中国组织工程研究 ›› 2024, Vol. 28 ›› Issue (27): 4413-4420.doi: 10.12307/2024.558
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帕金森病相关线粒体功能障碍及运动对其潜在的改善作用
孔健达1，解瑛傲2，马 雯3，刘友涵3，王清路3
- 1曲阜师范大学体育科学学院，山东省济宁市 272000；2济宁医学院临床医学院，山东省济宁市 272000；3山东体育学院体育科学研究院，山东省济南市 250000
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收稿日期:2023-10-07接受日期:2023-11-06出版日期:2024-09-28发布日期:2024-01-29 -
通讯作者:王清路，博士，教授，山东体育学院体育科学研究院，山东省济南市 250000 -
作者简介:孔健达，男，1999年生，山东省青岛市人，汉族，曲阜师范大学体育科学学院在读硕士，主要从事运动干预慢性病相关研究。 解瑛傲，女，1999年生，济宁医学院在读硕士，山东省青岛市人，汉族，主要从事神经肌肉疾病临床治疗与机制的研究。 -
基金资助:中央引导地方科技发展专项资金(YDZX2022091)，项目负责人：王清路
Mitochondrial dysfunction in Parkinson’s disease and the potential ameliorative effects of exercise
Kong Jianda1, Xie Yingao2, Ma Wen3, Liu Youhan3, Wang Qinglu3
- 1School of Sports Science, Qufu Normal University, Jining 272000, Shandong Province, China; 2Clinical Medical College, Jining Medical University, Jining 272000, Shandong Province, China; 3Sports Science Research Institute, Shandong Sport University, Jinan 250000, Shandong Province, China
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Received:2023-10-07Accepted:2023-11-06Online:2024-09-28Published:2024-01-29 -
Contact:Wang Qinglu, PhD, Professor, Sports Science Research Institute, Shandong Sport University, Jinan 250000, Shandong Province, China -
About author:Kong Jianda, Master candidate, School of Sports Science, Qufu Normal University, Jining 272000, Shandong Province, China Xie Yingao, Master candidate, Clinical Medical College, Jining Medical University, Jining 272000, Shandong Province, China -
Supported by:Special Funds for Central Guiding Local Science and Technology Development, No. YDZX2022091 (to WQL)
摘要：
文题释义：
线粒体功能障碍：线粒体内部发生了一系列的异常变化，导致线粒体无法正常工作以及产生足够的能量。线粒体功能障碍可以是先天性的遗传性疾病，也可以是后天性的获得性疾病，如细胞内毒素作用、药物中毒及代谢紊乱等。帕金森病：是常见的神经系统变性疾病，老年人多见，平均发病年龄约60岁，40岁以下起病的青年帕金森病较少见，最主要的病理改变是中脑黑质多巴胺能神经元的变性死亡，由此而引起纹状体多巴胺含量显著性减少而致病。
背景：帕金森病是一种神经退行性疾病，其发病机制涉及线粒体功能障碍，运动对帕金森病相关线粒体功能障碍具有潜在的改善作用，但目前尚无综述对这一领域进行综合回顾和深入分析。
目的：综合回顾并深入分析帕金森病相关线粒体功能障碍及运动对其潜在的改善作用，旨在为帕金森病的治疗和预防提供新的思路和方法。方法：检索Web of Science、PubMed、中国知网、万方和维普数据库，中文检索词：“线粒体，线粒体功能，线粒体病，线粒体异常，帕金森病，帕金森，运动，体育活动，运动训练，运动治疗，线粒体功能障碍，线粒体损伤，线粒体缺陷，运动训练 ”；英文检索词：“Mitochondria，Parkinson’s disease，Parkinson disease，Physical exercise，Exercise，Physical activity，Mitochondrial dysfunction，Mitochondrial damage，Mitochondrial impairment，Athletic training，Exercise training，Rehabilitation”。最终纳入文献89篇进行综述分析。
结果与结论：①帕金森病与线粒体功能障碍密切相关，包括帕金森病患者体内线粒体生物发生受阻、自噬减少、细胞凋亡增加、Ca2+浓度异常升高和氧化应激增加等现象。②运动对帕金森病相关的线粒体功能障碍有着正面的改善作用，通过促进线粒体生物发生、自噬和调节线粒体形态，改变线粒体呼吸链的可塑性，减少氧化应激，从而有助于改善帕金森病相关的发展和进展。③然而，目前线粒体功能障碍与运动对其的改善作用之间的详细机制仍不完全清楚，未来可开展临床研究验证动物模型结果，深入了解运动对帕金森病患者的益处及机制。
https://orcid.org/0000-0003-1783-918X(孔健达)；https://orcid.org/0009-0005-0223-7532(解瑛傲)；
https://orcid.org/0000-0002-2891-9399(王清路)
中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程
中图分类号:
引用本文
孔健达, 解瑛傲, 马 雯, 刘友涵, 王清路. 帕金森病相关线粒体功能障碍及运动对其潜在的改善作用[J]. 中国组织工程研究, 2024, 28(27): 4413-4420.
Kong Jianda, Xie Yingao, Ma Wen, Liu Youhan, Wang Qinglu. Mitochondrial dysfunction in Parkinson’s disease and the potential ameliorative effects of exercise[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2024, 28(27): 4413-4420.
2.1 帕金森病概述及其病理机制 衰老是帕金森病等神经退行性疾病的最大危险因素，易造成运动功能障碍、肌肉僵硬和震颤等不良事件，其发病机制涉及多个方面，包括线粒功能障碍导致[1-2，5-6]。衰老使线粒体更易受到环境危险因素的影响，线粒体功能障碍的可能性增加[2，5]。研究证明，帕金森病患者的线粒体功能存在障碍，包括线粒体呼吸链的紊乱、线粒体自噬减少和线粒体DNA的突变等问题[1，3，7]，这些线粒体功能异常引发了细胞氧化应激和细胞凋亡过程，进而导致多巴胺能神经元的死亡和帕金森病的临床症状[3，5-7]。
2.2 帕金森病相关的线粒体功能障碍 图3展示了关于PTEN、PINK1和Parkin与帕金森病相关的重要发现和突破。在1983年，Langston团队首次提出了线粒体功能障碍与帕金森病之间的关联。1997年，Matsumine团队通过遗传连锁分析确定了与性遗传少年帕金森病(AR-JP)相关的基因位点。同年，帕金森病的第一个基因突变也被发现。在1998年，第一个确定的帕金森病遗传原因被发现，即α-突触核蛋白。在2001年，帕金森病相关激酶1 (PINK1)被首次发现，并被发现与帕金森病相关。在2008年，Narendra团队首次将PINK1和Parkin与线粒体自噬联系起来，揭示了PINK1/Parkin线粒体质量控制途径的重要性。2018年新发现的PTEN长亚型(PTEN-Ⅰ)被证明通过阻止Parkin线粒体易位和抑制其E3连接酶活性作为线粒体自噬的负调节因子。此外，2018年还发现了第一个PTEN亚型，即PTENα。通过这些关键发现和突破，可以对帕金森病的病理机制和潜在治疗目标有更深入的了解，这些发现为帕金森病的发展提供了新的研究方向和条件，并为开发更有效的治疗方法提供了新的思路。
