中等強度和高強度間歇運動對非酒精性脂肪肝小鼠心肌線粒體自噬的影響

何 苗李佳航劉 鑫楊 威吳良文范晶晶

(1.武漢體育學院運動醫學院,武漢 430079;2.武漢體育學院運動訓練監控湖北省重點實驗室,武漢 430079)

非酒精性脂肪肝(non-alcoholic fatty liver diseases, NAFLD)是指在排除過量飲酒及其他引起肝損害的因素下,以肝細胞內脂肪堆積出現彌散性氣球樣病變為主要特征的慢性疾病,也被認為是在肝中表現出的代謝綜合征(metabolic syndrome,MS)[1]。 研究表明,NAFLD 不僅導致肝的損傷,也會增加肥胖、2 型糖尿病和心血管疾病等并發癥的風險,其中心血管疾病是造成NAFLD 患者最常見的死亡原因之一[2]。 自噬是一個動態變化的自我降解過程,通過清除異常蛋白質和受損細胞器而保護各種細胞和器官的功能損傷[3]。 線粒體自噬作為一種線粒體質量控制機制,通過消除受損或多余的線粒體,早期可應對各種心臟壓力和心臟病狀況,但其功能發生障礙會導致異常線粒體積聚、氧化應激增強、活性氧增多、ATP 減少,而引起心肌結構和功能損害[4]。 其中,線粒體自噬標記蛋白PINK1 通過激活Parkin 的E3 泛素連接酶活性,使線粒體被p62 等自噬受體識別并降解,從而維持線粒體數量平衡。

運動作為一種非藥物的干預手段,可有效調節人體的生理平衡, 達到治病和預防的效果。Cuthbertson 等[5]研究表示,運動干預不僅可以降低肝脂肪含量,還可以改善胰島素抵抗及外周組織胰島素敏感性。 例如,適當的運動干預可明顯改善心臟收縮和舒張功能,顯著增加左心室舒張末期血容量,是改善NAFLD 患者心功能不全的有效策略[6]。相關研究表明,運動可通過提高線粒體質量、改善代謝異常從而對心血管疾病等并發癥產生良性影響[7-8]。 但最有效的運動方式和強度尚無共識。 一項研究表示,與不運動小鼠相比,中等強度有氧運動和高強度間歇運動均能改善全身代謝參數來減少NASH 的進展,但高強度間歇運動在改善葡萄糖和胰島素耐量,減少肝脂肪變性和纖維化方面優于中等強度有氧運動[9]。 此外,一項隨機對照研究比較了能量匹配的中等強度有氧運動和高強度間歇運動對NAFLD 患者的影響,但這些患者在規律運動4 周后未能檢測到肝內脂質含量的差異[10]。 運動的強度和方式是否會影響運動在減輕NAFLD 及心肌損傷進展方面的功效,以及這種有益作用的潛在機制尚不清楚。 因此,本實驗研究通過長期高脂飲食建立NAFLD 小鼠模型,并對其分別進行8 周的中強度有氧運動和高強度間歇有氧運動干預,觀察不同有氧運動形式對NAFLD 小鼠心肌組織結構和線粒體自噬相關蛋白的影響,進一步揭示運動改善代謝性心肌病的機制提供理論依據,為臨床對NAFLD患者制定運動處方提供理論基礎。

1 材料和方法

1.1 實驗動物

40 只SPF 級雄性C57BL/6J 小鼠,3 周齡,體重為17 ～18 g,購自三峽大學實驗動物中心[SCXK(鄂)2022-0012],動物合格證編號:42010200005 795。 飼養于武漢體育學院實驗動物實驗室[SYXK(鄂)2021-0087],適應性喂養1 周后進行實驗,保證干凈充足的飲食和飲水,其中高脂飼養少量多次,每周徹底更換1 次飼料,期間動物房室溫維持在22～25℃,相對濕度控制在55%～65%,保持12 h/12 h 晝夜節律。 本實驗經由武漢體育學院實驗動物管理倫理委員會IACUC 批準(S0087-20210712-01),所有實驗過程嚴格遵守動物實驗福利倫理3R原則。

