文摘
缺乏身体活动越来越被认为是可修改的行为心血管疾病的危险因素。运动性心脏保护机制提出的部分名单,包括诱导热休克蛋白,增加心脏抗氧化能力,内质网应激蛋白的表达,冠状动脉解剖和生理变化,一氧化氮产量的变化,adaptational心脏线粒体的变化,增加了自噬,改善sarcolemmal功能和/或线粒体ATP-sensitive钾离子通道。目前还不清楚哪一个保护机制是必不可少的运动性心脏保护。然而,大多数调查关注sarcolemmal频道,诱导线粒体变化虽然没有生产,很可能也可能存在其他机制。论述了当前信息关于这些提到的主题和不考虑潜在的血液或自主神经系统内重要的适应性。更好的理解的分子基础运动性心脏保护将有助于开发更好的治疗策略。
1。介绍
人们普遍认为有规律的运动是一种有效的方法减少心血管发病率和死亡率(1]。缺乏身体活动和肥胖也越来越被认为是可修改的行为危险因素广泛的慢性疾病,包括心血管疾病。此外,流行病学调查表明,心脏病患者的存活率比久坐不动的同行在体力活动的人(2]。几家大型队列研究试图量化运动对心血管的保护作用和所有原因的死亡率。永维et al。3]33的荟萃分析研究883372名参与者报告重大风险减少体力活动的参与者。全因死亡率降低了33%,和心血管死亡风险降低35%。运动能力或心肺适能逆相关心血管和全因死亡率,即使调整为其他混杂因素(4- - - - - -6]。
美国运动医学学院将运动定义为“任何和所有活动涉及代激活肌肉的力量(s),导致中断的自我平衡的状态”。锻炼是分类的类型、强度和持续时间的活动。耐力运动反映了长期和持续时间的收缩活动(高重复)对低阻而抵抗运动(力量训练)包括短期的收缩活动对反对高电阻(低重复),虽然短跑运动发生在短时间内最大(强烈的)重复收缩活动,哪里有短时间内对低阻锻炼,比如跑步100米短跑比赛。然而,冲刺训练也可以对高阻执行,导致电阻和耐力的组合形式,例如,使用添加权重(7]。
尽管很明显,运动能促进心血管表型,详细了解负责这个心脏保护的细胞机制仍然是不完整的。cytoprotective机制,获得最多的关注是诱导热休克蛋白和抗氧化酶,特别是超氧化物歧化酶(SOD) (8- - - - - -11]。然而,有很多线索表明其他机制也可以锻炼心血管表型的一部分,他们可能保护过程中的重要作用。改善我们的理解分子运动性心脏保护的基础将发挥重要的作用在发展中最优运动对初级和二级预防干预措施。本文的目的是总结的知识相关的心血管效应的分子基础的锻炼和其他潜在的调停者的证据。我们主要集中在心脏肌肉和适应性将简要检查冠状动脉适应性。然而,应该指出的是,血液中其他自适应机制,体液和自主神经系统,肌肉等等也会影响这个过程。
2。运动性表达热休克的心脏
生物体的能力应对各种压力在1936年首次被Selye,建议一系列编程事件帮助生物应对这种情况12]。热休克反应是一种常见的细胞对外界刺激反应如缺血(13,缺氧14],酸中毒[15),氧化应激(16],蛋白质降解[17),增加细胞内钙(18),和能源消耗19)(表1)。因此,术语“压力蛋白质”和“细胞应激反应”反映了一系列已知压力启动热休克蛋白(HSP)表达式(20.]。人们普遍认为运动增加心脏休克蛋白的表达。洛克et al。21)进行了全面研究急性运动对心肌的影响表达热休克,表明热休克的表达可以开始后30 - 60分钟内大鼠心肌的运动波。热休克的机械运动和心肌表达之间的联系还不清楚。