因此，深入了解与帕金森病相关的线粒体生物发生障碍至关重要。帕金森病相关的线粒体功能障碍包括线粒体生物发生障碍、线粒体自噬障碍、细胞凋亡、Ca2+超载和氧化应激等，下述内容详细回顾了帕金森病相关的线粒体功能障碍，见图4。
2.2.1 帕金森病相关的线粒体生物发生障碍 线粒体生物发生是一个关键的细胞过程，涉及协调转录、翻译、核编码成分的输入，以及线粒体基因的表达，这些基因用于生成新的线粒体[8]。然而，线粒体生物发生受到Parkin蛋白的重要调控。Parkin蛋白通过诱导Parkin蛋白相互作用底物的蛋白酶体降解，Parkin蛋白相互作用底物在这一过程中充当过氧化物酶体增殖物激活线粒体生物发生调节因子1α的转录抑制因子[9]。线粒体生物发生调节因子1α是促进线粒体生物发生的关键分子，并在特发性帕金森病的病理机制中扮演关键角色[10]。研究表明，在没有Parkin蛋白的情况下，Parkin蛋白相互作用底物结合到线粒体生物发生调节因子1α基因启动子并抑制其表达[11]，这说明Parkin的功能缺失会导致Parkin蛋白相互作用底物的积累，进而抑制线粒体生物发生过程。另外，Parkin蛋白相互作用底物在多巴胺神经元黑质致密部中高度表达。研究表明，临时的Parkin基因缺失导致多巴胺神经元的进行性退化，这一过程依赖于Parkin蛋白相互作用底物的表达[12]，且Parkin蛋白相互作用底物的过度表达亦导致了黑质致密部中线粒体生物发生调节因子1α的表达减少以及多巴胺神经元的选择性死亡[12-13]。
综合而言，Parkin功能的缺失通过Parkin蛋白相互作用底物的积累抑制了线粒体的生物发生过程，这不仅对细胞功能产生了负面影响，还对神经元的健康产生了不利影响。然而，尚有一些问题需要进一步研究，例如具体的分子机制以及如何在临床上干预这一过程，以帮助治疗特发性帕金森病。
2.2.2 帕金森病相关的线粒体自噬障碍 通过自噬过程，复杂的分子信号能够从细胞中识别和有选择地清除受损的线粒体，这被称为线粒体自噬[14]。PICKRELL等[15]认为，线粒体自噬的减少是导致帕金森病患者出现脑区病理异质性和选择性易感性的主要原因。另外，Parkin和蛋白酪氨酸磷酸酶基因诱导激酶1的突变是导致早发性帕金森病的两个重要因素，这种突变遵循常染色体隐性遗传模式[16]，这种遗传性突变形式强调了线粒体自噬在疾病发展中的重要性。
F-box蛋白7是一个适配器蛋白，属于E3-泛素连接酶复合物，负责蛋白质的泛素化降解和非降解，其在线粒体中具有多种功能，并且可能通过与蛋白酪氨酸磷酸酶基因诱导激酶1和Parkin相互作用来影响线粒体自噬[17]，这说明线粒体自噬具有复杂性，受到多种因素影响。另外，囊泡运输蛋白13C的一部分位于线粒体外膜上，其突变亦与导致早发性帕金森病的常染色体隐性遗传有关。如果这一部分蛋白缺失，会导致线粒体电位差降低、代谢异常以及线粒体形态发生变化[18]。另外，囊泡运输蛋白13 C还被认为参与调节线粒体自噬，与Parkin和蛋白酪氨酸磷酸酶基因诱导激酶1共同发挥作用[19]。
α-突触核蛋白、葡萄糖基神经酰胺酶β和富亮氨酸重复序列激酶2的突变等亦和线粒体功能障碍密切相关，这些突变可能对自噬过程产生增强或损害作用[20]。其中，WALTER等[21]对富亮氨酸重复序列激酶2突变的细胞进行研究，发现线粒体片段数量增加，且膜电位差减少。另外，初级神经元中线粒体的清除可能是由富亮氨酸重复序列激酶2突变患者纤维细胞中线粒体钙摄取增强、电位差下降和钙紊乱引发的[22]。这表明，富亮氨酸重复序列激酶2突变与线粒体功能异常有关，但尚不清楚富亮氨酸重复序列激酶2突变如何导致线粒体数量增加和膜电位差减少以及其与线粒体钙摄入增强、电位差下降和钙离子紊乱之间的具体关系。另外，磷酸化的动力相关蛋白1在富亮氨酸重复序列激酶2突变中亦会促进线粒体分裂和过度自噬[23]。
帕金森病蛋白，又称DJ-1，其突变罕见且通常表现为隐性家族性帕金森病[24]。DJ-1的变化通过激活蛋白酪氨酸磷酸酶基因诱导激酶1/Parkin途径，产生活性氧，进而提高线粒体自噬水平[25]。然而，目前尚不清楚DJ-1的积累是通过蛋白酪氨酸磷酸酶基因诱导激酶1/Parkin信号途径还是独立的功能来调节线粒体功能。另外，甾醇调节元件结合蛋白1与帕金森病风险相关，亦能够影响线粒体自噬[26]。另外，心磷脂是一种特异于线粒体内膜的脂质，在蛋白酪氨酸磷酸酶基因诱导激酶1突变体中，其增强表现得更加明显[27]。而神经元的表达突变α-突触核蛋白则显示出线粒体碎片和线粒体外膜中暴露的心磷脂，这会引发线粒体自噬[28]。α-突触核蛋白在路易体的主要组成部分，并会在线粒体膜中积累[29]。另外，心磷脂与多巴胺一起有助于形成含有α-突触核蛋白和细胞色素c的路易体样复合物，这可能有助于阻止受损神经线粒体的凋亡信号传递[30]。这些证据表明，心磷脂与增强线粒体自噬、α-突触核蛋白积累和路易体样复合物的形成有关，但对其具体作用机制的认识仍有待完善。
综上所述，虽然当前研究主要集中在探索线粒体自噬与帕金森病发病机制的关联以及相关蛋白的功能和变化如何影响这一过程，但线粒体自噬在帕金森病中的调控网络仍不清楚，需要进一步研究来揭示线粒体自噬与其他遗传突变和相关疾病因素之间的关系。
2.2.3 帕金森病相关的细胞凋亡 在帕金森病的黑质致密部位，可能出现线粒体依赖的凋亡通路激活，这对于多巴胺神经退行性变发挥着重要的作用[31]。这一通路包括多个关键步骤[32]：①增强活性氧生成导致细胞色素c释放到细胞质；②线粒体外膜通透性增加激活caspase-9和caspase 3；③三磷酸腺苷的耗竭。另外，在线粒体介导的细胞凋亡中，主要外膜蛋白的通透性通常被认为是不可逆的[32]。因此，Bcl-2家族蛋白在调控这些主要外膜蛋白方面发挥着至关重要的作用，这一家族包括抗凋亡蛋白(如Bcl-2和B细胞淋巴瘤-XL)、促凋亡蛋白(如Bcl-2相关X蛋白和促凋亡蛋白BAK)，以及仅包含BH3结构域的蛋白[32]。其中，Bcl-2相关X蛋白和促凋亡蛋白BAK在线粒体外膜内形成通道，导致通透性增加，与此同时，Bcl-2蛋白能够结合Bcl-2相关X蛋白和促凋亡蛋白BAK，进而减少线粒体外膜通透性的增加[32]。这说明Bcl-2相关X蛋白等促凋亡蛋白在外膜蛋白中发挥关键作用，但其中的确切机制仍然存在争议，特别是关于其如何转位和插入线粒体膜，以及如何引发线粒体外膜通透性增加的机制，这需要进一步研究。另外，细胞色素c在caspase激活中起着重要作用。细胞色素c释放到细胞质中时能够引发线粒体介导的细胞凋亡[33]。多项证据表明，细胞色素c结合到caspase适配器分子Apaf-1会形成多聚Apaf-1/细胞色素c复合物，该复合物进一步吸引了caspase-9，进而形成凋亡体[31-32，34]。然而，尚然不清楚细胞色素c与抗凋亡/促存活蛋白之间的具体互作机制，以及其如何诱导线粒体介导的细胞凋亡。
α-突触核蛋白与线粒体之间亦存在相互作用。研究表明，α-突触核蛋白存在于线粒体内膜上，并具有高度亲和力，其寡聚化和聚集会导致复合体I活性的降低，并减少三磷酸腺苷的产生，进而引发内膜去极化，导致细胞色素c等线粒体凋亡因子会被释放到细胞质中，细胞色素c进入细胞质后与抗凋亡蛋白和促存活蛋白相互作用，最终促使线粒体介导的细胞凋亡的发生[35]。然而，关于α-突触核蛋白对线粒体寡聚化和聚集如何导致复合体Ⅰ活性下降以及线粒体功能受损的具体机制仍然不明确，需进一步研究。
总之，线粒体依赖的凋亡通路在帕金森病的发病机制中扮演着关键角色，但仍存在许多不明确的细节，包括Bcl-2相关X蛋白等促凋亡蛋白的确切机制、细胞色素c与抗凋亡/促存活蛋白之间的互作机制以及α-突触核蛋白与线粒体相互作用的分子细节。这需要进一步的研究来深入探讨其在帕金森病中的作用和意义。
2.2.4 帕金森病相关的Ca2+超载 线粒体的功能障碍和帕金森病的兴奋性毒性密切相关。一个关键方面是降低细胞的三磷酸腺苷水平[36]，例如，复合物Ⅰ的抑制会妨碍能量和ATP的生成，导致部分神经元去极化，并减少Na+/K+-ATP的活性[36]，这一过程是帕金森病发展的关键机制。 另一方面，线粒体在调节细胞内Ca2+浓度方面发挥着重要作用。线粒体膜电位上的Ca2+单转运体起关键作用，能够快速吸收细胞质中的Ca2+。然而，当线粒体的电子传递链功能出现问题时，活性氧会产生，并对线粒体膜造成损害，破坏Ca2+的吸收和储存机制。这进一步导致细胞内Ca2+水平上升，加剧了兴奋性毒性的严重程度[37]。此外，干扰了线粒体膜电位还会增加对Ca2+超载的敏感性，进一步加剧了这一过程[38]。 因此，线粒体驱动的兴奋性毒性在帕金森病的发展中起着重要作用。然而，如何精确调节线粒体功能以减轻帕金森病的兴奋性毒性，以及如何更有效地干预这些机制以改善帕金森病的病情，仍需要进一步研究。
