運(yùn)動預(yù)適應(yīng)與心肌細(xì)胞保護(hù)研究綜述

1、    運(yùn)動預(yù)適應(yīng)與心肌細(xì)胞保護(hù)研究綜述    孫慧珍+李盛村：g804.5 文獻(xiàn)標(biāo)識：a ：1009-9328（2017）01-021-02摘 要 運(yùn)動誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生內(nèi)源性保護(hù)機(jī)制，提高心肌細(xì)胞耐受缺血缺氧的能力。本文采用文獻(xiàn)綜述法，對運(yùn)動預(yù)適應(yīng)的心肌細(xì)胞保護(hù)效應(yīng)的研究進(jìn)展進(jìn)行分析總結(jié)，探討運(yùn)動預(yù)適應(yīng)的心肌細(xì)胞保護(hù)機(jī)制，為運(yùn)動實(shí)踐中保護(hù)心臟提供新思路。關(guān)鍵詞 運(yùn)動預(yù)適應(yīng) 心肌 細(xì)胞保護(hù) 缺血預(yù)適應(yīng) 缺血再灌注一、引言根據(jù)世界衛(wèi)生組織公布的數(shù)據(jù)顯示，在世界一體的2020年，心血管疾病將成為主要的死亡原因，事實(shí)上，大量的科學(xué)研究支持規(guī)律的體育鍛煉是可以保護(hù)心

2、臟的，例如，kumar等1研究發(fā)現(xiàn)，27%總死亡率的降低和31%心血管疾病死亡率的降低與規(guī)律的體育運(yùn)動有關(guān)。心血管疾病包括冠心病、心肌梗死、心臟缺血/再灌注（ischemia/reperfusion，i/r ）損傷及心衰等，而心肌損傷與這些疾病的發(fā)生聯(lián)系密切。心肌損傷的預(yù)防和治療一直是心血管領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。運(yùn)動預(yù)適應(yīng)（exercise preconditioning，ep）亦可誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生ip的保護(hù)效應(yīng)2，是ip的一種特殊形式，也符合生理性缺血訓(xùn)練的概念。本文主要論述缺血預(yù)適應(yīng)和運(yùn)動預(yù)適應(yīng)最新的概念，重點(diǎn)闡述運(yùn)動預(yù)實(shí)驗(yàn)與心臟保護(hù)的研究進(jìn)展，討論分析運(yùn)動預(yù)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生心臟保護(hù)效應(yīng)的分子機(jī)制。二、缺血

3、預(yù)適應(yīng)與心肌細(xì)胞保護(hù)（一）缺血預(yù)適應(yīng)概述預(yù)適應(yīng)的經(jīng)典形式是缺血預(yù)適應(yīng)，已經(jīng)研究證實(shí)ip具有兩個(gè)保護(hù)時(shí)相，早期保護(hù)作用在ip后發(fā)生，持續(xù)2-3小時(shí)；延遲保護(hù)作用在ip后12小時(shí)發(fā)生，但其作用較早期有所減弱。除了缺血外，氧化應(yīng)激、缺氧、某些藥物干預(yù)、熱應(yīng)激等也會誘導(dǎo)ip保護(hù)效應(yīng)。有研究指出，ip是減輕心肌i/r損傷的有效方式之一，其特點(diǎn)是保護(hù)作用強(qiáng)、保護(hù)范圍廣。thielmann等已經(jīng)通過對臨床心臟病患者研究發(fā)現(xiàn)，ip可以減輕心肌損傷。（二）缺血預(yù)適應(yīng)的可能機(jī)制近年來的研究表明預(yù)適應(yīng)起保護(hù)作用的途徑主要分為3個(gè)環(huán)節(jié)：（1）釋放內(nèi)源性活性觸發(fā)物質(zhì)，并通過相應(yīng)受體發(fā)揮調(diào)節(jié)作用；（2）通過中介物質(zhì)蛋白激

4、酶等激活細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑；（3）產(chǎn)生效應(yīng)物發(fā)揮作用，其中每一個(gè)環(huán)節(jié)都包含許多物質(zhì)的參與，它們的作用可能相互獨(dú)立，也可能相互交叉影響。三、運(yùn)動預(yù)適應(yīng)ep作為一種獨(dú)特的預(yù)適應(yīng)方式，在充分調(diào)動人體各系統(tǒng)功能的前提下，發(fā)揮心肌保護(hù)作用，具有創(chuàng)傷性小、簡便易行、強(qiáng)度可控的特點(diǎn)。（一）運(yùn)動預(yù)適應(yīng)保護(hù)心肌結(jié)構(gòu)1.減小心肌梗死面積parra等在對狗的研究中發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動預(yù)適應(yīng)對心肌起保護(hù)作用，其通過增加細(xì)胞內(nèi)鈣離子和激活早期預(yù)適應(yīng)中nadph氧化酶介導(dǎo)，從而減少對心肌的損傷。2.促進(jìn)心肌舒張收縮功能恢復(fù)lennon等研究發(fā)現(xiàn)，在晚期預(yù)適應(yīng)效應(yīng)中，中等和大強(qiáng)度在離體心臟缺血再灌注損傷中心輸出量和心臟做功能力的恢復(fù)