然而,各种各样的压力与运动有关,包括热应力和缺氧,细胞内的pH值降低,活性氧和氮物种(ROS和RNS)生产和消耗的葡萄糖和糖原存储,胞质钙含量的增加,心肌细胞伸展运动都有助于HSP海拔在心肌22]。等应激蛋白质HSP10、HSP40 HSP60,一半被认为发挥心血管作用[23,24),详细了解HSP70家族的作用[25]。生产在大鼠心肌HSP70在跑步机上跑步是由热休克转录因子的激活增加1 (HSF - 1),然后结合HSP70基因和导致的热休克元素水平的提高HSP70 mRNA (26]。为了提供额外的洞察力,悟道等人表明,蛋白激酶A (PKA),而不是蛋白激酶C,在运动中起着关键作用的监管HSP70基因表达(27]。激活PKA介导中间层蛋白激酶的抑制,细胞外信号调节激酶(ERK1/2), HSF1的磷酸化,抑制激活。然而,运动训练后,ERK1/2调节多个基因的转录激活参与细胞生长和增殖和已被证明是与training-mediated心肌肥大有关。在另一项研究中,悟道et al。28]报道增加HSP70的表达单一的运动后的高架ERK1/2在训练有素的动物。这些结果表明,训练结果适应性允许同时启动增殖和保护性反应。此外,HSP72 (HSP70家族中的一员)增强心肌抗氧化能力(29日]。在缺血/再灌注(I / R)侮辱、HSP72保护线粒体功能和防止细胞凋亡(细胞30.,31日]。此外,通过预防蛋白质聚合和变性,HSP72也提高急性细胞损伤的康复和保护细胞免受后续损伤(32]。
虽然运动诱发心脏HSP72表达(心血管),有一些报告证明运动对心肌的有利影响是独立于休克蛋白形成(33]。运动相关的心脏保护汉密尔顿等人推测,也许靠,在某种程度上,增加心肌内容锰超氧化物歧化酶(MnSOD),而不是HSP水平(34),而Quindry等人的研究表明,运动诱发心肌保护I / R是与增加心脏HSP10水平无关,HSP27、HSP40, HSP60, HSP72, HSP73或一半35,36]。这些研究结果的一个解释是心血管的激活机制通过不同的途径,然后聚集在常见的远端途径,表明运动性心脏保护可以通过多种机制实现的。
3所示。锻炼和心肌抗氧化能力
细胞已经进化为高度复杂的抗氧化系统(酶和非酶的),而协同工作来保护身体的细胞和器官系统反对自由radical-induced损伤。最有效的酶抗氧化剂谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶。非酶的抗氧化剂,包括维生素E和维生素C和硫醇抗氧化剂(谷胱甘肽硫氧还蛋白)38]。这些抗氧化剂能够结合活性氧化剂少生产其它反应香料。超氧化物歧化酶促进超氧化物自由基的歧化作用形成过氧化氢(H2O2)和氧气。而谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)使用减少谷胱甘肽(GSH),相当于减少,降低H2O2形成氧化谷胱甘肽和水。此外,谷胱甘肽可以直接删除选定的氧自由基和协助回收的维生素C和E(表2)。
过氧化氢酶转换H2O2水和氧气。新发现的酶类家庭代表着一群氧化酵素,也促进减少H2O2。它们包括至少六个亚型在哺乳动物细胞(39]。其中,酶类三世与线粒体靶向序列合成,MnSOD。