2.2.5 帕金森病相关的氧化应激 除了线粒体功能障碍，帕金森病还涉及到氧化应激的问题。复合物Ⅰ在线粒体呼吸链中扮演着重要角色，其活性降低与帕金森病的发病密切相关[38-40]。复合物Ⅰ的抑制不仅会降低三磷酸腺苷的合成，还会增加活性氧的产生，进而导致呼吸衰竭和氧化应激的发生[40]。复合物Ⅰ的部分抑制也会进一步增加线粒体产生活性氧的能力，形成一个恶性循环[41]。然而，目前对复合物Ⅰ活性降低的具体机制尚不清楚，需要进一步的研究。α-突触核蛋白、Parkin、蛋白酪氨酸磷酸酶基因诱导激酶1和DJ-1等基因的突变也与帕金森病相关的氧化应激密切相关[42]。研究发现，在多巴胺神经元中，α-突触核蛋白的积累会降低复合物Ⅰ的活性，增加活性氧的产生，并导致神经元的丧失[43]。α-突触核蛋白的聚集也会增加多巴胺神经元的线粒体氧化应激[44]。在少突胶质细胞中，氧化应激会增加细胞外α-突触核蛋白的积累和摄取，进而增加多巴胺的毒性[45]。此外，WOOD-KACZMAR等[46]认为，蛋白酪氨酸磷酸酶基因诱导激酶1的基因缺失会导致活性氧产生增加和细胞膜电位降低。在反应性星形胶质细胞中的DJ-1重要蛋白，在氧化应激增加时也会得到增强[47-48]。然而，在散发性帕金森病中，反应性星形胶质细胞中DJ-1的过度表达可能会产生不利影响，干扰氧化应激对神经的保护作用，解除失衡反应并损害复合物Ⅰ，从而对神经功能造成干扰[49]。尽管这些研究揭示了多个蛋白基因突变与帕金森病相关氧化应激之间的关系，在氧化应激过程中这些蛋白的具体调节机制和相互作用仍需进一步研究。
综上所述，在帕金森病相关的氧化应激中，复合物Ⅰ活性降低和α-突触核蛋白的积累备受关注。然而，仍然对复合物Ⅰ活性降低的具体机制以及氧化应激和线粒体功能障碍之间的相互关系缺乏清晰的了解。对于α-突触核蛋白、Parkin、蛋白酪氨酸磷酸酶基因诱导激酶1和DJ-1等在氧化应激过程中的具体调节机制和相互作用也需要进一步的研究。
2.3 运动对帕金森病相关线粒体功能障碍的潜在改善作用 前述内容详细回顾了与帕金森病相关的线粒体功能障碍，故了解如何解决这些问题至关重要。运动对于改善帕金森病相关的线粒体功能障碍有着潜在的积极影响，可作为一种潜在的解决策略。证据表明，运动能够通过激活不同的细胞内信号通路来促进线粒体的生物学发生，但这种影响可能取决于运动的强度水平。另外，运动还能够诱导线粒体自噬，以清除受损的线粒体，进而改善线粒体的质量和功能。运动还能够通过激活特定的分子机制影响线粒体的形状，以调控线粒体的形态。另外，运动还能够通过调节线粒体呼吸链的塑性来调节线粒体功能。运动还能够抑制氧化应激和炎症过程来改善线粒体功能。接下来的内容将详细回顾运动对帕金森病相关的线粒体功能障碍的潜在影响。
2.3.1 运动对线粒体生物发生的影响 运动能够对线粒体生物发生一定的改善作用，并以多种方式影响所有器官的线粒体动力学和功能[4]。然而，这些影响可能会受到运动强度的影响而有所不同。由于帕金森病不仅是一种神经疾病，也涉及肌肉病变和线粒体功能异常，因此有必要观察运动对大脑和骨骼肌中线粒体生物发生的影响。
已有研究表明，急性运动会激活多个与线粒体生物发生调节因子1α相关的信号通路，包括Ca2+钙调蛋白依赖性蛋白激酶、p38丝裂原活化蛋白激酶、AMP活化蛋白激酶和肿瘤抑制蛋白53信号通路，从而调控线粒体的生物发生[50]。具体而言，细胞质中Ca2+浓度的增加能够促进L6肌肉细胞中PPARγ共激活因子1α(Peroxisome proliferator-activated receptor-γ coactivator-1α，PGC-1α)、核呼吸因子1、核呼吸因子2和线粒体转录因子A的表达增加[51]，而p38丝裂原活化蛋白激酶信号通路则通过增强PGC-1α启动子的活性来促进线粒体的生物发生[52]。然而，研究结果也显示，高强度的耐力训练可能会抑制骨骼肌线粒体的生物合成[53]，这表明细胞质中Ca2+浓度的变化在线粒体生物发生中起着重要的调节作用，但高强度的运动可能会抑制线粒体的生物合成。此外，研究还发现p53参与调控线粒体生物发生[54]。研究证实，p53的缺失会降低线粒体的呼吸功能，并导致耐力下降[54-55]，p53还通过调节线粒体的迁移和激活TFAM来破坏糖酵解和氧化途径之间的平衡[56]。另外，小鼠实验表明，运动有助于促进p53与其靶基因TFAM、SCO2基因、p53上调凋亡调控因子和Bcl-2相关X蛋白启动子的结合，但青年小鼠的骨骼肌自噬与线粒体有关基因对运动的响应比成年小鼠低[57]，这表明年龄可能影响着这一机制。然而，该研究仅发现了年龄对运动改善线粒体生物发生的影响，对于不同训练强度对其差异性的认识仍不充分。
综上所述，运动对线粒体生物发生具有一定改善作用，并以多种方式影响所有器官的线粒体动力学和功能。已确认多个与线粒体生物发生调控相关的信号通路，但其间的相互作用及其对线粒体功能的影响仍不清楚。此外，年龄对运动改善线粒体生物发生的影响已有证据支持，但不同训练强度对其差异性的了解尚有限。表1中列出了相关研究对运动对线粒体生物发生的影响进行的调查。
2.3.2 运动诱导线粒体自噬 运动能够诱导线粒体自噬并促进线粒体周转，有助于提高线粒体质量和功能[4，58]。骨骼肌的急性运动被证明可以激发自噬反应，而长期的运动训练则有助于引导线粒体自噬并清除受损的线粒体[53]。这些研究结果表明，运动对线粒体自噬系统产生积极效果，维持了线粒体的健康和功能，从而减轻了潜在的由线粒体引发的细胞损伤和疾病风险。
不同类型的运动对线粒体自噬的影响存在差异。许多研究显示，耐力训练可以提高骨骼肌中的线粒体自噬过程[59-61]，这种影响通常是通过测量微管相关蛋白轻链3-Ⅱ与轻链3-Ⅰ比值来评价的。然而，这种评价方法可能存在一定的局限性，因为并未观察到p62蛋白的积累变化。另一项研究由KIM等[62]进行，发现耐力训练对老年肌肉产生了一系列影响，其中包括自噬相关基因7和Beclin-1的表达增加，以及溶酶体相关膜蛋白2A编码基因呈现相似的趋势。这表明耐力训练可能在老年人的肌肉中促进自噬，但需要进一步的研究来明确其影响。此外，运动能够维持细胞器(如Ca2+超载和三磷酸腺苷产生的细胞器)的纤维形态和超微结构，并通过再神经支配拯救了肌纤维的大小，并降低了与自噬和活性氧清除有关的基因的表达[63]。
然而，抗阻训练引起的自噬反应可能与耐力训练不同。OGBORN等[64]发现，在老年人进行了一次抗阻训练后，肌肉中微管相关蛋白1轻链3-Ⅱ与轻链3-Ⅰ比例降低，而p62蛋白积累增加。另外，LUO等[65]对老年大鼠进行了为期6周的爬梯运动训练，发现大鼠肌肉中微管相关蛋白1轻链3-Ⅱ与轻链3-Ⅰ比例降低，同时p62蛋白的丰度下降，但其他自噬标志物，如Beclin-1、自噬相关基因7和组织蛋白酶L的表达却呈上调趋势，这表明抗阻训练可能会随着年龄的增长而加速自噬，但具体的机制尚不清楚。
总的来说，运动对线粒体自噬有一定的影响，并有助于维持细胞的健康。然而，不同类型的运动可能会引起不同的自噬反应，因此需要进一步的研究来深入了解其机制和潜在益处。运动对帕金森病相关线粒体自噬潜在诱导作用相关的研究见表2。
2.3.3 运动对线粒体形态的调控 帕金森病作为一种既涉及神经系统又涉及肌肉系统的疾病，线粒体形态的调控对其发病机制具有重要意义。虽然存在较少关于帕金森病患者脑组织中线粒体形态调控的研究，但通过研究与帕金森病相关的肌肉组织可以提供一些线索。运动是一种对肌肉产生积极影响的重要干预手段，而骨骼肌和心肌的运动对线粒体形态的调控已相对较多地得到研究。然而，需要进一步分析这些研究结果，以探究运动对脑组织中线粒体形态的影响。
运动能够通过激活特定的分子机制来影响线粒体形态[4]。例如，YOSHIOKA等[66]的研究发现，在快速糖酵解肌肉中，肌肉特异性基因Zmynd17在线粒体质量方面发挥了重要作用，而对其他肌肉类型中的调控机制尚未充分研究。一些研究表明，急性运动能够通过激活线粒体生物发生调节因子1α/雌激素相关受体α通路，增加骨骼肌中丝裂素的表达，并促进线粒体融合的过程[56]。此外，运动可以诱导线粒体生物发生调节因子1α的表达，过度表达这一因子会使线粒体更加致密，从而提高肌肉的耐力[67]，这表明运动具有显著的积极作用，可以改善肌肉功能和体能水平。有研究还发现，不同的运动方案能够诱导线粒体融合的发生，并增加线粒体融合蛋白2的表达水平[68]。此外，在健康和中度活动的受试者中，进行运动后动力相关蛋白1和线粒体融合蛋白2的基因表达水平也会迅速增加[70-71]，这些证据表明，线粒体在适应运动和提高体能方面起着关键作用。然而，急性运动以β-肾上腺素能依赖的方式减少线粒体裂变，这主要是由于动力相关蛋白1的失活[67]。运动还能够控制骨骼肌的裂变和融合过程，并影响Ca2+的处理。PLACE等[71]的研究发现，高强度间歇训练导致利亚诺定受体1碎片化，进而增加了细胞质中Ca2+的释放，这是急性运动的典型效应。此外，张喆等[72]的研究发现，在安静状态下，线粒体分裂蛋白1参与慢肌中线粒体的分裂并维持线粒体密度，而在混合肌中则保持正常的线粒体形态以防止线粒体肿胀。但在线粒体分裂蛋白1在力竭运动中维持骨骼肌内质网的正常形态并保护线粒体功能，从而维持小鼠的运动能力，这说明运动通过线粒体分裂蛋白1的调控来维持线粒体形态。然而，线粒体分裂蛋白1在不同肌肉类型和不同运动状态下对线粒体形态的调控机制尚不清楚。
