不同類(lèi)型運(yùn)動(dòng)對(duì)心力衰竭性肌萎縮的影響①

時(shí)光龍（武漢體育學(xué)院 湖北武漢 430079）

不同類(lèi)型運(yùn)動(dòng)對(duì)心力衰竭性肌萎縮的影響①

時(shí)光龍
（武漢體育學(xué)院 湖北武漢 430079）

心力衰竭是多種形式的心血管疾病病理惡化的最終結(jié)果，有較高的發(fā)病率和死亡率，心力衰竭會(huì)誘導(dǎo)心肌細(xì)胞凋亡，心肌肥厚及鈣化程度增加及脂質(zhì)沉積，引起機(jī)體心肌泵血功能減弱及衰退，最終引起心臟悸動(dòng)和停止，導(dǎo)致死亡。肌萎縮是骨骼肌對(duì)各種內(nèi)在和外在刺激引起的適應(yīng)反應(yīng)，其伴隨著骨骼肌質(zhì)量和力量的逐步丟失。

心力衰竭 肌萎縮 體育運(yùn)動(dòng)

1　研究意義

心力衰竭會(huì)導(dǎo)致骨骼肌質(zhì)量和力量的丟失，對(duì)心力衰竭患者的骨外側(cè)肌進(jìn)行肌肉活檢后發(fā)現(xiàn)其中與肌肉蛋白質(zhì)降解相關(guān)的泛素連接酶MuRF1蛋白的表達(dá)水平顯著高于正常人群，表明心力衰竭會(huì)加劇骨骼肌的分解代謝活動(dòng)，誘導(dǎo)其發(fā)生肌萎縮，以上證據(jù)表明心力衰竭會(huì)對(duì)機(jī)體的心肌和骨骼肌產(chǎn)生雙重消極影響。盡管認(rèn)識(shí)到心力衰竭可誘導(dǎo)肌萎縮，但其內(nèi)部相關(guān)機(jī)制仍不完全清楚；運(yùn)動(dòng)會(huì)對(duì)心力衰竭個(gè)體的心肌和骨骼肌產(chǎn)生雙靶點(diǎn)效應(yīng)，會(huì)通過(guò)多重作用機(jī)制對(duì)心肌的形態(tài)、功能，骨骼肌的合成/分解內(nèi)穩(wěn)態(tài)以及其中的線粒體的呼吸功能產(chǎn)生效應(yīng)，最終對(duì)心力衰竭患者全身性的生理活動(dòng)包括神經(jīng)內(nèi)分泌活動(dòng)、心肌和骨骼肌代謝活動(dòng)等產(chǎn)生有益的影響。不同類(lèi)型的運(yùn)動(dòng)可以對(duì)機(jī)體產(chǎn)生不同的影響結(jié)果：耐力運(yùn)動(dòng)直接增強(qiáng)其心肺功能而抗阻運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)其骨骼肌肥大，拮抗肌萎縮，耐力運(yùn)動(dòng)主要是通過(guò)對(duì)心肌產(chǎn)生各種適應(yīng)性影響，以增強(qiáng)心肺功能為主，但長(zhǎng)期耐力訓(xùn)練會(huì)引起骨骼肌體積的減小，有研究表明，這可能是蛋白質(zhì)合成路徑Akt-mTOR信號(hào)通路受到抑制的結(jié)果，即長(zhǎng)期耐力訓(xùn)練似乎對(duì)心肌有利但并不能促進(jìn)骨骼肌的肥大；抗阻訓(xùn)練是促使骨骼肌肥大的有效手段之一，這是通過(guò)促使骨骼肌蛋白質(zhì)合成路徑Akt-mTOR的激活并抑制骨骼肌蛋白質(zhì)的分解來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但抗阻訓(xùn)練對(duì)心肌的影響作用目前仍存在較多的爭(zhēng)議，對(duì)于心力衰竭患者抗阻運(yùn)動(dòng)對(duì)其心肌功能作用也未見(jiàn)系統(tǒng)的評(píng)估，目前大多數(shù)研究者仍認(rèn)為，抗阻運(yùn)動(dòng)主要以誘導(dǎo)骨骼肌的肥大效應(yīng)為主而對(duì)心肌的影響作用不大。以上證據(jù)表明，對(duì)于心力衰竭患者，不同類(lèi)型運(yùn)動(dòng)（耐力運(yùn)動(dòng)和抗阻運(yùn)動(dòng)）似乎是一個(gè)矛盾統(tǒng)一體：增強(qiáng)其心肺功能和促進(jìn)骨骼肌肥大，但以上兩種效應(yīng)哪一種對(duì)心力衰竭患者的機(jī)體健康更為有利，目前未見(jiàn)相關(guān)研究對(duì)此作出系統(tǒng)評(píng)估。

