综述:运动预防心血管疾病的机制:从心血管疾病病理状态下的肠道菌群特征中获得的启示

【字体: 时间:2025年06月10日 来源:Reviews in Endocrine and Metabolic Disorders 6.9

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  这篇综述系统阐述了运动通过重塑肠道菌群(GM)改善心血管疾病(CVD)的机制,揭示了特定菌群(如Streptococcus、Bifidobacteria等)与CVD的关联,并详细解析了运动通过调节血管功能、心脏功能、自主神经功能等生理机制及DNA甲基化、组蛋白修饰等分子机制发挥心血管保护作用的通路。文中特别强调了有氧运动对GM-CVD轴的调控优势,为个性化运动干预提供了新思路。

  

运动与心血管健康的微生物密码

基本概念和功能
肠道菌群(GM)作为人体"第二基因组",其失衡与心血管疾病(CVD)发生发展密切相关。健康肠道中厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)占比超90%,其比值(F/B)是评估菌群失调的关键指标。这些微生物通过肠屏障功能、代谢功能(如SCFA、TMAO、胆汁酸生成)、运动表现调节(如Akkermansia muciniphila提升耐力)等多维度影响宿主健康。

心血管疾病与肠道菌群
在动脉粥样硬化(AS)患者中,链球菌属(Streptococcus)等致病菌显著增加,而Roseburia等有益菌减少;心肌梗死(MI)患者则表现出瘤胃球菌(Ruminococcus)的异常增殖;高血压(HTN)患者肠道内Klebsiella丰度升高与血压呈正相关;心力衰竭(HF)患者则特征性缺失Faecalibacterium prausnitzii。这些变化通过代谢产物如TMAO(促进血管炎症)和SCFA(维持血管张力)直接参与CVD进程。

运动干预的调节效应
有氧运动展现出显著的菌群重塑能力:增加Bifidobacterium/Lactobacillus等益生菌,降低Streptococcus等致病菌。12周中等强度游泳使AS小鼠Lactococcus减少53%;8周耐力运动使MI小鼠Alistipes增加2.1倍;传统健身气功"六字诀"训练使HTN患者Bacteroides提升38%。值得注意的是,马拉松运动员赛后Veillonella的增殖,能将运动生成的乳酸转化为具有降压作用的丙酸。

生理机制解析
血管功能方面,运动通过SCFA激活GPR41受体舒张血管,同时抑制Prevotella产生的琥珀酸诱导的血管收缩。心脏保护中,运动诱导的IPA通过激活AhR-SIRT3通路改善舒张功能,而DCA通过TGR5受体减少心肌纤维化面积达45%。自主神经调节方面,H2
S抑制肾素释放,HIIT产生的乙酸通过副交感神经活化降压。

分子层面调控
在表观遗传领域,运动增加的胆汁酸通过FXR受体上调DNMTs表达,促进胆固醇逆向转运相关基因的DNA甲基化修饰;SCFA通过抑制HDACs(组蛋白去乙酰化酶)使组蛋白乙酰化水平提升3倍,促进抗炎因子表达;而运动降低的TMAO可减少促动脉粥样硬化的miR-33表达。

未来展望
当前研究多集中于有氧运动,未来需探索抗阻运动、HIIT等模式的差异化效应。临床转化面临个体化方案制定、长期效果追踪等挑战,而菌群-代谢物-宿主基因的多组学整合研究将成为突破方向。特别值得注意的是,夜间运动可能通过增加Firmicutes产生更多SCFA,这为"运动时间生物学"提供了新视角。

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