薄文艷，田振軍

（陜西師范大學(xué) 體育學(xué)院暨運(yùn)動(dòng)生物學(xué)研究所，陜西 西安 710119）

心肌梗死（myocardial infarction，MI）引起的心衰（heart failure，HF）可導(dǎo)致心功能進(jìn)一步惡化，并累及諸多器官損傷，如心梗誘導(dǎo)的骨骼肌減少、心-腎綜合征（cardiore?nal syndrome，CRS）、心-肝綜合征（cardiohepatic syn?drome，CHS）以及心-腦綜合征等。研究表明，心臟和肝臟之間存在復(fù)雜的交互關(guān)系，被稱(chēng)為心-肝綜合征（Corre?ale et al.，2018；Hadi et al.，2020；Xanthopoulos et al.，2019）。臨床實(shí)驗(yàn)表明，急性和慢性HF可導(dǎo)致急性心源性肝損傷或慢性充血性肝病，HF患者肝功能障礙常與疾病嚴(yán)重程度和愈后相關(guān)（Allen et al.，2009；Fouad et al.，2014；Poelzl et al.，2012；Xanthopoulos et al.，2019）。因此，除了關(guān)注缺血心臟本身的康復(fù)之外，關(guān)注心梗后的肝臟保護(hù)與康復(fù)對(duì)心臟康復(fù)進(jìn)程也至關(guān)重要。

成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子21（fibroblast growth factor 21，F(xiàn)GF21）主要由肝臟分泌進(jìn)入循環(huán)（Badman et al.，2007），通過(guò)與其受體FGFR1及β-Klotho結(jié)合，激活下游信號(hào)分子，抑制非酒精性脂肪肝（nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD）和肝癌等多種肝病導(dǎo)致的肝損傷（Desai et al.，2017；Rusli et al.，2016；Singhal et al.，2018；Yang et al.，2013；）。心梗后肝臟和脂肪來(lái)源的FGF21可激活FGFR1/β-Klotho-PI3K/AKT通路并抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激（endoplasmic reticulum stress，ERS）誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞凋亡（Liu et al.，2012）。文獻(xiàn)表明，健康男性急性運(yùn)動(dòng)后肝臟FGF21表達(dá)顯著升高（Willis et al.，2019）。脂肪肝患者步行鍛煉可促進(jìn)肝臟FGF21分泌，從而改善肝臟脂肪變性（Sargeant et al.，2018）。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)顯著抑制肝臟脂質(zhì)堆積，并通過(guò)減輕ERS抑制NAFLD誘導(dǎo)的肝細(xì)胞凋亡（Zou et al.，2020）。運(yùn)動(dòng)通過(guò)上調(diào)肝臟FGF21水平，減輕NAFLD誘導(dǎo)的膽固醇超負(fù)荷和氧化應(yīng)激（Henkel et al.，2019），減緩NAFLD病理進(jìn)程（Xiao et al.，2016）。運(yùn)動(dòng)還可促進(jìn)遠(yuǎn)隔器官如骨骼肌FGF21的分泌，激活心肌PI3K/AKT通路，抑制心梗心肌細(xì)胞凋亡（田振軍等，2018）。因此認(rèn)為，F(xiàn)GF21可作為“運(yùn)動(dòng)因子”對(duì)肝臟發(fā)揮保護(hù)作用。心磷脂轉(zhuǎn)移酶 1（lysocardiolipin acyltransferase-1，ALCAT1）是心磷脂（cardiolipin，CL）重塑過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用的酰基轉(zhuǎn)移酶（Cao et al.，2004），其過(guò)表達(dá)可導(dǎo)致線粒體融合與分裂受損，其靶向失活可降低氧化應(yīng)激損傷，改善線粒體功能、細(xì)胞凋亡和運(yùn)動(dòng)缺陷，防止飲食誘導(dǎo)型肥胖和NAFLD的發(fā)生（Li et al.，2010；Liu et al.，2012；Song et al.，2019；Wang et al.，2015）。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，有氧運(yùn)動(dòng)顯著下調(diào)心梗小鼠心臟ALCAT1表達(dá)，抑制心肌細(xì)胞凋亡（Bo et al.，2021），還可下調(diào)腎臟ALCAT1表達(dá)，抑制氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的腎細(xì)胞凋亡，改善腎功能（Wu et al.，2020）。但ALCAT1在心梗所致肝損傷中是否發(fā)揮作用尚不清楚。有氧運(yùn)動(dòng)能否改善心梗誘導(dǎo)的肝損傷，且FGF21和AL?CAT1是否在其中發(fā)揮作用，值得研究。對(duì)此，本文擬探討有氧運(yùn)動(dòng)在改善心梗誘導(dǎo)肝損傷中的作用及其可能機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組

