何炜，等. 短时高强度间歇运动训练心肌梗死模型大鼠心室重构及线粒体变化
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2.4 高强度间歇运动对急性心肌梗死大鼠心肌COXⅣ 和VDAC-1表达水平的影响 与假手术组相比，急性心肌梗死组COXⅣ和VDAC-1表达水平显著降低(P < 0.01)。与急性心肌梗死组相比，急性心肌梗死+高强度间歇运动组COXⅣ和VDAC-1表达水平显著升高(P < 0.05，P < 0.01)，见图2。
2.5 高强度间歇运动对急性心肌梗死大鼠心肌PGC-1α和Tfam表达水平的影响 与假手术组相比，急性心肌梗死组PGC-1α和Tfam表达水平显著降低(P < 0.05，P < 0.01)。与急性心肌梗死组相比，急性心肌梗死+高强度间歇运动组PGC-1α和Tfam表达水平显著升高(P < 0.05，P < 0.01)，见图3。
2.6 高强度间歇运动对急性心肌梗死大鼠心肌Bnip3和Beclin-1表达水平的影响 与假手术组相比，急性心肌梗死组和急性心肌梗死+高强度间歇运动组Bnip3和Beclin-1表达水平显著升高(P < 0.05，P < 0.01)。与急性心肌梗死组相比，急性心肌梗死+高强度间歇运动组Bnip3和Beclin-1表达水平显著升高(P < 0.05，P < 0.01)，见图4。
3 讨论 Discussion
实验旨在探讨高强度间歇运动作为心脏康复手段的时效性，因而选用4周这个较短的训练周期。研究表明，4周高强度间歇运动明显降低心力衰竭大鼠心肌纤维横截面积，而对左心室纤维化水平无明显改善；相反，4周中等强度持续运动训练对心肌纤维横截面积无显著影响，但使左心室纤维化水平降低了40%
[21]
，提示高强度间歇运动在改善心肌重构层面较中等强度持续运动更具时效性。实验结果显示，4周高强度间歇运动显著降低左心室舒张末期压，并提高左心室压力上升/下降最大速率的绝对值。心肌梗死导致左心室壁顺应性降低，表现为左心室舒张末期压升高，而左心室压力上升/下降最大速率降低反映了左心室舒缩功能障碍[22]
。研究结果
提示短期高强度间歇运动即可有效改善急性心肌梗死
后左心室泵功能重构。
组织线粒体含量变化研究多采用两种方式：一是利用电镜图片测算线粒体数密度和体密度，这种方式受到选择视野标准的影响；二是利用线粒体标志蛋白表达进行半定量分析，多采用线粒体外膜标志蛋白VDAC-1和线粒体内膜呼吸链标志蛋白COXⅣ表达量进行共同衡量
[23-24]
。实验结果显示，急性心肌梗死术后5周，大鼠
心肌VDAC-1和COXⅣ蛋白表达量显著降低。Gomes
ISSN 2095-4344 CN 21-1581/R CODEN: ZLKHAH
等[25]
通过形态学研究表明，大鼠急性心肌梗死术后1周，
心肌线粒体数密度和体密度显著升高，这可能是线粒体对缺血缺氧的代偿机制；急性心肌梗死术后5周，心肌线粒体数密度和体密度明显降低，提示线粒体含量降低是急性心肌梗死后心室重构的重要病理基础。
线粒体在细胞核DNA和线粒体DNA协同调控下完成生物合成，以保证健康线粒体数量[26]
。过氧化物酶体
增殖物激活受体γ辅激活因子1(PGC-1α)是线粒体生
物合成最主要调控因子
[27]
。实验结果显示，急性心肌梗
死术后5周，大鼠心肌PGC-1α及其下游靶基因线粒体转录因子A蛋白表达均显著下调。过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)是PGC-1α重要的共激活配体，正性调控后者表达
[28]
。课题组前期证明，心肌缺血后各时程
PPARα与PGC-1α表达同时降低，PPARα特异性激动剂非诺贝特可逆转缺血对PGC-1α表达的抑制效应[29]
。前期研究还发现，缺氧诱导的活性氧可通过下调mTOR活性抑制PGC-1α表达
[30]
。以上可能是急性心肌梗死抑
制PGC-1α表达和线粒体生物合成的机制。
线粒体是心肌缺血缺氧损伤的重要靶位。溶酶体特异性识别并吞噬无法修复的线粒体，以阻止损伤线粒体进一步产生过量活性氧或启动细胞凋亡，此进程即为线粒体自噬，是细胞自我保护机制之一
[31]
。实验结果显示，
