跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(216.73.216.81) 您好!臺灣時間:2025/10/06 00:49
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:蔡幸樺
研究生(外文):Hsing Hua Tsai
論文名稱:有氧間隔式與中度持續性運動訓練對於循環前驅細胞數量及功能的影響
論文名稱(外文):Effects of Aerobic Interval and Moderate Continuous Exercise Training on Number and Function of Circulating Progenitor Cells
指導教授:王鐘賢王鐘賢引用關係
指導教授(外文):J. S. Wang
學位類別:碩士
校院名稱:長庚大學
系所名稱:物理治療學系
學門:醫藥衛生學門
學類:復健醫學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
論文頁數:78
中文關鍵詞:有氧間隔式運動訓練心肺適能幹細胞循環血管新生細胞循環前驅細胞內皮細胞血管新生
外文關鍵詞:high intensity aerobic interval trainingcardiopulmonary fitnessstem cellscirculating angiogenesis cellscirculating progenitor cellsendothelial cellsangiogensis
相關次數:
  • 被引用被引用:1
  • 點閱點閱:284
  • 評分評分:
  • 下載下載:29
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
背景與目的:源自骨髓的循環前驅細胞具有修復血管內皮損傷與血管新生的能力。雖然許多研究已證實,運動可提升週邊血液循環中循環前驅細胞的數量,但不同的運動模式對循環前驅細胞的影響仍未知。高強度有氧間隔式運動訓練已經被證明比等熱量的中低強度運動訓練對心血管功能和有氧代謝能力有更深的影響。本研究設計是想了解高強度有氧間隔式運動訓練如何影響循環前驅細胞,並與中強度持續性運動訓練比較對於缺血性低氧以及缺氧性低氧的適應能力,在細胞數量與功能上的變化。方法:收取32位無規律運動(一年內每週運動少於一次、每次運動少於20分鐘)的大學男性,隨機分配到1)有氧間隔式運動組:以最大攝氧量的40% 3分鐘和最大攝氧量的80% 3分鐘交替為一回合訓練,共進行5個回合。每天利用直立式腳踏車進行訓練30分鐘,一周5天,為期5周;2)中度持續性運動組:以最大攝氧量的60%持續訓練30分鐘。每天利用直立式腳踏車進行訓練30分鐘,一周5天,為期5周。運動訓練前後分別進行一次急性低氧運動測試(12%氧氣濃度,模擬海拔4500m之高山,以最大攝氧量60%做為運動強度,進行30分鐘腳踏車運動。)在急性低氧運動測試前後抽取週邊靜脈血液,使用流式細胞儀分析CD34+幹細胞、CD34+/KDR+循環血管新生細胞、CD34+/KDR+/CD117+造血幹細胞、CD34+/KDR+/ CD133+內皮前驅細胞、CD34+/KDR+/CD31+循環內皮細胞以及凋亡的循環血管新生細胞數量。再藉細胞培養方式,以顯微鏡及流式細胞儀觀察循環前驅細胞增生的能力。結果:無論是有氧間隔式運動或中度持續性運動訓練皆可提升心肺適能與體能表現。血液分析方面得知:首次急性低氧測試可提升血液中幹細胞、循環血管新生細胞、內皮前驅細胞數量。經五週訓練後,有氧間隔式運動訓練以幹細胞、循環血管新生細胞、內皮前驅細胞、循環內皮細胞增加為主。而中度持續性運動訓練則增加較多循環血管新生細胞。有氧間隔式運動訓練後,對於二次急性低氧測試,循環血管新生細胞抗凋亡的能力提升。結論:有氧間隔式運動訓練能加速幹細胞分化成較具血管新生功能的內皮前驅細胞並進入周邊血液循環中,並在經過低氧刺激後減少其凋亡的數量。臨床應用與未來研究方向:本實驗首次釐清有氧間隔式運動和中度持續性運動訓練對於循環前驅細胞重新分佈的影響。有關循環前驅細胞藉由物理方式刺激釋出後,在人體中分化、增生以及促進血管新生的能力,未來還需要更進一步的研究證實。希望運動治療能對內皮功能障礙的病患提供安全有效的治療策略。
Background and Purpose: Bone marrow-derived, circulating progenitor cells (CPCs) is contributing to the maintenance of endothelial function by mechanisms that endothelial repair to postnatal angiogenesis and vasculogenesis. Although exercise has been suggested that can upregulate CPCs number in blood, the effect of different mode of exercise on CPCs subsets remains unclear. High intensity aerobic interval training (AIT) has been shown to have a more profound influence on cardiovascular function and aerobic capacity than isocaloric moderate intensity continue training (MCT). The aim of this study was to investigate how AIT influences the mobilization of CPCs subsets into peripheral blood compartment. A second objective was to compare MCT with AIT