5、程度明顯提高，心肌收縮功能的恢復(fù)效果明顯。3.減輕心肌細(xì)胞結(jié)構(gòu)的損傷研究發(fā)現(xiàn)運(yùn)動預(yù)適應(yīng)通過晚期預(yù)適應(yīng)保護(hù)機(jī)制誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生缺血再灌注保護(hù)效應(yīng)，減輕過度運(yùn)動對心肌的急性損傷程度。4.減少心肌細(xì)胞凋亡的發(fā)生心肌缺血再灌注時(shí)導(dǎo)致的細(xì)胞壞死是心肌功能損傷的主要原因，rachmat等通過臨床研究也發(fā)現(xiàn)心肌預(yù)適應(yīng)能夠抑制和減少心肌細(xì)胞的凋亡，改善心功能。5.降低心律失常發(fā)生率brown等研究發(fā)現(xiàn)ep不僅能夠降低i/r心律失常的發(fā)生率，對缺血性心律失常發(fā)生率也有明顯降低作用。（二）不同形式的運(yùn)動預(yù)適應(yīng)產(chǎn)生的心肌保護(hù)效益1.單次ep誘導(dǎo)心肌保護(hù)作用有研究發(fā)現(xiàn)，一次ep可以誘導(dǎo)產(chǎn)生減輕異丙腎上腺素（isoprot

6、erenol，iso）導(dǎo)致的心肌損傷，對iso所致心肌損傷產(chǎn)生晚期保護(hù)作用。2.短期ep誘導(dǎo)心肌保護(hù)作用quindry等用sd大鼠進(jìn)行速度為30m/min，為期3天的運(yùn)動，研究發(fā)現(xiàn)，短期ep能使i/ r損傷后室性心律失常明顯減輕，對抗心律失常產(chǎn)生晚期保護(hù)作用。3.長期ep誘導(dǎo)心肌保護(hù)作用彭峰林等用sd大鼠進(jìn)行速度為16m/min和50m/min，持續(xù)時(shí)間為7周的間歇運(yùn)動訓(xùn)練，結(jié)果表明，長期ep能提高心肌i/r損傷后的抗氧化能力，對i/r損傷產(chǎn)生晚期保護(hù)作用。綜上所述，一次、短期和長期ep均可誘導(dǎo)心肌預(yù)適應(yīng)保護(hù)作用。但關(guān)于ep動物模型的運(yùn)動方式、強(qiáng)度和時(shí)間還沒有嚴(yán)格統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。（三）運(yùn)動預(yù)適應(yīng)的

7、心肌細(xì)胞保護(hù)機(jī)制運(yùn)動預(yù)適應(yīng)有較強(qiáng)的心肌細(xì)胞保護(hù)作用：提高內(nèi)皮細(xì)胞功能，防止動脈硬化和冠狀動脈閉塞；防止心梗后心肌重塑；延遲由冠狀動脈閉塞引起的急性缺血損傷等。1.氧化應(yīng)激炎癥途徑ep的心臟保護(hù)作用機(jī)制是多種活性物質(zhì)、蛋白激酶、離子通道和效應(yīng)蛋白共同參與的一個(gè)復(fù)雜的應(yīng)激過程。ep觸發(fā)心臟釋放多種內(nèi)源性活性物質(zhì)，通過與細(xì)胞膜上受體結(jié)合后，激活蛋白激酶c（protein kinase c，pkc）引起磷酸化級聯(lián)反應(yīng)并激活下游酶和開放katp通道，katp通道的開放可增加鉀外流，使動作電位時(shí)程縮短，減少心肌細(xì)胞內(nèi)ca2+超負(fù)荷，從而減輕心肌缺血損傷。此外，pkc還可移位到核內(nèi)，使轉(zhuǎn)錄蛋白磷酸化，加速轉(zhuǎn)