2　國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)分析

肌萎縮是骨骼肌對(duì)各種內(nèi)在和外在刺激引起的適應(yīng)反應(yīng)，其伴隨著骨骼肌質(zhì)量和力量的逐步丟失。肌萎縮發(fā)生的根本原因是肌肉蛋白質(zhì)合成/分解內(nèi)穩(wěn)態(tài)的失衡，當(dāng)肌肉的合成代謝大于分解代謝狀況，會(huì)出現(xiàn)骨骼肌的肥大表型；反之，則會(huì)出現(xiàn)肌萎縮表型。多種因素會(huì)誘導(dǎo)骨骼肌發(fā)生肌萎縮，在這些誘導(dǎo)因素中又存在多種生理病征會(huì)誘導(dǎo)病理相關(guān)性肌萎縮，如心力衰竭、腎衰竭、糖尿病、癌癥等。心力衰竭是多種形式的心血管疾病病理惡化的最終結(jié)果，有較高的發(fā)病率和死亡率，心力衰竭會(huì)導(dǎo)致骨骼肌質(zhì)量和力量的丟失，誘導(dǎo)其發(fā)生肌萎縮，對(duì)心力衰竭患者的骨外側(cè)肌進(jìn)行肌肉活檢后發(fā)現(xiàn)其中與肌肉蛋白質(zhì)降解相關(guān)的泛素連接酶MuRF1蛋白的表達(dá)水平顯著高于正常人群，表明心力衰竭會(huì)加劇骨骼肌的分解代謝活動(dòng)，盡管認(rèn)識(shí)到心力衰竭可誘導(dǎo)肌萎縮，但其內(nèi)部相關(guān)機(jī)制仍不完全清楚；此外，心力衰竭可使骨骼肌呈現(xiàn)出運(yùn)動(dòng)耐受力的缺失，以前研究認(rèn)為心力衰竭誘導(dǎo)肌萎縮是由于心肌泵血功能障礙導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)的骨骼肌的能量供應(yīng)及氧供應(yīng)障礙引起的，畢竟心力衰竭患者在最大及次最大運(yùn)動(dòng)鍛煉時(shí)工作肌確實(shí)發(fā)生了供氧不足并限制了機(jī)體的運(yùn)動(dòng)能力，但值得注意的是，當(dāng)改善心力衰竭患者的供氧狀況后其骨骼肌鍛煉耐受力及疲勞抵抗并未得到改善，表明心力衰竭可能誘導(dǎo)骨骼肌內(nèi)在的生理結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。心力衰竭誘導(dǎo)肌萎縮的根本原因是骨骼肌合成/分解內(nèi)穩(wěn)態(tài)的失衡，具本說(shuō)來(lái)，即是通過(guò)多重相關(guān)機(jī)制抑制骨骼肌蛋白質(zhì)的合成代謝并增加其分解代謝。心力衰竭會(huì)引起骨骼肌局部IGF-Ⅰ的自分泌表達(dá)降低，盡管此時(shí)血清IGF-Ⅰ的含量處于正常水平，IGF-Ⅰ的自分泌表達(dá)降低會(huì)抑制其下游蛋白質(zhì)的合成代謝信號(hào)通路Akt/ mTOR和Akt/GSK3β/eIF2B的活動(dòng)，使蛋白質(zhì)的合成量減少。心力衰竭會(huì)通過(guò)多種機(jī)制使肌肉蛋白質(zhì)的分解代謝活動(dòng)加強(qiáng)，促進(jìn)骨骼肌纖維發(fā)生降解，事實(shí)上，多種類(lèi)型的肌萎縮涉及到骨骼肌細(xì)胞肌絲蛋白質(zhì)、細(xì)胞器以及細(xì)胞質(zhì)的降解丟失，其中以半胱天冬酶3、泛素蛋白酶體自噬途徑的作用最為重要：半胱天冬酶3對(duì)于骨骼肌的降解至關(guān)重要，其可對(duì)肌絲蛋白質(zhì)進(jìn)行第一步的分解整合，起到“粗加工”的作用，然后將