此外，王璐等[73]的研究发现，进行4周的游泳训练前的运动预处理能够改变大鼠额叶线粒体的形态结构，增强其对运动性缺血缺氧的耐受力，并减轻了一次性力竭运动对大鼠额叶造成的缺血缺氧性损伤。另外，王璐等[73]的研究还发现，一次性高负荷游泳运动导致大鼠额叶神经元凋亡以及神经元线粒体形态结构的异常，这种异常在运动后的48 h内呈现出动态性变化。通过调控线粒体融合分裂基因、动力相关蛋白1和线粒体融合蛋白2的表达，机体可能影响大鼠额叶线粒体的形态结构和功能，调控额叶神经元凋亡的发生和发展[74]。
综上所述，运动对线粒体形态的调控与肌肉类型、运动方案等因素密切相关。作为同时涉及神经疾病和肌肉疾病的帕金森病，运动对线粒体形态的调控具有重要意义。尽管已取得一些关于运动对线粒体形态调控的研究进展，但仍有许多问题需要进一步探索和解答。未来的研究可以重点研究运动对线粒体形态调控的分子机制，以及其在不同肌肉类型和不同运动方案中的差异等方面的问题。相关的运动对帕金森病相关线粒体形态潜在调控作用的研究见表3。
2.3.4 运动对线粒体呼吸链的可塑性影响 作为既涉及神经系统又涉及肌肉系统的疾病，帕金森病线粒体呼吸链的可塑性对其发病机制具有重要意义。运动通过改变线粒体呼吸链的可塑性来调节线粒体功能[4]。电子在不同的代谢反应中被引导到线粒体电子传递链上，为线粒体氧化磷酸化过程提供动力所必需。线粒体电子传递链结构由包含OXPHOS复合物Ⅰ到Ⅳ的电子传递链组成，对线粒体功能起关键作用。线粒体超复合物是指在线粒体电子传递链中可塑性变化，从自由移动的复合物到超组装的结构[75]。ROBERTS等[76]认为，线粒体超复合物的形成可以减少电子泄漏，增加电子流动通道，从而提高线粒体效率并减少产生活性氧。此外，线粒体超复合物的形成受能量需求变化的影响。孔海军等[77]的研究发现，在高原居住时间逐渐延长的高原移居者中，外周血单个核细胞线粒体自噬水平下降，而外周血单个核细胞线粒体呼吸酶活性逐渐增加，特别是复合物Ⅱ和复合物Ⅲ的水平明显降低。这表明环境条件可以影响线粒体超复合物的形成，从而影响对线粒体呼吸链的可塑性。GREGGIO等[78]的研究发现，运动影响老年人体内的线粒体超复合物形成。然而，GRANATA等[79]的研究表明，高强度训练并不会导致呼吸链的重组。另外，研究还发现，耐力训练可以促进骨骼肌电子传递链超级复合物的组装[80]。这说明，不同类型的运动对线粒体超复合物产生多种效应。对于线粒体呼吸链的动态代谢方面，李洁等[81]的研究发现，极高负荷运动训练能有效提高骨骼肌线粒体能量代谢，这表明线粒体呼吸链的功能可能在不同负荷下的运动中存在差异。然而，仍需进一步研究运动如何调节不同组织中线粒体可塑性的机制。
综上所述，运动对线粒体呼吸链的可塑性具有重要影响，但仍需进一步的研究，以探究不同类型的运动对线粒体功能的影响、调节机制以及不同组织中的调节作用。相关运动对帕金森病相关线粒体呼吸链可塑性潜在影响的研究见表4。
2.3.5 运动对氧化应激影响 帕金森病作为一种涉及神经系统和肌肉系统的疾病，与氧化应激密切相关[82]。氧化应激主要由线粒体产生的活性氧负责，长期的活性氧生成可能导致氧化损伤，并参与许多病理状态的发展。运动的剧烈或长时间进行可能会增加活性氧的产生量，导致肌肉和血液中的氧化损伤生物标志物增加[83]。活性氧的产生取决于运动的模式、强度和持续时间，从而影响氧化损伤的适应性信号反应类型[83]。然而，研究发现运动预适应可能通过激活特定信号通路来调节脑组织的氧化应激并减轻损伤程度，改善低氧暴露大鼠的神经行为功能[84]。但是，目前对脑组织氧化应激的分子细节尚需进一步研究。
研究发现，长期进行运动不仅有助于促进慢性帕金森病模型中黑质纹状体神经元的神经营养活动，还能够预防慢性帕金森病相关的神经行为障碍和线粒体缺陷[85]。神经元作为高度活跃的细胞，需要持续供能以执行各种功能，如调节神经传递、受体、离子通道、蛋白质运输和突触活动，因此线粒体对维持神经元功能的稳态和完整性至关重要，而线粒体功能障碍被认为是帕金森病相关神经元死亡的一个重要因素[86]。研究证据表明，长期的运动训练能够改善帕金森病的症状，并增加神经元的存活[86]。此外，运动能够通过适应过程抑制全身的氧化应激，增加抗氧化剂和氧化损伤修复酶(如超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化酶)的水平和活性[87]。然而，对运动对线粒体功能和氧化应激的具体影响以及遗传因素是否对其起作用的了解还比较有限，需要进一步研究。
运动还能够抑制炎症过程，从而减少氧化应激和线粒体功能障碍。研究发现，持续运动和间歇运动都能通过抑制炎症和氧化应激来缓解肥胖引起的前额叶损伤和认知功能障碍，其中间歇运动的效果更佳[88]。此外，运动能够抑制促炎细胞因子如白细胞介素6的表达，促进抗炎因子的表达，从而减少氧化剂的产生[89]。
综上所述，运动对氧化应激和线粒体功能具有积极影响，其可以减少线粒体活性氧的产生量，改善神经元的存活，降低氧化应激水平，修复线粒体功能紊乱，并抑制炎症过程。然而，对于运动对线粒体功能的具体影响以及遗传因素是否起作用的了解还相对不足，需要进一步研究。同时，还需要更多的人体研究来验证运动对帕金森病患者的益处，并深入研究其具体的机制。鉴于运动在改善线粒体氧化应激方面的潜力，今后的研究可以进一步探索如何优化运动模式、强度和持续时间，以获得最佳的治疗效果。更多关于运动对帕金森病想线粒体氧化应激潜在影响的相关研究见表5。
2.2 帕金森病相关的线粒体功能障碍 图3展示了关于PTEN、PINK1和Parkin与帕金森病相关的重要发现和突破。在1983年，Langston团队首次提出了线粒体功能障碍与帕金森病之间的关联。1997年，Matsumine团队通过遗传连锁分析确定了与性遗传少年帕金森病(AR-JP)相关的基因位点。同年，帕金森病的第一个基因突变也被发现。在1998年，第一个确定的帕金森病遗传原因被发现，即α-突触核蛋白。在2001年，帕金森病相关激酶1 (PINK1)被首次发现，并被发现与帕金森病相关。在2008年，Narendra团队首次将PINK1和Parkin与线粒体自噬联系起来，揭示了PINK1/Parkin线粒体质量控制途径的重要性。2018年新发现的PTEN长亚型(PTEN-Ⅰ)被证明通过阻止Parkin线粒体易位和抑制其E3连接酶活性作为线粒体自噬的负调节因子。此外，2018年还发现了第一个PTEN亚型，即PTENα。通过这些关键发现和突破，可以对帕金森病的病理机制和潜在治疗目标有更深入的了解，这些发现为帕金森病的发展提供了新的研究方向和条件，并为开发更有效的治疗方法提供了新的思路。
因此，深入了解与帕金森病相关的线粒体生物发生障碍至关重要。帕金森病相关的线粒体功能障碍包括线粒体生物发生障碍、线粒体自噬障碍、细胞凋亡、Ca2+超载和氧化应激等，下述内容详细回顾了帕金森病相关的线粒体功能障碍，见图4。
2.2.1 帕金森病相关的线粒体生物发生障碍 线粒体生物发生是一个关键的细胞过程，涉及协调转录、翻译、核编码成分的输入，以及线粒体基因的表达，这些基因用于生成新的线粒体[8]。然而，线粒体生物发生受到Parkin蛋白的重要调控。Parkin蛋白通过诱导Parkin蛋白相互作用底物的蛋白酶体降解，Parkin蛋白相互作用底物在这一过程中充当过氧化物酶体增殖物激活线粒体生物发生调节因子1α的转录抑制因子[9]。线粒体生物发生调节因子1α是促进线粒体生物发生的关键分子，并在特发性帕金森病的病理机制中扮演关键角色[10]。研究表明，在没有Parkin蛋白的情况下，Parkin蛋白相互作用底物结合到线粒体生物发生调节因子1α基因启动子并抑制其表达[11]，这说明Parkin的功能缺失会导致Parkin蛋白相互作用底物的积累，进而抑制线粒体生物发生过程。另外，Parkin蛋白相互作用底物在多巴胺神经元黑质致密部中高度表达。研究表明，临时的Parkin基因缺失导致多巴胺神经元的进行性退化，这一过程依赖于Parkin蛋白相互作用底物的表达[12]，且Parkin蛋白相互作用底物的过度表达亦导致了黑质致密部中线粒体生物发生调节因子1α的表达减少以及多巴胺神经元的选择性死亡[12-13]。
综合而言，Parkin功能的缺失通过Parkin蛋白相互作用底物的积累抑制了线粒体的生物发生过程，这不仅对细胞功能产生了负面影响，还对神经元的健康产生了不利影响。然而，尚有一些问题需要进一步研究，例如具体的分子机制以及如何在临床上干预这一过程，以帮助治疗特发性帕金森病。
2.2.2 帕金森病相关的线粒体自噬障碍 通过自噬过程，复杂的分子信号能够从细胞中识别和有选择地清除受损的线粒体，这被称为线粒体自噬[14]。PICKRELL等[15]认为，线粒体自噬的减少是导致帕金森病患者出现脑区病理异质性和选择性易感性的主要原因。另外，Parkin和蛋白酪氨酸磷酸酶基因诱导激酶1的突变是导致早发性帕金森病的两个重要因素，这种突变遵循常染色体隐性遗传模式[16]，这种遗传性突变形式强调了线粒体自噬在疾病发展中的重要性。