24只8周齡C57/BL6雄性小鼠購(gòu)于西安交通大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理中心（動(dòng)物質(zhì)量合格證號(hào)：SCXK（陜）2017-003），常規(guī)分籠飼養(yǎng)，自由飲食。適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后，隨機(jī)均分為假手術(shù)組（S）、心梗組（MI）、心梗運(yùn)動(dòng)組（ME），每組8只。心梗組采用左冠狀動(dòng)脈前降支結(jié)扎術(shù)（left anteri?or descending of the coronary artery，LAD）制備心梗小鼠模型，S組僅穿線不結(jié)扎。

1.2 運(yùn)動(dòng)方案

心梗小鼠術(shù)后1周開(kāi)始跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)。訓(xùn)練強(qiáng)度依據(jù)Sonobe等（2015）的文獻(xiàn)報(bào)道：先以6 m/min進(jìn)行適應(yīng)性訓(xùn)練，隨后每次強(qiáng)度增加2 m/min，當(dāng)跑至18 m/min時(shí)發(fā)現(xiàn)小鼠出現(xiàn)力竭狀態(tài)。因此，將18 m/min視為心梗小鼠最大運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，并以此速度的60%～70%，即12 m/min作為本研究的有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)強(qiáng)度。具體實(shí)驗(yàn)運(yùn)動(dòng)方案為：8 m/min×5 min＋12 m/min×55 min，5天/周×6周。

1.3 心動(dòng)超聲檢測(cè)和樣本收集

心動(dòng)超聲檢測(cè)：小鼠異氟烷麻醉，固定于手術(shù)臺(tái)，備皮，心動(dòng)超聲儀測(cè)量左心室舒張末期內(nèi)徑（left ventricular internal dimension diastolic，LVIDd），左心室收縮末期內(nèi)徑（left ventricular internaldimension systole，LVIDs），軟件計(jì)算左室短軸縮短率（fractional shortening，F(xiàn)S）和左室射血分?jǐn)?shù)（ejection fractions，EF），確定造模成功。

樣本收集：訓(xùn)練結(jié)束后24 h，小鼠異氟烷麻醉，迅速斷頭處死，眼眶取血，12 000 r/min離心10 min，取上清備用。迅速摘取心臟和肝臟，放入甲醛（用于形態(tài)學(xué)檢測(cè)）和液氮（用于分子檢測(cè)）備用。

1.4 生化指標(biāo)檢測(cè)和肝指數(shù)計(jì)算

生化指標(biāo)檢測(cè)：嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書(shū)要求檢測(cè)小鼠血清中天門(mén)冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（Aspartate transaminase，AST）、谷丙轉(zhuǎn)氨酶（Alaninetransaminase，ALT）、堿性磷酸酶（Alkalinephosphatase，ALP）活性。

肝指數(shù)計(jì)算：取小鼠肝組織稱(chēng)量肝濕重，并計(jì)算肝臟指數(shù)，肝指數(shù)（%）=肝濕重/體質(zhì)量×100%。

