有氧運動改善血管內(nèi)皮功能障礙的研究進(jìn)展①

李陳鵬

(陜西師范大學(xué)體育學(xué)院 陜西西安 710062)

有氧運動改善血管內(nèi)皮功能障礙的研究進(jìn)展①

李陳鵬

(陜西師范大學(xué)體育學(xué)院 陜西西安 710062)

血管內(nèi)皮細(xì)胞由一層扁平細(xì)胞組成,它形成血管的內(nèi)壁,血管內(nèi)皮細(xì)胞是血液與血管壁之間的重要屏障,能夠分泌多種血管活性物質(zhì),對心血管功能的調(diào)節(jié)起著關(guān)鍵性的作用。血管內(nèi)皮細(xì)胞功能失調(diào)與許多心血管疾病的發(fā)生有關(guān),血管內(nèi)皮功能障礙與動脈粥樣硬化、高血壓和心力衰竭等心血管疾病有密切關(guān)系。在血管方面,現(xiàn)已證實有氧運動可以改善血管內(nèi)皮功能。

有氧運動 血管內(nèi)皮 血管內(nèi)皮功能障礙

血管內(nèi)皮功能障礙是心血管疾病的獨立預(yù)測因子,它與動脈粥樣硬化、高血壓和心力衰竭等心血管疾病密切相關(guān),心血管疾病嚴(yán)重影響人類的健康,因而有氧運動對血管內(nèi)皮功能的改善作用日益受到人們的重視,該文結(jié)合近年的文獻(xiàn),對有氧運動改善血管內(nèi)皮功能障礙進(jìn)行綜述。

1 有氧運動與血管內(nèi)皮功能障礙的關(guān)系

血管內(nèi)皮細(xì)胞以單層襯貼在血管的管腔面,調(diào)節(jié)血液與組織液之間進(jìn)行的物質(zhì)交換,并分泌多種細(xì)胞因子,參與執(zhí)行多種生理功能。血管內(nèi)皮功能障礙主要表現(xiàn)為:屏障作用減弱、信息傳遞及分泌功能下降、自分泌舒血管物質(zhì)能力下降、抗血栓作用降低、血管內(nèi)皮細(xì)胞激活、內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子表達(dá)增多。內(nèi)皮素-1(ET-1)和NO是血管內(nèi)皮細(xì)胞分泌的一組調(diào)節(jié)血管收縮和舒張的物質(zhì),ET-1是最強(qiáng)的血管收縮因子,NO能使血管平滑肌細(xì)胞舒張,也可抑制平滑肌細(xì)胞增殖,在抑制血壓升高和血管重構(gòu)、防止內(nèi)皮細(xì)胞衰老等方面有重要的作用。而有氧運動能刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞AMP激活蛋白激酶(AMPK)的磷酸化激活[1],血管內(nèi)皮細(xì)胞AMPK激活能促進(jìn)內(nèi)皮一氧化氮合酶(eNOS)的磷酸化,增加一氧化氮(NO)釋放量,改善血管內(nèi)皮依賴性舒張功能,運動時的剪切力可以激活eNOS,增加NO生成,增強(qiáng)血管內(nèi)皮依賴性舒張功能[2],NO生成量和活性增加可能使受損的內(nèi)皮細(xì)胞再生能力得到恢復(fù)(Linkd等,2008)。

2 有氧運動對血管內(nèi)皮功能障礙的影響

2.1 有氧運動對高血壓血管內(nèi)皮功能的影響

高血壓病理學(xué)改變?yōu)檠苡不椥詼p退,舒縮功能發(fā)生改變。有氧運動對高血壓大鼠的降壓作用是通過促進(jìn)機(jī)體NO的合成和分泌,抑制ET-1產(chǎn)生和釋放來實現(xiàn)的,有氧運動可以增加血漿NO含量和NO/ET-1比值升高,改善NO/ET-1失衡(吳翊馨等,2014)。Roque等研究表明,有氧運動改善SHR動脈的血管硬化和內(nèi)皮功能是通過減少氧化應(yīng)激和增加NO的生物利用度。有研究顯示,熱休克蛋白90(HSP90)可以增加NO的釋放,長期有氧運動可促進(jìn)SHR大鼠主動脈血管內(nèi)皮細(xì)胞HSP90表達(dá),降低血壓(任彩玲等,2011)。研究發(fā)現(xiàn):有氧運動對SHR大鼠血清NO分泌有上調(diào)作用,但對血管緊張素(AngⅡ)的分泌有下調(diào)作用(李曄等,2007)。Gu等亦證實:有氧運動能減少SHR大鼠主動脈AngⅡ水平。雖然有氧運動的降壓的機(jī)制尚未明確,但是通過的提高NO的生物活性,改善內(nèi)皮功能障礙,很可能是其中一個重要調(diào)節(jié)機(jī)制。

2.2 有氧運動對動脈粥樣硬化血管功能障礙的影響

動脈粥樣硬化(AS)發(fā)病機(jī)制之一為內(nèi)皮損傷、內(nèi)皮功能失調(diào),表現(xiàn)為NO的生成量減少。內(nèi)皮功能障礙被認(rèn)為是動脈粥樣硬化中早于形態(tài)學(xué)改變和臨床癥狀的早期表現(xiàn)。研究表明,在動脈粥樣硬化的各個階段都存在內(nèi)皮功能障礙。人類C反應(yīng)蛋作為炎癥指標(biāo),它能夠誘導(dǎo)NO和ET-1之間的失衡,激活炎癥反應(yīng),從而引起血管內(nèi)皮功能障礙(Zhao等,2003)。有氧運動可降低小鼠血漿中C反應(yīng)蛋白的表達(dá),表明有氧運動可改善內(nèi)皮功能障礙時的低度炎癥狀態(tài)。研究表明,長期中等強(qiáng)度的有氧運動可以提高SOD等抗氧化酶活性,阻止氧化低密度脂蛋白的生成和粥樣硬化斑塊的沉積。Matina等研究還發(fā)現(xiàn)有氧運動能增加內(nèi)皮祖細(xì)胞數(shù)量,從而起到保護(hù)內(nèi)皮功能、逆轉(zhuǎn)動脈粥樣硬化進(jìn)展的作用。有氧運動能夠刺激內(nèi)皮細(xì)胞的自身修復(fù),保持血管內(nèi)皮的完整性,可能是緩解動脈粥樣硬化的重要途徑。