运动对心肌的影响抗氧化酶活动被广泛研究,但与变量的结论。例如,尽管一些研究报告,运动给GPx活性增加(40,41),其他建议不改变心肌GPx活性锻炼(42,43]。这种模棱两可的结果也有心肌过氧化氢酶,增加(44,45和减少33,43)的水平。虽然没有明确的解释这些差异,有可能使用的运动协议不同持续时间和强度可能是一个重要的潜在因素。最有力的证据直接链接增加心肌抗氧化剂和运动性心脏保护涉及MnSOD的贡献作用。人们普遍认为,即使短期耐力运动导致心肌MnSOD活动快速增加(43,46,47)所示的研究采用反义寡核苷酸技术沉默MnSOD基因,所以预防运动性心肌MnSOD活动增加的(46,48]。例如,山下式等。46)报道,抑制运动增加心脏MnSOD废除预防心肌梗塞,发现经汉密尔顿et al。49)认为MnSOD对I / R-induced心律失常中发挥着关键作用。相比之下,列侬et al。50)报道,运动增加心脏MnSOD活动不是基本实现exercise-mediated保护心肌惊人。可能机制负责运动保护心肌惊人的不同于那些参与心肌心律失常和梗死[51)(图1)。
4所示。额外的机制参与运动性心脏保护
诱导心肌热休克和心脏抗氧化酶upregulation反应研究方面的锻炼。其他相关反应运动心脏保护包括冠状动脉解剖和生理的变化,增加心肌cyclooxygenase-2 (cox - 2)的活动,内质网应激蛋白,升高一氧化氮产量,增加了自噬,改善功能sarcolemmal和/或线粒体ATP敏感钾(K石棺三磷酸腺苷和/或水户K三磷酸腺苷)渠道52)(图2)。
5。心肌侧枝循环
运动适应的冠状循环可分为两个主要过程:(一)血管生成,这是一个扩张的毛细血管网络新血管的形成和发生在毛细血管和小动脉阻力,但不是在大的动脉和(b) arteriogenesis,这是扩大现有的血管(53]。
5.1。血管生成
有人推测,耐力运动刺激血管生成由先前存在内皮细胞的一个部门或骨骨髓来源的内皮祖细胞和单核细胞或巨噬细胞的血管生成细胞(54]。一些报道表明,身体活动提高了动员内皮祖细胞在健康受试者和心血管风险和冠状动脉疾病患者(55,56]。事实上,血管生成是由净平衡正(血管生成)和负(angiostatic)血管生长的监管机构。平衡主要支持积极的监管机构是一种血管生成表型而偏向负面转变监管机构是一个angiostatic表现型。因此,血管新生的调节受损常与angiogenesis-dependent疾病如动脉粥样硬化的发展。
血管内皮抑制素是一种内源性angiostatic因素识别最初的媒体小鼠血管内皮瘤细胞(57,58]。许多研究表明,血管内皮抑制素的释放蛋白水解胶原蛋白十八是由许多类的蛋白酶,如半胱氨酸蛋白酶,矩阵metalloproteases,天门冬氨酸蛋白酶(59,60]。血管内皮抑制素的抗血管新生的影响是通过影响的结合介导内皮细胞,血管内皮抑制素抑制细胞增殖和迁移和促进细胞凋亡61年,62年]。血管内皮抑制素的生物效应是主要归因于其拮抗血管内皮生长因子(VEGF)信号63年]。
在动脉粥样硬化血管有益和有害的影响。虽然在心脏组织中血管生成增加可能是一个良好的迹象的治疗缺血性组织(64年],进步的血管生成主要动脉粥样硬化病变斑块扩张的可能原因(65年,66年]。有几项研究表明,锻炼引起局部血管生成表型特征的超表达VEGF在骨骼肌67年)和心脏(64年]。这种现象可以防止在这些组织缺血。锻炼还可以通过增加循环血管内皮抑制素对动脉粥样硬化起到有益的作用,抑制动脉粥样硬化斑块的发展通过阻断血管生成在斑块组织(68年]。同时,Brixius等人也报告说,耐力活动改善血管生成减少血管内皮抑制素血浆水平(69年]。尽管不同的锻炼协议在这些实验可以解释这些不一致的结果,还需要进一步的研究来阐明的确切机制。
