本研究旨在评估妊娠期间对自发性高血压大鼠进行有氧运动是否能够降低其子代对缺血/再灌注损伤的易感性。为实现该目标，对子代动物应用手术模型和生理学评估方法。
研究文章
母体有氧运动对高血压大鼠子代心肌和脑缺血/再灌注损伤的影响
* These authors contributed equally
本文内容
摘要
摘要
高血压介导的器官损伤（HMOD）会影响心脏和大脑等重要器官，导致不良后果，对人类健康构成严重威胁。母体运动可通过改善子宫内环境，促进胎儿的生长发育，从而降低疾病风险，提高子代健康水平。本研究旨在探讨妊娠期间母体运动是否能够降低子代心脏和大脑对与高血压相关的缺血/再灌注（I/R）损伤的易感性，以评估母体运动作为生命早期干预措施的保护潜力。将妊娠期正常血压的Wistar-Kyoto（WKY）大鼠和自发性高血压大鼠（SHR）随机分为久坐组（p-WKY-SED、p-SHR-SED）或运动组（p-WKY-EX、p-SHR-EX），分组贯穿整个妊娠期。建立妊娠期母体游泳运动模型。选取3月龄（3M）子代作为研究对象。在此期间监测血压，并进行心肌缺血/再灌注损伤（MI/RI）和大脑中动脉闭塞（MCAO）手术，以诱导缺血/再灌注（I/R）损伤。 妊娠期间母体运动显著减少了高血压大鼠雄性和雌性子代在MI/RI和MCAO后的梗死面积。在MI/RI模型中，雄性子代梗死面积减少60.9%，雌性子代减少55.9%。在MCAO模型中，雄性子代梗死面积减少31.0%，雌性子代减少35.9%。此外，母体运动改善了雄性子代心肌梗死后（MI）的心脏功能，并降低了其心脏和大脑对缺血性损伤的整体易感性。在妊娠期遗传性高血压背景下，母体有氧运动已被证明可通过减少心脏和大脑的I/R 损伤，对成年子代产生显著的保护作用。这些发现凸显 了母体运动作为一种有效的非药物性生命早期干预策略，在降低HMOD易感性方面的潜力。
引言
心血管疾病（CVD）的全球发病率和死亡率持续上升，作为CVD关键危险因素的高血压，其全球患病率也呈稳步上升趋势1。由高血压介导的器官损伤（HMOD）常累及心脏和脑，导致 左心室肥厚、心肌梗死和脑卒中2。这些并发症的发生机制包括血管重塑、内皮功能障碍以及器官灌注受损。
1986年，Barker 等引入了 "健康与疾病的发育起源" 健康与疾病发育起源（DOHaD）理论3，将宫内环境与子代成年后患慢性疾病的风险联系起来。在母体高血压的情况下，胎儿常暴露于缺血和缺氧环境中4，这会损害正常的心脏发育，并使子代在成年后易患早发性高血压、心血管疾病和代谢功能障碍5运动作为一种关键的非药物干预手段，正受到越来越多的关注。妊娠期间母体运动对子代的有益影响包括改善胎盘血流6，增强的自主神经调节7，提高胰岛素敏感性8以及更佳的葡萄糖稳态9与药物或饮食干预相比，孕期运动具有非侵入性、适用范围广、对母体和胎儿风险极低的优势。在多种运动....
