弗吉尼亚大学医学院的一项新研究表明,运动可以保护肌肉和神经免受受伤或手术后血流恢复所造成的损伤。
UVA的甄Yan博士,高级专家细胞运动的好处,和他的团队正在努力更好地了解人体修复受损的血液流动,称为缺血再灌注损伤,想办法改善结果的人受苦,包括手术和外伤病人和士兵在战场上受伤。他们的新发现表明,损伤前的运动在保护肌肉和神经方面有很大的好处。
弗吉尼亚大学罗伯特·m·伯尔尼心血管研究中心骨骼肌研究中心主任严解释说:“运动训练的老鼠恢复得更好,证据是在受伤后和几天后,神经损伤更少,肌肉损伤更少,收缩功能减少也更少。”
缺血再灌注损伤的危险
由于再灌注损伤造成的损害,医生们现在试图将血液流动被切断的时间限制在不超过90分钟。严说:“有些情况下,你必须止血才能挽救生命。”“我们通常的做法是戴上止血带,完全停止血液循环,直到病人被送往急诊室。但这里有一个问题:我们不能阻挡太久。组织会坏死。我们必须在一定程度上恢复血液流动,但这会导致再灌注损伤。这是一个难题。”
在他的最新研究中,严和他的团队使用他开发的一种叫做MitoTimer的“报告基因”来了解再灌注损伤对肌肉和神经的影响。报告基因使他们能够测量血液流动恢复时细胞的动力装置线粒体的“氧化应激”量。
他们发现,损伤前的运动明显减少了对肌肉和神经的损伤,但并没有显著减少氧化应激的数量。“我们知道锻炼会使肌肉和神经更加强壮,”严说。“保护措施非常明确。”
虽然这种保护机制还不清楚,但严之前的研究已经揭示了血液流动恢复后肌肉细胞会发生什么。他把它比作从电路板上断开的电线。他甚至在老鼠身上发现了一种化合物,可以帮助保护电路板上的线粒体。他说:“通过这种治疗,我们发现电路板被保存了下来。电路板是一种叫做神经肌肉接点的结构,神经与肌肉在物理上相连,以控制肌肉的收缩。”电线仍然连接着。函数是正常的。因此,复苏要快得多。”该药物具有潜在的预防因血流恢复而引起的神经损伤和加速患者康复的作用。(然而,很明显,运动训练是通过一种不同的机制实现这一点的。)
在将这种药物用于人类之前,还需要做更多的工作,但严认为这一发现大有希望。例如,他设想这种药物可能对军队有巨大的用途。他说:“在战场上,一件简单的事情就是在肢体上缠上绷带,阻断血液循环,防止出血。”“但在一定程度上,你必须重建血液循环,我们的方法可以提供一种方法,将附带损害降到最低,并取得更好的效果。”
弗吉尼亚大学心血管医学部的Yan计划继续他对药物和再灌注损伤的研究,作为他对运动如何有益于细胞和人类健康的更大研究的一部分。
运动的研究结果发表
严和他的同事在《自然》杂志上发表了他们的最新发现 应用生理学杂志。研究团队由Rebecca J. Wilson、Joshua C. Drake、Di Cui、Matthew L. Ritger、Yuntian Guan、Jarrod A. Call、Mei Zhang、Lucia M. Leitner、Axel G?decke和Yan组成。
这项工作由美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)、赠款R01-AR050429和T32 HL007284-38以及美国心脏协会(American Heart Association)资助,赠款114PRE20380254。