5.2。Arteriogenesis
运动训练大细动脉的直径增加,小动脉,动脉导管。运动给毛细现象改变的另一个重要方面是发病和持久性的运动性arteriogenesis。arteriogenesis的感应是一种重要的血管适应(70年),因为arteriogenesis导致大电导的形成动脉能够补偿闭塞动脉功能的丧失。动物实验和临床观察提供的证据之间的显著相关性规律的体育锻炼和增加冠状动脉管腔直径(71年,72年]。在一项研究中,一个8周训练计划增加了低剂量多巴酚丁胺的收缩反应慢性冠状动脉疾病患者和左心室射血分数低于40%。这意味着短期运动训练可以提高生活质量,改善左心室收缩功能在轻度至中度缺血性心肌病患者的体力活动(73年]。此外,八个冠心病和劳累型心绞痛患者成功地完成了一个11至15周的耐力运动训练计划。心绞痛阈值是由直立自行车测力计锻炼和心房踱来踱去。心率和动脉收缩压在运动调节后心绞痛阈值较高,表明调节增加最大在运动时心肌供氧(74年]。
6。环氧酶II和运动性心脏保护
缺血性预处理现象,即短暂的亚致死的缺血使后续缺血性心肌抗应力发生在两个阶段:(i)的早期阶段开始后几分钟内初始缺血刺激,持续2 - 3 h,并由于腺苷和血管舒缓激肽释放,(2)第二阶段,开始的12 - 24 h后,持续3 - 4天75年,76年]。缺血预处理的后阶段是由多个压力响应的同时激活信号通路,包括cox - 2和一氧化氮合酶的诱导形式(间接宾语),导致心脏开发一种表现型,可提供持久保护对可逆(惊人的)和不可逆(梗死)心肌I / R损伤(76年]。类似于缺血刺激,短期(1 - 3天)和长期(月)行使协议同样有效地赋予心脏保护对I / R损伤(77年,78年]。
鉴于表型相似性缺血性和锻炼预处理,因为cox - 2和伊诺被要求实现的晚期缺血性心脏保护对I / R preconditioning-induced惊人和梗死[76年,79年),它被假定cox - 2的活动,和随后的前列腺素类生产,这也可能是必不可少的运动性心脏保护(80年]。然而,伊等人报道,COX 2抑制并没有阻止运动性心肌梗塞后心脏保护对室性心律失常的狗(81年]。因此,研究Quindry et al。82年,83年)透露,锻炼不提升心脏cox - 2的活动。因此,我们得出结论,不同的机制可能是负责提供心脏保护缺血预处理和有氧运动。
7所示。运动性心脏保护由内质网应激蛋白质
另一位候选人解释运动性心脏保护的机制是通过一个家庭的心血管的蛋白质统称为内质网(ER)压力的蛋白质。在心脏I / R侮辱,ER帮助细胞内稳态的维持细胞内钙调控和蛋白质折叠(84年]。ER在I / R的故障事件会导致mitochondrial-dependent和mitochondrial-independent由于钙稳态的破坏导致细胞死亡和/或受损的蛋白质折叠(85年]。最重要的两个ER应激蛋白Grp78、Grp94属于HSP家庭和过表达在培养心肌细胞氧化应激和钙超载(86年]。马丁代尔等人建议展开的蛋白质反应(UPR)被激活在心脏I / R,形成的“激活转录因子6 (ATF6)”诱发的表达蛋白Grp78、Grp94等,进而减少了我心中/ R-induced坏死和凋亡87年]。因为这些ER应激蛋白的过度提供ER保护在I / R的侮辱,这可能是因为这些蛋白质导致运动性心脏保护。然而,Murlasits等人的研究表明,至少短期运动训练不提升ER应激蛋白,因此,短期运动性心脏保护的可能不是与ER应激适应(88年]。
