時光龍（武漢體育學院 湖北武漢 430079）

不同類型運動對心力衰竭性肌萎縮的影響①

時光龍
（武漢體育學院 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，心力衰竭會誘導(dǎo)心肌細胞凋亡，心肌肥厚及鈣化程度增加及脂質(zhì)沉積，引起機體心肌泵血功能減弱及衰退，最終引起心臟悸動和停止，導(dǎo)致死亡。肌萎縮是骨骼肌對各種內(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 體育運動

1　研究意義

心力衰竭會導(dǎo)致骨骼肌質(zhì)量和力量的丟失，對心力衰竭患者的骨外側(cè)肌進行肌肉活檢后發(fā)現(xiàn)其中與肌肉蛋白質(zhì)降解相關(guān)的泛素連接酶MuRF1蛋白的表達水平顯著高于正常人群，表明心力衰竭會加劇骨骼肌的分解代謝活動，誘導(dǎo)其發(fā)生肌萎縮，以上證據(jù)表明心力衰竭會對機體的心肌和骨骼肌產(chǎn)生雙重消極影響。盡管認識到心力衰竭可誘導(dǎo)肌萎縮，但其內(nèi)部相關(guān)機制仍不完全清楚；運動會對心力衰竭個體的心肌和骨骼肌產(chǎn)生雙靶點效應(yīng)，會通過多重作用機制對心肌的形態(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)，最終對心力衰竭患者全身性的生理活動包括神經(jīng)內(nèi)分泌活動、心肌和骨骼肌代謝活動等產(chǎn)生有益的影響。不同類型的運動可以對機體產(chǎn)生不同的影響結(jié)果：耐力運動直接增強其心肺功能而抗阻運動誘導(dǎo)其骨骼肌肥大，拮抗肌萎縮，耐力運動主要是通過對心肌產(chǎn)生各種適應(yīng)性影響，以增強心肺功能為主，但長期耐力訓(xùn)練會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信號通路受到抑制的結(jié)果，即長期耐力訓(xùn)練似乎對心肌有利但并不能促進骨骼肌的肥大；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)的分解來實現(xiàn)的，但抗阻訓(xùn)練對心肌的影響作用目前仍存在較多的爭議，對于心力衰竭患者抗阻運動對其心肌功能作用也未見系統(tǒng)的評估，目前大多數(shù)研究者仍認為，抗阻運動主要以誘導(dǎo)骨骼肌的肥大效應(yīng)為主而對心肌的影響作用不大。以上證據(jù)表明，對于心力衰竭患者，不同類型運動（耐力運動和抗阻運動）似乎是一個矛盾統(tǒng)一體：增強其心肺功能和促進骨骼肌肥大，但以上兩種效應(yīng)哪一種對心力衰竭患者的機體健康更為有利，目前未見相關(guān)研究對此作出系統(tǒng)評估。

2　國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)分析

肌萎縮是骨骼肌對各種內(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，當肌肉的合成代謝大于分解代謝狀況，會出現(xiàn)骨骼肌的肥大表型；反之，則會出現(xiàn)肌萎縮表型。多種因素會誘導(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，對心力衰竭患者的骨外側(cè)肌進行肌肉活檢后發(fā)現(xiàn)其中與肌肉蛋白質(zhì)降解相關(guān)的泛素連接酶MuRF1蛋白的表達水平顯著高于正常人群，表明心力衰竭會加劇骨骼肌的分解代謝活動，盡管認識到心力衰竭可誘導(dǎo)肌萎縮，但其內(nèi)部相關(guān)機制仍不完全清楚；此外，心力衰竭可使骨骼肌呈現(xiàn)出運動耐受力的缺失，以前研究認為心力衰竭誘導(dǎo)肌萎縮是由于心肌泵血功能障礙導(dǎo)致運動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動鍛煉時工作肌確實發(fā)生了供氧不足并限制了機體的運動能力，但值得注意的是，當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，具本說來，即是通過多重相關(guān)機制抑制骨骼肌蛋白質(zhì)的合成代謝并增加其分解代謝。心力衰竭會引起骨骼肌局部IGF-Ⅰ的自分泌表達降低，盡管此時血清IGF-Ⅰ的含量處于正常水平，IGF-Ⅰ的自分泌表達降低會抑制其下游蛋白質(zhì)的合成代謝信號通路Akt/ mTOR和Akt/GSK3β/eIF2B的活動，使蛋白質(zhì)的合成量減少。心力衰竭會通過多種機制使肌肉蛋白質(zhì)的分解代謝活動加強，促進骨骼肌纖維發(fā)生降解，事實上，多種類型的肌萎縮涉及到骨骼肌細胞肌絲蛋白質(zhì)、細胞器以及細胞質(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對于骨骼肌的降解至關(guān)重要，其可對肌絲蛋白質(zhì)進行第一步的分解整合，起到“粗加工”的作用，然后將分解產(chǎn)物如單體肌動蛋白、肌球蛋白等傳遞給泛素蛋白酶體進行下一步分解；泛素蛋白酶體對肌絲蛋白質(zhì)的降解涉及到多種泛素連接酶基因的表達，其中骨骼肌萎縮中特異性表達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，因此可作為肌萎縮的特異性生物標志物，心力衰竭可誘導(dǎo)多種泛素連接酶基因的表達，激活泛素蛋白酶體的活動，從而加劇肌絲蛋白質(zhì)的降解丟失；自噬是哺乳動物機體內(nèi)特有的一種生理存在程序，其涉及到細胞體積的控制、細胞的增殖和分化以及細胞內(nèi)能量內(nèi)穩(wěn)態(tài)等生理調(diào)控過程，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，同時發(fā)現(xiàn)溶酶體介導(dǎo)的肌細胞自噬活動顯著增強，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，引起其肌肉蛋白質(zhì)分解代謝活動加強，誘導(dǎo)肌絲蛋白質(zhì)的減少及肌力的下降，表明自噬途徑確實參與了心力衰竭對骨骼肌萎縮的誘導(dǎo)過程。心力衰竭誘導(dǎo)的肌萎縮具有一些相對于其他類型肌萎縮顯著不同的特點，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，心力衰竭會通過引起半胱天冬酶系列的表達來誘導(dǎo)骨骼肌細胞的凋亡，LM Schwartz指出，多種類型的肌萎縮均伴隨著骨骼肌細胞的程序性死亡。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，而運動耐力的丟失則主要是由線粒體的降解丟失引起的；抗阻運動可增強骨骼肌蛋白質(zhì)合成信號通路Akt/mTOR和Akt/GSK3β/ eIF2B的活動，故而可誘導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，這似乎是對抗肌萎縮力量丟失的有效手段，耐力運動則可以通過增加PGC-1蛋白的合成，進而激活核呼吸因子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，同時運動也可調(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。