13]在对饮食诱导代谢综合征的猪模型研究中发现，冠状动脉对4-氨基吡啶反应性降低，Kv电流密度下降约20%，Kv1.5蛋白表达下降，血流供氧能力下降，说明高脂膳食引起Kv功能和蛋白表达降低；YANG等[27]在对猪冠状动脉的研究也发现，高脂膳食引起Kv电流密度降低；但是KO等[28]在Otsuka Long-Evans Tokushima肥胖大鼠(OLETF)肠系膜动脉的研究中发现，与对照组Long-Evans Tokushima Otsuka大鼠(LETO)相比，OLETF大鼠平滑肌细胞4-氨基吡啶敏感性Kv电流高于LETO大鼠平滑肌细胞。在该研究中发现，Kv1.2在肥胖大鼠中表达降低，且肥胖组肠系膜动脉对4-氨基吡啶的反应性低于正常组，因此肥胖引起大鼠肠系膜动脉Kv1.2蛋白表达，进而引起Kv通道功能的降低。导致不同研究中结果不同的原因可能是由于模型和取材部位的差异。该研究中Kv1.5的表达虽然无显著性差异，但是肥胖模型中Kv1.5蛋白表达有增加的趋势，在肥胖的不同阶段以及血管Kv蛋白不同亚型表达是否存在差异值得进一步探索。运动干预对Kv通道表达和功能的研究结果也存在差异。HEAPS等[29]研究结果显示运动对高胆固醇血症猪冠状动脉平滑肌Kv无明显作用；LI等[30]对自发性高血压大鼠进行有氧运动干预增加了胸主动脉Kv1.2和Kv1.5的表达，增强了Kv通道在调节血管张力中的比例；YANG等[27]认为运动可以增加Kv电流密度，但是有趣的是，这一效果可由于高脂膳食而消退。在该研究中，肥胖大鼠运动后Kv1.2表达显著增加，且运动改善了肠系膜动脉对4-氨基吡啶的反应性。通过饮食控制结合运动对Kv表达和功能的效果以及作用机制仍待于后续研究揭示。
KCa通道是血管平滑肌细胞膜上表达最丰富的K+通道，其通道开放电流占外向电流的70%-80%，其中在血管平滑肌细胞上表达最多的是BKCa通道，对血管平滑肌细胞的超极化起到关键的调节作用[31-32]。BKCa通道由α亚基和β1亚基以1∶1的比例构成，其中α亚基组成了通道的孔道，而β1亚基与通道的门控特性有关，调节通道的开放。在肥胖和代谢综合征病理状态下，血管平滑肌细胞的BKCa通道的表达和功能也发生了改变，但是目前的研究结果并不一致[33]。在对代谢综合征状态下肥胖的猪冠状动脉血管平滑肌细胞的研究中发现，BKCa通道的表达增加，但是与非肥胖个体相比BKCa通道的功能显著降低[34-35]。在对肥胖Zucker大鼠骨骼肌阻力动脉的血管平滑肌细胞研究中也发现BKCa通道功能的降低[14]，冠状动脉血管平滑肌细胞的BKCa通道的Ca2+敏感性和通道门控特性也受到影响[15]。高胆固醇血症也引起猪冠状动脉血管平滑肌细胞 BKCa通道的功能降低[27]，并且研究证实高胆固醇血症减弱了BKCa通道在人前臂血液循环中的功能[36]。在高脂膳食诱导的2型糖尿病的小鼠模型中，由于β1亚基表达减少引起脑动脉和肠系膜动脉血管平滑肌细胞的BKCa通道功能的降低[37]。但是有些学者的研究与上述结论相反。CLIMENT等[38]发现肥胖Zarker大鼠冠状动脉血管平滑肌细胞 BKCa的β1亚基表达增加和BKCa活性增强，以保护一氧化氮调节的血管舒张。在该研究中，肥胖组血管对北非蝎毒素的反应性以及BKCa α和β1亚基蛋白表达与正常鼠并未呈现出显著性差异。与前人研究的差异可能是由于模型不同引起，另外BKCa通道的结构和功能变化也可能与肥胖的不同阶段有关。运动对BKCa通道的调节作用得到了证实。LI 等[39]发现有氧运动训练可以通过改变BKCa通道门控特性增加了BKCa通道的开放概率；CHEN等[40]发现有氧运动增强了肠系膜动脉和胸主动脉BKCa通道活性，促进血管的舒张功能。该研究结果显示，有氧运动增加了正常组BKCa β1亚基蛋白，使血管对北非蝎毒素反应性增强，与前人的结果相一致。但是值得注意的是，运动训练并未增强肥胖鼠肠系膜动脉BKCa通道的功能。YANG等[27]研究提出运动可以增加BKCa通道功能，但是这一效果可由于高脂膳食而消退。因此运动对BKCa通道的功能可能受到了高脂膳食的影响。运动训练与高脂膳食对BKCa通道的联合作用需要进一步研究证实。
Kv与BKCa通道在功能上相互协同，因此二者在血管平滑肌上表达和功能的改变并不是孤立的，而是相互影响、彼此代偿的。运动对二者的影响也是相互联系的。运动增强了大鼠胸主动脉对Kv与BKCa通道的反应性[41]；SHI等[42]通过对高血压模型的研究发现，高血压诱导BKCa功能增强，原因是β1亚基表达增加，同时Kv1.2出现了显著下降，而通过8周有氧运动训练干预后增强的BKCa和降低的Kv1.2均恢复到正常水平；刘晓东[43]研究发现衰老引起了肠系膜动脉对Kv与BKCa通道特异性阻断剂的反应性均降低，有氧运动训练使得二者的反应性均有所提高。因此结合该研究结果来看，生理和病理状况的改变诱导了血管平滑肌上K+通道表达和功能的改变，而在不同动物模型中Kv与BKCa通道的变化趋势有较大差异，有氧运动训练可以通过逆转病理状态介导的K+通道重构，增强K+通道的调节功能，从而改善血管舒张功能。然而，在不同病理模型的不同阶段K+通道的重构也可能存在着差异，在后续研究中可以对病理模型的不同病程状态进行研究，而有氧运动对K+通道的重构能否始终逆转这一病理性改变是值得探索的方向。
结论：肥胖引起肠系膜动脉对Kv通道作用减弱，其机制是Kv1.2蛋白表达下降，而8周有氧运动可逆转肠系膜动脉平滑肌Kv1.2蛋白降低，起到改善Kv通道功能的作用。
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

有氧运动训练8周可改善肥胖介导大鼠肠系膜动脉平滑肌电压依赖性钾通道功能

An 8-week aerobic exercise promotes the function of voltage-dependent potassium channel in mesenteric vascular smooth muscle from obese rats

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