8。一氧化氮和运动性心脏保护
一氧化氮起着基本的作用在保护心脏对I / R损伤。具体地说,它扮演了一个关键的双功能作为一个触发器和一个中介预处理的后期阶段。增加产量的不以挪士是一个重要的触发阶段末缺血和运动型预处理,伊诺是强制性的和增强的生产的中介antistunning和antiinfarct行动的晚期预处理[89年]。换句话说,心脏对缺血通过使用两种类型号亚型以和谐的方式;它使用现有以挪士一个提示的没有生产,同时,upregulation伊诺切换到防御表型的持续增强的生物合成。的具体心血管机制没有在I / R是一个有争议的问题;然而,假设机制包括抑制钙离子流入细胞(90年),拮抗作用β肾上腺素能刺激(91年),减少心肌耗氧量(92年,93年),在石棺K和行动三磷酸腺苷渠道(94年]。
尽管有许多研究一氧化氮的保护作用I / R-induced预处理,有调查评价所提供的保护,一氧化氮减少运动性心脏保护。锻炼会增加以挪士的表达和活性,可能由于剪切应力变化,调节生产没有(95年- - - - - -97年]。除了它的血管和代谢影响(血管舒张,碳水化合物代谢改变)98年),没有拥有许多生理属性的设置使其心血管分子心肌I / R损伤。例如,不可逆地抑制线粒体呼吸(99年和细胞凋亡One hundred.]。这种效应会导致减少mitochondrial-induced没有人类的心脏的心脏损伤。Babai等人表明,即使是一个时期的运动提供延迟保护I / R-induced室性心动过速和其他缺血性改变,是由不101年]。核心作用的进一步证据以挪士在运动生理学来自以挪士缺陷小鼠的实验(以挪士- / -)。这些动物的运行能力50% - -60%小于同龄野生型小鼠(102年,103年]。de Waard等人发现的有利影响运动MI后LV重构和功能障碍主要取决于内生以挪士。他们观察到缺乏一个以挪士等位基因是足以否定所有有益的运动,强烈暗示的有利影响的运动取决于完全以挪士表达式(104年]。泰勒等人在体外显示,运动能使心血管表型对I / R侮辱甚至在封锁所有的存在NOS与L-NAME亚型,这导致他们得出这样的结论:急性运动性预处理并不是由号(或增加HSP 72或其他抗氧化酶)(105年]。这些矛盾的发现可以通过考虑亚硝酸盐和硝酸盐的作用在心血管系统的生理机能。例如,它已经表明,亚硝酸盐和硝酸盐作为蓄水库在没有缺血和缺氧等病理条件下,亚硝酸盐可以减少到没有(106年,107年]。亚硝酸盐的有益作用疗法(生成没有独立的以挪士)已被证明在心脏I / R损伤的动物模型108年,109年]。亚硝酸盐含量增加锻炼后在啮齿动物和人类110年,111年]。因为亚硝酸盐积累的心脏缺血性事件期间可以提供心脏保护被减少到不,它不可能产生内皮细胞在运动中可以氧化为亚硝酸盐,运输在等离子体然后影响心脏或血管。在心肌缺血的情况下,可以减少亚硝酸盐回到没有和发挥心脏保护以一氧化氮的方式(112年]。这个假设可以被应用到所有的实验中,运动性心脏保护的不是废除的NOS抑制剂(105年,113年]。增加的重要性没有在运动生理学是能够激活K三磷酸腺苷渠道cGMP-PKG信号(114年,115年和HSP70的表达增加116年在运动。
9。石棺和水户K的角色三磷酸腺苷在运动性心脏保护的通道
