摘要:人体心脏自我更新、细胞自我重生的能力相对较弱。一般来说,处于生命旺盛期的年轻人,每年可以更新重生大约1%左右的心脏肌肉细胞。随着年龄的增长,人体不再有维持每年更新心肌细胞的能力。由此,一个大的困扰的问题就是:心脏在达到成熟期后是否能够产生新的细胞?如果可以,那
我们都知道运动对我们的健康有好处。它可以减轻压力,保持肌肉和骨骼健康,使心脏更强壮。但是,具体的原因和背后的机理,并没有完全搞清楚。
作者:陈鲁原
人体心脏自我更新、细胞自我重生的能力相对较弱。一般来说,处于生命旺盛期的年轻人,每年可以更新重生大约1%左右的心脏肌肉细胞。随着年龄的增长,人体不再有维持每年更新心肌细胞的能力。由此,一个大的困扰的问题就是:心脏在达到成熟期后是否能够产生新的细胞?如果可以,那就意味着运动可能对患有某些心脏病的人来说至关重要,比如心力衰竭。
实验鼠又成为了最为方便使用的实验对象。科学家在野外放置了仓鼠滚轮后发现,虽然许多动物(包括青蛙)都会上去踩几脚,但其中88%的都是啮齿类动物,而且只有它们会认真地跑上好几分钟。这表明,鼠类动物们天生就热爱跑步。
发表在《自然通讯》杂志上的一项研究中(Nat comm , 2018, 9(1):1659),研究人员把一组健康实验鼠放到跑步机上,相当于每天大约跑5公里左右的运动量。另一组观察组的健康实验鼠,则是继续它们的鼠类生活方式,待在笼子里,等待喂食,类似于人类的久坐不动的生活方式。
为了测量两组实验鼠的心脏重生更新变化情况,研究者通过多同位素成像质谱法(MIMS)观察一种可以进行分裂细胞的DNA标志化学物质,以反映新生的心肌细胞。研究人员发现,在八周的时间里,每天在仓鼠式跑步轮上跑大约三英里的健康老鼠产生的新的心肌细胞是那些没有跑步的老鼠的四倍。
在选择了一组经历过心脏病的实验鼠,仍然按上述方法每天在跑步机上锻炼5公里。另一组则是继续按照原来久坐不动的生活方式,我行我素。即使在心脏病发作后,那些在跑步轮上持续跑步的老鼠也显示出了产生新的心脏组织的迹象。那些不跑步的老鼠则没有任何产生新细胞的迹象。该研究的结论就是:运动可诱导成年哺乳动物心脏产生新的心肌细胞。
粉色显示通过细胞核分裂,新的细胞DNA被制造产生出来,表示心脏肌肉组织新的细胞生长。
与此同时,研究人员也发现,在人类中,心脏衰竭可能是由少量心肌细胞死亡引起的。因此,如果运动可以通过产生新的细胞(即使是少量)和保持平衡来提供恢复力,那就可以预防心力衰竭。然而在过去,对于运动改善心脏功能,研究人员总是将其归因于每个细胞大小的增加,而不是细胞总数的增加。现在研究人员开始理解到为什么经常锻炼对心脏如此有益的奥妙了。更重要的是,为什么运动对预防心力衰竭至关重要,并能够帮助那些刚刚经历过心脏病发作的人康复。
或许60岁的年龄,30岁的心脏是完全可能的。年轻人不锻炼,过度使用,让心脏肌肉细胞受到伤害,心脏可能老化速度加快。老年人,通过常年规律运动,让心肌细胞维持在每年更新1%的状态,就有可能比30岁人的心脏功能还要强大。
但这项研究显然有其局限性。虽然所有哺乳动物的心脏都有许多相似之处,但它们并不完全相同,每个物种的整体生理机能也不相同。微妙的差异也可能意味着小鼠研究的结论可能根本不适用于人类。
研究人员接下来的计划是研究这一机制的途径以及如何将其激活。启动这一途径意味着产生更多的心脏细胞,这可能有助于心脏病患者或刚刚经历心脏病发作后向正确的方向恢复。哈佛大学心血管疾病研究员、该研究的合著者理查德·李(Richard Lee)在一份附带的新闻稿中说:“如果我们能在合适的时间、在合适的人群中开启这些途径,那么我们就能改善心脏病发作后的恢复情况。”
就目前而言,看起来定期锻炼可能是最大化心脏容量和潜在产生新的心肌细胞的最好方法。
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来源:大方谈健康