心脏左室前侧壁心肌阶段性运动不良_运动对心脏机能及心肌能量代谢的影响综述

　　 [摘要] 心脏对维持人体运动及生命活动至关重要,而不同的运动形式及运动强度对心脏也产生不同的影响。本文对运动与心脏的关系及运动对心脏能量代谢方面的影响进行综述,并对今后相关研究进行展望,以期为今后研究者在本领域的研究提供信息。
　　[关键词] 运动 心脏功能 能量代谢 综述
　　
　　心脏为人和脊椎动物的器官之一,是循环系统中的动力。心脏的作用是推动血液流动,向器官、组织提供充足的血流量,以供应氧和各种营养物质,并带走代谢的终产物(如二氧化碳、尿素和尿酸等),使细胞维持正常的代谢和功能;体内各种内分泌的激素和一些其它体液因素,也要通过血液循环运送到靶细胞,实现机体的体液调节,维持机体内环境的相对恒定;此外,血液防卫机能的实现以及体温相对恒定的调节,也都要依赖血液在血管内不断循环流动,而血液的循环是由于心脏“泵”的作用实现的。心脏对维持人体运动及生命活动至关重要的,而不同的运动形式及运动强度对心脏也产生不同的影响。下面就运动对心脏机能及其能量代谢的影响方面进行综述。
　　一、运动对心脏功能的影响
　　运动作为一种应激会对机体各系统产生一定的影响,身体负荷时,心血管系统也在神经体液调节下发生相应变化以适应代谢要求。对不同类型的身体负荷,心脏的反应有所不同,并随着对身体负荷的适应过程,心脏的形态、结构及功能均发生相应的代偿性改变。运动作为一种刺激会对心脏产生双向的影响。适宜的运动训练可对心脏产生良好的影响,否则,将反之。
　　1.适宜的运动强度对心脏产生良好的影响
　　长期系统的中低强度有氧运动有利于机体正常功能的发挥与改善,使身体机能产生良好的适应性改变,对心肌内某些化学物质含量与活性变化、心脏内部细微结构变化和心功能的改善方面有积极的作用。包括安静时的心率降低,心脏肥大,心肌收缩功能和放松机制的改善以及心脏自身内分泌的适应性改变。stephen采用放射核显影技术发现,经过游泳训练的男子最大运动时心率降低,心输出最明显增加,射血分数和mvcf显著提高。实验证实,有氧耐力运动时左心室内压的最大上升速率和下降速率均有提高。心脏收缩功能的改善与心肌纤维内ATPase活性提高、心肌肌浆网对钙的贮存、摄取与释放能力提高有关。心肌细胞线粒体功能改善、ATP再合成的速率增加及心肌细胞膜功能的改善对心缩力的提高也起到重要作用。
　　2.长期大强度训练和一次性力竭运动对心脏的不良影响
　　中低强度有氧运动经系统训练可使机体产生良好的适应性效果,而一次性力竭运动或长期过度训练,则能导致机体机能水平下降,在不同程度上损害着机体正常功能的发挥,尤其心脏对过度训练和力竭运动是反应最敏感的器官,过度训练会使心脏的生理性向病理性转变。早就已经证实,过度训练会使心肌细胞凋亡增加,同时还可见心肌细胞的严重变性,心肌内部肌纤维断裂,细胞间质减少,线粒体肿胀,基质变性,嵴部或全部断裂,内质网扩张等心肌损伤的心态学改变,说明超负荷运动可使心肌向病理性失代偿性改变。在生物活性物质的变化方面,力竭运动使心肌组织中心钠素表达减少,不利于运动应激中心钠素内分泌功能的发挥,因而影响心肌缺氧性代偿功能的发挥,使心肌细胞缺血缺氧,增加了心肌损伤程度。同时,力竭运动和过度训练还可引起甲状腺激素代谢的改变,心肌中第2信使含量升高,而心肌局部血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)含量、肌酸激酶同功酶(CK-MB)及天冬氨酸氨基酸转移酶(AST)活性显著性下降。在对心肌细胞凋亡的研究中还发现过度训练还导致大鼠血清超氧化物歧化酶(SOD)、肌酸激酶(CK)活性提高和血清丙二醛(MDA)含量显著增加。