了多方面的证据表明,石棺K三磷酸腺苷渠道参与心脏I / R损伤。K三磷酸腺苷频道于1983年第一次描述了,被任命为胞质ATP抑制作用的钾通道开放(117年]。缺血期间,心脏细胞成为能源枯竭,导致无氧糖酵解增加补偿ATP耗竭。由此导致酸中毒增加通过Na Na / H的流入换热器和抑制ATP-dependent sarcolemmal钠/钾atp酶增加的初始积累Na (118年]。高细胞内钠浓度提示钠/钙换热器在相反的工作模式,产生胞质和线粒体钙超载119年]。再灌注后,一阵由线粒体ROS生成,同时细胞内钠过量的钠/钾atp酶(图功能受损3(一个)和3 (b))。
(一)缺血
(b)再灌注
钠/钾atp酶泵是一种跨膜异质二聚体蛋白组成的α和β子单元。的胞质域α亚基与锚蛋白相互作用,蛋白质连接钠/钾atp酶fodrin-based膜骨架(120年]。锚蛋白和fodrin膜细胞骨架的主要成分在各种各样的nonerythroid细胞(121年]。他们也是钙蛋白酶的底物,一群nonlysosomal Ca-dependent蛋白酶。先前的研究表明激活calpain导致两锚蛋白的降解和再灌注期间fodrin [120年]。由此产生的细胞内钠和钙的浓度增加,随着ATP水平低,导致额外的线粒体活性氧的生产和其他蛋白酶的激活,导致肌浆网钙降低运输和不正常收缩蛋白(122年]。胞质钙含量增加也导致的线粒体渗透性转换孔注射(mPTP药物),导致线粒体膜电位的损失和减少ATP生产(123年]。ATP的产量下降导致的K三磷酸腺苷频道sarcolemmal和线粒体。这是诺玛(117年]最初假设的石棺K三磷酸腺苷缺氧引起的渠道、缺血或药理K三磷酸腺苷开心脏动作电位持续时间缩短,加速第三阶段的复极化。一个增强的三期复极化会抑制Ca通过l型渠道进入细胞,防止钙超载。此外,还去极化的放缓将减少Ca入口和减缓或防止逆转Na / Ca的换热器。这些行为会增加细胞生存能力通过减少在缺血和再灌注早期钙超载。额外的证据支持石棺K的保护作用三磷酸腺苷其他调查人员提供的渠道是(123年- - - - - -127年]。运动训练会增加心脏的表达式石棺K三磷酸腺苷,而且药理堵塞这些通道损害心脏保护(128年]。性别和运动中获得抗心肌I / R损伤依赖于石棺K三磷酸腺苷活动期间缺血(129年]。有趣的是,雌性动物有更高的石棺ATP敏感钾通道表达(130年)和雌激素可以移植这些通道的表达131年]。政府hmr - 1098 sarcolemmal K三磷酸腺苷通道阻断剂,废除了sex-dependent梗塞大小的差异(132年,133年]。很可能小梗塞大小在女性心中在一些研究报告可能与增加活性蛋白激酶B(也称为Akt)和C (134年),导致增加K的招聘三磷酸腺苷在肌细胞肌纤维膜。这些激酶抑制缺血梗塞规模在女性(但不是男性)的心。最近的研究表明,抑制K三磷酸腺苷渠道和PKC的添加剂,这表明激活PKC和K三磷酸腺苷通道是不同的组件相同的信号通路(135年]。的PKC激活腺苷酸会使K三磷酸腺苷渠道(136年]。有可能在运动后类型的PKC活性上调K三磷酸腺苷通道,激活腺苷酸受体激活另一种类型的PKC会使这些频道(137年]。激活PKC介导的石棺K三磷酸腺苷渠道是性依赖监管组件(s)的存在表明,要么可能不存在,或以不同的方式管理,在男性。这些发现显示信号通路的复杂性(s)的密度和功能调节石棺K三磷酸腺苷渠道在事先已经和nonpreconditioned心性别的方式。充分理解机制监管的石棺K三磷酸腺苷是一个令人兴奋的任务的未来肯定会产生重大影响的治疗心血管疾病的预防和治疗策略。