1.5 Western blotting實(shí)驗(yàn)

稱(chēng)取肝臟組織50 mg，加入500 μL裂解液混合物，冰浴下勻漿，4℃離心取上清，BCA蛋白定量。常規(guī)電泳，轉(zhuǎn)膜，封閉，孵育一抗 FGF21（1∶1 000）、ALCAT1（1∶1 000）、GAPDH（1∶5 000）、ATF6（1∶1 000）、GRP78（1∶1 000）、CHOP（1∶800）、IRE1α（1∶800），PINK1（1∶1000）、Parking（1∶1 000）、LC3A/B（1∶1 000）、P62（1∶500）、Bax（1∶1 000）、Bcl-2（1∶1 000），β-Klotho（1∶1 000），F(xiàn)GFR1（1∶1 000），4℃過(guò)夜。次日室溫復(fù)溫20～30 min，TBST洗5 min×3次，孵育山羊抗兔二抗（5%BSA稀釋5 000倍），室溫?fù)u床孵育1.5 h，TBST洗5 min×3次，凝膠成像系統(tǒng)發(fā)光成像。

1.6 心肌和肝臟Masson與Sirius Red染色

心臟和肝臟組織中性甲醛固定48 h后，流水沖洗4 h，梯度酒精脫水，二甲苯透明，石蠟包埋，切片（5 μm）。切片常規(guī)脫蠟脫水，嚴(yán)格按照Masson和天狼星紅（Sirius Red）試劑盒步驟染色，然后常規(guī)酒精脫水、二甲苯透明，中性樹(shù)膠封片。Olympus BX51光學(xué)顯微鏡下觀察并拍片。心肌膠原容積百分?jǐn)?shù)（collagen volume fraction%，CVF%）用Image Pro Plus軟件統(tǒng)計(jì)分析。

1.7 TUNEL染色

肝臟組織切片常規(guī)脫蠟至水，每個(gè)樣本滴加20 μg/mL不含DNase的蛋白酶K 10 μL，避光37℃孵育30 min，PBS洗5 min×3次。然后，每個(gè)樣本滴加20 μL TUNEL檢測(cè)液，37 ℃避光孵育 1 h，再滴加 20 μL DAPI孵育 10 min。避光PBS洗3 min×5次，抗熒光淬滅封片劑封片，熒光顯微鏡觀察TUNEL陽(yáng)性顆粒。

1.8 數(shù)據(jù)分析與處理

所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均用SPSS軟件分析并處理。采用單因素方差分析法（one-way analysis of variance，ANOVA）并進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn)，對(duì)方差不齊的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后再分析。組間比較均采用最小顯著性差異法（least signifi?cant difference，LSD）。Western blotting結(jié)果用 Image J軟件分析處理，直方圖由GraphPad Prism 8.0軟件繪制。所有結(jié)果均以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（M±SD）表示，組間顯著性差異選擇P＜0.05水平。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 小鼠心功能檢測(cè)結(jié)果

心臟Masson染色結(jié)果顯示，心肌細(xì)胞質(zhì)呈紅色，膠原纖維呈藍(lán)色。與S組比較，MI組心肌CVF%顯著增加（P＜0.01）；與 MI組比較，ME組 CVF%顯著降低（P＜0.01）。心動(dòng)超聲檢測(cè)表明，與S組比較，MI組心臟EF和FS顯著降低（P＜0.01），LVIDd和 LVIDs顯著升高（P＜0.01）；與MI組比較，ME組心臟EF和FS顯著升高（P＜0.01），LVIDd和LVIDs顯著降低（P＜0.01，圖 1）。表明，MI組小鼠出現(xiàn)心肌纖維化，心功能降低，心梗模型成功建立；ME組小鼠心功能改善，有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)對(duì)心梗小鼠安全有效。

圖1 有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)后心梗小鼠心臟Masson染色、CVF%統(tǒng)計(jì)和心功能檢測(cè)結(jié)果Figure 1.Results of Masson Staining，CVF%Statistics and Cardiac Function Test in Mice with MI afterAerobic Exercise Training

