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第42卷第4期         王碧蕾，夏宝妹，金        虹，等. 有氧运动联合外源性脑源性神经营养因子协同增强心肌血管
                  2022年4月                生成效应［J］. 南京医科大学学报（自然科学版），2022，42（4）：466-475                    ·473 ·


                与干预前比较，差异无统计学意义（P > 0.05，图7）。                     响运动获益程度       ［20-22］ ，而低强度有氧运动提高BDNF
                                                                  的效果不明显       ［23］ 。故而，充足的运动强度才能确保
                3 讨    论
                                                                  LSS 上升、BDNF 浓度提高至获益水准；充足的运动
                    循证医学证据表明，以运动疗法为核心的心脏                          时间才能达到足够的 LSS 作用起效时限。然而，相
                康复在降低心血管病致残率和死亡率以及提高心                             当一部分患者因重视程度不足、医疗条件欠缺、高
                血管病患者生活质量方面有确切获益                 ［2-3］ 。其中，冠      龄、重症后虚弱等原因不能保证充足的训练强度和
                心病运动康复的中心效应发挥了重要的心脏保护                             时间。
                作用。中心效应的原理主要是指运动能够促进心                                 细胞实验中，本研究亦发现在 LSS 干预下，
                肌血管生成及增强心肌收缩能力。                                   BDNF 是配体浓度依赖性地发挥其生物学效应的。
                    大量研究证实 BDNF/TrkB 通路作为一种诱导                     LSS诱发的TrkB及其下游Akt通路的磷酸化持续增
                性配体/受体系统在体内展现出强大的促血管生成                            强依赖于流体中BDNF水平的维持。在平行板流动
                和心脏保护作用       ［12］ 。冠心病患者循环BDNF水平与                小室中，循环和非循环流体产生的LSS均可使BDNF
                血管内皮功能       ［13］ 和心肺适应能力（峰值耗氧量）呈                 表达增加。但在使用开放回路的非循环流体进行
                正相关   ［14］ 。血清 BDNF 水平降低与心衰患者的死                   干预时，非循环流体中HUVEC分泌的BDNF不停随
                亡和再住院有关        ［15］ 。而低水平 BDNF 和低水平峰              液体流出，故BDNF浓度极低、可忽略不计；同时，其
                值耗氧量结合可预测心衰患者的心血管相关死亡                             中的 TrkB 受体及下游 Akt 通路亦处于未激活状态。
                率 ［16］ 。我们前期的研究结果揭示，有氧运动训练可                       而Akt通路在心脏血管生成方面发挥重要作用，Cao
                                                                    ［8］
                提高 MI 大鼠血清 BDNF 浓度，并与心肌血管密度                       等 证实老化的心脏微血管内皮细胞 TrkB 表达降
                及心功能水平的改善呈正相关，提示该系统在运动                            低以及相应的 BDNF⁃TrkB⁃PI3K/Akt 信号通路的损
                的心血管获益中发挥重要作用；同时，我们构建了                            伤可导致BDNF介导的细胞迁移障碍。在使用循环
                12 dyn/cm LSS，以模拟运动对血管的生理效应，发                     流体产生的 LSS 进行干预时，灌流液中 BDNF 浓度
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                现 LSS 作用下内皮细胞 BDNF 合成和分泌显著增                       随干预时间延长而持续增高，TrkB 及其下游 Akt 通
                加，从而判断运动主要通过其诱导的 LSS 增高促进                         路激活程度呈持续增高趋势。在循环流体中加入
                BDNF生成 。在血液循环过程中，血流与血管内皮                          BDNF 后，TrkB、Akt 的磷酸化水平较单纯循环流体
                         ［7］
                接触而生成和血流方向一致的摩擦力，称为血流剪                            干预组显著增高，相应的 HUVEC 体外血管生成能
                切力（shear stress，SS）。其中，LSS 是通过与血流方                力也显著增强。这也进一步解释了为何运动后
                向相同的层流血流形成的。在生理范围 LSS（10~                         BDNF水平与心肌血管生成及心功能改善呈正相关
                15 dyn/cm）作用下，内皮细胞可释放多种生物活性                       性。循环BDNF 浓度越高，其受体TrkB 表达及其下
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                物质，维持血管适度的张力、抑制血小板黏附及血                            游通路激活程度越高，能够发挥出更显著的生物学
                管重塑，并且随着剪切力在一定范围内的适度增                             效应。
                大，这种作用得到进一步增强。适度的运动训练能够                               然而，心血管疾病危险因素可损害血管内皮细
                通过心率的加快及心输出量的增加，加快血流速度、                           胞功能，影响 BDNF 分泌。冠心病患者循环 BDNF
                提高外周血管张力，从而导致平均 LSS 的增加                   ［17］ 。  浓度显著降低，且与血管性血友病因子呈正相关，
                运动性充血状态下，加速的血流可引起动脉系统反                            提示内皮功能障碍是循环BDNF水平受损的重要决
                馈性舒张以降低局部剪切力至基础水平，从而间接                            定因素   ［13］ 。动物及临床实验均证实存在高血压                ［24］ 、
                改善局部血供；但毛细血管顺应性有限，运动可导                            糖尿病   ［25-26］ 、肥胖 ［27］ 等情况下，个体血清BDNF水平
                致其承受的剪切力维持在较高水平，其机械应力传                            低于对照组，且对运动的敏感度也可能相对较低，
                导是微血管重构的重要因素              ［18］ 。升高的剪切力可           无论是心肌梗死后的心肌代偿水平还是运动后心
                以加速内皮细胞分裂，在体内，局部血管生成情况                            脏恢复能力都有所下降。Val66Met 单核苷酸多态
                也与局部组织充血程度、即局部微血管剪切力密切                            性（SNP）携带者中 BDNF 的钝化表达亦可能不会表
                    ［19］
                相关 。                                              现出血清 BDNF 浓度的运动强度依赖性变化，也为
                    随着运动强度的适度提升，局部血管 LSS 水平                       其运动获益带来不确定性 。
                                                                                         ［28］
                相应升高，其发挥的血管保护效应亦随之增强。研                                所以，改善血管内皮功能、从而诱导或强化运
                究证实，BDNF的生成与运动强度呈正相关，且可影                          动效果的治疗药物的产生，可以为医学界带来广泛
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