8、錄因子的活化，誘導(dǎo)sod和hsp72的合成，使心肌細(xì)胞的抗氧化防御能力增強(qiáng)，對心臟發(fā)揮保護(hù)作用。2.運(yùn)動保護(hù)效益直接途徑研究發(fā)現(xiàn)運(yùn)動預(yù)適應(yīng)心肌保護(hù)機(jī)制可能與運(yùn)動直接誘導(dǎo)心肌細(xì)胞產(chǎn)生適應(yīng)性保護(hù)效應(yīng)有關(guān)，這種適應(yīng)性心肌保護(hù)機(jī)制可能與運(yùn)動訓(xùn)練引起機(jī)體腎上腺素受體的介導(dǎo)、no與cgmp途徑作用、心肌內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激蛋白表達(dá)改變、降低心肌凋亡基因表達(dá)和心肌atp敏感鉀通道開放、細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路及其分子機(jī)制、以及一些遞質(zhì)產(chǎn)生的保護(hù)性效應(yīng)有關(guān)。 3.應(yīng)激蛋白途徑運(yùn)動預(yù)適應(yīng)可能是由于提前的運(yùn)動作為一種弱刺激促進(jìn)了內(nèi)源性保護(hù)物質(zhì)應(yīng)激蛋白的合成與釋放，經(jīng)常性的運(yùn)動可促使應(yīng)激蛋白持續(xù)不斷的合成與釋放，以實(shí)現(xiàn)其適應(yīng)性細(xì)胞保

9、護(hù)。反復(fù)刺激（規(guī)則的運(yùn)動）可能會導(dǎo)致心肌熱休克蛋白的堆積，從而產(chǎn)生運(yùn)動預(yù)適應(yīng)心臟保護(hù)作用的效果。當(dāng)細(xì)胞蛋白降解過多或合成不足時(shí)，細(xì)胞的內(nèi)穩(wěn)態(tài)失衡，可能導(dǎo)致細(xì)胞死亡。為避免出現(xiàn)這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，細(xì)胞通過合成一些的應(yīng)激蛋白來保護(hù)機(jī)體免于損傷。熱休克蛋白是最主要的應(yīng)激蛋白，其通過調(diào)節(jié)蛋白的合成、折疊、運(yùn)輸和降解以及抗氧化酶的活性，保護(hù)質(zhì)膜和線粒體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，通過對bcl-2的穩(wěn)定作用以及抑制細(xì)胞色素酶c的釋放，實(shí)現(xiàn)抑制和減少細(xì)胞凋亡，修復(fù)和維持受損的細(xì)胞結(jié)構(gòu)蛋白。相關(guān)分析、細(xì)胞轉(zhuǎn)染和轉(zhuǎn)基因動物實(shí)驗(yàn)均證實(shí)熱休克蛋白保護(hù)缺血再灌注心肌。4.內(nèi)皮細(xì)胞途徑細(xì)胞治療是利用細(xì)胞的再生潛能的一種很有前途的替代，以

10、釋放自分泌和旁分泌因子促進(jìn)細(xì)胞存活、血管生成和組織重塑。有學(xué)者指出，運(yùn)動中反復(fù)短暫缺血再灌注可作為觸發(fā)因子，促使內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生低水平的自由基，自由基與一氧化氮相互作用形成中間介質(zhì)，進(jìn)而觸發(fā)機(jī)體產(chǎn)生信號分子的級聯(lián)反應(yīng)、激活轉(zhuǎn)錄因子、介導(dǎo)“保護(hù)性蛋白”的基因表達(dá)。內(nèi)皮細(xì)胞可產(chǎn)生內(nèi)皮素作為介質(zhì)起到擴(kuò)微小血管作用，促使心肌毛細(xì)血管功能性開放有效的保護(hù)心肌細(xì)胞。四、結(jié)語與展望運(yùn)動預(yù)適應(yīng)可誘導(dǎo)心肌細(xì)胞產(chǎn)生適應(yīng)性細(xì)胞保護(hù)，其是一種無損傷性預(yù)適應(yīng)方式，對大強(qiáng)度運(yùn)動導(dǎo)致的運(yùn)動性心肌損傷起到保護(hù)作用。掌握不同運(yùn)動強(qiáng)度對運(yùn)動心臟保護(hù)作用的規(guī)律，從而指導(dǎo)運(yùn)動員實(shí)施合理、有效、安全的訓(xùn)練方案具有重要意義。對冠心病的運(yùn)動康復(fù)，心肌梗塞的預(yù)防，避免運(yùn)動性猝死都將產(chǎn)生有益的影響。運(yùn)動預(yù)適應(yīng)機(jī)制復(fù)雜，其仍處于基礎(chǔ)研究階段，還沒有廣泛應(yīng)用于運(yùn)動實(shí)踐和臨床心臟病康復(fù)的研究中。其具體的運(yùn)動方式、運(yùn)動強(qiáng)度、運(yùn)動時(shí)間、間隔時(shí)間還沒有完全闡明，對其進(jìn)一步、深入的研究是今后研究的重點(diǎn)。參考文獻(xiàn)：1 kumar a， kar s， fay wp. thrombosis， physical activity， a