1.2 主要試劑與儀器

電鏡固定液(型號:G1102)購自Servicebio 公司;PMSF(型號:BL507A)購自Biosharp 公司;油紅O 染色套裝及Masson 試劑盒購自四維加科技有限公司;PINK1 兔抗(型號:#6946)、Parkin 兔抗(型號:#32833)、Beclin1 兔抗(型號:#3738)、LC3A/B兔抗(型號:#4108)購自Cell Signaling Technology 公司;LAMP1 兔抗(型號:ab208943)、PGC-1α 兔抗(型號:ab72230)、GAPDH 兔抗(型號:ab8245)購自Abcam 公司;p62 鼠抗(型號:EM0704)購自中能華安科技有限公司;HPR 標記的山羊抗兔二抗(型號:ab8245)購自啟動子生物有限公司;HPR 標記的山羊抗小鼠二抗(型號:ab8245)購自Servicebio 公司。

病理切片機(型號:RM20116)購自上海徠卡儀器有限公司;超聲波細胞粉碎機(型號:Scientz-IID)購自寧波新芝生物科技股份有限公司;高速冷凍離心機(型號:HC-2518R)購自安徽中科中佳儀器有限公司;垂直電泳儀(型號:DYY-6C)購自北京六一儀器廠;脫色搖床(型號:TSY-B)購自Servicebio 公司;超敏熒光化學發光成像儀(型號:6300)購自上海勤翔科學儀器有限公司;透射電子顯微鏡(型號:HT770)購自日本東京日立集團;小動物跑步機(動物實驗跑臺,型號:ZS-PT-Ⅲ)購自北京眾實迪創科技發展有限責任公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 動物模型建立及分組

40 只SPF 級雄性C57BL/6J 小鼠,隨機分為普通飼養組(Chow 組,n=10)和高脂飼養(能量配比為蛋白質20%,碳水化合物20%,脂肪60%)組(HFD 組,n= 30)。 實驗第18 周,根據體重超過Chow 組小鼠20%的26 只HFD 組小鼠進行模型鑒定檢測,兩組隨機抽取2 只小鼠處死,做肝病理切片,對比觀察其肝脂肪變性情況,確定NAFLD 模型建立成功。 剩余Chow 組小鼠繼續編為標準對照組(Control 組),將HFD 組小鼠隨機分為模型組(Model 組),中等強度有氧運動組(MICT 組)和高強度間歇有氧運動組(HIIT 組),每組8 只,所有小鼠維持原有飼養條件并根據不同運動方案對運動組小鼠施加運動干預。

1.3.2 運動干預方案

所有運動組小鼠在正式運動干預前進行1 周的跑臺適應性訓練,在最后1 d 進行最大攝氧量檢測,之后實行正式運動干預,每周5 d,連續8 周。 運動方式包括中等強度有氧訓練以及高強度間歇訓練,運動方案均在相關參考文獻基礎上改進。 MICT組[11]:第1 周運動速度12 m/min,時間由40 min 遞增至60 min,第2 周速度增加至15 m/min(50%～75% VO2max),每天60 min,保持此運動強度至實驗結束;HIIT 組[12]:第1 周以18 m/min(90%～95%VO2max) 的速度在跑步機上跑2 min, 然后以5 m/min(30% ～40% VO2max) 休 息2 min, 總 共40 min,最大跑速每周增加1 m/min,在最后1 周獲得25 m/min 的最終速度。 訓練時驅趕不跑步小鼠,保證充足的運動量。 實驗期間,密切觀察每只小鼠體重變化、攝食量及精神狀態。

采用SPSS 17.0統計學軟件對數據進行處理，計數資料以百分數（%）表示，采用x2檢驗；以P＜0.05為差異有統計學意義。

1.3.3 實驗取材

在最后一次運動干預結束48 h 后,所有小鼠稱重后斷頸處死,迅速取心肌組織并稱重。 根據體重和心臟重量計算心臟指數:心臟指數=(心臟重量(g)/體重(g))×100%。 每組隨機取3 只小鼠左心室心肌樣本部分置于40%多聚甲醛固定后分別用油紅O 染色和Masson 染色觀察,部分心肌樣本放置于4%戊二醛電鏡固定液中儲存供后續電鏡檢測,其余組織置于凍存管中于-80℃冰箱儲存待用。

1.3.4 油紅O 染色

小鼠肝組織固定好后,由不同濃度梯度酒精進行脫水,置于二甲苯中透明,浸蠟、包埋和切片,將石蠟切片脫蠟至水,有稀釋后的油紅O 儲存液染色10 min,而后脫色、復染,中性樹脂封片,置于顯微鏡下鏡檢,獲得不同區域視野圖像,接著拍照保存。圖像中,脂滴呈現紅色,細胞核呈現藍色。