that the adaptation of ischemic and hypoxic hypoxia changing in cell number and function. Methods: Thirty-two sedentary healthy men were participating in the study, which were randomly distributed to AIT exercise group (reciprocal 40%, 80%VO2max on a bicycle ergometer for 30min per day, 5 days per week, total 25 times) or MCT exercise group (60%VO2max). Acute severity hypoxia exercise testing was performed at pre and post chronic exercise training (60% VO2 max exercise intensity for 40 min under 12%O2 in air). At rest and immediately after severity hypoxia exercise, total of stem cells (SCs, CD34+ cells), circulating angiogenesis cells (CACs, CD34+/KDR+ cells), hematopoietic stem cells (HSCs, CD34+/KDR+/CD117+ cells), endothelial progenitor cells (EPCs, CD34+/KDR+/CD133+ cells), circulation endothelial cells (CECs, CD34+/KDR+/CD31+ cells), and the apoptosic cells number of CACs (CD34+/KDR+/phosphotidylserine exposed cells) were measured by three-color flow cytometry. Subsequently, we measured the ability of CPCs and subtypes cell proliferation by cell culture. Result:Exercise training improved cardiopulmonary fitness in AIT and MCT group. In blood analysis, acute hypoxia exercise testing could improve CACs and EPCs in first time. After five weeks training, AIT group increased the number of SCs, CACs and EPCs in peripheral blood compartment and MCT group significantly increased the number of CACs in the blood. Conclusion:Aerobic interval training markedly induced SCs differentiation to the functional CPCs into peripheral blood. Clinic Application and Future Research :This study clarify the relationships between AIT and MCT modulated redistribution of CPCs. In future, require more research relevant to CPCs differentiation and proliferation capacity and improve angiogenesis ability in vivo by physical therapy method. We expect to provide a safe and effective strategy of exercise therapy for patients with endothelial dysfunction.
指導教授推薦書
口試委員會審定書
國家圖書館 博碩士論文電子檔案上網授權書 ... iii
長庚大學博碩士論文著作授權書... iv
致謝 ... v
摘要 ... vii
Abstract ... ix
目錄 ... xi
第一章 緒論 ... -1-
一、研究背景 ... -1-
1.1 心血管疾病 ... -1-
1.2 血管內皮前驅細胞 ... -1-
1.3 幹細胞療法 ... -2-
1.4 非侵入式治療 ... -3-
二、研究動機與目的 ... -4-
第二章 文獻回顧 ... -6-
一、心血管患者的新希望 ... -6-
二、循環前驅細胞來自骨髓幹細胞 ... -6-
三、血管內皮生長因子接受器-2 為與血管新生有關之細胞標記 ... -6-
四、造血幹細胞的判定須靠多重細胞面標記輔以細胞培養觀察 ... -7-
五、內皮前驅細胞、循環中的內皮細胞 ... -7-
六、五種與內皮前驅細胞有關的重要激素 ... -9-
6.1 低氧誘發因子(HIF-1α) ... -9-
6.2 血管內皮生長因子(VEGF) ... -9-
6.3 基質細胞衍生因子(SDF-1) ... -10-
6.4 基質金屬蛋白酶(MMP-9) ... -10-
6.5 一氧化氮(NO) ... -10-
七、細胞培養內皮細胞 ... -11-
八、影響內皮前驅細胞數量與功能的因素 ... -11-
九、低氧對生理的影響 ... -12-
十、運動對生理的影響 ... -15-
十一、運動時局部肌肉組織氧氣力利用增加,使血液再分佈 ... -15-