几行证据证实的作用线粒体K通道在I / R损伤防护138年- - - - - -140年]。环前列腺素类似物保护心脏细胞免受氧化应激主要是通过激活3型的体育2受体在I / R损伤。激活这些受体质数的线粒体K三磷酸腺苷渠道(141年]。然而,有一些争议的作用水户k三磷酸腺苷渠道在运动心脏的预处理。例如,多梅内奇等人报道,运动的早期影响心脏的预处理是通过水户k介导的三磷酸腺苷渠道(142年),而布朗等人报道,水户k三磷酸腺苷渠道不锻炼的一个重要中介保护I / R-induced心肌梗死(128年]。最近它也表明,水户K三磷酸腺苷渠道提供抗心律失常的作用,作为对I / R损伤[运动性心脏保护的143年]。应该提到水的分子特征k三磷酸腺苷渠道仍然是难以捉摸的。需要额外的研究可以得出明确的结论。
10。运动和心脏线粒体
有一个重要的角色在I / R损伤线粒体。运动训练导致心脏线粒体适应性导致活性氧产量下降,增加他们容忍高钙水平的能力。终身自愿轮运行减少心脏subsarcolemmal和纤维间在大鼠线粒体过氧化氢生产144年]。同样,耐力运动减少了心肌线粒体活性氧产量,导致低钙流入在再灌注(145年]。减少ROS生产可能与降低过氧化物生产或增加线粒体抗氧化酶活性。一项由法官et al。144年]表明MnSOD subsarcolemmal活动显著降低,纤维间线粒体,导致建议这可能反映线粒体超氧化物产量的减少。然而,这个问题目前是具有相当大的争议。
线粒体的运动动物能够容忍更高水平的钙。线粒体分离运动的心动物注射抗calcium-induced mPTP药物打开(146年]。此外,运动训练引起的线粒体表型预防凋亡刺激(147年]。这些变化主要包括蛋白质含量的增加抗氧化酶subsarcolemmal和纤维间线粒体衰减ROS-induced细胞色素c的释放,减少注射最大的mPTP药物(V马克斯V),延长时间(马克思)subsarcolemmal和纤维间线粒体和增加抗凋亡蛋白的数量,包括细胞凋亡抑制因子与半胱天冬酶招聘领域。这些结果是一致的概念,锻炼线粒体适应性有助于运动性心脏保护的,符合我们研究运动对糖尿病小鼠肾脏线粒体的影响(148年]。
单胺氧化酶酶位于线粒体外膜分为2 A和B主要形式基于遗传标准,底物专一性,抑制合成化合物。生物胺的降解(5 -羟色胺和儿茶酚胺)是这些酶的主要生理功能149年),是,这是主要的亚型表达心脏心室,也代表了ROS在心脏的重要来源150年]。此外,它能够产生ROS增加与衰老及其表达式是调节在心脏肥大和失败151年]。比安奇等人的一项研究调查所产生的ROS的潜在作用是在心肌细胞死亡5退化及其在邮件里我/ R损伤作用表明,毛负责receptor-independent凋亡的影响5 -在心肌细胞和post-ischemic心肌损伤。他们也提供了证据表明,H2O2生产是起着至关重要的作用在I / R后事件导致心脏损伤(152年]。另一个在活的有机体内使用是基因敲除小鼠的研究表明,这些动物是受我/ R-induced心脏损害,这种保护与显著降低ROS生成后的I / R损伤(153年]。有趣的是,Kavazis等人表明,是蛋白质水平显著降低subsarcolemmal和intermyofibrillar线粒体运动训练后(154年]。他们提议的监管是耐力运动后蛋白表达的机制之一运动性心脏保护。
其他运动对心脏的影响线粒体相关蛋白参与生物能疗法。本条例可能有助于满足能源需求的增加在运动或休息状态下改善心脏功能。因此,反复发作的运动增加了线粒体几个酰coa脱氢酶等酶的水平,hydroxyacyl-CoA脱氢酶δ(3、5)δ(2、4)-dienoyl-CoA异构酶参与β氧化脂肪酸(51)(图4)。
