综述:运动在动脉粥样硬化中的有益作用及其潜在机制

【字体: 时间:2025年08月12日 来源:Frontiers in Cell and Developmental Biology 4.3

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  这篇综述系统阐述了运动通过调节外泌体因子(exerkines)、脂肪组织褐变(browning)、肾素-血管紧张素系统(RAS)、代谢产物(如α-KG/lactate/Lac-Phe)、肠道菌群、细胞死亡途径(ferroptosis/cuproptosis/pyroptosis/apoptosis)、microRNAs、神经系统和免疫功能等多通路机制,改善血脂代谢、抑制炎症反应并增强斑块稳定性,为动脉粥样硬化(AS)的非药物干预提供科学依据。

  

运动在动脉粥样硬化中的多维防护机制

1 引言

动脉粥样硬化作为全球健康负担,其病理核心是低密度脂蛋白(LDL)氧化、内皮炎症及泡沫细胞形成。与传统药物不同,运动通过多靶点调控成为极具潜力的干预策略。临床数据显示,规律运动可降低颈动脉内膜中层厚度(CIMT),而动物实验证实运动能减少ApoE?/?小鼠斑块脂质核心并增加胶原含量。

2 运动介导的分子机制

2.1 外泌体因子的调控

运动显著提升鸢尾素(irisin)、脂联素(adiponectin)等保护性因子水平。例如,irisin通过AMPK/SREBP2通路抑制PCSK9表达,而adiponectin通过AMPKα1/α2增强一氧化氮(NO)生物利用度。相反,运动降低促炎因子TNFα和瘦素(leptin),后者通过抑制JAK/STAT通路减轻血管损伤。

2.2 脂肪组织褐变

运动诱导白色脂肪组织(WAT)褐变为产热型米色脂肪,上调解偶联蛋白1(UCP1)和PGC-1α。动物实验中,8周跑台训练使肥胖大鼠胸周脂肪(tPVAT)UCP1表达增加,通过BMP4/p38/MAPK通路改善血管功能。

2.3 RAS系统再平衡

运动抑制经典ACE/Ang II/AT1R轴,激活保护性ACE2/Ang-(1-7)/Mas轴。32周高脂饮食大鼠经运动干预后,心脏AT1R表达下降,而Ang-(1-7)水平上升,缓解血管收缩和氧化应激。

2.4 代谢产物的作用

  • α-KG:抗阻运动提升α-KG水平,通过ERK/Nrf2通路减轻内皮氧化损伤。

  • 乳酸:运动后乳酸通过GPR81激活ERK5/KLF2通路,抑制VCAM-1表达;其赖氨酸乳酰化修饰(Mecp2-K271)还能阻断EGFR/MAPK炎症信号。

  • Lac-Phe:运动促进巨噬细胞合成这种食欲抑制代谢物,CNDP2酶缺陷小鼠实验证实其改善糖代谢的作用。

2.5 肠道菌群重塑

12周耐力运动降低动脉粥样硬化小鼠肠道中促炎的变形菌门(Proteobacteria),增加产短链脂肪酸(SCFA)的Rikenellaceae,通过TLR4/MyD88通路抑制全身炎症。

3 细胞死亡与免疫调控

运动抑制多种程序性死亡:

  • 铁死亡:激活AMPKα2减少脂质过氧化,GPX4/SLC7A11通路起关键作用。

  • 铜死亡:运动上调谷氨酰胺酶(GLS)生成GSH,中和铜离子毒性。

  • 细胞焦亡:下调NEAT1表达,阻断NLRP3/GSDMD通路。

免疫方面,运动促进调节性T细胞(Tregs)分泌IL-10,同时抑制B2细胞产生TNFα,优化免疫微环境。

4 协同干预策略

间歇性 fasting(IF)联合有氧运动可显著降低LDL-C,而地中海饮食结合运动更能改善内皮祖细胞(EPCs)功能。Meta分析指出,6个月以上中强度有氧运动对CIMT改善最显著。

5 讨论与展望

尽管运动对早期斑块逆转效果更显著,但晚期干预仍能缩小斑块体积。未来需探索运动诱导的Lac-Phe、m6A修饰(如METTL14下调)等新机制,并开发个体化运动处方。值得注意的是,终身高强度耐力运动员可能存在冠状动脉非钙化斑块增加的风险,提示运动剂量需精准把控。

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