综述:高强度间歇训练改善线粒体功能并减轻缺血-再灌注中的心肌细胞损伤

【字体: 时间:2025年07月26日 来源:IJC Heart & Vasculature 2.5

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  这篇综述系统阐述了HIIT(高强度间歇训练)通过调控线粒体功能(如mPTP、ROS、Ca2+稳态)减轻心肌缺血-再灌注损伤(IRI)的机制,揭示了其作为非药物干预手段在心血管疾病(CVD)防治中的潜力。

  

线粒体在心脏缺血-再灌注损伤中的核心作用

心肌细胞依赖线粒体产生90%的ATP,但缺血时氧供中断会导致OX-PHOS(氧化磷酸化)抑制和乳酸堆积。再灌注阶段,Ca2+超载和ROS爆发进一步激活线粒体通透性转换孔(mPTP),引发细胞凋亡和坏死。研究显示,HIIT能增强线粒体抗氧化酶(如MnSOD)活性,减少复合体I的ROS生成,从而延缓mPTP开放。

HIIT的代谢重塑效应

通过激活AMPK-PGC-1α通路,HIIT促进脂肪酸氧化和葡萄糖摄取,提升心脏能量供应效率。训练后的心肌线粒体表现出更高的呼吸控制比和ATP合成能力,同时单羧酸转运蛋白(MCT1)表达增加,优化乳酸利用。值得注意的是,HIIT诱导的线粒体超复合体组装可减少电子漏,降低氧化损伤。

钙稳态与远程调控机制

HIIT通过上调SERCA2a和调控MCU(线粒体钙单向转运体),改善心肌钙处理能力。动物实验表明,训练后的心脏对Ca2+超载耐受性增强,内质网-线粒体偶联(MAMs)结构更稳定。此外,骨骼肌释放的IL-6、BDNF等肌因子可能通过体液循环激活心脏RISK/SAFE通路,模拟远程缺血预适应(IPC)效应。

临床转化与未解之谜

尽管HIIT在动物模型中显著减少30-40%的心肌梗死面积,但人类研究仍存在空白。争议点包括:抗氧化剂补充可能抵消HIIT益处,提示ROS的双重信号作用;性别差异中女性sarcoKATP通道表达更高,保护效果更显著。未来需探索HIIT对MAMs的调控,以及其与糖尿病、衰老相关线粒体功能障碍的交互作用。

结论

HIIT通过多靶点协同作用——从分子层面的GSK3β磷酸化到器官水平的血流优化,为心血管疾病提供了“运动处方”新思路。然而,个体化方案设计和机制深度解析仍是未来研究方向。

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