　　二、运动对心肌能量代谢的影响
　　1.安静时心肌组织的能量代谢情况
　　研究显示,在安静状态下,人的心肌耗氧量为74ml/kg.min,是同等骨骼肌的10～15倍,冠脉血流量为600～800ml/kg.min,全部冠脉血流约占心输出同量的4%～5%,而心脏重量却不到体重的1%。因此,心肌是机体内耗氧最高的组织之一。这一特点是由心肌组织的超微结构所决定的:心肌细胞周围的毛细血管丰富,血液循环旺盛;心肌细胞的肌红蛋白含量甚高,有利于氧弥散入细胞内;再者,心肌细胞内线粒体含量特别丰富,氧化酶活性高。这些结构特点保证了心肌组织的氧的供应和利用。心肌细胞主要以有氧代谢供能为主。心肌细胞中线粒体不但含量丰富,而且体积大,细胞色素等氧化酶体系的活性高,因此,心肌有很强的有氧氧化能力。可供心肌氧化的能源物质主要有血液游离脂肪酸、乳酸、葡萄糖、三酰甘油、酮体、丙酮酸和氨基酸等。其中游离脂肪酸、乳酸、葡萄糖是心肌的主要功能物质,有研究认为,游离脂肪酸约占心肌总耗氧量的60%～80%,血糖约占10%～20%,其余的主要由乳酸的氧化提供。
　　2.长期适宜的运动训练对心肌组织能量代谢的影响
　　研究表明,长期运动训练可引起心肌细胞中琥珀酸脱氢酶、已糖激酶和乳酸脱氢酶活性提高,并且 NAD+含量增加,说明心肌中糖的有氧和无氧化谢能力都是增强的。长期训练后心肌线粒体能量产生能力的变化并没有骨骼肌的变化那么明显,但有一定程度改变。动物研究发现,训练后大鼠心肌的线粒体体积和密度均未出现明显增加,但线粒体中线粒体蛋白含量,泛醌和cytc的含量增高了,表明心肌氧化磷酸化能力提高。研究也表明,耐力训练尤其是游泳运动能产生更大幅度的心肌肥大和心肌肌原纤维ATPase活性的增加。
　　3.一次性大强度运动对心肌组织能量代谢的影响
　　一些研究表明,大强度运动引起动脉血乳酸水平大幅度增高,据心肌吸收乳酸和动脉血乳酸水平的关系推测,大强度运动时心肌对乳酸的依赖性增大。对大强度运动中动脉――冠状窦血乳酸浓度差的测定表明,在心肌氧化代谢中,乳酸氧化量可达总量的60%。Kaijser发现,大强度运动中,心肌摄取乳酸优于心肌对其它底物的摄取,而且代谢乳酸的方式是氧化,运动中,动脉血乳酸≥6mmol/L,乳酸氧化几乎占了心肌有氧代谢的75%以上。这些结果揭示了大强度运动中,乳酸成为心肌氧化的主要基质。动物糖元水平的测定结果发现,在中到大强度运动中,心肌糖元下降。因此,在运动中,心肌外源性葡萄糖和内源性糖元贮备的代谢均加强。
　　三、心脏与运动关系的研究展望
　　目前,关于心脏与运动性疲劳的关系为众多研究者所关注,在力竭性运动与大强度运动状态下对心肌影响进行较多研究,如对心肌损伤的组织形态学研究、心肌抗氧化、心肌能量代谢、运动性心肌肥大等诸多方面。
　　随着研究层次不断深化,研究技术的创新(如微创技术、生物芯片、基因技术等)及在分子层次领域的应用研究将使心脏与运动的关系得到进一步阐释。关于心脏的寿命及机能的提高将受到重视,尤其有氧运动对心脏机能的影响、中草药在运动疲劳恢复的研究将日益深入。
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