2.3 有氧運動對肥胖血管功能障礙的影響

肥胖兒童循環(huán)系統(tǒng)中NO水平降低, ET-1水平増高導(dǎo)致NO/ET-1失衡誘發(fā)血管內(nèi)皮功能障礙。有氧運動能夠控制肥胖小鼠體重 増加,通過抑制炎癥信號激活血管內(nèi)皮AMPK/eNOS/NO通路,上調(diào)NO的表達(dá),改善肥胖血管內(nèi)皮功能障礙[3]。肥胖兒童進(jìn)行有氧運動可改善頸動脈內(nèi)膜中層厚度,對 C反應(yīng)蛋白等指標(biāo)也均有改善作用(Meyer等,2005),說明進(jìn)行有氧運動可以改善肥胖兒童的血管內(nèi)皮損傷。肥胖青少年進(jìn)行有氧運動可上調(diào)血清脂聯(lián)素水平,增加NO的生成量,而脂聯(lián)素在改善血管內(nèi)皮功能的過程中發(fā)揮重要作用(張浩,2016)。8周游泳運動后,肥胖小鼠血管內(nèi)皮AMPK表達(dá)和血管壁AMPKmRNA表達(dá)均升高,提示有氧運動改善肥胖小鼠內(nèi)皮功能可能是通過激活內(nèi)皮細(xì)胞AMPK,促進(jìn)eNOS磷酸化,增加NO釋放。有氧運動也可以通過抑制肥胖兒童腎素-血管緊張素系統(tǒng)(RAS)激活,降低ET-1的表達(dá),增加血清NO的表達(dá),調(diào)節(jié)血管平滑肌細(xì)胞收縮和舒張,改善血管內(nèi)皮細(xì)胞障礙(唐東輝,2016)。

2.4 有氧運動對糖尿病血管功能障礙的影響

血管病變是糖尿病的并發(fā)癥,包括大血管病變和微血管病變。Ⅱ型糖尿病患者采取有氧運動可在近兩年內(nèi)持續(xù)降低心血管疾病的發(fā)生率。有氧運動可激活A(yù)MPK,AMPK既可抑制NF-κB炎癥信號通路減少TNF-α合成,降低炎癥反應(yīng),又可以激活A(yù)MPK/eNOS/NO信號通路增加NO合成,改善糖尿病血管內(nèi)皮功能(Green,2011),同時,有氧運動可以增加胰島素敏感性,減少糖尿病血管并發(fā)癥(Kolka等,2013)。Freitas等發(fā)現(xiàn)有氧運動可能是通過增加糖尿病鼠的動脈血液流速、降低血管阻力,保護(hù)長期高糖血癥造成的血管損傷。研究表明有氧運動可改善動脈僵硬程度(Funck,2016),其他研究表明,有氧運動還可降低糖尿病大鼠血糖,降低血管內(nèi)皮細(xì)胞的損傷程度,改善血管內(nèi)皮內(nèi)分泌功能紊亂,改善心血管自主神經(jīng)功能,防止血管并發(fā)癥的發(fā)生 。

3 結(jié)語

在動物模型和人的研究中,內(nèi)皮依賴性血管舒張功能的恢復(fù)已被證明是必要的一種血管健康治療方式。有氧運動能改善心血管健康,其機(jī)制與運動能增加機(jī)體血流速度、升高血管內(nèi)皮的剪切力、促進(jìn)eNOS磷酸化及上調(diào)NO釋放量有關(guān),AMPK可能是其重要信號分子。運動改善血管內(nèi)皮功能的機(jī)制雖然沒有明確的定論,但與NO關(guān)系密切。許多研究表明,適當(dāng)運動可以改善心血管功能,誘導(dǎo)心血管形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的重塑,調(diào)節(jié)血壓,從而降低心血管事件的發(fā)生。

[1]Cacicedo J M, Gauthier M S, Lebrasseur N K, et al.Acute exercise activates AMPK and eNOS in the mouse aorta[J].American Journal of Physiology Heart & Circulatory Physiology,2011,301(4):H1255.

[2]石麗君,李珊珊,熊開宇,等.有氧運動對大鼠心血管和胸主動脈平滑肌的功能重塑作用[J].北京體育大學(xué)學(xué)報,2011(11):47-50.

[3]唐東輝,劉潤芝,白爽,等.有氧運動干預(yù)對肥胖小鼠血管內(nèi)皮細(xì)胞AMPK、TNF-α、eNOS表達(dá)的影響[A].第四屆(2016)全國運動生理與生物化學(xué)學(xué)術(shù)會議——運動·體質(zhì)·健康論文摘要匯編[C].2016.

G804

A

2095-2813(2017)06(c)-0018-02

10.16655/j.cnki.2095-2813.2017.18.018

李陳鵬(1991,9—),女,漢,湖北襄陽人,碩士研究生,研究方向:運動生理學(xué)。