2.2 有氧運(yùn)動(dòng)顯著改善心梗誘導(dǎo)的小鼠肝損傷

Masson和Sirius Red染色結(jié)果顯示，S組肝細(xì)胞形態(tài)正常、排列均勻，無(wú)膠原纖維組織沉積；與S組比較，MI組可見(jiàn)明顯的膠原纖維沉積；與MI組比較，ME組膠原纖維沉積明顯改善。血清生化檢測(cè)結(jié)果顯示，S組ALP值為5.30±2.46，ALT 值為 79.33±12.50，AST值為 111.87±32.20；MI組ALP值為10.00±2.91，ALT值為117.57±26.93，AST值為155.58±49.58；ME組ALP值為5.66±1.60，ALT值為82.22±16.41，AST值為103.92±39.38。MI組與S組比較，MI組 ALP、ALT和 AST顯著升高（P＜0.01）；與 MI組比較，ME組ALP、ALT和AST顯著降低（P＜0.01，圖2）。與S組相比，MI組小鼠肝指數(shù)顯著升高（P＜0.05）；MI與ME組小鼠肝指數(shù)無(wú)顯著性差異。表明，心梗后小鼠肝臟膠原纖維沉積，肝臟功能異常，而有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)顯著減輕肝臟的膠原纖維沉積，改善肝功能。

圖2 有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)后心梗小鼠肝臟Masson、Sirius Red染色和肝功能檢測(cè)結(jié)果Figure 2.Results of Masson and Sirius Red Staining and Liver Function Test in Mice with MI afterAerobic Exercise Training

2.3 有氧運(yùn)動(dòng)顯著升高心梗小鼠肝臟FGF21及其受體表達(dá)

Western blotting結(jié)果顯示，與S組相比，MI組肝臟FGF21表達(dá)代償性升高（P＜0.05），β-Klotho表達(dá)顯著降低（P＜0.01），F(xiàn)GFR1表達(dá)略降低但無(wú)顯著性差異。與MI組相比，有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)后肝臟FGF21、β-Klotho和FGFR1表達(dá)顯著升高（P＜0.01，圖3）。表明，心梗小鼠肝臟FGF21表達(dá)代償性升高，β-Klotho表達(dá)顯著降低，有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)可顯著上調(diào)肝臟FGF21及其受體β-Klotho和FG?FR1的表達(dá)。

圖3 有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)后心梗小鼠肝臟FGF21、FGFR1和β-Klotho蛋白表達(dá)Figure 3.Expression of FGF21，F(xiàn)GFR1 and β-Klotho Proteins in Liver of MI mice afterAerobic Exercise Training

2.4 有氧運(yùn)動(dòng)顯著減輕心梗小鼠肝臟ERS水平

Western blotting結(jié)果顯示，與S組相比，MI組肝臟ATF6、IRE1α、GRP78、CHOP表達(dá)顯著升高（P＜0.05，P＜0.01）；與 MI組相比，ME 組肝臟 ATF6、IRE1α、GRP78、CHOP表達(dá)顯著降低（P＜0.05，P＜0.01，圖4）。表明，心梗小鼠肝臟ERS水平顯著升高，有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)顯著降低心梗小鼠肝臟ERS水平。

圖4 有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)后心梗小鼠肝臟內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)蛋白表達(dá)Figure 4.Expression of Endoplasmic Reticulum Stress Related Protein in Liver of MI Mice afterAerobic Exercise Training

2.5 有氧運(yùn)動(dòng)顯著降低肝組織ALCAT1表達(dá)，調(diào)節(jié)線粒體自噬流變化

Western blotting結(jié)果顯示，與S組比較，心梗后小鼠肝臟 ALCAT1表達(dá)和 LC3Ⅱ/Ⅰ比值顯著升高（P＜0.01），PINK1、Parkin、P62表達(dá)顯著降低（P＜0.01）；有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)后肝臟LC3Ⅱ/Ⅰ比值和ALCAT1表達(dá)顯著降低（P＜0.05，P＜0.01），Parkin、PINK1、P62表達(dá)顯著升高（P＜0.05，P＜0.01，圖5）。表明，心梗小鼠肝臟ALCAT1表達(dá)顯著升高，線粒體自噬流改變，有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)顯著降低ALCAT1表達(dá)，恢復(fù)線粒體自噬流穩(wěn)態(tài)。

圖5 有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)后心梗小鼠肝臟ALCAT1、PINK1、Parkin、P62和LC3 II/I蛋白表達(dá)Figure 5.Protein Expression of ALCAT1，PINK1，Parkin，p62 and LC3 II/I in Liver of MI Mice afterAerobic Exercise Training