十二、運動時心血管的調節 ... -15-
十三、運動時呼吸系統的調節 ... -16-
十四、運動對於循環前驅細胞的效果 ... -16-
十五、有氧間隔式運動訓練(Aerobic interval training) ... -18-
第三章 材料與方法 ... -19-
3.1 受試者 ... -19-
3.2 運動測試 ... -19-
3.2.1 最大運動測試 ... -19-
3.2.2 急性低氧運動測試 ... -21-
3.2.3 停止運動條件 ... -22-
3.3 肢段缺血再灌流測試 ... -22-
3.4 血液實驗 ... -23-
3.4.1 淋巴球萃取 ... -23-
3.4.2 CD34+幹細胞定量 ... -24-
3.4.3 CD34+/KDR+循環血管新生細胞定量 ... -24-
3.4.4 CD34+/KDR+/CD117+造血幹細胞定量 ... -25-
3.4.5 CD34+/KDR+/CD133+內皮前驅細胞定量 ... -26-
3.4.6 CD34+/KDR+/CD31+循環內皮細胞定量 ... -27-
3.4.7 循環血管新生細胞凋亡定量(CD34+/KDR+/PS+) ... -27-
3.5 體外細胞培養實驗 ... -28-
3.5.1 淋巴球萃取 ... -28-
3.5.2 細胞培養第 0 天 ... -29-
3.5.3 細胞培養第 3 天 ... -30-
3.5.4 細胞培養第 5 天 ... -30-
3.6 實驗設計 ... -35-
3.7 資料處理與分析 ... -37-
第四章 實驗結果 ... -38-
4.1 經五週有氧間隔式運動訓練或中度持續性運動訓練後,肺部通氣量與換氣效益的變化 ... -38-
4.2 有氧間隔式運動訓練和中度持續性運動訓練對心臟的影響 ... -39-
4.3 有氧間隔式運動訓練或中度持續性運動訓練對大腦血流的影響 ... -40-
4.4 有氧間隔式運動訓練可提升骨骼肌氧氣利用的效益 ... -40-
4.5 有氧間隔式運動訓練和中度持續性運動訓練後,整個體能表現與心肺適能的變化 ... -40-
4.6 有氧間隔式運動訓練和中度持續性運動訓練對於上下肢動脈血流的影響 ... -41-
4.7 有氧間隔式運動訓練可刺激 CD34+骨髓幹細胞釋出 ... -42-
4.8 有氧間隔式運動訓練和中度持續性運動訓練可提升 CD34+/KDR+循環血管新生細胞數量 ... -42-
4.9 急性低氧測試可使 CD34+/KDR+/CD117+造血幹細胞數量增加 ... -43-
4.10 有氧間隔式運動訓練可提升 CD34+/KDR+/CD133+內皮前驅細胞數量 ... -43-
4.11 有氧間隔式運動訓練可提升血液 CD34+/KDR+/CD31+循環內皮細胞數量 ... -43-
4.12 有氧間隔式運動訓練可提升與血管新生相關細胞抗凋亡的能力 ... -44-
4.13 有氧間隔式運動訓練和中度持續性運動訓練對於內皮前驅細胞培養後增生速率的影響 ... -44-
第五章 討論 ... -45-
5.1 運動對心血管疾病的重要性 ... -45-
5.2 有氧間隔式與中度持續性運動訓練對增進心肺適能的影響 ... -46-
5.3 運動可使循環前驅細胞更具方向性 ... -46-
5.4 觀察有氧間隔式和中度持續性運動訓練對於循環前驅細胞的變化 ... -46-
第六章 結論 ... -49-
圖表 ... -50-
圖一 有氧間隔式運動訓練組和中度持續性運動訓練組訓練模式 ... -50-
圖二 實驗流程圖 ... -51-
圖三 99 年台灣十大死因人數圖 ... -52-
圖四 有氧間隔式運動訓練組和中度持續性運動訓練組訓練前後循環系統變化 ... -53-
圖五 有氧間隔式運動訓練組和中度持續性運動訓練組訓練前後大腦血流氧氣利用情形 ... -54-
圖六 有氧間隔式運動訓練組和中度持續性運動訓練組訓練前後肌肉血流氧氣利用情形 ... -55-
圖七 有氧間隔式運動訓練組和中度持續性運動訓練組運動訓練前後在基礎動脈血流的變化 ... -56-
圖八 有氧間隔式運動訓練組和中度持續性運動訓練組運動訓練前後在缺血再灌流動脈血流的變化 ... -57-
圖九 有氧間隔式運動訓練組和中度持續性運動訓練組運動訓練前後肌肉攝氧量的變化 ... -58-
圖十 有氧間隔式運動訓練組和中度持續性運動訓練組運動訓練前後動脈再充氧的變化 ... -59-
圖十一 有氧間隔式運動訓練組和中度持續性運動訓練組運動訓練前後 CD34+幹細胞的數量 ... -60-
圖十二 有氧間隔式運動訓練組和中度持續性運動訓練組運動訓練前後 CD34+/KDR+循環血管新生細胞的量
... -61-
圖十三 有氧間隔式運動訓練組和中度持續性運動訓練組運動訓練前後 CD34+/KDR+/CD117+造血幹細胞的數量
... -62-
圖十四 有氧間隔式運動訓練組和中度持續性運動訓練組運動訓練前後 CD34+/KDR+/CD133+內皮前驅細胞的數量
... -63-
圖十五 有氧間隔式運動訓練組和中度持續性運動訓練組運動訓練前後 CD34+/KDR+/CD31+循環內皮細胞的數量
... -64-
圖十六 有氧間隔式運動訓練組和中度持續性運動訓練組運動訓練前後與血管新生相關細胞凋亡(CD34+/KDR+/PS+)
的數量 ... -65-
表一 從骨髓幹細胞到成熟內皮細胞表面抗原標記演化表 ... -66-
表二 受試者基本資料 ... -67-
表三 有氧間隔式運動訓練組和中度持續性運動訓練組運動訓練前後心臟功能的變化 ... -68-
參考文獻 ... -69-
附錄 ... -74-
附錄一 受試者參與實驗同意書 ... -74-
附錄二 身體狀況與活動情形調查表 ... -78-
1. Asahara T, Murohara T, Sullivan A, Silver M, van der Zee R, Li , Witzenbichler B,