F-box蛋白7是一个适配器蛋白，属于E3-泛素连接酶复合物，负责蛋白质的泛素化降解和非降解，其在线粒体中具有多种功能，并且可能通过与蛋白酪氨酸磷酸酶基因诱导激酶1和Parkin相互作用来影响线粒体自噬[17]，这说明线粒体自噬具有复杂性，受到多种因素影响。另外，囊泡运输蛋白13C的一部分位于线粒体外膜上，其突变亦与导致早发性帕金森病的常染色体隐性遗传有关。如果这一部分蛋白缺失，会导致线粒体电位差降低、代谢异常以及线粒体形态发生变化[18]。另外，囊泡运输蛋白13 C还被认为参与调节线粒体自噬，与Parkin和蛋白酪氨酸磷酸酶基因诱导激酶1共同发挥作用[19]。
α-突触核蛋白、葡萄糖基神经酰胺酶β和富亮氨酸重复序列激酶2的突变等亦和线粒体功能障碍密切相关，这些突变可能对自噬过程产生增强或损害作用[20]。其中，WALTER等[21]对富亮氨酸重复序列激酶2突变的细胞进行研究，发现线粒体片段数量增加，且膜电位差减少。另外，初级神经元中线粒体的清除可能是由富亮氨酸重复序列激酶2突变患者纤维细胞中线粒体钙摄取增强、电位差下降和钙紊乱引发的[22]。这表明，富亮氨酸重复序列激酶2突变与线粒体功能异常有关，但尚不清楚富亮氨酸重复序列激酶2突变如何导致线粒体数量增加和膜电位差减少以及其与线粒体钙摄入增强、电位差下降和钙离子紊乱之间的具体关系。另外，磷酸化的动力相关蛋白1在富亮氨酸重复序列激酶2突变中亦会促进线粒体分裂和过度自噬[23]。
帕金森病蛋白，又称DJ-1，其突变罕见且通常表现为隐性家族性帕金森病[24]。DJ-1的变化通过激活蛋白酪氨酸磷酸酶基因诱导激酶1/Parkin途径，产生活性氧，进而提高线粒体自噬水平[25]。然而，目前尚不清楚DJ-1的积累是通过蛋白酪氨酸磷酸酶基因诱导激酶1/Parkin信号途径还是独立的功能来调节线粒体功能。另外，甾醇调节元件结合蛋白1与帕金森病风险相关，亦能够影响线粒体自噬[26]。另外，心磷脂是一种特异于线粒体内膜的脂质，在蛋白酪氨酸磷酸酶基因诱导激酶1突变体中，其增强表现得更加明显[27]。而神经元的表达突变α-突触核蛋白则显示出线粒体碎片和线粒体外膜中暴露的心磷脂，这会引发线粒体自噬[28]。α-突触核蛋白在路易体的主要组成部分，并会在线粒体膜中积累[29]。另外，心磷脂与多巴胺一起有助于形成含有α-突触核蛋白和细胞色素c的路易体样复合物，这可能有助于阻止受损神经线粒体的凋亡信号传递[30]。这些证据表明，心磷脂与增强线粒体自噬、α-突触核蛋白积累和路易体样复合物的形成有关，但对其具体作用机制的认识仍有待完善。
综上所述，虽然当前研究主要集中在探索线粒体自噬与帕金森病发病机制的关联以及相关蛋白的功能和变化如何影响这一过程，但线粒体自噬在帕金森病中的调控网络仍不清楚，需要进一步研究来揭示线粒体自噬与其他遗传突变和相关疾病因素之间的关系。
2.2.3 帕金森病相关的细胞凋亡 在帕金森病的黑质致密部位，可能出现线粒体依赖的凋亡通路激活，这对于多巴胺神经退行性变发挥着重要的作用[31]。这一通路包括多个关键步骤[32]：①增强活性氧生成导致细胞色素c释放到细胞质；②线粒体外膜通透性增加激活caspase-9和caspase 3；③三磷酸腺苷的耗竭。另外，在线粒体介导的细胞凋亡中，主要外膜蛋白的通透性通常被认为是不可逆的[32]。因此，Bcl-2家族蛋白在调控这些主要外膜蛋白方面发挥着至关重要的作用，这一家族包括抗凋亡蛋白(如Bcl-2和B细胞淋巴瘤-XL)、促凋亡蛋白(如Bcl-2相关X蛋白和促凋亡蛋白BAK)，以及仅包含BH3结构域的蛋白[32]。其中，Bcl-2相关X蛋白和促凋亡蛋白BAK在线粒体外膜内形成通道，导致通透性增加，与此同时，Bcl-2蛋白能够结合Bcl-2相关X蛋白和促凋亡蛋白BAK，进而减少线粒体外膜通透性的增加[32]。这说明Bcl-2相关X蛋白等促凋亡蛋白在外膜蛋白中发挥关键作用，但其中的确切机制仍然存在争议，特别是关于其如何转位和插入线粒体膜，以及如何引发线粒体外膜通透性增加的机制，这需要进一步研究。另外，细胞色素c在caspase激活中起着重要作用。细胞色素c释放到细胞质中时能够引发线粒体介导的细胞凋亡[33]。多项证据表明，细胞色素c结合到caspase适配器分子Apaf-1会形成多聚Apaf-1/细胞色素c复合物，该复合物进一步吸引了caspase-9，进而形成凋亡体[31-32，34]。然而，尚然不清楚细胞色素c与抗凋亡/促存活蛋白之间的具体互作机制，以及其如何诱导线粒体介导的细胞凋亡。
α-突触核蛋白与线粒体之间亦存在相互作用。研究表明，α-突触核蛋白存在于线粒体内膜上，并具有高度亲和力，其寡聚化和聚集会导致复合体I活性的降低，并减少三磷酸腺苷的产生，进而引发内膜去极化，导致细胞色素c等线粒体凋亡因子会被释放到细胞质中，细胞色素c进入细胞质后与抗凋亡蛋白和促存活蛋白相互作用，最终促使线粒体介导的细胞凋亡的发生[35]。然而，关于α-突触核蛋白对线粒体寡聚化和聚集如何导致复合体Ⅰ活性下降以及线粒体功能受损的具体机制仍然不明确，需进一步研究。
总之，线粒体依赖的凋亡通路在帕金森病的发病机制中扮演着关键角色，但仍存在许多不明确的细节，包括Bcl-2相关X蛋白等促凋亡蛋白的确切机制、细胞色素c与抗凋亡/促存活蛋白之间的互作机制以及α-突触核蛋白与线粒体相互作用的分子细节。这需要进一步的研究来深入探讨其在帕金森病中的作用和意义。
2.2.4 帕金森病相关的Ca2+超载 线粒体的功能障碍和帕金森病的兴奋性毒性密切相关。一个关键方面是降低细胞的三磷酸腺苷水平[36]，例如，复合物Ⅰ的抑制会妨碍能量和ATP的生成，导致部分神经元去极化，并减少Na+/K+-ATP的活性[36]，这一过程是帕金森病发展的关键机制。 另一方面，线粒体在调节细胞内Ca2+浓度方面发挥着重要作用。线粒体膜电位上的Ca2+单转运体起关键作用，能够快速吸收细胞质中的Ca2+。然而，当线粒体的电子传递链功能出现问题时，活性氧会产生，并对线粒体膜造成损害，破坏Ca2+的吸收和储存机制。这进一步导致细胞内Ca2+水平上升，加剧了兴奋性毒性的严重程度[37]。此外，干扰了线粒体膜电位还会增加对Ca2+超载的敏感性，进一步加剧了这一过程[38]。 因此，线粒体驱动的兴奋性毒性在帕金森病的发展中起着重要作用。然而，如何精确调节线粒体功能以减轻帕金森病的兴奋性毒性，以及如何更有效地干预这些机制以改善帕金森病的病情，仍需要进一步研究。
2.2.5 帕金森病相关的氧化应激 除了线粒体功能障碍，帕金森病还涉及到氧化应激的问题。复合物Ⅰ在线粒体呼吸链中扮演着重要角色，其活性降低与帕金森病的发病密切相关[38-40]。复合物Ⅰ的抑制不仅会降低三磷酸腺苷的合成，还会增加活性氧的产生，进而导致呼吸衰竭和氧化应激的发生[40]。复合物Ⅰ的部分抑制也会进一步增加线粒体产生活性氧的能力，形成一个恶性循环[41]。然而，目前对复合物Ⅰ活性降低的具体机制尚不清楚，需要进一步的研究。α-突触核蛋白、Parkin、蛋白酪氨酸磷酸酶基因诱导激酶1和DJ-1等基因的突变也与帕金森病相关的氧化应激密切相关[42]。研究发现，在多巴胺神经元中，α-突触核蛋白的积累会降低复合物Ⅰ的活性，增加活性氧的产生，并导致神经元的丧失[43]。α-突触核蛋白的聚集也会增加多巴胺神经元的线粒体氧化应激[44]。在少突胶质细胞中，氧化应激会增加细胞外α-突触核蛋白的积累和摄取，进而增加多巴胺的毒性[45]。此外，WOOD-KACZMAR等[46]认为，蛋白酪氨酸磷酸酶基因诱导激酶1的基因缺失会导致活性氧产生增加和细胞膜电位降低。在反应性星形胶质细胞中的DJ-1重要蛋白，在氧化应激增加时也会得到增强[47-48]。然而，在散发性帕金森病中，反应性星形胶质细胞中DJ-1的过度表达可能会产生不利影响，干扰氧化应激对神经的保护作用，解除失衡反应并损害复合物Ⅰ，从而对神经功能造成干扰[49]。尽管这些研究揭示了多个蛋白基因突变与帕金森病相关氧化应激之间的关系，在氧化应激过程中这些蛋白的具体调节机制和相互作用仍需进一步研究。
综上所述，在帕金森病相关的氧化应激中，复合物Ⅰ活性降低和α-突触核蛋白的积累备受关注。然而，仍然对复合物Ⅰ活性降低的具体机制以及氧化应激和线粒体功能障碍之间的相互关系缺乏清晰的了解。对于α-突触核蛋白、Parkin、蛋白酪氨酸磷酸酶基因诱导激酶1和DJ-1等在氧化应激过程中的具体调节机制和相互作用也需要进一步的研究。
2.3 运动对帕金森病相关线粒体功能障碍的潜在改善作用 前述内容详细回顾了与帕金森病相关的线粒体功能障碍，故了解如何解决这些问题至关重要。运动对于改善帕金森病相关的线粒体功能障碍有着潜在的积极影响，可作为一种潜在的解决策略。证据表明，运动能够通过激活不同的细胞内信号通路来促进线粒体的生物学发生，但这种影响可能取决于运动的强度水平。另外，运动还能够诱导线粒体自噬，以清除受损的线粒体，进而改善线粒体的质量和功能。运动还能够通过激活特定的分子机制影响线粒体的形状，以调控线粒体的形态。另外，运动还能够通过调节线粒体呼吸链的塑性来调节线粒体功能。运动还能够抑制氧化应激和炎症过程来改善线粒体功能。接下来的内容将详细回顾运动对帕金森病相关的线粒体功能障碍的潜在影响。