2.6 有氧運(yùn)動(dòng)顯著激活心梗小鼠肝細(xì)胞PI3K/AKT通路，抑制細(xì)胞凋亡

Western blotting結(jié)果顯示，與S組比較，MI組肝臟p-PI3K、AKT表達(dá)代償性顯著升高（P＜0.05）；有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)后肝臟p-PI3K、AKT表達(dá)進(jìn)一步顯著升高（P＜0.01，圖6）。表明，有氧運(yùn)動(dòng)可顯著激活心梗小鼠肝臟PI3K/AKT信號(hào)通路。

圖6 有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)后心梗小鼠肝臟p-PI3K和AKT蛋白表達(dá)Figure 6.Expression of p-PI3k and AKT Protein in Liver of MI Mice afterAerobic Exercise Training

TUNEL免疫熒光染色結(jié)果顯示，肝細(xì)胞核為藍(lán)色，TUNEL陽(yáng)性顆粒為紅色。與S組比較，MI組肝臟TUNEL陽(yáng)性顆粒數(shù)量顯著增加（P＜0.01），有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)后顯著減少（P＜0.01）。Western blotting結(jié)果顯示，與S組比較，MI組肝細(xì)胞Bax/Bcl-2比值顯著升高；與MI組比較，ME組Bax/Bcl-2比值顯著降低（P＜0.01，圖7）。表明，心梗導(dǎo)致小鼠肝細(xì)胞凋亡數(shù)量顯著增多，有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)顯著降低心梗小鼠肝細(xì)胞凋亡。

圖7 有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)后心梗小鼠肝臟TUNEL免疫熒光染色統(tǒng)計(jì)和Bax/Bcl-2蛋白比值變化Figure 7.Results of TUNEL Staining and Expression of Bax，Bcl-2 Protein in Liver of Myocardial Infarction Mice afterAerobic Exercise Training

3 分析與討論

肝臟作為人體重要的代謝性器官，其功能狀態(tài)直接影響機(jī)體健康水平。藥物毒性、肝臟缺血/再灌注、酒精、外傷以及代謝紊亂等均會(huì)導(dǎo)致肝臟發(fā)生結(jié)構(gòu)與功能損傷。心梗誘發(fā)的肝損傷包括低灌注及肝充血（心源性休克）導(dǎo)致的急性心源性肝損傷和慢性肝缺氧導(dǎo)致的充血性肝病，屬于繼發(fā)性肝損傷中的心梗并發(fā)癥，又稱(chēng)為心-肝綜合 征（CHS）（Samsky et al.，2013；Xanthopoulos et al.，2019）。急性心源性肝損傷與急性病毒性肝炎的癥狀相似，臨床檢驗(yàn)為丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶和乳酸脫氫酶升高。充血性肝病伴隨右心衰癥狀，與慢性肝病或肝硬化的癥狀相似，臨床表現(xiàn)為膽汁淤積，病理檢驗(yàn)有肝小葉中心壞死現(xiàn)象。遠(yuǎn)隔器官功能狀態(tài)也嚴(yán)重影響心梗患者的病程和生活質(zhì)量。因此，在改善心梗心功能的同時(shí)，尋求安全有效方式緩解肝臟等累及器官的損傷十分重要。

本研究采用急性心肌梗死小鼠模型，進(jìn)行有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)，探討有氧運(yùn)動(dòng)是否能夠有效緩解心梗導(dǎo)致的肝損傷，通 過(guò) 檢 測(cè) FGF21/FGFR1/β-Klotho、ALCAT1、PI3K-AKT、ERS、線粒體自噬和細(xì)胞凋亡等指標(biāo)，探討其可能機(jī)制。

3.1 有氧運(yùn)動(dòng)顯著改善心梗小鼠肝臟損傷

心梗后心輸出量減少導(dǎo)致外周血流量降低，引發(fā)多種器官結(jié)構(gòu)和功能異常。13 687例心衰患者的前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，61.9%患者出現(xiàn)肝功能異常，且與疾病嚴(yán)重程度和愈后密切相關(guān)（Zhang et al.，2017）。因此，在改善心梗心功能的同時(shí)，減輕肝損傷對(duì)提高患者生活質(zhì)量具有重要意義。