Schatteman G, Isner JM. Isolation of Putative Progenitor Endothelial Cells for Angiogenesis. Science, 275(5302):964-7, Feb 1997.
2. Andreou I, Tousoulis D, Tentolouris C, Antoniades C, Stefanadis C. Potential role of endothelial progenitor cells in the pathophysiology of heart failure: clinical impli cations and perspectives. Atherosclerosis,189(2):247-54, Dec 2006
3. Amaral SL, Papanek PE, Greene AS. Angiotensin II and VEGF are involved in angiogenesis induced by short-term exercise training. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 281(3):H1163 -9, Sep 2001.
4. Case J, Ingram DA, Haneline LS. Oxidative stress impairs endothelial progenitor cell function. Antioxid Redox Signal, 10(11):1895-907, Nov 2008.
5. Dvorak HF, Detmar M, Claffey KP, Nagy JA, van de Water L, Senger DR. Vascular permeability factor/vascular endothelial growth factor: an important mediator of angiogenesis in malignancy and inflammation. Int Arch Allergy Immunol, 107(1-3):233-5. Review, May-Jun 1995.
6. Dvorak HF, Nagy JA, Dvorak AM Structure of solid tumors and their vasculature: implications for therapy with monoclonal antibodies, Cancer Cells, 3(3):77-85. Review, Mar 1991.
7. Grundmann S, Piek JJ, Pasterkamp G, Hoefer IE. Arteriogenesis:basic mechanisms and therapeutic stimulation. Eur J Clin Invest. 37(10):755-66. Review, Oct 2007.
8. Hamed S, Brenner B, Roguin A. Nitric oxide: a key factor behind the dysfunctionality of endothelial progenitor cells in diabetes mellitus type-2.Cardiovasc Res. 91(1):9-15. Review, Jul 2011.
9. Hristov M, Erl W, Weber PC. Endothelial progenitor cells: mobilization, differentiation, and homing. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 23(7):1185-9,Jul 2003.
10. Hristov M, Erl W, Weber PC Endothelial progenitor cells: isolation and characterization. Trends Cardiovasc Med. 13(5):201-6. Review. Jul 2003.
11. Hambrecht R, Adams V, Erbs S, Linke A, Kränkel N, Shu Y, Baither Y, Gielen S, Thiele H, Gummert JF, Mohr FW, Schuler G. Regular physical activity improves endothelial function in patients with coronary artery disease by increasing phosphorylation of endothelial nitric oxide synthase. Circulation. 107(25):3152-8. Jul 2003.
12. Hattori K, Heissig B, Rafii S. The regulation of hematopoietic stem cell and progenitor mobilization by chemokine SDF-1. Leuk Lymphoma. 44(4):575-82. Apr 2003
13. Krenning G, van Luyn MJ, Harmsen MC. Endothelial progenitor cell-based neovascularization: implications for therapy. Trends Mol Med. 15(4):180-9, Apr 2009.
14. Krenning G, Moonen JR, Harmsen MC. Pleiotropism of adiponectin: inflammation, neovascularization, and fibrosis. Circ Res. 104(9): 1058-65, May 2009.