急性心肌梗死术后5周，大鼠心肌线粒体自噬显著活化，表现为Bnip3与Beclin-1蛋白表达上调。线粒体膜电位降低时，Bnip3与Beclin-1竞争，将Beclin-1从Bcl-2/ Beclin-1复合体中释放出来，游离态Beclin-1进而激发线粒体自噬
[32]
。研究表明，小鼠心肌特异性敲除Bnip3
蛋白，线粒体DNA和活性氧释放增多，从而活化NALP3炎症小体，最终导致心力衰竭，直接证明了线粒体自噬与心力衰竭发生的关联
[33]
。然而，急性心肌梗死术后5
周，线粒体ATP合成活力和膜电位显著降低。结果表明，急性心肌梗死导致线粒体明显损伤，虽启动线粒体自噬保护机制，但尚不足以清除异常线粒体，同时急性心肌梗死阻碍了线粒体生物合成，二者协同导致线粒体功能和数量均出现异常，是急性心肌梗死后心肌能量代谢和泵功能障碍的重要机制。
实验结果显示，4周高强度间歇运动训练显著提高了急性心肌梗死后心肌线粒体含量，同时调控线粒体生物合成的PGC-1α/Tfam通路上调明显。Smiles等
[34]
也证
明PGC-1α介导的线粒体生物合成是运动改善高血压大鼠心室重构的必要条件。研究表明，运动可提高急性心肌梗死大鼠心肌PPARα表达，这可能是高强度间歇运动上
5991
何炜，等. 短时高强度间歇运动训练心肌梗死模型大鼠心室重构及线粒体变化
[35]
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调PGC-1α及线粒体生物合成的机制之一等
[36]
。此外，Jiang计算机数据库）记录及样本已按照有关规定保存、分享和销毁，可接受核查。
也发现，8周有氧间歇运动训练可通过激活心肌
AMPK和SIRT3信号通路，继而降低PGC-1α乙酰化水平，促进线粒体生物合成。以上结果提示，高强度间歇运动上调PGC-1α以促进线粒体生物合成，通过增加线粒体含量提高急性心肌梗死后心肌能量代谢水平。
运动改善急性心肌梗死后心脏功能不仅取决于线粒体含量，还取决于线粒体健康程度
[37]
文章版权：文章出版前杂志已与全体作者授权人签署了版权相关协议。
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mitochondria- targeting peptide, improves
。实验结果显示，
4周高强度间歇运动干预后心肌Bnip3及Beclin-1蛋白表达水平进一步升高，同时线粒体ATP合成活力与膜电位部分恢复，表明高强度间歇运动促进了急性心肌梗死诱导的线粒体自噬保护机制，有效清除受损线粒体。Kim等
[38]
报道，8周跑台训练显著提高衰老小鼠心肌线粒体
自噬水平，利用雷帕霉素诱导线粒体自噬可模拟运动对衰老心肌舒缩功能的改善。作者在低氧暴露模型中也发现，阻断线粒体自噬抑制了运动对骨骼肌功能及线粒体稳态的促进效应
[39]
，提示线粒体自噬是实现运动健康效
应的途径之一。最近还发现，一次性跑台运动即可激活健康大鼠心肌线粒体自噬，并持续至运动后48 h
[40]
，提
示心肌线粒体自噬对运动应激较敏感，这可能是短期高强度间歇运动即可上调线粒体自噬的原因之一。
总之，急性心肌梗死上调线粒体自噬同时下调了线粒体生物合成，从而导致心肌线粒体含量降低。短期(4周)高强度间歇运动可同时活化线粒体自噬和线粒体生物合成，协同提高心肌健康线粒体含量，以改善急性心肌梗死后心肌能量代谢水平和泵功能，是一种时效性较强的心脏康复手段。
作者贡献：实验设计为第一作者，实验评估为第六作者，实验实施为全部作者，所有作者均经过培训，采用盲法评估。
利益冲突：所有作者共同认可文章内容不涉及相关利益冲突。
伦理问题：实验过程中对动物的处置符合2009 年《Ethicalissues in animal experimentation》相关动物伦理学标准的条例。
文章查重：文章出版前已经过CNKI反剽窃文献检测系统进行3次查重。
文章外审：文章经国内小同行外审专家双盲外审，符合本刊发稿宗旨。
作者声明：通讯作者对于研究和撰写的论文中出现的不端行为承担责任。论文中涉及的原始图片、数据（包括
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