1.3.5 Masson 染色

將多聚甲醛固定的左心室石蠟包埋和切片。石蠟切片經二甲苯脫蠟兩次,無水乙醇梯度脫水后先后用蘇木素和麗春紅溶液染色,再通過苯胺藍復染5 min,后用1%冰醋酸處理1 min,將切片依次放入濃度為50%、70%、90%、100%乙醇中各沖洗5 min,使用二甲苯脫水透明后用中性樹膠封片。 在200 倍鏡顯微鏡下觀察拍攝,每只小鼠隨機選取3個切片,在顯微鏡下選取最具代表的視野進行拍攝,利用Image-Pro Plus 6.0 分析軟件,計算各區域心肌膠原沉積所占比例,即膠原容積分數(CVF)=膠原面積/組織總面積×100%。

1.3.6 透射電鏡

將心肌組織切成1mm3大小的組織塊,迅速將樣品放入2.5%戊二醛磷酸緩沖液中固定24 h,之后使用不同濃度梯度無水乙醇各脫水15 min,再用90%和100%丙酮各脫水15 min,用純丙酮/包埋液混合液處理過夜后在包埋板上包埋,室溫下處理3 h后在烘箱內固化,通過超薄切片機切片70 nm 左右,最后使用3%醋酸鈾-枸櫞酸鉛雙染切片,使用HT 7800 透射電鏡檢查心肌線粒體形態和組織纖維化。

1.3.7 Western blot 實驗

每只小鼠稱取0.04 g 心臟組織置于2 mL 的勻漿管中,加入600 μL 蛋白酶抑制劑和6 μL RIPA 裂解液并混勻,于勻漿機內機械勻漿,勻漿液在4℃、10 000 r/min 條件下,離心5 min,取上清液,在參數設置工作2 s,間歇2 s,超聲5 min,取上清液,BCA法測蛋白濃度。 2×的蛋白上樣緩沖液,按照1 ∶1與上清液樣品充分混勻,再放置100℃煮樣機中10 min,待冷卻后放入-20℃冰箱中保存,即為蛋白樣品。 取等體積蛋白樣品進行SDS-PAGE 凝膠電泳,電泳條件為45 V,40～60 min,85 V,1 h。 此后以濕轉法恒流330 mA 轉膜60 ～120 min,轉膜結束后將PVDF 膜置于5%脫脂牛奶中常溫封閉2 h,之后與一抗4℃孵育搖床過夜(一抗稀釋比例:PINK1,1 ∶1000; Parkin, 1 ∶ 1000; PGC-1α, 1 ∶ 1000;Beclin1, 1 ∶1000; LC3A/B, 1 ∶ 1000; LAMP1,1 ∶1000;p62,1 ∶500),次日使用TBST 洗滌3 次,每次10 min,室溫下與二抗孵育1.5 h(二抗稀釋比例:1 ∶ 5000)。 再 次 用TBST 洗 滌3 次, 每 次10 min。 使用化學放光成像儀掃描條帶,滴加發光劑顯色成像,并保存。

1.4 統計學方法

圖像由Image J 軟件和Adobe Photoshop 2022軟件分析處理,所有統計數據由Graph Pad Prism 8.0.0 軟件(La Jolla,CA,USA)進行統計分析并進行圖像化處理,結果采用平均數±標準差(±s)來表示,組間比較均采用單因素方差分析,P＜0.05 表示結果具有顯著性差異。

2 結果

2.1 NAFLD 小鼠模型建立

小鼠基礎體重為(17.30±0.60)g,分別對Chow組和HFD 組進行普通飼料和高脂飼料喂養。 喂養2周后,Chow 組小鼠體重為(21.15±0.76)g,HFD 組小鼠體重為(22.41±0.85)g;喂養6 周后,Chow 組小鼠體重為(25.19±1.11)g,HFD 組小鼠體重為(27.88±1.76)g;喂養10 周后,Chow 組小鼠體重為(27.53±1.31)g,HFD 組小鼠體重為(30.96±2.33)g;喂養14周后,Chow 組小鼠體重為(28.73±1.29)g,HFD 組小鼠體重為(34.16±3.13)g;喂養18 周后,Chow 組小鼠體重為(28.54±1.30)g,HFD 組小鼠體重為(38.58±3.99)g(圖1)。 18 周建模結束后,HFD 組體重比Chow 組高35.18%(＞20%);隨后每組隨機選取2 只小鼠做肝油紅O 染色觀察肝脂肪變性情況,如圖2 顯示,Chow 組肝無明顯脂質沉積,HFD組肝細胞內發生明顯脂質沉積,存在大量空泡樣變,表明NAFLD 模型建立成功。