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方案
所有实验程序均经北京体育大学动物伦理委员会批准（批准号：2022034A）。大鼠饲养于北京体育大学实验动物中心，环境条件受控（温度：22–24 °C；湿度：45%–55%；12小时光照/黑暗循环）。用于繁殖的11周龄雌性及12周龄雄性自发性高血压大鼠（SHR）和同龄的正常血压Wistar-Kyoto（WKY）大鼠均购自北京维通利华实验动物技术有限公司（许可证号：SYXK[北京]2021-0053）。本研究所用试剂与设备详见材料表。
1. 实验动物与分组
妊娠大鼠饲喂标准啮齿类繁殖饲料，并可自由饮水。所有大鼠均自然分娩，其子代断奶后给予标准啮齿类饲料。为进行交配，将同品系（WKY 或 SHR）的雌性和雄性大鼠以 1:1 的比例共同饲养。以发现阴道栓及阴道涂片中存在精子作为妊娠第 1 天（GD1）的标志。确认妊娠后，将大鼠随机分为四组：正常血压静息组（p-WKY-SED）、正常血压运动组（p-WKY-EX）、高血压静息组（p-SHR-SED）和高血压运动组（p-SHR-EX）。实验分析在妊娠第 21 天（GD21）的大鼠、胚胎第 21 天（ED21）的胎鼠以及每组 3 月龄的雄性和雌性子代中进行。
2. 母体有氧运动方案
交配前，雌性大鼠在饲养设施中适应环境一周，随后进行为期5天的水环境适....
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结果
妊娠期间母体运动可改善高血压大鼠的胎儿体重，并降低雄性子代的血压
为研究母体运动对子代发育结局的影响，评估了胎儿期和成年期子代的各项参数。在胚胎发育第21天（ED21），四组之间的胎儿体长未观察到显著差异（图1B）。然而，与p-WKY-SED组相比，p-SHR-SED组的胎儿体重显著降低。妊娠期间的母体运动有效逆转了这一效应，p-SHR-EX组的雄性和雌性胎儿体重均显著高于p-SHR-SED组对应个体（图1C）。
在3个月时，p-SHR-SED组的体重仍显著低于p-WKY-SED组（图1D）。在此阶段，p-SHR-SED后代的收缩压（SBP）、舒张压（DBP）和平均动脉压（MAP）也均显著高于p-WKY-SED组，证实其具有高血压表型。观察到明显的性别特异性差异，在同一组内，3个月大的雄性后代体重和血压均显著高于雌性.......
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讨论
本研究提供了 强有力的证据表明，妊娠期间进行运动的高血压大鼠，其成年后代的心脏和脑组织在缺血性损伤中获得了显著保护作用，且保护程度存在性别差异。本研究发现，母体运动可减少雄性和雌性后代的心肌和脑梗死体积。然而，血压改善及缺血后心脏功能的提升仅在雄性后代中观察到，反映出发育可塑性、性激素与心血管病理生理之间复杂的相互关系。这些发现支持并拓展了健康与疾病发育起源（DOHaD）理论，证明运动干预可同时增强两个主要靶器官对损伤的抵抗能力。
本研究的一个关键发现是母体运动对后代的影响存在性别差异。血压调节和心脏功能的改善仅在雄性后代中观察到。在自发性高血压大鼠（SHR）模型中，雄性大鼠表现出更严重的高血压，这主要归因于雄激素驱动的肾素-血管紧张素系统（RAS）激活11先前的研究表明，母体运动可下调雄性子代中血管紧张素II 1型受体（AT1R）的表达水平 通过 DNA 超甲基化12相比之下，雌性子代在血压和心脏功能方面未表现出显著改善。这可能反映了 "天花板效应&.......