本研究發(fā)現(xiàn)，小鼠心梗7周后，血清ALP、AST和ALT活性顯著升高，肝纖維組織沉積，肝指數(shù)升高，提示肝臟結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生異常。分析認(rèn)為，可能是心梗后心輸出量減少，肝臟灌注不足而誘發(fā)肝臟缺氧性/充血性損傷。有文獻(xiàn)報(bào)道，心梗或心衰患者血清ALP、AST和ALT顯著升 高（Lau et al.，2002；Lofthus et al.，2012；Vasconcelos et al.，2007），且AST和ALT是患者的獨(dú)立預(yù)后因素（Biegus et al.，2016；Lazzeri et al.，2014），肝活檢也發(fā)現(xiàn)，肝靜脈周?chē)嬖趶V泛的蜘蛛網(wǎng)狀和致密的纖維化（Samsky et al.，2013）。因此，降低心梗后血清氨基轉(zhuǎn)移酶活性和肝纖維化水平可能是改善肝功能的重要途徑。研究發(fā)現(xiàn)，24周中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)可顯著降低NAFLD患者血清ALT和AST水平（李華斌等，2018）。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)顯著減緩非酒精性脂肪肝炎（nonalcoholic steatohepatitis，NASH）大鼠肝纖維化進(jìn)程（Fredrickson et al.，2021；Lin?den et al.，2016）。本研究證實(shí)，有氧干預(yù)可以顯著降低心梗小鼠血清ALP、AST和ALT活性，減少肝臟的膠原纖維沉積，表明，有氧運(yùn)動(dòng)可以緩解心梗導(dǎo)致的肝損傷進(jìn)程。

3.2 有氧運(yùn)動(dòng)顯著改善心梗小鼠肝臟ERS、線粒體自噬和細(xì)胞凋亡

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（endoplasmic retieulum，ER）是蛋白質(zhì)合成、折疊和轉(zhuǎn)運(yùn)以及維持細(xì)胞鈣穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵場(chǎng)所（Fu et al.，2011），其功能紊亂或鈣穩(wěn)態(tài)失衡，則誘發(fā)ERS，激活未折疊蛋白反應(yīng)（unfolded protein response，UPR）（Dandekar et al.，2015）。UPR作為機(jī)體的適應(yīng)性機(jī)制可在早期恢復(fù)紊亂的ERS，但隨著ERS的發(fā)展，UPR不足以緩解ERS，則介導(dǎo)激活I(lǐng)RE1α、PERK和ATF6跨膜蛋白，誘發(fā)細(xì)胞凋亡。線粒體自噬是清除多余、受損和衰老的線粒體以維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)的過(guò)程。研究表明，自噬是ERS的下游過(guò)程，同時(shí)也是凋亡的上游過(guò)程，在ERS誘導(dǎo)凋亡過(guò)程中發(fā)揮重要作用（He et al.，2019）。當(dāng)ERS水平持續(xù)增加，且UPR不足以緩解ERS時(shí)，UPR過(guò)度激活自噬引起自噬流紊亂或細(xì)胞被降解而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡（He et al.，2019）。

