中图分类号：G628.2文献标识码：A文章编号：ISSN1672-6715 （2018）09-137-01
1.1 基本定义
心力衰竭严重危害人们的身心健康，具有较高的致残率及病死率。而高血压造成的心脏压力负荷是心力衰竭的主要危险因素。心力衰竭的发生分为几个阶段，主要分为早期心衰和临床心衰两个阶段。糖尿病或者高血压等致病因素，使心脏出现早期的形态改变和结构重构，逐渐出现左室肥厚、心室扩张、心肌梗死、动脉粥样硬化等表现，在此之后继续发展即为临床心衰，出现充血性心力衰竭，最终导致终末期的心脏病。
有氧运动是指有节律性的运动，运动时间较长，运动强度在中等或中等以下负荷量。目前，运动康复已经成为心脏康复的主要手段之一，坚持长期有氧运动能够改善心力衰竭的症状，有效改善心衰患者的心脏泵血功能及心血管内皮机能，并能调节神经激素水平，改善生活质量，减少患者的死亡率和住院率。因此，运动对于稳定期心衰患者是一种安全有效的康复治疗手段。microRNAs 是一类广泛存在于真核生物中的长约 20-25 个核苷酸的非编码RNA，通过与靶向 mRNA 的非编码区互补配对，特异性调节基因的表达，参与包括细胞的增殖、分化、代谢、凋亡等生理过程。
1.2 心力衰竭的现状及有氧运动对心力衰竭有良性干预效果
有氧运动是指长时间有节律性的中等及以下强度的运动，近期研究显示，有氧运动可作为慢性心衰患者防止病情加重的有效预防措施。可以有效改善心衰患者的心脏泵血功能和心血管内皮机能，并能调节神经激素水平。心力衰竭会造成心脏的代谢方式发生改变，有氧氧化逐渐减少，糖酵解供能逐渐增多，能量的代谢效率显著提高，这是心脏的一种自我保护机制。而糖酵解供能的增多，会导致乳酸堆积增多，产生酸中毒，进一步加重心肌的损伤。而脂肪酸氧化的减少，会导致脂质在心脏堆积，造成心肌细胞凋亡和脂毒性心脏异常。心脏代谢的重塑会再次加重心力衰竭的症状。研究发现运动通过活化 AMPK，上调下游靶分子PGC-1α、PPARα、 CPT-1 和 GLUT4的基因表达，改善能量的代谢方式和线粒体的功能状态，降低乳酸堆积和心脏脂质沉积，进行心力衰竭后心脏代谢重塑，最终改善心脏功能。
1.3 线粒体质量控制在心衰进程中发挥重要作用
临床心脏学家和基础研究者都对线粒体产生很大兴趣，不仅是因为它的结构和功能，而是因为它也参与维持细胞内稳态，尤其是在心衰、心肌缺血再灌和老龄化中参与细胞程序性死亡和坏死的调控。线粒体融合分裂功能的失调是心力衰竭一个明显的特征。心衰时会出现 Ca2+超载，同时线粒体分裂增加，线粒体功能失调，并进一步导致心肌损伤。在人和大鼠的心力衰竭模型中，与线粒体融合相关的蛋白 OPA1表达减少，但是OPA1的 mRNA 水平与对照组相比并未有所变化，说明是转录后的调控在调节OPA1的表达。OPA1对于维持正常的线粒体嵴结构和功能至关重要，用于保护吸纳立体内膜结构的完整性，使细胞免于凋亡。电子显微镜观察到，心力衰竭的细胞线粒体呈碎片化，线粒体融合减少。缺血刺激会使 OPA1 表达下调，而在缺血后再过表达 OPA1，并不能阻止凋亡的发生。有趣的是，OPA1增加或者减少，细胞色素C的释放都会增加。
1.4 miRNAs 对心力衰竭的影响
microRNAs是内源性的小非编码 RNA，发挥着转录后调控的作用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆有大量证据明，miRNA 介导的基因调控对于心脏的内稳态和病理结构的重塑发挥着重要作用。
