每天多运动一会儿,你的心脏也许会更年轻

作者: 张梦洁

来源: 知识分子

发布日期: 2018-05-22

运动能显著促进心肌细胞再生,健康的心脏因为运动更年轻,受损的心脏因为运动康复更好。研究者以成年小鼠为实验对象,发现运动小鼠心肌细胞的再生率是普通小鼠的4.6倍。运动能通过增加miR-222表达,抑制HIPK1基因的表达,最终促进心肌细胞再生。美国心脏协会建议,保持每周5天30分钟的中等强度运动或3天25分钟的高强度运动或二者适量组合,能让我们的心血管系统更健康。

每天多运动一会儿,你的心脏也许会更年轻。早睡早起、控制饮食、坚持运动,如果有机会调查现代人的年度计划,这三项大概会名列前茅。对于把最后一项列入清单的朋友,本文将要介绍一个利好消息:运动能显著促进心肌细胞再生,健康的心脏因为运动更年轻,受损的心脏因为运动康复更好。

4月25日,美国哈佛大学、麻省总医院、凯斯西储大学和法国巴黎-萨克雷大学的合作团队在《自然-通讯》上在线发表了这一结果。研究者以成年小鼠为实验对象,运动组小鼠住在装有跑步轮的笼子里,它们每天平均自发在轮子上“跑步”5.6千米左右,而对照组的小鼠没有这项运动装备,因而无法‘跑步’。实验8周后,研究者对比两组小鼠的心肌组织发现,运动小鼠心肌细胞的再生率是普通小鼠的4.6倍。

即使增长后的再生率不是很高,也不能小瞧。Detlef Wencker等人在小鼠中的研究发现,失去比例极微的心肌细胞——每10万个细胞中损失23个,0.023%,相当于在四十磅的蛋糕中挖掉一小勺——即可引发致命的心脏衰竭,造成人体心脏衰竭的比例与之类似。而人一旦进入成年期,心肌细胞的再生率就降到1%以下,且此后逐年下降,到老年时只有0.3%左右。

成年个体的心脏中,心肌细胞由于衰老和损伤减少、又通过分裂再生,两者间的平衡对维持心脏健康至关重要。而我们的研究提示,运动能促进心肌再生,维护这种平衡。总体而言,该研究细致地分析了运动状态下成年心脏心肌细胞的更新情况。运动能促进心肌细胞的新生速率,这个发现令人着迷。

它强调了运动对心脏的影响并非局限于调节血压、减少心脏病发作和改善冠脉血管,也可能部分解释了为何有规律运动的心脏病患者预后更好。从作用机制的角度而言,本研究关于miR-222的发现,可用于诱导心肌细胞再生的治疗。不过,运动对心肌的好处,对心脏受损的个体适用吗?据世界卫生组织2017年统计,心血管病仍是疾病中的头号杀手,全球平均每年超过一千七百万人的生命被它摁停。

我们很想知道在心脏病发作之后,运动还能否对心肌起效,因为我们最关心的是治愈。于是,研究者将心脏缺血性损伤后的小鼠再次分为运动组和普通组。这些小鼠即使心脏受损,一旦住进有跑步轮的笼子,照样自觉“跑步”。结果发现,在受损心脏的心肌梗塞外周,“跑步”小鼠其心肌细胞的再生水平显著高于普通小鼠。

结合以往研究中,运动和心肌细胞分裂活动增强对心脏康复的促进作用,研究者推测,运动能通过促进心肌细胞再生,促进受损心脏的恢复。

对与生命的微观世界打交道的研究者而言,另一个有趣的问题是:运动通过怎样的通路促进心肌再生?Rosenzweig实验室早在2015年的研究中发现,miR-222在小鼠游泳和跑步后增加表达,而这种小分子核糖核酸的表达一旦受到抑制,运动引发的心肌再生效果显著下降。

但这项研究没有区分心肌细胞的再生与多核化,计算的再生率因而有一定误差。本研究通过多同位素质谱分析等方法消除了这种误差,并通过实验进一步确认,运动能通过增加miR-222表达,抑制HIPK1基因的表达,最终促进心肌细胞再生。

如果我们能在合适的时机和患者体内开启这样的通路,受损的心脏就有可能得到更好的康复。

然而查阅《自然》期刊对本研究的评审意见稿可以发现,在该研究的初审阶段,负责匿名评审的同行科学家认为,独以miR-222—HIPK1通路解释运动的作用机制,未免过于草率:比如来自德克萨斯大学西南医学中心心脏内科的Yuji Nakada等人2017年发表在《自然》的研究表明,缺氧也能诱发成年小鼠的心肌细胞再生。因此,不能排除运动通过缺氧应激的通路间接起作用的可能。

研究者通过后续实验证明,miR-222起码并不直接作用于缺氧诱导表达的基因。但运动能否基于一些与miR-222无关的通路对心肌起类似的作用,我们仍不得而知,这也是未来研究的一个有趣方向。此外,对比人类和小鼠运动量的数据目前还很少见。实验中的小鼠平均每天跑5千米以上,相比之下,我们需要怎样运动,才能实现类似的心肌增长?

美国心脏协会建议,保持每周5天30分钟的中等强度运动或3天25分钟的高强度运动或二者适量组合,能让我们的心血管系统更健康;如果时间有限,将运动切分成每次10-15分钟也不错;而且总体而言,运动总比不运动好。西班牙国立心血管研究中心的发育生物学家Miguel Torres在推特上评价:“对我而言,这项研究是成年哺乳动物心肌中,心肌细胞更新的最佳证明,对跑步者来说也是个好消息。

”最后,Lee建议大家:“每天多运动一会儿,你的心脏也许会更年轻。”

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