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致谢
本工作由国家自然科学基金（32200941 和 32371183）以及高等学校科学研究基金（2025KYPT03）资助。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 10% 中性缓冲福尔马林 | Sigma-Aldrich | R04586 | TTC |
| 2,3,5-三苯基氯化四氮唑 | Sigma-Aldrich | T8877 | TTC |
| 75% 乙醇 | 山东华鲁制药有限公司 | N/A | 手术 |
| 生物电放大器 | AD Instruments | PowerLab | 心肌缺血/再灌注手术 |
| 脑组织切片模具 | 深圳瑞沃德生命科技有限公司 | 68716 | TTC |
| 圆形水桶（用于游泳） | Naliya | N/A | 大鼠游泳 |
| 恒温水浴锅 | 森信 | DK-S12 | TTC |
| 电热鼓风干燥箱 | 上海一恒科学仪器有限公司 | DHG-9620A | 手术 |
| 实验外科器械 | 深圳瑞沃德生命科技有限公司 | SP0001-G | 手术 |
| 脱毛膏 | Veet | N/A | 手术 |
| 吹风机 | 松下 | EH-WNE5H | 游泳后护理 |
| 心脏模具 | 深圳瑞沃德生命科技有限公司 | 68720 | TTC |
| 集成式小动物麻醉与呼吸系统 | Kent Scientific | Somnosuite | 手术 |
| 异氟烷 | 深圳瑞沃德生命科技有限公司 | R510-22-10 | 手术 |
| 激光散斑血流成像系统 | 深圳瑞沃德生命科技有限公司 | RFSLI ZW/RFLSI III | 大脑中动脉闭塞手术 |
| 交配笼 | 中科生命科学 | SS3 | 大鼠交配 |
| 大脑中动脉闭塞单丝缝合线 | 深圳瑞沃德生命科技有限公司 | MSRC42B200PK50 | 大脑中动脉闭塞手术 |
| 微型手持颅骨钻及钻头 | 深圳瑞沃德生命科技有限公司 | 78001/78063 | 大脑中动脉闭塞手术 |
| 无创尾套血压监测系统 | Kent Scientific | CODA Monitor | 血压监测 |
| 磷酸盐缓冲液 | 赛默飞世尔科技 | 10010023 | TTC |
| 生理功能实验系统 | 成都泰盟科技有限公司 | PL-3504 | 心肌缺血/再灌注手术 |
| 生理盐水溶液（0.9% NaCl） | 山东华鲁制药有限公司 | N/A | 手术 |
| 聚维酮碘 | 山东华鲁制药有限公司 | N/A | 手术 |
| 大鼠气管插管导管 | 中科生命科学 | 16G | 心肌缺血/再灌注手术 |
| 剃须刀片 | 吉列 | Q31/0115000301C004 | TTC |
| 啮齿类动物繁殖饲料 | 北京华阜康生物科技股份有限公司 | 1032 | 妊娠大鼠饲养 |
| 啮齿类动物维持饲料 | 北京华阜康生物科技股份有限公司 | 1022 | 子代饲养 |
| 扫描仪 | 爱普生 | 型号 V19II | TTC |
| 小动物心电图电极 | 宇燕仪器 | IX-BIO8 | 心肌缺血/再灌注手术 |
| 小动物超声成像系统 | Cona | SiliconWave | 心肌缺血/再灌注手术 |
| 标准立体定位仪 | 深圳瑞沃德生命科技有限公司 | 68002 | 大脑中动脉闭塞手术 |
| 无菌棉球 | 山东华鲁制药有限公司 | N/A | 手术 |
| 无菌纱布 | 库夫医疗仪器 | N/A | 手术 |
| 带缝线的缝合针 | 金恒 | 5-0 | 手术 |
| 结扎用带缝线的缝合针 | 宁波灵桥 | 3/8 圆，8-0 | 手术 |
| 小动物恒温加热垫 | 长沙迈越仪器有限公司 | M5200 | 手术 |
| 毛巾 | Grace | N/A | 游泳后护理 |
| 超声耦合凝胶 | 海斯海诺 | N/A | 心肌缺血/再灌注手术 |
| 立式高压灭菌器 | 厦门致微仪器有限公司 | FD50E | 手术 |
| 涡旋混合器 | Scientific Industries | Vortex-Genie 2 | TTC |
| 热水器 | 海尔 | EC6001-Q6S | 大鼠游泳 |
| 体重秤 | Electronlc Acale | JM.A10001 | 体重测量 |
| Wistar 大鼠 | 维通利华实验动物技术有限公司 | N/A | 实验 |
参考文献
- Zhou, B., Perel, P., Mensah, G. A., Ezzati, M. Global epidemiology, health burden and effective interventions for elevated blood pressure and hypertension. Nat Rev Cardiol. 18 (11), 785-802 (2021).
- Cohuet, G., Struijker-Boudier, H.
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