2.3.1 运动对线粒体生物发生的影响 运动能够对线粒体生物发生一定的改善作用，并以多种方式影响所有器官的线粒体动力学和功能[4]。然而，这些影响可能会受到运动强度的影响而有所不同。由于帕金森病不仅是一种神经疾病，也涉及肌肉病变和线粒体功能异常，因此有必要观察运动对大脑和骨骼肌中线粒体生物发生的影响。
已有研究表明，急性运动会激活多个与线粒体生物发生调节因子1α相关的信号通路，包括Ca2+钙调蛋白依赖性蛋白激酶、p38丝裂原活化蛋白激酶、AMP活化蛋白激酶和肿瘤抑制蛋白53信号通路，从而调控线粒体的生物发生[50]。具体而言，细胞质中Ca2+浓度的增加能够促进L6肌肉细胞中PPARγ共激活因子1α(Peroxisome proliferator-activated receptor-γ coactivator-1α，PGC-1α)、核呼吸因子1、核呼吸因子2和线粒体转录因子A的表达增加[51]，而p38丝裂原活化蛋白激酶信号通路则通过增强PGC-1α启动子的活性来促进线粒体的生物发生[52]。然而，研究结果也显示，高强度的耐力训练可能会抑制骨骼肌线粒体的生物合成[53]，这表明细胞质中Ca2+浓度的变化在线粒体生物发生中起着重要的调节作用，但高强度的运动可能会抑制线粒体的生物合成。此外，研究还发现p53参与调控线粒体生物发生[54]。研究证实，p53的缺失会降低线粒体的呼吸功能，并导致耐力下降[54-55]，p53还通过调节线粒体的迁移和激活TFAM来破坏糖酵解和氧化途径之间的平衡[56]。另外，小鼠实验表明，运动有助于促进p53与其靶基因TFAM、SCO2基因、p53上调凋亡调控因子和Bcl-2相关X蛋白启动子的结合，但青年小鼠的骨骼肌自噬与线粒体有关基因对运动的响应比成年小鼠低[57]，这表明年龄可能影响着这一机制。然而，该研究仅发现了年龄对运动改善线粒体生物发生的影响，对于不同训练强度对其差异性的认识仍不充分。
综上所述，运动对线粒体生物发生具有一定改善作用，并以多种方式影响所有器官的线粒体动力学和功能。已确认多个与线粒体生物发生调控相关的信号通路，但其间的相互作用及其对线粒体功能的影响仍不清楚。此外，年龄对运动改善线粒体生物发生的影响已有证据支持，但不同训练强度对其差异性的了解尚有限。表1中列出了相关研究对运动对线粒体生物发生的影响进行的调查。
2.3.2 运动诱导线粒体自噬 运动能够诱导线粒体自噬并促进线粒体周转，有助于提高线粒体质量和功能[4，58]。骨骼肌的急性运动被证明可以激发自噬反应，而长期的运动训练则有助于引导线粒体自噬并清除受损的线粒体[53]。这些研究结果表明，运动对线粒体自噬系统产生积极效果，维持了线粒体的健康和功能，从而减轻了潜在的由线粒体引发的细胞损伤和疾病风险。
不同类型的运动对线粒体自噬的影响存在差异。许多研究显示，耐力训练可以提高骨骼肌中的线粒体自噬过程[59-61]，这种影响通常是通过测量微管相关蛋白轻链3-Ⅱ与轻链3-Ⅰ比值来评价的。然而，这种评价方法可能存在一定的局限性，因为并未观察到p62蛋白的积累变化。另一项研究由KIM等[62]进行，发现耐力训练对老年肌肉产生了一系列影响，其中包括自噬相关基因7和Beclin-1的表达增加，以及溶酶体相关膜蛋白2A编码基因呈现相似的趋势。这表明耐力训练可能在老年人的肌肉中促进自噬，但需要进一步的研究来明确其影响。此外，运动能够维持细胞器(如Ca2+超载和三磷酸腺苷产生的细胞器)的纤维形态和超微结构，并通过再神经支配拯救了肌纤维的大小，并降低了与自噬和活性氧清除有关的基因的表达[63]。
然而，抗阻训练引起的自噬反应可能与耐力训练不同。OGBORN等[64]发现，在老年人进行了一次抗阻训练后，肌肉中微管相关蛋白1轻链3-Ⅱ与轻链3-Ⅰ比例降低，而p62蛋白积累增加。另外，LUO等[65]对老年大鼠进行了为期6周的爬梯运动训练，发现大鼠肌肉中微管相关蛋白1轻链3-Ⅱ与轻链3-Ⅰ比例降低，同时p62蛋白的丰度下降，但其他自噬标志物，如Beclin-1、自噬相关基因7和组织蛋白酶L的表达却呈上调趋势，这表明抗阻训练可能会随着年龄的增长而加速自噬，但具体的机制尚不清楚。
总的来说，运动对线粒体自噬有一定的影响，并有助于维持细胞的健康。然而，不同类型的运动可能会引起不同的自噬反应，因此需要进一步的研究来深入了解其机制和潜在益处。运动对帕金森病相关线粒体自噬潜在诱导作用相关的研究见表2。
2.3.3 运动对线粒体形态的调控 帕金森病作为一种既涉及神经系统又涉及肌肉系统的疾病，线粒体形态的调控对其发病机制具有重要意义。虽然存在较少关于帕金森病患者脑组织中线粒体形态调控的研究，但通过研究与帕金森病相关的肌肉组织可以提供一些线索。运动是一种对肌肉产生积极影响的重要干预手段，而骨骼肌和心肌的运动对线粒体形态的调控已相对较多地得到研究。然而，需要进一步分析这些研究结果，以探究运动对脑组织中线粒体形态的影响。
运动能够通过激活特定的分子机制来影响线粒体形态[4]。例如，YOSHIOKA等[66]的研究发现，在快速糖酵解肌肉中，肌肉特异性基因Zmynd17在线粒体质量方面发挥了重要作用，而对其他肌肉类型中的调控机制尚未充分研究。一些研究表明，急性运动能够通过激活线粒体生物发生调节因子1α/雌激素相关受体α通路，增加骨骼肌中丝裂素的表达，并促进线粒体融合的过程[56]。此外，运动可以诱导线粒体生物发生调节因子1α的表达，过度表达这一因子会使线粒体更加致密，从而提高肌肉的耐力[67]，这表明运动具有显著的积极作用，可以改善肌肉功能和体能水平。有研究还发现，不同的运动方案能够诱导线粒体融合的发生，并增加线粒体融合蛋白2的表达水平[68]。此外，在健康和中度活动的受试者中，进行运动后动力相关蛋白1和线粒体融合蛋白2的基因表达水平也会迅速增加[70-71]，这些证据表明，线粒体在适应运动和提高体能方面起着关键作用。然而，急性运动以β-肾上腺素能依赖的方式减少线粒体裂变，这主要是由于动力相关蛋白1的失活[67]。运动还能够控制骨骼肌的裂变和融合过程，并影响Ca2+的处理。PLACE等[71]的研究发现，高强度间歇训练导致利亚诺定受体1碎片化，进而增加了细胞质中Ca2+的释放，这是急性运动的典型效应。此外，张喆等[72]的研究发现，在安静状态下，线粒体分裂蛋白1参与慢肌中线粒体的分裂并维持线粒体密度，而在混合肌中则保持正常的线粒体形态以防止线粒体肿胀。但在线粒体分裂蛋白1在力竭运动中维持骨骼肌内质网的正常形态并保护线粒体功能，从而维持小鼠的运动能力，这说明运动通过线粒体分裂蛋白1的调控来维持线粒体形态。然而，线粒体分裂蛋白1在不同肌肉类型和不同运动状态下对线粒体形态的调控机制尚不清楚。
此外，王璐等[73]的研究发现，进行4周的游泳训练前的运动预处理能够改变大鼠额叶线粒体的形态结构，增强其对运动性缺血缺氧的耐受力，并减轻了一次性力竭运动对大鼠额叶造成的缺血缺氧性损伤。另外，王璐等[73]的研究还发现，一次性高负荷游泳运动导致大鼠额叶神经元凋亡以及神经元线粒体形态结构的异常，这种异常在运动后的48 h内呈现出动态性变化。通过调控线粒体融合分裂基因、动力相关蛋白1和线粒体融合蛋白2的表达，机体可能影响大鼠额叶线粒体的形态结构和功能，调控额叶神经元凋亡的发生和发展[74]。
综上所述，运动对线粒体形态的调控与肌肉类型、运动方案等因素密切相关。作为同时涉及神经疾病和肌肉疾病的帕金森病，运动对线粒体形态的调控具有重要意义。尽管已取得一些关于运动对线粒体形态调控的研究进展，但仍有许多问题需要进一步探索和解答。未来的研究可以重点研究运动对线粒体形态调控的分子机制，以及其在不同肌肉类型和不同运动方案中的差异等方面的问题。相关的运动对帕金森病相关线粒体形态潜在调控作用的研究见表3。
2.3.4 运动对线粒体呼吸链的可塑性影响 作为既涉及神经系统又涉及肌肉系统的疾病，帕金森病线粒体呼吸链的可塑性对其发病机制具有重要意义。运动通过改变线粒体呼吸链的可塑性来调节线粒体功能[4]。电子在不同的代谢反应中被引导到线粒体电子传递链上，为线粒体氧化磷酸化过程提供动力所必需。线粒体电子传递链结构由包含OXPHOS复合物Ⅰ到Ⅳ的电子传递链组成，对线粒体功能起关键作用。线粒体超复合物是指在线粒体电子传递链中可塑性变化，从自由移动的复合物到超组装的结构[75]。ROBERTS等[76]认为，线粒体超复合物的形成可以减少电子泄漏，增加电子流动通道，从而提高线粒体效率并减少产生活性氧。此外，线粒体超复合物的形成受能量需求变化的影响。孔海军等[77]的研究发现，在高原居住时间逐渐延长的高原移居者中，外周血单个核细胞线粒体自噬水平下降，而外周血单个核细胞线粒体呼吸酶活性逐渐增加，特别是复合物Ⅱ和复合物Ⅲ的水平明显降低。这表明环境条件可以影响线粒体超复合物的形成，从而影响对线粒体呼吸链的可塑性。GREGGIO等[78]的研究发现，运动影响老年人体内的线粒体超复合物形成。然而，GRANATA等[79]的研究表明，高强度训练并不会导致呼吸链的重组。另外，研究还发现，耐力训练可以促进骨骼肌电子传递链超级复合物的组装[80]。这说明，不同类型的运动对线粒体超复合物产生多种效应。对于线粒体呼吸链的动态代谢方面，李洁等[81]的研究发现，极高负荷运动训练能有效提高骨骼肌线粒体能量代谢，这表明线粒体呼吸链的功能可能在不同负荷下的运动中存在差异。然而，仍需进一步研究运动如何调节不同组织中线粒体可塑性的机制。
