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

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.40.009

中国组织工程研究 ›› 2016, Vol. 20 ›› Issue (40): 5986-5993.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2016.40.009

• 心血管损伤动物模型 Animal models of cardiovascular damage • 上一篇下一篇

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

何炜^1，2，李玉明²，周欣²，彭朋³，秦永生³，薄海^2，3

¹天津医科大学研究生院，天津市 300070；²武警后勤学院天津市心血管重塑与靶器官损伤重点实验室，天津市 300162；³武警后勤学院军事训练医学教研室，天津市 300309

出版日期:2016-09-30 发布日期:2016-09-30
通讯作者: 薄海，博士，副教授，武警后勤学院天津市心血管重塑与靶器官损伤重点实验室，天津市 300162；武警后勤学院军事训练医学教研室，天津市 300309
作者简介:何炜，男，1977年生，宁夏回族自治区银川市人，汉族，在读博士，主治医师，主要从事心血管医学研究。
基金资助:
国家自然科学基金(31200894，31571224)；武警后勤学院博士启动基金(WHB201507)和军队2110工程三期建设项目共同资助

Effects of short-term high-intensity interval training on ventricular remodeling and mitochondrial content in rats after myocardial infarction

He Wei¹^，2, Li Yu-ming², Zhou Xin², Peng Peng³, Qin Yong-sheng³, Bo Hai^{2, 3}

¹Postgraduate School of Tianjin Medical University, Tianjin 300070, China; ²Key Institute of Vascular Diseases and Heart Center, Logistics University of Chinese PAPF, Tianjin 300162, China; ³Department of Military Training Medicine, Logistics University of Chinese PAPF, Tianjin 300309, China

Online:2016-09-30 Published:2016-09-30
Contact: Bo Hai, M.D., Associate professor, Key Institute of Vascular Diseases and Heart Center, Logistics University of Chinese PAPF, Tianjin 300162, China; Department of Military Training Medicine, Logistics University of Chinese PAPF, Tianjin 300309, China
About author:He Wei, Studying for Doctorate, Attending physician, Postgraduate School of Tianjin Medical University, Tianjin 300070, China; Key Institute of Vascular Diseases and Heart Center, Logistics University of Chinese PAPF, Tianjin 300162, China
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China, No. 31200894, 31571224; the Initial Foundation for the Doctor of Logistics University of Chinese PAPF, No. WHB201507; and the Three-Phase Construction Project of Army 2110 Program

摘要/Abstract

摘要：

文章快速阅读：

文题释义：

高强度间歇运动训练：是一种相对于持续有氧耐力运动的训练方式，进行多次短时间高强度运动训练，在每2次高强度训练之间以较低的强度运动或完全休息形成间歇期。常采用全力冲刺或90%左右最大摄氧量强度，单次运动时间和间歇期可持续几秒到几分钟不等。

线粒体自噬：是一种选择性细胞自噬途径。在活性氧、营养缺乏、细胞衰老等外界刺激的作用下，细胞内的线粒体发生去极化出现损伤，损伤的线粒体被特异性的包裹进自噬体中并与溶酶体融合，从而完成损伤线粒体的降解，以维持线粒体健康阈值并促进线粒体更新，是线粒体质量控制体系的重要环节。

摘要

背景：短期高强度间歇运动训练是否能改善心肌梗死后心脏功能及其相关作用机制尚不清楚。

目的：观察高强度间歇运动训练对心肌梗死后心脏功能及线粒体含量的影响，并探讨线粒体自噬和生物合成在其中的生物效应。

方法：选取雄性SD大鼠制备急性心肌梗死模型，术后1周进行高强度间歇运动训练，训练方案为：以80%最大摄氧量快速跑4 min，间歇以40%最大摄氧量慢速跑3 min，重复7个循环，5 d/周，共4周。

结果与结论：4周高强度间歇运动训练显著提高急性心肌梗死后左心室泵功能和线粒体含量，增加线粒体膜电位和ATP合成活力，抑制线粒体活性氧产生，上调PGC-1α/Tfam介导的线粒体生物合成和Bnip3/Beclin-1介导线粒体自噬。结果表明短期高强度间歇运动训练即可提高急性心肌梗死后心肌健康线粒体含量，从而改善心肌能量代谢和舒缩功能，是一种时效性较强的心脏康复手段。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植；肝移植；移植；心脏移植；组织移植；皮肤移植；皮瓣移植；血管移植；器官移植；组织工程

ORCID: 0000-0003-2781-9457(薄海)

关键词: 实验动物, 心血管及肺损伤与修复动物模型, 急性心肌梗死, 心室重构, 高强度间歇运动, 线粒体含量, 线粒体自噬, 线粒体生物合成, 能量代谢, 氧化应激, 心肌, 康复, 国家自然科学基金

Abstract:

BACKGROUND: It is unclear whether short-term high-intensity interval training (HIT) can be used to protect against myocardium injury after acute myocardial infarction, as well as the underlying mechanism.

