| 摘要: | 男性在老化過程中，體內各種荷爾蒙分泌量會逐漸減少，包括雄性素。研究顯示在年老男性體內睪固酮的含量較低，常與冠狀心血管疾病及心肌梗塞的發生有著密切關聯。因此本研究想探討缺乏睪固酮的大鼠中能否藉由運動與補充睪固酮的方式來調控心肌細胞的肥大及凋亡？實驗方法：將7-8周齡的Wistar雄性大鼠，分成進行假手術的控制組（C）及睪丸切除一個月後又分成三組，包括有睪丸切除的控制組（CO）、每日以游泳為運動訓練三小時的睪丸切除組（EO），及運動後30分鐘皮下注射每公斤體重0.2 mg睪固酮(Testosterone) 的睪丸切除組（ETO）。經2週後，待老鼠兩天休息後犧牲，取得心臟並利用心臟切片染色及Western Blotting等實驗進行分析。首先，H&E 染色的心臟切片結果發現，運動訓練與睪固酮補充會降低睪丸切除所誘導的心肌細胞傷害的情形，也可降低被睪丸切除所誘導的心臟肥大指標蛋白BNP的降低，另外在誘導肥大的IL6-MEK5-ERK5訊息路徑也看到相同的結果。此外還發現睪丸切除是透過Death receptor及Mitochondria 這兩條路徑中活化下游Caspase 蛋白的表現來造成心肌細胞凋亡，運動訓練與睪固酮補充也會降低這路徑的蛋白，同時對於MAPK pathway中的p38α及p38β對心肌細胞凋亡與存活亦有相同的影響。因此本研究證實適量的運動訓練及睪固酮有防止心肌細胞的肥大與凋亡，進而達到保護心臟的作用。實驗方法：將42隻雄性大白鼠品系(150g-200g)，隨機分為六組，並且運動訓練以游泳進行訓練，於每日固定時間實施，運動訓練組每日訓練三小時為期2週。睪固酮(Testosterone, T) 在運動後30分鐘以皮下注射方式（0.2mg/ kg），其餘組別以sesame oil注射。其中三組以手術切除睪丸（orch組），另外三組則進行假手術（sham組）。六組分別為：(1) Sham+Sesame oil（SS）、(2) Sham+exercise（SE）、(3) Sham+exercise+ testosterone（ST）、(4) Orch+sesame oil （OS）、(5) Orch+exercise（OE）、(6) Orch + exercise + testosterone（OT）。訓練2週後，待老鼠兩天休息後犧牲，取得心臟進行分析。實驗結果發現：(1)對心臟而言,體內睪固酮的含量不宜過高或過低；過多或過低的睪固酮會透過TNF-a 、 Fas 、 FADD等凋亡相關蛋白的表現對心肌細胞造成凋亡之影響。(2)過低的睪固酮所造成TNF-a、Fas ligand 、 Fas 、 FADD等凋亡相關蛋白的表現量上升，可因運動以及補充睪固酮進而抑制這些凋亡蛋白的表現，達到保護心肌(臟)之效果。(3) 體內過多或過低的睪固酮會活化Caspase3/8,而造成心肌細胞的凋亡。(4) 體內過低睪固酮所增加的活化態Caspase 3/8蛋白，在經由運動和補充睪固酮可以抑制Caspase 3/8的活化。(5)運動訓練、睪丸切除、補充睪固酮等處理皆不影響心肌細胞存活蛋白p-Akt、p-ERK的表現量而是透過調控凋亡蛋白－TNF-a 、Fas ligand 、 Fas 、 FADD、活化態Caspase 3/8，進而調節/影響心肌(臟)細胞的生理功能。結論：適量的運動訓練有助於心臟的功能，防止心肌細胞凋亡；而體內睪固酮過多或過少皆有副作用，將會誘發心肌細胞凋亡，唯有適量的睪固酮才有助於防止心肌(臟)衰竭、病變，達到心肌保護的作用。
Background. Aging in men is associated with a progressive decline in the production of several hormones, including androgen. Coronary disease and myocardial infarction often appear in aging men at low levels of testosterone. Objective. To determine the effects of testosterone replacement with exercise training on cardiac hypertrophy and apoptosis. Methods. In this study, twenty-eight male Wistar rats at 7-8 weeks of age randomly were divided into sham-operated control group (C), bilateral orchiectomized group (CO), and CO group with exercise group (EO) and exercise group treated with testosterone (ETO). Rats in exercise group were exercised in 3h/day, 5day/week swimming model and some of them were injected testosterone injections(0.2mg/kg/day) for 2 weeks. The execised hearts were measured by histopathological analysis, western blotting. Results. Exercise training and testosterone spp. decreased CO-induced cardiac abnormalities including abnormal myocardial architecture, enlarged interstitial spaces. Exercise training and testosterone spp. decreased CO-induced BNP, IL6, MEK5 and ERK5, but no significant differences in EO group. Exercise training and testosterone spp. decreased CO-induced TNF, activated caspase 8, tBid, Fas, FADD, Bad, Bak, caspase 9, caspase 3 and p38α. Another exercise training and testosterone spp. increased pBad and p38β. Conclusions. Exercise training and testosterone spp. suppressed orchiectomy-induced cardiac Death receptor-dependent and mitochondria- dependent apoptotic pathway. The findings may provide possible therapeutic approach for potentially treating or preventing cardiac abnormalities in testosterone deficiency men. |