圖1 NAFLD 模型建立過程中體重的變化Figure 1 Change of body weight during the establishment of NAFLD model

圖2 各組小鼠肝油紅O 染色(18 周)Figure 2 Liver oil red O staining of mice in each group(18 weeks)

2.2 有氧運動改善NAFLD 小鼠體重及心臟指數

8 周運動干預結束后,與Control 組相比,Model組的終末體重極顯著升高(圖3,P＜0.001),且與干預前體重相比,體重也顯著性增長(P＜0.01);與Model 組相比,經過中強度和高強度有氧訓練后,高脂喂養小鼠體重極顯著降低(P＜0.001)。 除體重增加外,Model 組小鼠心臟指數顯著低于Control 組(P＜0.01),經過運動干預后,與Model 組相比,MICT組小鼠心臟指數明顯上升(P＜0.05),HIIT 組小鼠心臟指數呈上升趨勢,但無統計學意義(P＞0.05)。這表明8 周的有氧運動和高脂飲食分別對體重和心臟指數的影響具有統計學意義。

注:與Control 組相比, ##P＜0.01, ###P＜0.001;與Model 組相比, *P＜0.05, ***P＜0.001。圖3 各組體重、心臟指數比較Note.Compared with Control group, ##P＜0.01, ###P＜0.001.Compared with Model group, *P＜0.05, ***P＜0.001.Figure 3 Comparison of body weight and heart index in each group

2.3 有氧運動對NAFLD 小鼠心肌形態結構和功能影響

通過觀察小鼠心肌Masson 染色及計算心肌細胞膠原容積分數(圖4)發現,Control 組心肌內有少量膠原纖維分布。 與Control 組相比,Model 組小鼠心肌內膠原纖維含量極顯著增加(P＜0.01);經過8周運動干預后,與Model 組相比,MICT 組和HIIT 組心肌內膠原纖維含量顯著減少(P＜0.05)。 進一步通過透射電鏡觀察小鼠心肌細胞內結構(圖4)發現,Control 組心肌結構較清晰,肌纖維排列整齊,肌小節明暗帶分布均勻,z 線連續清晰(黑色箭頭),線粒體結構完整(紅色箭頭),少見或不見脂滴(黃色箭頭);與Control 組相比,Model 組心肌肌纖維排列雜亂、斷裂,明暗帶模糊、甚至消失,心肌形態雜亂不堪,線粒體腫脹、嵴發生斷裂且模糊不清,其中夾雜多個脂滴。 經過8 周運動干預后,與Model 組相比,MICT 組和HIIT 組心肌肌纖維排列略有恢復,明暗帶、z 線清晰可見,線粒體水腫、變性程度略有改善,心肌形態較好恢復,脂滴也略有減少,其中,MICT 組改善效果優于HIIT 組。 以上結果表明,長期高脂飲食可導致心肌大量膠原纖維沉積,使心肌發生纖維化病理改變,且可引起心肌細胞內肌纖維排列紊亂,線粒體結構受損,但經不同運動干預后,均可有效減少心肌膠原沉積,減少心肌纖維化,并且可有效改善心肌肌纖維排列紊亂、恢復線粒體結構和功能。

注:黑色箭頭代表肌節,紅色箭頭代表線粒體,黃色箭頭代表脂滴。 與Control 組相比, #P＜0.05, ##P＜0.01;與Model 組相比, *P＜0.05。圖4 各組小鼠左心室Masson 染色、透射電鏡及心肌膠原體積統計分數Note.Black arrows represent sarcomere, red arrows represent mitochondria and yellow arrows represent lipid droplets.Compared with Control group,#P＜0.05, ##P＜0.01.Compared with Model group, *P＜0.05.Figure 4 Masson staining, transmission electron microscopy and myocardial collagen volume statistical fraction in left atrial tissue of mice in each group

2.4 有氧運動上調NAFLD 小鼠心肌線粒體自噬

與Control 組相比,Model 組小鼠心肌細胞內PINK1 表達無明顯變化(P＞0.05),但Parkin 表達水平極顯著下調(圖5,P＜0.01)。 通過8 周運動干預后,與Model 組相比較,兩個運動組心肌細胞PINK1表達水平均無顯著性差異(P＞0.05),而在MICT 組心肌細胞內Parkin 活性被顯著激活(P＜0.05),HIIT組Parkin 表達水平具有上調趨勢,但無統計學意義。 以上結果表明,長期高脂飲食可抑制小鼠心肌內PINK1/Parkin 介導的線粒體自噬,導致功能障礙的線粒體積聚和心肌病的發展,而不同強度有氧運動均可恢復由PINK1/Parkin 介導的線粒體自噬,改善線粒體功能。