OBJECTIVE: To observe the effects of short-term HIT on the ventricular remodeling and mitochondrial content after acute myocardial infarction, and the biological effect of mitochondrial biogenesis and autophagy in this process.

METHODS: Male Sprague-Dawley rats were modeled into acute myocardial infarction by ligating coronary artery. One week later, HIT was performed: each interval consisted of 4-minute high-intensity running (80% of maximal oxygen consumption) and 3-minute active recovery (40% of maximal oxygen consumption), for 4 consecutive weeks of 5 days each week, repeated 7 cycles.

RESULTS AND CONCLUSION: Four-week HIT after acute myocardial infarction could markedly enhance left ventricular pump function and mitochondrial content, improve mitochondrial membrane potential and ATP synthetic activity, inhibit mitochondrial reactive oxygen species generation, up-regulate PGC-1α/Tfam induced mitochondrial biogenesis and Bnip3/Beclin-1 induced autophagy. These results indicate that short-term HIT can improve normal mitochondrial content after acute myocardial infarction, which in turn ameliorates myocardial systolic property and energy metabolism. As a cardiac rehabilitation method, HIT exhibits fine timeliness.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植；肝移植；移植；心脏移植；组织移植；皮肤移植；皮瓣移植；血管移植；器官移植；组织工程

Key words: Myocardial Infarction, Ventricular Remodeling, Mitochondria, Heart, Exercise Movement Techniques

中图分类号:

R318

何炜，李玉明，周欣，彭朋，秦永生，薄海. 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[J]. 中国组织工程研究, 2016, 20(40): 5986-5993.

He Wei, Li Yu-ming, Zhou Xin, Peng Peng, Qin Yong-sheng, Bo Hai. Effects of short-term high-intensity interval training on ventricular remodeling and mitochondrial content in rats after myocardial infarction[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2016, 20(40): 5986-5993.

图/表（结果） 2

2.1 实验动物数量分析 ①实验选用SD大鼠36只，其中26只用于急性心肌梗死造模，10只用于假手术；②术后1周，10只大鼠假手术成功，21只大鼠急性心肌梗死造模成功，5只不能耐受手术死亡；③急性心肌梗死大鼠中11只进行4周高强度间歇运动训练，剩余10只急性心肌梗死大鼠和10只假手术大鼠无运动常规饲养4周，其间1只急性心肌梗死运动大鼠不耐受运动死亡，1只急性心肌梗死无运动大鼠术后感染死亡；④最终，假手术组10只、急性心肌梗死组9只和急性心肌梗死+高强度间歇运动组10只进入结果分析(图1)。

2.2 高强度间歇运动对急性心肌梗死大鼠血液动力学参数的影响 与假手术组相比，急性心肌梗死组和急性心肌梗死+高强度间歇运动组左心室收缩压和左心室压力上升/下降最大速率绝对值均显著降低(P < 0.05，P < 0.01)，左心室舒张末期压显著升高(P < 0.05，P < 0.01)。与急性心肌梗死组相比，急性心肌梗死+高强度间歇运动组左心室舒张末期压显著降低(P < 0.05)，左心室压力上升/下降最大速率绝对值显著升高(P < 0.05)，见表1。
2.3 高强度间歇运动对急性心肌梗死大鼠心肌线粒体膜电位、ATP合成活力及活性氧产生速率的影响 与假手术组相比，急性心肌梗死组和急性心肌梗死+高强度间歇运动组膜电位和ATP合成活力显著降低(P < 0.05，P < 0.01)，急性心肌梗死组活性氧产生速率显著升高 (P < 0.01)。与急性心肌梗死组相比，急性心肌梗死+高强度间歇运动组膜电位和ATP合成活力明显增高(P < 0.05)，活性氧产生速率明显减低(P <0.01)，见表2。

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。

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引言

急性心肌梗死导致心室壁收缩运动不协调，收缩力降低，泵血功能障碍，继而引发心室整体结构和功能病理变化，即心室重构，最终发展为心力衰竭^[1]。防治急性心肌梗死后心室重构可有效改善患者生存预后，降低病死率。目前临床多采用中等强度持续运动训练(moderate-intensity continuous training，MCT)进行急性心肌梗死后心脏康复^[2]。课题组前期也证明，8周有氧耐力运动训练可有效抑制大鼠急性心肌梗死后心肌氧化应激，提高肌浆网钙泵摄钙能力，改善左心室泵功能^[3-4]。