综上所述，运动对线粒体呼吸链的可塑性具有重要影响，但仍需进一步的研究，以探究不同类型的运动对线粒体功能的影响、调节机制以及不同组织中的调节作用。相关运动对帕金森病相关线粒体呼吸链可塑性潜在影响的研究见表4。
2.3.5 运动对氧化应激影响 帕金森病作为一种涉及神经系统和肌肉系统的疾病，与氧化应激密切相关[82]。氧化应激主要由线粒体产生的活性氧负责，长期的活性氧生成可能导致氧化损伤，并参与许多病理状态的发展。运动的剧烈或长时间进行可能会增加活性氧的产生量，导致肌肉和血液中的氧化损伤生物标志物增加[83]。活性氧的产生取决于运动的模式、强度和持续时间，从而影响氧化损伤的适应性信号反应类型[83]。然而，研究发现运动预适应可能通过激活特定信号通路来调节脑组织的氧化应激并减轻损伤程度，改善低氧暴露大鼠的神经行为功能[84]。但是，目前对脑组织氧化应激的分子细节尚需进一步研究。
研究发现，长期进行运动不仅有助于促进慢性帕金森病模型中黑质纹状体神经元的神经营养活动，还能够预防慢性帕金森病相关的神经行为障碍和线粒体缺陷[85]。神经元作为高度活跃的细胞，需要持续供能以执行各种功能，如调节神经传递、受体、离子通道、蛋白质运输和突触活动，因此线粒体对维持神经元功能的稳态和完整性至关重要，而线粒体功能障碍被认为是帕金森病相关神经元死亡的一个重要因素[86]。研究证据表明，长期的运动训练能够改善帕金森病的症状，并增加神经元的存活[86]。此外，运动能够通过适应过程抑制全身的氧化应激，增加抗氧化剂和氧化损伤修复酶(如超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化酶)的水平和活性[87]。然而，对运动对线粒体功能和氧化应激的具体影响以及遗传因素是否对其起作用的了解还比较有限，需要进一步研究。
运动还能够抑制炎症过程，从而减少氧化应激和线粒体功能障碍。研究发现，持续运动和间歇运动都能通过抑制炎症和氧化应激来缓解肥胖引起的前额叶损伤和认知功能障碍，其中间歇运动的效果更佳[88]。此外，运动能够抑制促炎细胞因子如白细胞介素6的表达，促进抗炎因子的表达，从而减少氧化剂的产生[89]。
综上所述，运动对氧化应激和线粒体功能具有积极影响，其可以减少线粒体活性氧的产生量，改善神经元的存活，降低氧化应激水平，修复线粒体功能紊乱，并抑制炎症过程。然而，对于运动对线粒体功能的具体影响以及遗传因素是否起作用的了解还相对不足，需要进一步研究。同时，还需要更多的人体研究来验证运动对帕金森病患者的益处，并深入研究其具体的机制。鉴于运动在改善线粒体氧化应激方面的潜力，今后的研究可以进一步探索如何优化运动模式、强度和持续时间，以获得最佳的治疗效果。更多关于运动对帕金森病想线粒体氧化应激潜在影响的相关研究见表5。
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| [15] | 张 明, 王 斌, 贾 凡, 陈 杰, 唐 玮. 基于脑电图的脑机接口技术在脑卒中患者上肢运动功能康复中的应用[J]. 中国组织工程研究, 2024, 28(4): 581-586. |
帕金森病是一种迅速增长的神退行性疾病，在全球范围内的患病率不断上升，正处于大流行趋势，其主要特征包括运动功能障碍、肌肉僵硬和震颤[1]。虽然目前尚无可有效减缓或阻止帕金森病发展的治疗策略，但已对导致神经元死亡的相关机制有了新的认识，其中包括与帕金森病相关的线粒体功能障碍[1-2]。线粒体是细胞中的重要器官，参与细胞能量代谢和细胞信号传导[2]。研究证实，帕金森病患者的线粒体存在着功能障碍，包括线粒体呼吸链的紊乱、线粒体自噬的减少和线粒体DNA的突变等[1，3]。这些线粒体功能障碍引发了细胞氧化应激和细胞凋亡的过程，进而导致多巴胺能神经元的死亡和帕金森病的临床症状[3]。鉴于确定了线粒体功能障碍和帕金森病的相关性，寻找相关的帕金森病治疗策略至关重要[1]。
研究表明，运动在改善帕金森病患者的线粒体功能障碍方面具有积极的作用，通过多种机制影响线粒体功能，包括促进线粒体生物发生、调节线粒体自噬、影响线粒体形态和提高线粒体呼吸链的可塑性等[4]。目前，已有多项研究报道了帕金森病相关线粒体功能障碍以及运动对这些线粒体功能障碍的改善作用，但尚缺乏相关综述对这一领域进行综合回顾并深入分析。在当前的综述中，主要聚焦于线粒体功能障碍在帕金森病形成中的重要性，并提及了一些已进入临床试验阶段的药物[5]，或探讨了帕金森病中线粒体功能障碍的多个方面，包括环境、遗传和生物因素的影响，以及多个线粒体分子机制[6]，或强调线粒体功能障碍在帕金森病中的复杂性和重要性，并讨论了多个线粒体功能异常的治疗靶点和治疗策略[7]。然而，这些综述未提及运动对促进线粒体生物发生、诱导线粒体自噬、调节线粒体形态、改善线粒体呼吸链的可塑性以及减轻氧化应激等积极影响。
因此，文章旨在综合回顾帕金森病相关线粒体功能障碍及运动对其的改善作用的研究进展，特别是介绍运动对帕金森病相关线粒体功能障碍潜在的改善作用，以期为帕金森病的治疗和预防提供新的思路和方法。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程
研究表明，运动在改善帕金森病患者的线粒体功能障碍方面具有积极的作用，通过多种机制影响线粒体功能，包括促进线粒体生物发生、调节线粒体自噬、影响线粒体形态和提高线粒体呼吸链的可塑性等[4]。目前，已有多项研究报道了帕金森病相关线粒体功能障碍以及运动对这些线粒体功能障碍的改善作用，但尚缺乏相关综述对这一领域进行综合回顾并深入分析。在当前的综述中，主要聚焦于线粒体功能障碍在帕金森病形成中的重要性，并提及了一些已进入临床试验阶段的药物[5]，或探讨了帕金森病中线粒体功能障碍的多个方面，包括环境、遗传和生物因素的影响，以及多个线粒体分子机制[6]，或强调线粒体功能障碍在帕金森病中的复杂性和重要性，并讨论了多个线粒体功能异常的治疗靶点和治疗策略[7]。然而，这些综述未提及运动对促进线粒体生物发生、诱导线粒体自噬、调节线粒体形态、改善线粒体呼吸链的可塑性以及减轻氧化应激等积极影响。
因此，文章旨在综合回顾帕金森病相关线粒体功能障碍及运动对其的改善作用的研究进展，特别是介绍运动对帕金森病相关线粒体功能障碍潜在的改善作用，以期为帕金森病的治疗和预防提供新的思路和方法。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程
1.1 资料来源
1.1.1 检索人及检索时间 第一、二作者于2023-07-01/09-01进行文献检索。
1.1.2 检索文献时限 各数据库建库至2023年9月。
1.1.3 检索数据库 Web of Science、PubMed、中国知网、万方和维普数据库。
1.1.4 检索词 中文检索词为“线粒体，线粒体功能，线粒体病，线粒体异常，帕金森病，帕金森，运动，体育活动，运动训练，运动治疗，线粒体功能障碍，线粒体损伤，线粒体缺陷，运动训练”；英文检索词为“Mitochondria，Parkinson’s disease，Parkinson disease，Physical exercise，Exercise，Physical activity，Mitochondrial dysfunction，Mitochondrial damage，Mitochondrial impairment，Athletic training，Exercise training，Rehabilitation”。
1.1.5 手工检索情况 无。
1.2 入组标准
1.2.1 纳入标准 ①随机对照试验、单因素研究、综述、案例研究和非随机性历史对照试验等；②研究内容为帕金森病相关线粒体功能障碍的文献以及运动影响线粒体功能障碍文献；③经同行专家评审认可并发表的文献；④期刊文献发表时期刊被中国科技论文统计源期刊、北京大学中文核心期刊目录、中国科学引文数据库(含扩展版)、中国社会科学引文索引(含扩展版)、科学引文索引(含扩展版)、工程索引(含扩展版)和PubMed等一个或多个数据库收录；⑤学位论文需为硕士或博士论文；⑥研究论著需被PubMed数据库收录。
1.2.2 排除标准 ①研究内容和此次综述主题不相关的文献；②所在期刊无同行评审环节的文献；③学位论文仅为学士论文；④论著未被重要数据库收录(如PubMed)；⑤重复性研究和低质量文献。
1.1.1 检索人及检索时间 第一、二作者于2023-07-01/09-01进行文献检索。
1.1.2 检索文献时限 各数据库建库至2023年9月。
1.1.3 检索数据库 Web of Science、PubMed、中国知网、万方和维普数据库。
1.1.4 检索词 中文检索词为“线粒体，线粒体功能，线粒体病，线粒体异常，帕金森病，帕金森，运动，体育活动，运动训练，运动治疗，线粒体功能障碍，线粒体损伤，线粒体缺陷，运动训练”；英文检索词为“Mitochondria，Parkinson’s disease，Parkinson disease，Physical exercise，Exercise，Physical activity，Mitochondrial dysfunction，Mitochondrial damage，Mitochondrial impairment，Athletic training，Exercise training，Rehabilitation”。