本研究發(fā)現(xiàn)，小鼠心梗7周后，肝臟ATF6、CHOP、GRP78和IREα等蛋白表達(dá)及Bax/Bcl-2比值升高，TUNEL陽(yáng)性顆粒顯著增多，表明心梗小鼠肝臟ER功能發(fā)生障礙，肝細(xì)胞凋亡增加，且ERS誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡可能是心梗導(dǎo)致肝損傷的重要機(jī)制。有文獻(xiàn)報(bào)道，ERS誘導(dǎo)UPR通路的激活，對(duì)肝功能的調(diào)節(jié)具有重要作用（Rutkowski，2019）。肝細(xì)胞缺血缺氧導(dǎo)致ROS風(fēng)暴，ERS水平升高并激活UPR（Dandekar et al.，2015）。在心梗終末期，由于心泵血功能減弱，肝臟灌注不足，肝細(xì)胞發(fā)生缺血缺氧，引起線粒體功能降低，ER腫脹，ATP生成減少，肝細(xì)胞凋亡顯 著 增 加（Alvarez et al.，2011；M?ller et al.，2013；Naschitz et al.，2000；Xanthopoulos et al.，2019）。分析認(rèn)為，抑制ERS及其誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡可能是緩解心梗致肝損傷的重要機(jī)制。有研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)顯著改善NAFLD和NASH等肝臟疾病的進(jìn)程，其機(jī)制均涉及ERS（Li et al.，2017；Zou et al.，2020）。本研究發(fā)現(xiàn)，有氧運(yùn)動(dòng)顯著降低心梗小鼠肝臟ATF6、CHOP、GRP78和IREα等ERS相關(guān)促凋亡蛋白的表達(dá)，升高Bcl-2表達(dá)，并減少TUNEL陽(yáng)性顆粒數(shù)目。表明，有氧運(yùn)動(dòng)可通過(guò)抑制ERS及其誘導(dǎo)的凋亡通路，改善心梗導(dǎo)致的肝損傷。

線粒體自噬在肝臟生理和病理過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用（Ma et al.，2020）。當(dāng)線粒體受損后PINK1招募Parkin從細(xì)胞質(zhì)向線粒體移位，Parkin通過(guò)泛素化作用聚集接頭蛋白P62與LC3特異性結(jié)合，最終完成清除異常的線粒體過(guò)程（Harper et al.，2018）。在慢性肝纖維化模型中，肝臟P62表達(dá)和LC3II/I比值均升高，PINK1和Parkin蛋白表達(dá)均降低（Kang et al.，2016）。在 NALFD 模型中，肝臟PINK1、Parkin、LC3和 p62蛋白水平均降低（Liu et al.，2018）。本研究發(fā)現(xiàn)，心梗后肝臟PINK1、Parkin和P62蛋白表達(dá)降低，LC3II/I比值升高，推測(cè)可能由于心梗導(dǎo)致肝臟缺血缺氧，引起線粒體氧化應(yīng)激損傷增加，受損線粒體累積以及過(guò)度ERS所致。有文獻(xiàn)報(bào)道，運(yùn)動(dòng)通過(guò)促進(jìn)PINK1和Parkin蛋白水平的增加，以維持NASH肝臟的線粒體質(zhì)量控制（Gon?alves et al.，2016），改善肝臟線粒體自 噬 流 的異 常（Dethlefsen et al.，2018；Hinkley et al.，2019；Ma et al.，2014）。本研究發(fā)現(xiàn)，有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)顯著促進(jìn)心梗小鼠肝臟PINK1、Parkin和P62蛋白表達(dá)，降低LC3II/I比值。表明，有氧運(yùn)動(dòng)可能通過(guò)降低ERS，改善線粒體自噬穩(wěn)態(tài)，減少肝細(xì)胞凋亡，緩解心梗導(dǎo)致的肝損傷進(jìn)程。