值得注意的是，中等强度持续运动训练由于运动持续时间长且节奏单调，患者往往难以坚持^[5]。近年来，高强度间歇运动(high-intensity interval training，HIT)被证明是冠心病、心肌梗死稳定期、心力衰竭患者有效运动康复方案^[6]。高强度间歇运动由多次高强度运动和低强度间歇运动交替形成，其愉悦性和坚持性均显著高于中等强度持续运动训练^[7]。此外，Freyssin等^[8]发现，8周高强度间歇运动使心力衰竭患者最大摄氧量提高了27%，而相同耗氧量的中等强度持续运动训练却无显著提高。以上研究提示高强度间歇运动在干预心脏疾病中更具时效性，但其生物学机制尚不清楚。

作为收缩器官，心脏泵功能对线粒体依赖性较高^[9]。心肌细胞线粒体能量供应障碍和氧化应激损伤是急性心肌梗死后心肌收缩力减弱和心室重构的重要病理机制^[10]。研究表明，线粒体含量适应性变化是细胞应答慢性应激的主要途径之一^[11]。线粒体含量受到线粒体自噬介导的“清除”机制和线粒体生物合成介导的“新生”机制协同调控^[12]。二者协同障碍导致受损线粒体增多或线粒体新生异常，进而影响细胞整体能量稳态，参与心肌缺血、心力衰竭等疾病的发生^[13]。

研究表明，8周高强度间歇运动可明显恢复大鼠急性心肌梗死后心肌线粒体能量代谢水平^[14]。为了进一步研究高强度间歇运动干预急性心肌梗死后心室重塑的时效性及相关机制，实验拟观察短期(4周)高强度间歇运动是否能提高大鼠急性心肌梗死后左心室泵功能和心肌线粒体含量，并探讨线粒体自噬和线粒体生物合成在其间的生物效应。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植；肝移植；移植；心脏移植；组织移植；皮肤移植；皮瓣移植；血管移植；器官移植；组织工程

材料方法

1.1 设计 随机对照动物实验。

1.2 时间及地点 实验于2015年4至12月在武警后勤学院军事训练医学教研室完成。

1.3 材料 雄性SD大鼠36只，3月龄，体质量(222.14± 15.38) g，购于维通利华实验动物技术公司，生产许可证号：SCXK(京)2011-0011。大鼠分笼饲养，自由饮水饮食，室温(22±2)℃，相对湿度40%-60%，每日光照12 h。实验过程中对动物处置符合动物伦理学要求。

VDAC-1抗体、COXⅣ抗体、Beclin-1抗体、Bnip3抗体、Tfam抗体、PGC-1α抗体、β-tubulin抗体(Abcam公司)；荧光素酶、DCFH-DA(Sigma公司)；JC-1(碧云天生物技术研究所)；Cary Eclipse荧光分光光度计(Varian公司)；20/20ⁿ型发光仪(Biosystem公司)；小动物跑台(成都泰盟公司)。

1.4 实验方法

1.4.1 急性心肌梗死模型的建立动物适应性喂养3 d。参照文献[15]，26只大鼠采用结扎左冠状动脉前降支诱导急性心肌梗死模型。大鼠称质量后给予1%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉(40 mg/kg)，连接心电图肢体导联。左胸第3，4肋间开胸，于靠近左心耳根部位置用0号无损伤缝合线结扎左冠状动脉前降支，心电监测显示QRS波宽大畸形，ST段弓背上抬超过0.2 mV，则为结扎成功。术后连续3 d给予青霉素15×10⁴ U/kg肌肉注射，预防感染。10只假手术大鼠开胸但不结扎冠状动脉，其余处理与急性心肌梗死模型大鼠相同。

1.4.2 实验分组术后1周，急性心肌梗死模型大鼠存活21只，假手术大鼠存活10只。将急性心肌梗死模型大鼠随机分为2组：急性心肌梗死对照组(n=10)和急性心肌梗死+高强度间歇运动组(n=11)。假手术大鼠全部纳入假手术组(n=10)。

1.4.3 高强度间歇运动训练术后1周，急性心肌梗死+高强度间歇运动组大鼠进行高强度间歇运动训练，根据Bedford大鼠体质量/摄氧量回归方程确定跑台坡度和速度^[16]。大鼠在每次训练前后分别以60% VO_2max(5°，14 m/min)进行7 min的热身运动和2 min的冷却运动。高强度间歇运动训练方案为：以80% VO_2max(5°，21 m/min)快速跑4 min，间歇以40% VO_2max(5°，10 m/min)慢速跑3 min，重复7个循环，总运动时间为58 min，1次/d，5 d/周，共4周。术后5周，急性心肌梗死对照组和急性心肌梗死+高强度间歇运动组大鼠各死亡1只，其余大鼠均进行指标检测并纳入统计。

