王葉秋 申艷

(1.西藏民族大學高原體育與健康研究中心高原低氧環(huán)境與生命健康重點實驗室 陜西咸陽 712082;2.中國人民解放軍空軍軍醫(yī)大學第二附屬醫(yī)院心內科 陜西西安 710032)

近年來，心肌梗死（myocardial infarction，MI）發(fā)病率和死亡率呈顯著上升趨勢，MI以其難治愈、康復效果差、死亡率高和多種并發(fā)癥等特點已成為臨床醫(yī)學上的一大難題［1-2］。目前研究顯示，以運動療法為核心的康復治療在糾正心血管疾病的危險因素、改善患者的生活質量和運動耐力、降低心血管疾病的死亡率方面具有顯著優(yōu)勢［1］。先前，關于MI 心臟康復的研究主要集中于持續(xù)有氧運動。近年來，隨著運動防治心血管疾病研究的逐步深入，更多學者發(fā)現間歇運動、抗阻運動及機械振動等也對MI 患者心臟保護起著不可忽視的積極作用［3］。因此，該文就國內外文獻中不同運動方式對MI心臟的保護作用進行論述，旨在為安全有效防治MI、制訂科學合理的運動處方提供線索與參考。

1 不同運動方式對心梗心臟的保護

1.1 持續(xù)有氧運動對心梗心臟的保護

對于MI患者而言，有氧運動仍是應用最多的運動康復方法。研究發(fā)現，心力衰竭患者進行步行訓練可顯著增大其攝氧量及射血分數［4］；對冠脈旁路移植術患者進行八段錦干預，可明顯改善其MI 癥狀［5］。梳理文獻發(fā)現，MI大鼠通過中等強度的持續(xù)有氧運動，可提高機體抗氧化酶活性，防止氧自由基對心肌細胞產生損害。MI大鼠通過中等強度的遞增負荷有氧運動，可增加左心室β3腎上腺素能受體（β3-AR）表征，上調內皮型一氧化氮合酶（eNOS）、神經元型一氧化氮合酶（nNOS）、血管內皮生長因子（VEGF）及熱休克蛋白27（HSP27）等因子表達水平，減小梗死面積。MI 大鼠通過中等強度的爬坡運動，可上調肉毒堿棕櫚酰轉移酶（CPT-1）表達水平，改善心臟脂質過度沉積與脂毒性心臟異常，提高副交感神經膽堿乙?；D移酶（CHAT）和囊泡乙酰膽堿轉移體（VACHT）表達水平，保護受損神經，降低心肌細胞凋亡率，減輕心肌纖維化程度（見表1）。

表1 持續(xù)有氧運動干預MI動物模型的實驗研究

1.2 間歇運動對心梗心臟的保護

近年來，學者對于心梗后間歇性運動方案的干預研究較多。目前間歇運動大多分為兩種，即高強度—休息—高強度和高強度—低強度—高強度交替運動［3］。臨床研究發(fā)現，老年充血性心力衰竭患者長期進行間歇運動可顯著提高左心室射血分數、心輸出量以及舒張末期及收縮末期容積［11］，表明間歇運動可顯著改善MI患者心臟功能。動物實驗中，MI大鼠通過高、低強度間歇運動，可顯著上調心肌M3R、白血病抑制因子（LIF）蛋白表達，降低梗死邊緣區(qū)促凋亡基因（Bax）表達水平，抑制心肌細胞凋亡；可上調eNOS、nNOS、微小RNA（miR-101a/miR-29a）蛋白表達水平，降低心肌間質膠原沉積，減小梗死面積；可提升心肌平滑肌肌動蛋白抗體（α-actin）、心肌肌球蛋白抗體（α-myosin）表達水平，增加興奮收縮耦聯，促進心肌收縮蛋白合成。遞增性間歇運動可促進MI 后心臟神經調節(jié)蛋白1（NRG1）表達，增強心肌收縮力；誘導內源性干細胞動員歸巢，促進心肌細胞增殖（見表2）。

表2 間歇運動干預MI動物模型的實驗研究

1.3 抗阻訓練對心梗心臟的保護

抗阻訓練作為有氧運動的一種輔助訓練，近年來逐漸受到關注。在心血管疾病患者中，抗阻訓練可以顯著增加其24%～90%的肌肉力量，提高患者心臟功能［18］。對心衰患者進行抗阻與有氧混合訓練，結果發(fā)現，其比單純有氧訓練更能增強受試者心臟功能。研究顯示，抗阻訓練可提高MI 及心衰患者最大攝氧量，提升左心室射血分數［4］。動物實驗表明，MI 大鼠通過爬梯訓練干預，可升高血清和心肌NRG1蛋白水平，上調比目魚肌質量與心肌橫截面積，減輕心臟壓力；可提高心肌卵泡抑素樣蛋白1（FSTL1）、DIP2A 蛋白表達水平，激活磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）-Akt/MEK-Erk1/2信號通路，促進細胞增殖；可改善血流動力學特征，增強副交感神經活性，降低氧化應激和炎癥反應，改善心臟重塑能力（見表3）。

