母代运动调控子代心脏功能减轻力竭运动诱导的心肌损伤

【作者】 覃观凤； 石海旺； 段锐；

【机构】 华南师范大学体育科学学院；

【摘要】 目的:心血管疾病(cardiovascular disease,CVD)一直是全球范围内的主要健康问题,《中国心血管健康与疾病报告(2022版)》指出,中国心血管患病率及死亡率仍处于上升阶段,在我国城乡居民疾病死亡构成比中,CVD占首位,中国心血管病负担日渐加重,防治心血管疾病刻不容缓。定期进行中等强度运动有益于心血管健康。科学有效的运动能激发机体对心脏的内源性保护效应,发挥积极的作用;但不科学的运动则有可能造成氧化应激、心肌缺血缺氧、心律失常等,引起心肌损伤,如力竭运动会引发心律失常、心力衰竭和心源性猝死。哺乳动物心肌在胚胎期和新生期具有显著的再生能力,但心肌的增殖再生能力在出生后一周内迅速下降,在成年期时非常微弱。对小鼠的研究表明,出生后最初几天新心肌细胞的产生急剧下降。在人类研究中,1岁至20岁的心肌细胞数量增加了3.4倍,而成年后正常状态下心肌细胞数量几乎不变。心肌细胞出生后成熟的特征是从糖酵解到脂肪酸氧化、染色质重构和退出细胞周期的代谢转变,这种代谢转变有可能导致哺乳动物心脏中心肌细胞增殖能力的逐渐丧失。因此要抓住"生命早期"这一关键窗口期进行有效的干预以改善心血管系统的功能。运动训练在发挥保护心肌组织方面具有一定功效,以往研究关注同代运动对心肌的效用,有关跨代的效用研究较少。母代运动的有益效应已经被证实,而母代运动能否促进子代心血管健康且保护心肌损伤的问题有待进一步研究。方法:运动是减少心血管疾病和心脏事件风险因素的有效干预方式,不同的运动类型、运动方式和运动时间对心肌的保护作用效果不同。母代运动作为一种运动干预方式,近年来受到广泛关注。母代运动(maternal exercise,ME)是受孕前一个月直至生产让母亲进行运动的干预方式。母代运动可以通过调节胎儿内环境,如改善母体代谢等促进胎儿心血管系统的功能发育。力竭运动可降低自主神经细胞的兴奋性、窦房传导和房室传导的速度,延长心房和心室的去极化和复极化,从而导致心肌缺血和心律失常,对心脏有破坏作用。假设母代运动通过孕前期、孕期的可提高子代心血管系统功能,并保护子代心肌损伤。因此通过力竭运动建立心肌损伤模型,采用超声心动图、心肌损伤标志物和心肌损伤形态学指标综合评价子代心脏功能和心肌受损与保护的程度,尝试探索母代运动调控子代心脏功能的机制。结果:在动物实验中,力竭运动的大鼠左心室射血分数降低,左心室收缩压和舒张压增加,出现心肌特征性变化,包括心肌核基质水肿、核肌纤维坏死等,发生心肌缺血和缺氧损伤。运动训练可以改善力竭运动对小鼠心功能的损害,增强心室壁的弹性,增加心肌收缩和舒张能力。母体状态的改变可以影响宫内环境,妊娠期宫内环境是影响后代肥胖、糖尿病、心血管疾病发生的关键因素,母代运动通过科学合理运动的方式改善身体状态,调整宫内环境进而对子代心血管系统产生有益影响。母代运动对子代心血管系统功能的影响机制的揭晓有助于在生命早期对亲代实施有效干预,通过指导孕期妇女进行适度运动,提高子代的心血管系统的功能,降低其患心血管系统疾病的风险,提高人群整体心血管健康水平。结论:生命早期的心脏发育将伴随一生。心脏发育良好或在生命早期及时干预都将提高心脏功能。母代运动有可能通过卵母细胞修饰、胎盘因素、母乳分泌和表观遗传修饰等潜在机制对子代心血管系统的功能产生影响,而母代运动模型的建立受到很多因素的调节,包括运动强度、运动时间及运动方式等都需要进一步探讨。更多还原