1.4.4 血液动力学参数测定末次运动训练后24 h，大鼠给予1%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉(40 mg/kg)，将连接RM-6240多导生理记录仪和压力换能器的塑料心导管插入切开的右颈总动脉，在向心脏方向插入进程中监测压力曲线，判断进入左心室后稳定10 min，记录左心室收缩压(LVSP)，左心室舒张末期压(LVEDP)、左心室压力上升/下降最大速率(±dp/dt _max)。

1.4.5 组织标本制备心功能测定结束后，迅速开胸取出心脏，预冷生理盐水清洗，分离并选取非梗死区心肌。留取部分心肌-80 ℃冻存用于Western blot检测，剩余部分即时制备线粒体。参照作者所在课题组前期方法，低温差速离心法提取心肌线粒体^[17]。冰浴中清洗并剪碎心肌，加入提取介质(0.25 mol/L Succose，3.0 mmol/L Hepes，0.5 mmol/L EDTA，pH 7.4)进行匀浆，800×g离心10 min，上清液过滤后10 000×g离心10 min，沉淀用提取介质重悬后10 000×g离心10 min，1 mL提取介质重悬沉淀即为纯化线粒体。Bradford法检测样品蛋白含量^[18]。

1.4.6 JC-1荧光染料检测线粒体膜电位在线粒体膜电位较高时，JC-1聚集在线粒体基质中，形成聚合物，产生红色荧光；在线粒体膜电位较低时，JC-1不能聚集在线粒体基质中，此时JC-1为单体，产生绿色荧光。0.1 mL线粒体悬液加入0.9 mL JC-1染色液，37 ℃避光孵育10 min。3 mmol/L苹果酸+8 mmol/L谷氨酸启动态四线粒体呼吸，荧光分光光度计分别检测红色荧光(激发光525 nm，发射光590 nm)和绿色荧光(激发光490 nm，发射光530 nm)。红色荧光数值/绿色荧光数值记录为线粒体膜电位^[19]。

1.4.7 荧光素酶发光法检测线粒体ATP合成活力 ATP测定介质(0.1 mmol/L苹果酸，1 mmol/L谷氨酸，3.0 mmol/L Hepes，0.5 mmol/LEDTA，0.25 mol/L Succose)中顺序加入0.05 mg线粒体、20 μmol/L荧光素酶和4 μmol/L ADP，微量荧光分光光度连续记录荧光强度动态变化，计算斜率为ATP合成活力^[19]。

1.4.8 DCFH-DA荧光染料检测线粒体活性氧(reactive oxygen species，ROS)产生速率0.1 mL线粒体悬液加入2.9 mL活性氧测定介质(1.5 mg defatted BSA，1 mmol/L EDTA，130 mmol/L KCl，2.5 mmol/L KH₂PO₄，10 mmol/L Hepes，pH 7.4)，0.1 mmol/L苹果酸+ 1 mmol/L谷氨酸启动态四线粒体呼吸，加入5 μmol/L DCFH-DA后37 ℃避光水浴5 min。荧光分光光度计描记荧光强度动态变化(激发光488 nm，发射光525 nm)，计算斜率为线粒体活性氧产生速率^[20]。

1.4.9 Western blot法检测心肌相关蛋白表达 Western blot法检测VDAC-1、COXIV、Beclin-1、Bnip3、Tfam和PGC-1α蛋白相对表达量，β-tubulin定为内参蛋白。垂直电泳仪用SDS聚丙烯酰胺凝胶分离蛋白样品，PVDF转膜后对应一抗孵育12 h，PBS清洗后用辣根过氧化物酶标记的对应二抗孵育1 h，PBS清洗后用底物化学发光试剂盒显影，胶片压片记录条带，用Quantity One软件扫描分析各条带灰度值。目的蛋白相对灰度值=目的蛋白条带灰度值/内参蛋白条带灰度值。以假手术组目的蛋白相对灰度值为100%，急性心肌梗死对照组和急性心肌梗死+高强度间歇运动组目的蛋白相对灰度值与假手术组比值，即为其相对表达量(%)。

1.5 主要观察指标 ①大鼠左心室收缩压，左心室舒张末期压、左心室压力上升/下降最大速率；②心肌线粒体膜电位；③ATP合成活力；④线粒体活性氧产生速率；⑤心肌VDAC-1、COXⅣ、Beclin-1、Bnip3、Tfam和PGC-1α蛋白表达量。

1.6 统计学分析 实验数据均用x(_)±s表示，组间数据比较采用SPSS 13.0统计软件进行单因素方差分析，P < 0.05为差异有显著性意义。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植；肝移植；移植；心脏移植；组织移植；皮肤移植；皮瓣移植；血管移植；器官移植；组织工程

讨论

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调PGC-1α及线粒体生物合成的机制之一^[35]。此外，Jiang等^[36]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]。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。

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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

Effects of short-term high-intensity interval training on ventricular remodeling and mitochondrial content in rats after myocardial infarction

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