3.3 有氧運(yùn)動(dòng)上調(diào)FGF21表達(dá)并抑制ALCAT1表達(dá)，改善心梗小鼠肝損傷的可能機(jī)制

FGF21是肝臟主要分泌的保護(hù)性細(xì)胞因子，可減輕生理和病理?xiàng)l件下肝臟的ERS水平（Rusli et al.，2016）。心梗后肝臟FGF21表達(dá)升高，通過(guò)循環(huán)發(fā)揮心梗心臟的保護(hù)作用（Liu et al.，2013）。本研究發(fā)現(xiàn)，心梗后肝臟FGF21表達(dá)升高，其受體β-Klotho表達(dá)顯著降低，而FGFR1表達(dá)不變。分析認(rèn)為，心肌缺血應(yīng)激誘導(dǎo)肝臟FGF21分泌增加，可能大部分進(jìn)入循環(huán)作用于靶器官。臨床報(bào)道，正常和疾病狀態(tài)下，運(yùn)動(dòng)均可促進(jìn)肝臟FGF21分泌增加（Sargeant et al.，2018；Willis et al.，2019）。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)通過(guò)促進(jìn)肝臟FGF21表達(dá)，可改善肝臟疾病的進(jìn)程（Henkel et al.，2019；Xiao et al.，2016）。運(yùn)動(dòng)可通過(guò)促進(jìn)骨骼肌來(lái)源的FGF21表達(dá)，激活FGF21/FGFR1-PI3K/AKT通路，抑制心梗大鼠心肌細(xì)胞凋亡（田振軍等，2018）。同時(shí)，心梗后肝源性FGF21與心肌FGFR1/β-Klotho結(jié)合，激活PI3K/AKT通路，抑制ERS誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞凋亡（Liu et al.，2012）。因此推測(cè)，F(xiàn)GF21在運(yùn)動(dòng)改善心梗致肝損傷中也可能發(fā)揮重要作用。本研究發(fā)現(xiàn)，有氧運(yùn)動(dòng)顯著促進(jìn)心梗小鼠肝臟FGF21及其受體FGFR1/β-Klotho蛋白表達(dá)，激活PI3K/AKT通路。表明，有氧運(yùn)動(dòng)可能通過(guò)激活FGF21/FGFR1/β-Klotho/PI3K/AKT通路，抑制肝細(xì)胞ERS和凋亡，改善心梗小鼠肝損傷。

ALCAT1在肝臟中表達(dá)豐富，定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體內(nèi)膜，在調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激和線粒體功能等方面發(fā)揮重要作用。ALCAT1過(guò)表達(dá)可誘導(dǎo)ROS水平升高，二者互為因果關(guān)系（Rieger et al.，2019），是細(xì)胞缺血缺氧的重要檢測(cè)指標(biāo)。新近文獻(xiàn)報(bào)道，有氧運(yùn)動(dòng)可顯著下調(diào)心梗小鼠心肌ALCAT1表達(dá)，抑制ERS和細(xì)胞凋亡（Bo et al.，2021），還可以顯著抑制腎臟ALCAT1表達(dá)，改善氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的腎細(xì)胞凋亡（Wu et al.，2020）。本研究發(fā)現(xiàn)，有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)顯著降低心梗小鼠肝臟ALCAT1表達(dá)，而抑制ALCAT1過(guò)表達(dá)可能是有氧運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)心梗小鼠肝臟線粒體自噬流穩(wěn)態(tài)的重要機(jī)制。文獻(xiàn)報(bào)道，NAFLD小鼠肝臟ALCAT1表達(dá)顯著上調(diào)，肝細(xì)胞線粒體功能發(fā)生障礙，自噬停滯，抑制 ALCAT1表達(dá)可阻止NAFLD的發(fā)生（Wang et al.，2015）。心?？蓪?dǎo)致心肌ALCAT1表達(dá)增加，線粒體功能障礙，敲除ALCAT1可顯著改善心梗誘導(dǎo)的心肌線粒體功能障礙和細(xì)胞凋亡（Jia et al.，2021）。因此認(rèn)為，有氧運(yùn)動(dòng)通過(guò)下調(diào)心梗小鼠肝臟ALCAT1表達(dá)，調(diào)節(jié)線粒體自噬穩(wěn)態(tài)，從而減輕ERS誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。ALCAT1可能是有氧運(yùn)動(dòng)通過(guò)FGF21改善心梗致肝損傷的關(guān)鍵靶標(biāo)之一。

4 結(jié)論

心?？烧T導(dǎo)肝臟發(fā)生內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、線粒體自噬流異常和肝細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致肝損傷。有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)可下調(diào)心梗小鼠肝臟ALCAT1表達(dá)，并促進(jìn)FGF21/FGFR1/β-Klotho表達(dá)，激活FGF21/FGFR1/β-Klotho/PI3K/AKT通路，抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和線粒體自噬流異常，減輕肝細(xì)胞凋亡，改善肝功能（圖8）。推測(cè)FGF21和ALCAT1可能是有氧運(yùn)動(dòng)抑制心梗誘導(dǎo)肝損傷的重要靶分子。

圖8 有氧運(yùn)動(dòng)改善心梗小鼠肝損傷的可能機(jī)制Figure 8.Possible Mechanism of Aerobic Exercise to Improve Liver Injury in MI Mice