分解產(chǎn)物如單體肌動(dòng)蛋白、肌球蛋白等傳遞給泛素蛋白酶體進(jìn)行下一步分解；泛素蛋白酶體對(duì)肌絲蛋白質(zhì)的降解涉及到多種泛素連接酶基因的表達(dá)，其中骨骼肌萎縮中特異性表達(dá)的兩種泛素連接酶是Atrogin1和MuRF1，有研究證明，在肌萎縮發(fā)生的早期，其已在骨骼肌中高度表達(dá)，因此可作為肌萎縮的特異性生物標(biāo)志物，心力衰竭可誘導(dǎo)多種泛素連接酶基因的表達(dá)，激活泛素蛋白酶體的活動(dòng)，從而加劇肌絲蛋白質(zhì)的降解丟失；自噬是哺乳動(dòng)物機(jī)體內(nèi)特有的一種生理存在程序，其涉及到細(xì)胞體積的控制、細(xì)胞的增殖和分化以及細(xì)胞內(nèi)能量?jī)?nèi)穩(wěn)態(tài)等生理調(diào)控過(guò)程，自噬途徑也涉及到肌萎縮的發(fā)生，萎縮的骨骼肌采用蛋白酶體抑制劑處理后并未完全遏止肌萎縮誘導(dǎo)的蛋白質(zhì)丟失，同時(shí)發(fā)現(xiàn)溶酶體介導(dǎo)的肌細(xì)胞自噬活動(dòng)顯著增強(qiáng)，表明自噬途徑是和泛素蛋白酶體一樣有效的肌纖維降解丟失的介導(dǎo)者。有研究表明，心力衰竭可誘導(dǎo)小鼠跖肌自噬途徑的加強(qiáng)，引起其肌肉蛋白質(zhì)分解代謝活動(dòng)加強(qiáng)，誘導(dǎo)肌絲蛋白質(zhì)的減少及肌力的下降，表明自噬途徑確實(shí)參與了心力衰竭對(duì)骨骼肌萎縮的誘導(dǎo)過(guò)程。心力衰竭誘導(dǎo)的肌萎縮具有一些相對(duì)于其他類(lèi)型肌萎縮顯著不同的特點(diǎn)，衰老性、惡病質(zhì)性肌萎縮主要導(dǎo)致的Ⅱ型肌纖維收縮蛋白質(zhì)的的丟失，導(dǎo)致快、慢肌的比值降低，但心力衰竭則可誘導(dǎo)骨骼?、裥秃廷駻型肌纖維向ⅡX型肌纖維的轉(zhuǎn)化。此外，心力衰竭會(huì)通過(guò)引起半胱天冬酶系列的表達(dá)來(lái)誘導(dǎo)骨骼肌細(xì)胞的凋亡，LM Schwartz指出，多種類(lèi)型的肌萎縮均伴隨著骨骼肌細(xì)胞的程序性死亡。肌萎縮可引起骨骼肌質(zhì)量的減少及力量的下降，有研究表明，骨骼肌力量的丟失主要是由肌絲蛋白質(zhì)的降解引起的，而運(yùn)動(dòng)耐力的丟失則主要是由線粒體的降解丟失引起的；抗阻運(yùn)動(dòng)可增強(qiáng)骨骼肌蛋白質(zhì)合成信號(hào)通路Akt/mTOR和Akt/GSK3β/ eIF2B的活動(dòng)，故而可誘導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，這似乎是對(duì)抗肌萎縮力量丟失的有效手段，耐力運(yùn)動(dòng)則可以通過(guò)增加PGC-1蛋白的合成，進(jìn)而激活核呼吸因子NRFs和雌激素受體關(guān)聯(lián)受體ERRα誘導(dǎo)線粒體的生物合成，同時(shí)運(yùn)動(dòng)也可調(diào)控骨骼肌蛋白質(zhì)的分解代謝。

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G80-32

A

2095-2813（2016）03（b）-0037-02

10.16655/j.cnki.2095-2813.2016.08.037

時(shí)光龍（1992，—），男，漢，安徽霍邱縣人，在讀研究生，研究方向：體育教育訓(xùn)練學(xué)。