1.1.5 手工检索情况 无。
1.1.6 检索策略 运用布尔逻辑运算符“OR”和“AND”分别将检索词连接进行检索，以PubMed和中国知网数据库为例，文献检索的详细策略见图1。
1.2 入组标准
1.2.1 纳入标准 ①随机对照试验、单因素研究、综述、案例研究和非随机性历史对照试验等；②研究内容为帕金森病相关线粒体功能障碍的文献以及运动影响线粒体功能障碍文献；③经同行专家评审认可并发表的文献；④期刊文献发表时期刊被中国科技论文统计源期刊、北京大学中文核心期刊目录、中国科学引文数据库(含扩展版)、中国社会科学引文索引(含扩展版)、科学引文索引(含扩展版)、工程索引(含扩展版)和PubMed等一个或多个数据库收录；⑤学位论文需为硕士或博士论文；⑥研究论著需被PubMed数据库收录。
1.2.2 排除标准 ①研究内容和此次综述主题不相关的文献；②所在期刊无同行评审环节的文献；③学位论文仅为学士论文；④论著未被重要数据库收录(如PubMed)；⑤重复性研究和低质量文献。
1.3 文献质量评价和数据的提取 初步共检索到文献5 590篇，严格按照纳入和排除标准进行筛选，最终纳入文献89篇。文献筛选流程图见图2。
3.1 既往他人在该领域研究的贡献和存在的问题 既往在帕金森病相关线粒体功能障碍及运动对其的改善作用研究领域的贡献：①帕金森病患者的线粒体功能障碍包括线粒体生物发生障碍、线粒体自噬障碍、细胞凋亡和Ca2+超载等，这些都与帕金森病的发生和神经元退行性变有关；②运动对帕金森病相关线粒体功能障碍具有潜在的改善作用，主要体现在促进线粒体生物发生、诱导线粒体自噬、调节线粒体形态、改善线粒体呼吸链的可塑性以及减轻氧化应激等方面。然而，既往研究中仍存在一些问题：①不同研究中所采用的实验动物模型存在差异，且样本量较小，针对不同年龄段和性别的动物研究较少，这限制了研究结果的可靠性和推广性；②线粒体功能障碍与运动对其的改善作用之间的详细机制仍不完全清楚，例如线粒体生物发生、自噬和形态调控的具体调控机制，以及线粒体与运动对抗氧化应激的关系；③人体研究相对较少，尤其是对帕金森病患者的研究较少，因此对运动在帕金森病中的确切益处和机制的了解有限。
3.2 作者综述区别于他人之篇的特点 该综述相比于其他相关研究在几个方面具有独特的特点：①文章全面综合了帕金森病相关线粒体功能障碍及运动对其的改善作用，包括线粒体生物发生、自噬、形态调控、氧化应激等多个方面，并结合了已有的证据进行了全面的讨论；②文章对于不同类型的运动(如耐力训练、抗阻训练等)对线粒体功能的影响进行了总结，以及运动在不同组织(如肌肉、心脑血管等)中的调节作用进行了讨论；③在讨论区中还探讨了线粒体呼吸链的可塑性和运动对氧化应激的影响；④文章还提出了一些建议，包括加强人体研究、深入探索线粒体功能障碍与运动调控的机制、开展更多的临床实践研究等。
3.3 综述的局限性 然而，文章仍然存在一些局限性：①由于篇幅和时间的限制，无法综述所有与帕金森病相关的线粒体功能障碍研究；②纳入的文献相关人体研究相对较少，尤其是帕金森病患者的研究较少，故对于运动对帕金森病患者的具体效果和机制的了解还不完全；③在综述中提到的研究成果虽然有助于了解运动对线粒体功能的影响，但某些机制的具体细节尚不完全清楚，例如线粒体生物发生、自噬和形态调控的调控机制；④目前对运动对线粒体功能的影响的研究还相对较少，还需要更多的研究来进一步探索和验证这些观点。
3.4 综述的重要意义 文章的重要意义在于为帕金森病相关线粒体功能障碍及运动对其的改善作用的研究提供了全面的回顾和分析。通过综合和总结现有的研究成果，文章强调了线粒体功能障碍在帕金森病发展中的重要性，指出了运动对线粒体功能的积极影响，并提出了未来研究的方向和建议，这对于深入理解帕金森病的病理机制、探索新的治疗和预防策略具有重要的启示作用。
3.5 课题专家组对未来的建议 ①进一步开展人体研究，以验证动物模型中的研究结果，并深入了解运动对帕金森病患者的益处以及具体的机制；②深入探索线粒体生物发生和线粒体自噬的调控机制，特别是与其他帕金森病相关基因突变的相互关系；③加强对线粒体功能障碍与运动相关信号通路的研究，包括线粒体生物发生调节因子1α/钙调蛋白依赖性蛋白激酶、p38-丝裂原活化蛋白激酶、AMP活化蛋白激酶和肿瘤抑制蛋白53等信号通路，以揭示线粒体功能调控的细节机制；④开展更多的临床实践研究，评估不同类型、强度和持续时间的运动对帕金森病患者的益处，并制定相应的运动方案；⑤加强跨学科合作，整合不同领域的专业知识和技术，共同促进帕金森病相关线粒体功能障碍及运动对其的改善作用的研究。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程
3.2 作者综述区别于他人之篇的特点 该综述相比于其他相关研究在几个方面具有独特的特点：①文章全面综合了帕金森病相关线粒体功能障碍及运动对其的改善作用，包括线粒体生物发生、自噬、形态调控、氧化应激等多个方面，并结合了已有的证据进行了全面的讨论；②文章对于不同类型的运动(如耐力训练、抗阻训练等)对线粒体功能的影响进行了总结，以及运动在不同组织(如肌肉、心脑血管等)中的调节作用进行了讨论；③在讨论区中还探讨了线粒体呼吸链的可塑性和运动对氧化应激的影响；④文章还提出了一些建议，包括加强人体研究、深入探索线粒体功能障碍与运动调控的机制、开展更多的临床实践研究等。
3.3 综述的局限性 然而，文章仍然存在一些局限性：①由于篇幅和时间的限制，无法综述所有与帕金森病相关的线粒体功能障碍研究；②纳入的文献相关人体研究相对较少，尤其是帕金森病患者的研究较少，故对于运动对帕金森病患者的具体效果和机制的了解还不完全；③在综述中提到的研究成果虽然有助于了解运动对线粒体功能的影响，但某些机制的具体细节尚不完全清楚，例如线粒体生物发生、自噬和形态调控的调控机制；④目前对运动对线粒体功能的影响的研究还相对较少，还需要更多的研究来进一步探索和验证这些观点。
3.4 综述的重要意义 文章的重要意义在于为帕金森病相关线粒体功能障碍及运动对其的改善作用的研究提供了全面的回顾和分析。通过综合和总结现有的研究成果，文章强调了线粒体功能障碍在帕金森病发展中的重要性，指出了运动对线粒体功能的积极影响，并提出了未来研究的方向和建议，这对于深入理解帕金森病的病理机制、探索新的治疗和预防策略具有重要的启示作用。
3.5 课题专家组对未来的建议 ①进一步开展人体研究，以验证动物模型中的研究结果，并深入了解运动对帕金森病患者的益处以及具体的机制；②深入探索线粒体生物发生和线粒体自噬的调控机制，特别是与其他帕金森病相关基因突变的相互关系；③加强对线粒体功能障碍与运动相关信号通路的研究，包括线粒体生物发生调节因子1α/钙调蛋白依赖性蛋白激酶、p38-丝裂原活化蛋白激酶、AMP活化蛋白激酶和肿瘤抑制蛋白53等信号通路，以揭示线粒体功能调控的细节机制；④开展更多的临床实践研究，评估不同类型、强度和持续时间的运动对帕金森病患者的益处，并制定相应的运动方案；⑤加强跨学科合作，整合不同领域的专业知识和技术，共同促进帕金森病相关线粒体功能障碍及运动对其的改善作用的研究。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程
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文题释义：
线粒体功能障碍：线粒体内部发生了一系列的异常变化，导致线粒体无法正常工作以及产生足够的能量。线粒体功能障碍可以是先天性的遗传性疾病，也可以是后天性的获得性疾病，如细胞内毒素作用、药物中毒及代谢紊乱等。帕金森病：是常见的神经系统变性疾病，老年人多见，平均发病年龄约60岁，40岁以下起病的青年帕金森病较少见，最主要的病理改变是中脑黑质多巴胺能神经元的变性死亡，由此而引起纹状体多巴胺含量显著性减少而致病。
研究表明，运动在改善帕金森病患者的线粒体功能障碍方面具有积极的作用，其通过多种机制影响线粒体功能，包括促进线粒体生物发生、调节线粒体自噬、影响线粒体形态和提高线粒体呼吸链的可塑性等。目前，已有多项研究报道了帕金森病相关线粒体功能障碍以及运动对这些线粒体功能障碍的改善作用，但尚缺乏相关综述对这一领域进行综合回顾并深入分析。在当前的综述中，主要聚焦于线粒体功能障碍在帕金森病形成中的重要性，并提及了一些已进入临床试验阶段的药物，或探讨了帕金森病中线粒体功能障碍的多个方面，包括环境、遗传和生物因素的影响，以及多个线粒体分子机制，或强调线粒体功能障碍在帕金森病中的复杂性和重要性，并讨论了多个线粒体功能异常的治疗靶点和治疗策略。然而，这些综述未提及运动对促进线粒体生物发生、诱导线粒体自噬、调节线粒体形态、改善线粒体呼吸链的可塑性以及减轻氧化应激等积极影响。
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