24周不同强度的高强度间歇训练通过调节TGF-β1/Smad通路来改善自然衰老大鼠的肾纤维化的机制

《Experimental Eye Research》：Mechanism by which 24-week different-volume high-intensity interval training ameliorates renal fibrosis in naturally aging rats via regulating the TGF-β1/Smad pathway

24周不同运动量高强度间歇训练可延缓自然衰老大鼠肾纤维化进展，抑制TGF-β1/Smad信号通路过度激活，其中高运动量组（H1）在蛋白表达抑制方面更显著，低运动量组（H2）则体现时间效率优势。

　　

Jiabao. Zhang|Kaiyin. Cui|Huiting. Wei|Hao. Su

北京体育大学研究生院，中国北京

摘要

目的

研究24周不同强度的高强度间歇训练（HIIT）对自然衰老大鼠肾脏纤维化的影响，并基于TGF-β1/Smad信号通路阐明其潜在机制。

方法

40只12个月大的雄性Wistar大鼠被随机分为基线对照组（组B，n=10）、自然衰老对照组（组C，n=10）、高强度HIIT组（组H1，25分钟/次，n=10）和低强度HIIT组（组H2，15分钟/次，n=10）。实验开始时处死组B。组C在24周内不进行运动。组H1和组H2每周进行3天的跑步机训练。每4周进行一次训练强度调整的递增测试。每4周监测一次体重、血液和尿液指标。使用ELISA检测各组的24小时尿蛋白、血清肌酐和肌酐清除率。每8周使用DEXA监测身体成分。干预结束后收集肾脏组织。通过HE染色和Masson染色观察病理形态和纤维化程度。使用qPCR和Western blot检测肾脏中TGF-β1、Smad2、Smad3和p-Smad2/3的基因和蛋白质表达。

结果

与组C相比，两个HIIT组均有效抑制了与年龄相关的体脂百分比增加和瘦体重减少（P<0.05），显著降低了24小时尿蛋白水平，保持了稳定的血清肌酐水平，并提高了肌酐清除率（P<0.05）。组织学结果显示，两个HIIT组的肾脏病理损伤均有所减轻，胶原体积分数（CVF）显著低于组C（P<0.01）。分子机制研究表明，组C中TGF-β1/Smad通路关键分子的表达显著高于组B（P<0.05）。相反，HIIT干预显著抑制了该通路的激活，其中组H1在降低TGF-β1、Smad2/3和p-Smad2/3的蛋白质表达方面表现出更全面的效果。

结论

24周的HIIT干预可以有效延缓自然衰老大鼠肾功能的下降和肾脏纤维化的进展。其保护作用可能与抑制TGF-β1/Smad信号通路的过度激活有关。高强度HIIT（组H1）对促纤维化通路的抑制作用更为显著，而低强度HIIT（组H2）则是一种时间效率较高的策略，在表型水平上提供了显著的保护作用。