15. Laufs U, Urhausen A, Werner N, Scharhag J, Heitz A, Kissner G, Böhm M, Kindermann W, Nickenig G. Running exercise of different duration and intensity: effect on endothelial progenitor cells in healthy subjects. Eur J Cardiovasc Prev Rehabil. 12(4):407-14. Aug
2005
16. Madeddu P, Emanueli C, Pelosi E, Salis MB, Cerio AM, Bonanno G, Patti M, Stassi G, Condorelli G, Peschle C. Transplantation of low dose CD34+KDR+ cells promotes vascular and muscular regeneration in ischemic limbs. FASEB J. 18(14):1737-9. Nov 2004
17. Maisel AS, Knowlton KU, Fowler P, Rearden A, Ziegler MG, Motulsky HJ, Insel PA, Michel MC. Adrenergic control of circulating lymphocyte subpopulations. Effects of congestive heart failure, dynamic exercise, and terbutaline treatment. J Clin Invest. 85(2): 462-7. Feb 1990
18. Meyer GP, Wollert KC, Lotz J, Steffens J, Lippolt P, Fichtner S, Hecker H, Schaefer A, Arseniev L, Hertenstein B, Ganser A, Drexler H. Intracoronary bone marrow cell transfer after myocardial infarction: eighteen months' follow-up data from the
randomized, controlled BOOST (BOne marrOw transfer to enhance ST-elevation infarct regeneration) trial. Circulation. 113(10):1287-94, Mar 2006
19. Moholdt TT, Amundsen BH, Rustad LA, Wahba A, Løvø KT, Gullikstad LR, Bye A, Skogvoll E, Wisløff U, Slørdahl SA. Aerobic interval training versus continuous moderate exercise after coronary artery bypass surgery: a randomized study of cardiovascular effects and quality of life. Am Heart J. 158(6):1031-7. Dec 2009.
20. Niebauer J and Cooke JP. Cardiovascular effects of exercise: role of endothelial shear stress. J Am Coll Cardiol. 28(7):1652-60, Dec1996
21. Obi S, Masuda H, Shizuno T, Sato A, Yamamoto K, Ando J, Abe Y, Asahara T. Fluid Shear Stress Induces Differentiation of Circulating Phenotype Endothelial Progenitor Cells. Am J Physiol Cell Physiol. Jun 2012.
22. Pearson JD. Endothelial progenitor cells - hype or hope? J Thromb Haemost. 7(2):255-62. Feb 2009
23. Prior BM, Yang HT, Terjung RL. What makes vessels grow with exercise training? J Appl Physiol. 97(3):1119-28. Sep 2004.
24. Sarto P, Balducci E, Balconi G, Fiordaliso F, Merlo L, Tuzzato G, Pappagallo GL, Frigato N, Zanocco A, Forestieri C, Azzarello G, Mazzucco A, Valenti MT, Alborino F, Noventa D, Vinante O, Pascotto P, Sartore S, Dejana E, Latini R. Effects of Exercise
Training on Endothelial Progenitor Cells in Patients With Chronic Heart Failure. J Card Fail. 13(9):701-8, Nov 2007.
25. Siddique A, Shantsila E, Lip GY, Varma C. Endothelial progenitor cells: what use for the cardiologist? J Angiogenes Res. 2:6. Feb 2010.
26. Steiner S, Niessner A, Ziegler S, Richter B, Seidinger D, Pleiner J, Penka M, Wolzt M, Huber K, Wojta J, Minar E, Kopp CW. Endurance training increases the number of endothelial progenitor cells in patients with cardiovascular risk and coronary artery disease. Atherosclerosis. 181(2):305-10, Aug 2005.
27. Shiojima I, Komuro I. Cardiac developmental biology: from flies to humans. Jpn J Physiol. 55(5):245-54, Oct 2005.
28. Urbich C, Dimmeler S Endothelial progenitor cells functional characterization. Trends Cardiovasc Med. 14(8):318-22, Nov 2004.
29. Van Craenenbroeck EM, Hoymans VY, Beckers PJ, Possemiers NM, Wuyts K, Paelinck BP, Vrints CJ, Conraads VM. Exercise training improves function of circulating angiogenic cells in patients with chronic heart failure. Basic Res Cardiol. 105(5):665-76, Sep 2010.
連結至畢業學校之論文網頁點我開啟連結
註: 此連結為研究生畢業學校所提供,不一定有電子全文可供下載,若連結有誤,請點選上方之〝勘誤回報〞功能,我們會盡快修正,謝謝!
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
無相關期刊