miRNAs 在心脏的发展中扮演着重要的角色，miRNAs 生物合成的异常会导致心血管发育的异常和胎死。基因芯片结果显示，在心衰晚期，测定的 467 种 miRNAs 中，有 28 种 miRNAs 明显上调，其中 8 种（miR-21，-23a，-24，-26b，-27，-125，-195，-199a-3p）直接与心衰相关[41]。在肥厚型心肌病或者扩张型心肌病导致的左室心衰中，miR-23a 促进心脏肥大，miR-1 抑制心脏肥大，miR-24，miR-133a 促进心脏纤维化。另外，基因芯片还检测出 10种过去未涉及的 miRNAs，它们在心衰中表达上调。Thum等发现在心衰组织中 miRNAs 受损的机制与胎儿的心脏组织 miRNA表达情况相似。在心衰组织和胎儿组织同时出现 miR-21、miR-129 及 miR-212 表达增加，导致胚胎基因的重新编程和心衰症状的出现，例如，心肌过度肥大。因此，心衰会活化胎儿期的基因表达，胎儿基因的再活化是心肌肥厚和心衰的标志，并伴随着左心室病理性的重塑。在压力负荷下，miR-499 会诱导心衰，加速病理性重构，miR-499 靶向作用于 AKT和 MAPKs，同时引起蛋白的磷酸化。自发性高血压大鼠的线粒体中，cyt b 减少，活性氧增加，miR-21 会代偿性增加，研究表明 miR-21 直接靶向作用于cyt b，过表达 miR-21，可以上调线粒体蛋白的表达，减缓心肌肥大。
1.５ microRNAs：在促进和抑制心肌肥大中扮演着重要的角色
microRNAs(miRNAs)是内源性的小非编码 RNA，发挥着转录后调控的作用。有大量证据表明，miRNA 介导的基因调控对于心脏的内稳态和病理结构的重塑发挥着重要作用。miRNAs 在心脏的发展中扮演着重要的角色，miRNAs 生物合成的异常会导致心血管发育的异常和胎死。miR-133a双突变鼠的胚胎和新生儿室间隔缺陷，导致早期致死，同时，幸存的动物倾向于扩张性心肌病和心衰。Alessandra 等人发现在小鼠和人的心肌异常肥大模型。miR-133 以及 miR-1 表达下调，增加 miR-133 和 miR-1 的表达会缓解心脏肥大。相反，抑制 miR-133 会诱导心肌肥大，并且比其他传统刺激引发的心肌肥大效果更加明显。
1.６ microRNAs 可双向调节基因的表达
miRNAs 在胞质中发挥着重要的转录后调控的作用，人们所普遍认可的是miRNAs 负向调节基因的表达，在胞质中表现为翻译抑制和促进靶 mRNAs 的降解。然而，随着研究的不断深入，发现 miRNAs 具有双向调节基因表达的作用。miR-1 在肌发生中扮演着重要的角色，在胞质和线粒体中发挥着不同的调控作用，在胞质中，miR-1 与 Ago 2 和 GW182 组成复合体，抑制核基因的表达；然而，当 miR-1 转运到线粒体后，miR-1 只与 Ago 2 结合，不和 GW182 结合，与特定的线粒体编码的基因相互作用，并且碱基完全配对，促进相关线粒体蛋白的合成，增强线粒体的生物学功能，促进肌肉的发生。高血压会使线粒体电子传递链（ETC）中的Cyt b 表达下调，Cyt b 是线粒体复合体Ⅲ的一个亚基，由线粒体 DNA（mtDNA）编码。当Cyt b 表达减少，复合体Ⅲ 功能受损，电子漏增加，最终导致大量的活性氧（ROS）产生。同时，miR-21 进入线粒体中，促进Cytb的表达，使其恢复至正常水平，进而降低活性氧的产生。
参考文献
[1]Dzau V, Braunwald E. Resolved and unresolved issues in the prevention and treatment of coronary artery disease: a workshop consensus statement. Am Heart J. 1991, 121(4 Pt 1): 1244-1263.
论文作者:杨辰兴
论文发表刊物:《基础教育课程》2018年9月18期
论文发表时间:2018/9/11
标签：线粒体论文; 心衰论文; 心力衰竭论文; 心脏论文; 心肌论文; 基因论文; 功能论文; 《基础教育课程》2018年9月18期论文;