□ 李 迎(上海體育學(xué)院體育休閑與藝術(shù)學(xué)院 上海 200438）

有氧運(yùn)動(dòng)是指人體在氧氣充分供應(yīng)的情況下進(jìn)行的體育鍛煉。即在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，人體吸入的氧氣與需求相等，達(dá)到生理上的平衡狀態(tài)。

1、HIF-1的分子結(jié)構(gòu)

HIF-1是由α和β蛋白亞基組成的二聚體，具有堿性螺旋-環(huán)-螺旋結(jié)構(gòu)域和芳香烴受體核轉(zhuǎn)位子蛋白結(jié)構(gòu)域，包含有一個(gè)特殊的氧依賴(lài)降解區(qū)域，以及兩個(gè)調(diào)控靶基因的反式激活域（N-TAD,C-TAD），其中N-TAD控制HIF-1α的常氧降解。HIF-1α還含有兩個(gè)重要的轉(zhuǎn)錄輔因子CBP和p300，與C-TAD相互作用，參與轉(zhuǎn)錄調(diào)控。

2、HIF-1的氧調(diào)節(jié)機(jī)制

2.1、常氧抑制HIF-1活性

HIF-1的功能取決于α亞基。常氧下，α亞基的脯氨酸殘基和天冬酰胺殘基在脯氨酸羥化酶作用下發(fā)生羥基化修飾，導(dǎo)致CBP/p300與C-TAD間相互作用被阻斷，轉(zhuǎn)錄活性被抑制。最后，被泛素蛋白酶體識(shí)別而降解。

2.2、低氧激活HIF-1活性

低氧或細(xì)菌感染時(shí)，脯氨酸羥化酶失去活性，α和β亞基相互結(jié)合，且與CBP/p300形成復(fù)合體，啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄調(diào)控，誘導(dǎo)其下游關(guān)于調(diào)節(jié)氧穩(wěn)態(tài)的靶基因表達(dá)。

3、HIF-1的主要功能

3.1、促進(jìn)機(jī)體局部缺血后的恢復(fù)

HIF-1能保護(hù)局部缺血時(shí)的組織。這種保護(hù)機(jī)制主要有兩種：1）提高細(xì)胞無(wú)氧代謝能力；2）促進(jìn)低氧區(qū)域新血管的形成。

血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子和促紅細(xì)胞生成素是HIF-1最主要的兩個(gè)靶基因，在低氧預(yù)處理過(guò)程中，能夠在大腦和心肌組織中被激活并表達(dá)，參與機(jī)體的適應(yīng)性反應(yīng)。

3.2、誘導(dǎo)促炎和抗菌反應(yīng)

細(xì)菌感染后，先天性免疫便被激活，以多形核白細(xì)胞的活化最為重要。多形核白細(xì)胞是機(jī)體非特異性免疫的重要組成部分，在病菌感染反應(yīng)中，它能積極搜尋、遷移、識(shí)別和吞噬異物。研究表明，HIF-1α在調(diào)控多形核白細(xì)胞的能量代謝、聚集、遷移和滅菌活性等方面起著重要作用。

3.3、改變細(xì)胞缺氧環(huán)境下的代謝方式

常氧下，細(xì)胞ATP來(lái)源主要依靠氧化磷酸化反應(yīng)。低氧下，細(xì)胞為維持能量需求，胞內(nèi)代謝方式發(fā)生改變，而HIF-1則是其中重要調(diào)節(jié)因子，能迅速激活葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體、醛縮酶A、丙酮酸激酶M以及眾多分解糖酶的活性，同時(shí)阻斷三羧酸循環(huán)，有效減少線(xiàn)粒體中氧消耗[4]。

3.4、誘導(dǎo)血管新生

低氧狀況下，HIF-1α能迅速誘導(dǎo)VEGF轉(zhuǎn)錄和翻譯。VEGF控制著成熟內(nèi)皮細(xì)胞向低氧組織遷移，逐漸形成新的血管，為低氧區(qū)域供應(yīng)更多的血液和氧氣。

在有氧運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于肌肉收縮而需要大量養(yǎng)分和氧氣，心臟的收縮次數(shù)便增加，而且每次壓送出的血液量也較平常為多，同時(shí)，氧氣的需求量亦增加，呼吸次數(shù)比正常為多，肺部的收張程度也較大。所以當(dāng)運(yùn)動(dòng)持續(xù)，肌肉長(zhǎng)時(shí)間收縮，心肺就必須努力地供應(yīng)氧氣分給肌肉，以及運(yùn)走肌肉中的廢物。而這持續(xù)性的需求，可提高心肺的耐力。當(dāng)心肺耐力增加了，身體就可從事更長(zhǎng)時(shí)間或更高強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)，而且較不易疲勞。

4、結(jié)語(yǔ)

基于HIF-1廣泛的調(diào)控作用，通過(guò)藥理學(xué)途徑對(duì)其活性進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，HIF-1很可能在心血管疾病、局部缺血損傷和惡性腫瘤等病人的治療方案上，具有良好的應(yīng)用前景。

長(zhǎng)期堅(jiān)持有氧運(yùn)動(dòng)能增加體內(nèi)血紅蛋白的數(shù)量，提高機(jī)體抵抗力，抗衰老，增強(qiáng)大腦皮層的工作效率和心肺功能，增加脂肪消耗，防止動(dòng)脈硬化，降低心腦血管疾病的發(fā)病率。

[1]Yang J,Zhang L,Erbel PJ,et al.Functions of the Per/ARNT/Sim domains of the hypoxia-inducible factor[J].Biol Chem,2005,280:36047-36054

[2]Cai Z, Manalo DJ, Wei G, et al . Hearts from odents exposed to intermittent hypoxia or erythropoietin are protected against ischemia-reperfusion injury[J].Circulation,2003,108(1):79-85

[3]Papandreou I,Cairns RA, Fontana L, et al. HIF-1 mediates adaptation to hypoxia by actively downregulating mitochondrial oxygen consumption.Cell Metab,2006, 3:150-155