目的は、低圧低酸素環境および過負荷運動の二重ストレスを模擬し、マウス心臓損傷モデルを確立して検証することにある。方法は、24匹の雄性C57BL/6Jマウスを無作為に4群（n=6）に分けた：常圧常酸素対照群（N）、常圧常酸素運動群（N+E）、低圧低酸素対照群（H）、低圧低酸素運動群（H+E）。H+E群はモデル構築群として、低圧低酸素と過負荷運動の二重介入を受けた。N群とH群を除く他のマウスは、それぞれの環境下で漸進的過負荷ランニングマシン運動を実施した。運動前後のマウスの血圧および体重の変化をモニターし、心臓超音波検査で心機能を評価した。実験終了後、心臓を分離し、計量し、心重量指数（HW/BW）を算出した。HE染色および麦胚凝集素（WGA）染色により心臓組織の病理変化および心筋細胞の断面積を観察した。透過型電子顕微鏡にて心筋超微細構造を検査した。酵素結合免疫吸着法（ELISA）で血清中の心筋損傷マーカーであるクレアチンキナーゼ同工酵素（CK-MB）および心筋トロポニンI（cTnI）を測定した。結果は、N群、H群およびN+E群と比較して、H+E群のHW/BW、収縮期血圧（SBP）、拡張期血圧（DBP）が有意に上昇した（P<0.05）。心臓超音波検査で、H+E群は駆出率（EF）、短軸短縮率（FS）、E/A比がN群、H群およびN+E群より著しく低下した（P<0.05）。病理学的検査においてN群とH群には明らかな異常が認められなかったが、N+E群は心筋細胞壊死、線維断裂、コラーゲン崩壊および線維化が観察され、H+E群はN+E群より損傷が重篤であった。WGA染色結果は、N群およびH群と比較して、N+E群の心筋細胞断面積増大およびH+E群のより顕著な増大（P<0.05）を示した。透過型電子顕微鏡では、N+E群において筋原線維の配列異常、溶解断裂、ミトコンドリア腫脹、クリスタの不鮮明化および溶解が認められ、H+E群では異常ミトコンドリアの割合が有意に上昇し、N群およびH群には異常がなかった。血清学的検査は、N群およびH群と比較し、N+E群およびH+E群でCK-MBおよびcTnI値が有意に上昇し、H+E群で最も高かった（P<0.05）。結論として、低圧低酸素環境下における過負荷運動により引き起こされるマウス心臓損傷モデルを成功裏に確立した。低圧低酸素と過負荷運動は心臓損傷に協調的作用を有し、本モデルは低圧低酸素下の過負荷運動による二重の病理学的ストレスを有効に模擬している。

低圧低酸素;運動;心臓損傷;マウス;ストレス