运动作为一种重要的生理刺激,已被广泛证实能够通过多种机制积极调节线粒体功能,从而在维持细胞稳态、延缓衰老及防治疾病中发挥关键作用。其调控作用主要体现为3个方面:
首先,运动优化线粒体动力学平衡。线粒体通过持续的分裂与融合维持其网络形态与功能。研究表明,规律运动能够调节线粒体动力学相关蛋白的表达,促进融合、抑制异常分裂,从而维持线粒体网络的完整性和稳定性,增强其应对能量需求与应激的能力。
其次,运动促进线粒体生物合成。运动可激活AMPK、PGC-1α等关键信号通路,上调核基因组与线粒体基因组的协同表达,驱动新的线粒体生成。特别是在骨骼肌中,这一过程能有效增加线粒体含量和质量,提升组织的氧化代谢能力和运动耐力。
再次,运动增强线粒体质量控制。线粒体自噬是清除功能受损线粒体的核心机制。运动可通过激活PINK1/Parkin等信号通路,上调自噬相关受体蛋白,选择性清除衰老或损伤的线粒体。这一过程对于维持细胞健康至关重要,如在衰老大鼠心脏中,有氧运动能通过此系统逆转心脏的病理性重塑;在防治肌少症中,它有助于维持肌肉质量和功能。
此外,运动对线粒体功能的改善具有广泛的疾病干预潜力。例如,在帕金森病等神经退行性疾病中,运动可通过减轻线粒体功能障碍、氧化应激等途径,发挥神经保护作用。
本期选择国内学者2024-2025年发表的5篇与运动调节线粒体功能有关的文章,推荐给读者阅读。
1.运动调控线粒体动力学变化的研究进展
林建健1,宋 洁2
1国际关系学院,北京市 100091;2 北京农学院,北京市 100096
基金资助:中央高校基本科研业务费专项资金资助 (3262023T25),项目负责人:林建健
引用本文:林建健,宋洁.运动调控线粒体动力学变化的研究进展[J].中国组织工程研究,2024,28(11):1767-1771.
2.有氧运动调控线粒体质量控制系统逆转衰老大鼠心脏的病理性重塑
唐 亮1,王合霞1,王庆博2,皮亦华2,张 艳2
1中国石油大学 ( 北京 ) 体育与人文艺术学院,北京市 102249;2 广西中医药大学,广西壮族自治区南宁市 530021
基金资助:广西教育科学“十三五”规划课题 (2017C386),项目负责人:张艳
引用本文:唐亮,王合霞,王庆博,皮亦华,张艳 . 有氧运动调控线粒体质量控制系统逆转衰老大鼠心脏的病理性重塑[J].中国组织工程研究,2024,28(16):2534-2541.
3.运动促进骨骼肌线粒体生物合成的调控机制
张子寒1,王加新1,杨文意2,朱 磊1
1曲阜师范大学体育科学学院,山东省济宁市 273100;2 滨州市体育总会办公室,山东省滨州市 256600
引用本文:张子寒,王加新,杨文意,朱磊. 运动促进骨骼肌线粒体生物合成的调控机制[J].中国组织工程研究,2025,29(30):6499-6508.
4.线粒体自噬相关受体蛋白和信号通路在运动防治肌少症中的作用
郭 辉,孔健达,田春兰
曲阜师范大学体育科学学院,山东省济宁市 272000
基金资助:山东省社会科学规划研究项目一般项目 (17CTYJ10),项目负责人:田春兰
引用本文:郭辉,孔健达,田春兰 . 线粒体自噬相关受体蛋白和信号通路在运动防治肌少症中的作用[J].中国组织工程研究,2024,28(27):4397-4404.
5.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
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
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.