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运动应激与HO-1在心血管系统中的研究进展

更新时间:2009-03-28

近年来,人们对血红素氧合酶的研究已经从分解血红素的代谢方面转移到了心血管系统上,其在心血管方面的作用已经逐渐被重视起来。很多研究已证明HO-1在细胞损伤、动脉粥样硬化中会对血管起到保护作用,而且还可以抑制相关炎症因子的表达[1-3]。HO-1的相关作用常常是通过其本身的代谢产物来实现的,代谢产物一般有胆红素、胆绿素、一氧化碳(CO)及游离铁。运动对于心血管系统疾病的防治有着非常重要的作用,因此本文对运动与HO-1在心血管方面的研究进行分析,以期为心血管系统疾病的防治提供理论参考

1 HO-1的概述

血红素氧合酶(HO)是一种限速酶,其在血红素分解代谢过程中起着重要作用。它一般有三种类型,HO-1、HO-2、HO-3,其中HO-1比较受人关注,在医学界对于它的研究较多[4]。HO-1的分布也非常广泛,到目前为止发现单核巨噬细胞系统中HO-1的分布最为多,其次心脏。肾脏、肺部等也会有表达[5-6]。研究表明,HO其实是一个具有混合功能的氧化酶,HO-1只是属于其诱导型同工酶,一般情况下在脾脏、肝脏、网状内皮系统和骨髓等分布比较多[7]。研究已经证实,HO-1还是一种微粒体酶,在血红素降解的过程中起着起始酶和限速酶的作用,不但可以催化血红素生成胆绿素、CO和游离铁等物质,而且最主要的一点是它还具有可诱导性[8]。根据相关研究,HO-1不但在正常生理条件下对于机体来说有着重要作用,而且它在抗氧化应激方面也可以发挥作用,如在机体受到内毒素或者缺氧等刺激时,HO-1的含量通常会升高。

2 运动应激与HO-1及其代谢产物之间的关系

运动应激一般是通过自身调节及HO-1的代谢产物来对HO-1系统产生影响,目前关于它们之间的研究也越来越多。Hildebrandt等研究发现,如果把时间作为变量因素,那么在低强度运动情况下进行一次性运动,发现在运动45min、180min后即刻大鼠腓肠肌HO-1基因转录有所增加,而且180min组的HO-1活性明显高于45min组的,这就说明HO-1具有一定的时间依赖性[8]。常凤等[9]研究发现,进行中等强度的运动会使小鼠股四头肌HO-1mRNA表达升高,其中45min运动组的HO-1mRNA表达效果最为明显,而且血清中的CK、BUN由于运动时间和运动强度的变化也在发生改变,这表明运动可以诱导HO-1mRNA升高。这说明虽然运动可以导致HO-1mRNA表达升高,但是并不是时间越长越明显。恰恰相反,运动时间延长后,机体可能会逐渐适应这样的运动强度,不会在这种强度下产生像之前那样的刺激,所以我们发现运动时间长的组与45min组相比,HO-1的表达并没有升高反而有下降的趋势。研究表明一次低强度、大强度运动或短期运动可诱导大鼠或人骨骼肌HO-1mRNA表达增加[10-11]。还有研究发现,大鼠长期运动训练后,其主动脉平滑肌中的HO-1表达也会增加,而且在一定时间范围内与运动时间呈正比,同时其心肌和胸主动平滑肌HO-1mRNA表达与安静组相比较也有显著性增加[12-13]。研究发现,大鼠在进行6周的有氧耐力运动后,有氧耐力组与安静对照组相比,大鼠骨骼肌HO-1mRNA的表达有显著增加[14]

中图分类号:G804.7

3 运动应激与HO-1及心血管疾病之间的关系

3.1 运动应激与HO-1及血管动脉粥样硬化之间的关系

目前已经知道HO-1在心血管疾病中具有保护作用,而且这种作用机制主要是通过HO-1的分解产物来起作用的。运动应激与HO-1及心血管之间的研究越来越多,大部分的研究已证实通过运动可以改变心脏或血管当中HO-1的表达进而调节心血管系统,但是运动对HO-1系统的作用机制及其对心血管疾病的预防和治疗作用还有待进一步的深入研究,同时也希望运动能够预防和治疗心血管疾病的方式越来引起人们的关注和了解。

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3.2 运动应激与HO-1及高血压之间的关系

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4 小结

动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)是体内的胆固醇酯在血管壁形成粥样硬化斑块,从而使血管壁增厚和血管管腔变狭窄的一种慢性炎症改变[16]。随着人们生活水平的日益升高以及饮食种类的多样性,AS疾病的发生在近些年呈现出一定的上升趋势,而且愈发严重,所以AS的防治也逐渐成为人们研究的热点。关于AS的防治有许多学说,其中“动脉粥样硬化的脂质氧化学说”提出后,人们开始更多的关注HO-1与AS之间的关系。在体内动脉粥样硬化形成的同时,血管内的抗氧化酶的活性会降低,但是粥样斑块内HO-1活性却升高,这种现象被认为是动脉粥样硬化形成时机体处于自我保护的一种机制。可见目前具有抗氧化作用和抗AS作用的HO-1有希望成为防治AS的一种新方法。当前,有氧运动对于机体的抗氧化作用已经被普遍认同,而且也有研究表明运动可以提高动脉血管中抗氧化酶的活性,进而发挥抗AS的作用[17]。有研究发现,运动应激对于心肌和主动脉平滑肌中的HO mRNA表达具有上调作用。一般情况下,运动会通过调节血脂,调节抗氧化酶的活性来抵抗AS的形成,如长期进行耐力运动的人群,AS出现的比例就比较小,而且长期进行耐力运动的人群,他们体内HO-1表达及NO的量都比不进行耐力运动的人要高。

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董云峰,杨生源,韩 巍
《辽宁体育科技》 2018年第02期
《辽宁体育科技》2018年第02期文献

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