11。运动和自噬
自噬或自吞作用是一种通用的、动态的过程,发生在所有真核细胞,并有助于保持一个平衡的合成、降解和随后的细胞产品的回收。这一过程包括三个阶段:(a)形成和吞没目标由双层膜的囊泡被称为自噬小体,(b)的自噬小体溶酶体,自噬体和(c)退化,其内容由溶酶体蛋白酶(155年]。自噬中扮演一个重要的角色在基底细胞内蛋白质和细胞器周转和生产氨基酸的营养进入紧急状态。这些功能保证恢复活力,适应不断变化的或不利的条件,甚至构成的动态过程,如开发或变形。自噬通路是至关重要的维持细胞内稳态和通路中断可以许多疾病的因素。营养饥饿期间,自噬水平上升导致nonvital组件的分解和养分的释放,确保重要流程可以继续。突变的酵母细胞,减少自噬能力迅速灭亡在营养缺乏的条件156年]。总之,细胞自噬是一种机制,在营养不足的时候,可以同时降低蛋白质代谢的需要,消除不必要的,损坏,或多余的细胞膜和细胞器如线粒体、内质网、过氧化物酶体;在这方面,自噬与受损细胞的积累,自然衰老过程中发生。减少自噬可以促进肿瘤的发展157年)和神经退行性条件包括阿尔茨海默氏症(158年)和帕金森病(159年]。在心脏,自噬可以防止细胞凋亡被缺血性损伤激活(160年),其慢性摄动是诱发心脏病的遗传形式(161年]。相反,自噬也可以相关程序性细胞死亡的一种形式,但不同于凋亡[162年,163年]。
热量限制的诱导效应,抑制自噬的摄取过多热量也可以在代谢综合征中发挥的作用,II型糖尿病,和老化164年,165年]。
我们得出结论,锻炼协调其心血管效应,在一定程度上,通过诱导和调节自噬的166年- - - - - -169年]。运动诱发自噬反应是减少代谢综合征患者,II型糖尿病,或久坐不动的生活方式。代理引起药理调节,如腺苷和氯甲苯噻嗪,也是自噬的诱导物(170年]。自噬的调节慢性缺血性心肌,哪里有与细胞凋亡的程度成反比关系171年]。适应缺血引发的心肌保护是通过介导至少在部分upregulation自噬的160年,172年]。
12。总结
有公司的证据从观察和随机试验,有规律的锻炼有助于主,二、三级预防心血管疾病和其他几个lifestyle-dependent,规律的运动与过早死亡的风险降低相关。这背后的详细分子机制有利的影响仍然未知,继续积极调查各级虽然有大量的证据支持在心脏保护氧化还原内稳态。为了清晰,我们建议将潜在机制划分为两大类:这些机制,主要减少ROS生产和其他机制,更有效地修复和家政(表3)。这些分子适应性带来更好的生理功能和增强抗氧化应激。
在拟议的运动性心脏保护的机制,改变线粒体功能和石棺K三磷酸腺苷航道治理扮演更重要的角色。事实上,线粒体心肌细胞动作电位是生存的重要决定因素暴露于I / R (173年,174年]。因此,其适应在运动过程中可以产生更大的影响心脏肌肉。同样重要的是没有保护作用,除了匹配的血液循环代谢需求也有antiatherosclerotic属性(从坚持抑制炎症细胞和血小板血管壁),可以增加HSP70的表达和激活K三磷酸腺苷频道。似乎其他未知的心血管介质也存在,可能导致锻炼预处理,强调需要进一步的研究来确定不同的路径的集成可能导致心脏保护。另一个重要的考虑是为了更好地理解不同的锻炼协议的影响(类型、持续时间和强度)和性别差异在时间进程和运动性心脏保护的程度,因为这将对正在进行的预防性卫生保健以及发展中治疗策略,例如,在一些心脏疾病患者的管理。