注:與Control 組相比, #P＜0.05, ##P＜0.01;與Model 組相比, *P＜0.05。圖5 Western blot 檢測各組小鼠心肌內PINK1 和Parkin 蛋白表達水平Note.Compared with Control group, #P＜0.05, ##P＜0.01.Compared with Model group, *P＜0.05.Figure 5 Western blot detection of PINK1 and Parkin protein expression levels in mice myocardium of each group

2.5 有氧運動促進對NAFLD 小鼠心肌自噬

由于線粒體可通過一般自噬途徑被清除,因此我們進一步檢測一般自噬及溶酶體相關指標Beclin1、LC3、p62 和LAMP1。 如圖6 結果顯示,與Control 組相比,Model 組心肌細胞內Beclin1 表達水平無明顯變化(P＞0.05);而LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值和p62 蛋白表達水平都顯著上調(P＜0.01、P＜0.05),但LAMP1 表達水平顯著下降(P＜0.01),這些結果表明,長期高脂喂養小鼠,導致心肌細胞內自噬通量受阻,可能是由于阻斷了溶酶體對內容物的降解,而不是自噬的啟動。 經過8 周運動干預后,與Model 組相比,兩個運動組心肌細胞Beclin1 表達無顯著性差異(P＞0.05);MICT 組p62 表達水平及LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值顯著降低(P＜0.05、P＜0.01),LAMP1 活性被顯著激活(P＜0.05);HIIT 組LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值顯著下降(P＜0.05)、p62 蛋白表達水平極顯著下調(P＜0.01)、LAMP1 蛋白表達水平具有上升趨勢,但無顯著性差異(P＞0.05)。 以上結果表明,運動可增加高脂條件下心肌細胞中總的自噬通量,此外,還可顯著增加高脂條件下LAMP1 蛋白表達,促進自噬溶酶體降解。

注:與Control 組相比, #P＜0.05, ##P＜0.01;與Model 組相比, *P＜0.05, **P＜0.01。圖6 Western blot 檢測各組小鼠心肌內自噬相關蛋白表達水平Note.Compared with Control group, #P＜0.05, ##P＜0.01.Compared with Model group, *P＜0.05, **P＜0.01.Figure 6 Western blot detection of related autophagy protein expression levels in mice myocardium of each group

由于線粒體平衡依賴于新線粒體的生成或受損線粒體的清除,因此我們又進一步檢測線粒體生物發生相關蛋白PGC-1α 表達水平。 與Control 組相比,Model 組心肌細胞內PGC-1α 蛋白表達極顯著下降(P＜0.01)。 通過運動干預后,與Model 組相比,兩個運動組內PGC-1α 蛋白表達呈現上調趨勢,但無統計學意義(P＞0.05)。 綜上所述,本實驗推測高脂喂養的小鼠心臟中可能存在功能障礙的線粒體積聚,其原因可能是由于心肌細胞清除線粒體的能力受損,而運動可以改善并恢復線粒體自噬正常水平。