表3 抗阻運動干預MI動物模型的實驗研究

1.4 機械振動對心梗心臟的保護

機械振動作為一種干預手段，主要作用于運動員肌肉力量訓練、骨折愈合及疲勞消除等方面［25］。機械振動的頻率和振幅不同，對人體的影響也不一樣。目前在體育訓練和運動康復中，機械振動最廣泛的振動頻率在10～60Hz 之間，振幅在1～10mm 間，加速度可達15.0g［26］。有文獻報道，對自行車運動員機械振動后，其VEGF 和內皮素（ET）水平升高，說明機械振動可促進血管生成，改善心臟微循環(huán)［27］。目前研究發(fā)現，較低頻率的機械振動可促進心肌NRGI 及其受體酪氨酸激酶受體（ErbB2/4）表達，激活無翅型MMTV 整合位點家族成員（Wnt）通路，緩解病理性肥大，促進血管生成；可誘導骨骼肌及心肌FSTL1 表達，降低心肌膠原容積（CVF%），降低心肌纖維化，還可提高心肌心肌生長因子（MGF）表達水平，引起存活心肌生理性肥大，有效保護心臟功能（見表4）。

表4 機械振動干預MI動物模型的實驗研究

2 運動對心梗心臟的保護作用機制

2.1 運動降低炎癥反應的機制

運動鍛煉具有抗炎效應，但其具體機制尚不清楚?，F階段研究認為，其可能機制主要包括以下方面。（1）減少內臟脂肪。運動可通過減少腹部和內臟脂肪含量，減少促炎性脂肪因子的分泌，如腫瘤壞死因子（TNF）、視黃醇結合蛋白（RBP）4、脂質運載蛋白2 等，降低系統(tǒng)性或低程度炎癥［24］。（2）促進骨骼肌收縮時釋放抗炎細胞因子。運動可刺激抗炎細胞因子如白細胞介素（IL）IL-1受體拮抗劑和IL-10水平增加，抑制促炎癥因子TNF-α 釋放［17］。（3）降低巨噬細胞Toll 樣受體（TLR）表達［25］，抑制炎性因子產生［26］。（4）激活迷走神經，降低淋巴結、肝臟、心臟等組織器官分泌炎性因子。運動可調節(jié)心臟自主神經活性，降低交感神經興奮性［21］，從而影響心梗患者預后。

2.2 運動抑制心肌細胞凋亡的機制

運動可通過調節(jié)相關凋亡因子，抑制心梗心肌細胞凋亡。研究表明，心肌細胞凋亡受多種因素影響，如缺血、缺氧刺激，細胞因子調控等。運動可使心臟形態(tài)結構產生良好適應，具體機制如下。（1）運動可顯著提高AMP 激活蛋白激酶（AMPK）磷酸化水平，沉默信息調節(jié)因子2相關酶1（SIRT1）和過氧化物酶增殖激活受體γ 轉錄共激活因子-1α（PGC-1α）表達，下調半胱氨酸蛋白酶-3（Caspase-3）、Caspase-9表達和Bax/Bcl2比值，降低左心室原位末端標記（TUNEL）陽性細胞百分比，抑制心肌細胞凋亡［5］。（2）運動可通過激活PGC-1α和蛋白激酶B（Akt）信號通路，抑制小鼠心肌細胞凋亡［17］。（3）運動可減少ROS誘導的細胞色素C從心肌線粒體釋放，增加線粒體抗氧化酶和HSP70表達，進而抑制心肌細胞凋亡［13］。（4）運動可上調錳超氧化物歧化酶（MnSOD）表達，改善ROS 清除系統(tǒng)［11］。適宜運動強度可抑制心肌細胞死亡率，在此過程中，各種細胞因子均發(fā)揮重要調控作用。

2.3 運動促進心肌細胞增殖的機制

運動中通過miRNA 表達，多種干細胞動員和多種細胞因子在心肌細胞增殖中起重要作用。（1）miRNA表達可促進心肌細胞增殖，運動可以調節(jié)miRNA的表達，急性或慢性運動可以引起其不同程度的變化［15］。（2）多種干細胞動員在心肌細胞增殖中具有重要作用。相關文獻顯示，長期的規(guī)律性運動可使MI患者的體內軟骨祖細胞（CPC）數量增加，并提高其遷移能力，使后循環(huán)主干中CD34+/CD45+以CD133+/CD45 標記的干細胞數量增加［20］。（3）各種細胞因子和信號分子可以促進心肌細胞的增殖。研究表明，運動可以上調心肌中各種心肌細胞增殖因子的表達水平，如胰島素樣生長因子1（IGF-1）、成纖維生長因子1（FGF1）和NRG1［16］，從而促進心肌肥大和腫瘤干細胞（CSCs）增殖。運動可有效動員干細胞和多種細胞因子，調控miRNA表達，在細胞增殖、心肌分化中發(fā)揮作用。

2.4 運動促進心肌血管再生的機制

運動可通過多種途徑促進心肌血管再生。（1）運動通過增加血管的剪切應力，增強對血管生成的刺激。研究發(fā)現，在分子水平上，剪切應力和氧需求的增加會引起VEGF依賴性的血管生成。運動可通過Akt信號，促進心臟VEGF 表達和eNOS 磷酸化，激活血管生成信號，提高心肌血流灌注［14］。（2）運動訓練通過調節(jié)神經功能，增加毛細血管密度和數量，改善血液循環(huán)和新陳代謝。長期有氧運動可顯著降低交感神經興奮性，減慢交感神經傳導，促進周圍血管擴張，促進內皮型eNOS mRNA表達和磷酸化增加，提高NO生物利用度，改善動脈彈性，使動脈血壓降低。

3 結語

近年來，動物和臨床實驗及循證醫(yī)學文獻表明，運動干預作為重要手段可用于心血管疾病的預防與治療。該文重點從間歇運動、持續(xù)有氧運動、抗阻運動和機械振動4 種運動方式入手，對近幾年運動保護心梗心臟的相關文獻進行整理分析，歸納總結不同強度運動方式對心梗心臟的保護效應，探索其具體機制，為今后運動訓練在心血管疾病預防和康復應用方面提供一些思路與參考。