3 討論

NAFLD 作為一種代謝性慢性疾病,長期高熱量飲食可顯著增加心血管疾病,造成心肌組織結構和功能的損害。 Gon?alves 等[13]研究證實6 周高糖膳食飼養可誘導Wistar 大鼠左右心室心肌肥大和心肌纖維化,表現為心肌僵硬度增加和心臟舒張功能障礙;Wang 等[14]研究同樣發現進行11 個月高脂膳食后小鼠呈現出明顯的心肌肥大和心肌纖維化。本實驗中,18 周高脂飲食可以引起NAFLD 小鼠心臟指數顯著增加,Masson 染色和透射電鏡結果顯示高脂組心肌內膠原纖維含量相比于對照組明顯增加,且心肌肌纖維排列雜亂、斷裂,明暗帶模糊、甚至消失,心肌形態雜亂不堪,線粒體腫脹、嵴發生斷裂且模糊不清,夾雜多個脂滴,說明經過18 周高脂膳食飼養成的NAFLD 小鼠呈現出明顯的心肌結構的損害。 研究表明,運動是改善NAFLD 進展的重要方式,可延緩甚至逆轉高脂環境下的心肌損傷[15]。張磊等[16]研究發現,在對肥胖SD 大鼠進行8 周跑臺有氧運動可明顯降低肥胖小鼠的心肌膠原沉積,改善心肌纖維化。 另一項研究表明,8 周高脂飼養誘導的小鼠呈現心肌纖維化,但經過8 周自主運動后,不僅心肌炎癥受到抑制,心肌纖維化也因運動而減輕,心肌功能顯著改善[17]。 該研究結果與上述研究結論一致,經過8 周中強度和高強度間歇有氧運動后,兩個運動組體重和心臟指數明顯下降,心肌細胞膠原沉積減少,心肌肌纖維排列略有恢復,明暗帶、z 線清晰可見,線粒體水腫、變性程度略有改善,心肌形態較好恢復,脂滴也略有減少,并且中等強度有氧運動改善效果更為顯著。 以上結果表明,長期高脂飲食可導致心肌大量膠原纖維沉積,使心肌發生纖維化病理改變,且可引起心肌細胞內肌纖維排列紊亂,線粒體結構受損,但經有氧運動干預后,均可有效減少心肌膠原沉積,減少心肌纖維化,并且可有效改善心肌肌纖維排列紊亂、恢復線粒體結構和功能。

線粒體自噬是一種選擇性自噬過程,可有效去除功能障礙或多余的線粒體[18],并與自噬途徑共享其核心分子機制。 因為受損的線粒體導致活性氧的過量產生和細胞死亡[19-20],通過線粒體吞噬選擇性去除功能障礙的線粒體是維持線粒體穩態和保持細胞活力的重要機制。 然而自噬的改變在代謝性心肌病中的功能作用仍有爭議,或被抑制[21-22],或被激活[23-24]。 最近一項研究表明,進行2 個月的高脂喂養可以激活小鼠心肌自噬,但這些小鼠卻表現出心臟肥大、舒張功能障礙和脂質積聚[25]。 本研究發現高脂誘導的NAFLD 小鼠心肌細胞表現出PINK1/Parkin 介導的線粒體自噬下降,Beclin1 表達水平無變化,LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的比值、p62 表達水平的增加,LAMP1 蛋白水平的顯著降低,提示小鼠心肌細胞中線粒體自噬受抑制,且自噬流受阻。 這種自噬受損狀態可能是由于高脂狀態下心肌溶酶體對內容物的降解被阻斷。 因此,推斷出HFD 喂養的小鼠心臟中可能存在功能障礙的線粒體積聚。 但與此同時,本實驗的另一結果表示高脂條件下線粒體生物發生相關蛋白PGC-1α 表達卻顯著減少,這個結果與Mu 等[26]研究結果一致,這說明高脂喂養的小鼠心肌線粒體的積聚主要由于心肌細胞清除線粒體的能力受損。

目前有多項研究證實,運動訓練在預防和改善心血管疾病方面發揮重要作用。 Gon?alves 等[27]研究表明,對NAFLD 小鼠進行自由活動和耐力有氧訓練干預,可有效恢復正常線粒體自噬及增加線粒體生物發生,且耐力訓練優于自由訓練。 運動過程中自噬的調節是一個雙向過程,合適的運動可刺激線粒體自噬通量,恢復細胞正常自噬功能,有效預防心功能受損,延緩代謝性心肌病的發展[15]。 在本研究中發現,經過8 周有氧運動干預后,兩個運動組均可增加高脂條件下心肌細胞中的自噬通量,上調新生心肌細胞中線粒體自噬、線粒體生物發生和溶酶體功能相關蛋白的表達,可有效維持非酒精性脂肪肝小鼠心肌中內環境穩態。

目前運動是治療NAFLD 便捷且安全的有效策略,但不同的運動形式可能會引起不同的效果。 首先,本實驗的研究結果提供了證據支持運動對NAFLD 小鼠其他代謝器官有益,并發現長期高脂飲食可造成心肌結構損傷,抑制心肌自噬流量,損傷細胞清除線粒體的能力。 其次,本研究認為兩種運動方式均能恢復因長期高脂飲食造成的心肌細胞內自噬受損,促進心肌線粒體自噬,改善心肌纖維化,其中中等強度有氧運動改善效果更佳。 這些結果為運動改善代謝性心肌病提供了新思路和實踐基礎。 但本實驗缺乏超聲心動圖直接評估實驗中小鼠心臟功能,未能直接觀察到不同運動方案改善心臟功能的情況,后續實驗應繼續補充完善。