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研究高强度训练对心脏大有益处的原因

针对心力衰竭的新研究表明,运动可降低心脏疾病的严重程度,改善心脏功能并增加其工作能力。

挪威科技大学(NTNU)的研究人员托马斯·斯托伦(TomasStolen)解释说:“训练的强度对于达到这种效果非常重要。”

研究人员特别发现,高强度运动对于增强心脏健康特别有效。

Stolen和他的同事MortenHoydal是发表在《分子与细胞心脏病学杂志》上的一项全面研究的主要作者。

研究人员以患有心力衰竭的大鼠为研究对象,研究了规律运动后心肌细胞内部发生的情况。

“我们发现,无论是心肌细胞处理钙的方式还是在心脏中传导电信号的方式,通过锻炼都可以得到改善。这些改善使心脏能跳动得更厉害,并且能抵消威胁生命的心律失常。”

01

精密调校的机器

为了使心脏能够有力、规律和同步地跳动,许多功能必须协同工作。每次心脏跳动时,心脏的起搏点(窦房结)都会向心脏的其他部位发出称为动作电位的电脉冲。

所有的心肌细胞都被膜包裹着。静止时,细胞膜内部的电压与外部的电压相比为负。细胞膜外部和内部的电压之差称为静止膜电位。

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当动作电位到达心肌细胞时,它们需要克服每个细胞的静息膜电位以使细胞壁去极化。发生这种情况时,钙可通过细胞膜中的通道流入细胞。

钙引发心肌细胞的实际收缩。完成此过程后,钙被转运出细胞或回到每个心肌细胞内的储存位置,在下一次出现动作电位时促进新的收缩。

如果心脏的电传导或钙离子管理系统出现故障,则可能会导致只有少量的心肌细胞能够收缩,并且每个细胞的收缩变弱,或者电信号会变得混乱,从而使心脏开始颤动。

“当某人患有心力衰竭时,所有这些过程都会失灵,”Stolen说。

“动作电位持续时间变长,细胞的静息电位变高,并且细胞壁中钙通道的转运功能受到干扰。然后,钙会从每个心肌细胞内的储存位置不断泄漏。”

但Stolen带来了一个好消息:“我们的结果表明,高强度训练可以完全或部分扭转所有这些功能障碍。”

个虚弱的心脏。

通常,窦房结使人的心脏在静止时每分钟跳动50到80次。这足以为人体所有器官系统和细胞提供足够的富氧血液,以使其正常运转。

起床散步时,您的心脏会自动开始更快地跳动,并逐渐加大力度,以便使血液供应适应增加的身体活动水平。

活动强度越高,心脏必须越努力工作。

锻炼可以增强心脏收缩力,让心脏每次跳动都可以将更多的血液泵送到身体的其他部位。因此,窦房结可以轻松一些,受过良好训练的人比没有进行规律心肺训练的人的静息心率低。

心力衰竭的人心脏的泵血能力很弱,以至器官不再能接收足够的血液来维持良好的功能。心力衰竭的人对运动的耐受力低,并且经常很低强度的活动就会导致他们气喘吁吁。

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换句话说,增加心脏收缩力对于改善心力衰竭患者的生活质量和健康至关重要。

02

高强度间歇

就像Stolen和Hoydal的研究中的老鼠一样,许多患有心力衰竭的人在遭受严重的心脏病发作后都会出现这种情况。

在健康的大鼠中,每次收缩时心脏都会泵出75%的血液。在患有心力衰竭的大鼠中,这种对泵血量的度量(称为射血分数)降低至20%。

在跑步机上几乎每天进行间歇训练六到八周后,射血分数增加到35%。

大鼠以其最大运动能力的90%进行四分钟间隔训练,这与挪威科技大学(NTNU)多个研究小组多年来倡导的4×4方法(4分钟高强度训练,4分钟低强度恢复)相似。

“间歇训练还可以显著改善大鼠的身体条件,”Stolen解释说,“经过训练之后,它们的健康水平实际上要好于没有心脏病但是未经训练的老鼠。”

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对心律不齐的潜在影响

心肌细胞中钙的处理能力受损,不仅会使细胞每当有动作电位时以较小的力收缩,还会使钙积聚在细胞质内。

仅当心脏准备跳动时,细胞中储存的钙才被释放。但是,心力衰竭会导致钙不断漏出。

每次收缩后,需要通过专门的泵将钙有效地运回钙储存库中或从心肌细胞中运出。在心力衰竭患者中,这些泵工作不佳。

当大量钙在细胞质内积聚时,心肌细胞在本应该处于静止状态时会开始收缩。这可能会导致心室纤维性颤动,这种心室颤动是致命的,是导致心脏骤停的常见原因。

“我们发现间歇训练改善了许多机制,使钙可以从细胞中抽出并更有效地储存在细胞内。在间隔训练的大鼠中,细胞内钙的泄漏也停止了。”Stolen说。

当研究人员试图在患病的大鼠心脏中诱发心室纤维性颤动时,这种效果很明显:在9只完成了间歇训练的患病大鼠中,只有一只出现了心室纤维性颤动。

相比之下,没有运动的心力衰竭大鼠中,所有的都会出现心室纤维性颤动。

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营救小分子

到目前为止,研究小组已经表明,锻炼可以通过多种方式改善患病心肌细胞的钙管理。

锻炼还可以使心脏的电信号系统发挥更大的功能。此外,他们表明,运动可以抵消导致心脏变大和僵硬的过程。

综上所述,这些改进使每次心跳更加有力,并降低了心力衰竭的严重程度。

危险的心室颤动的风险也降低了。但是关于为什么运动能纠正动作电位并确保心肌细胞能够以正确的方式管理钙,Stoen和他的团队仍然缺乏答案。

为了回答这个问题,他们调查了训练是否改变了大鼠细胞内部的遗传活性。

他们得出结论,成千上万种不同类型的称为微型RNA的微分子可能通过与基因的直接相互作用来控制这种活性。

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事实证明,与健康大鼠相比,我们检查的55种微型RNA变异在患有心力衰竭的大鼠中发生了改变。间歇训练将其中18种恢复为健康水平。

“已知有几种相关的微分子在钙管理和心脏电传导系统中均起着作用,但最有趣的是我们发现了新的微型RNA,它们在心力衰竭中起着重要的作用。”

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研究对健康和健身专业人员意味着什么

大量研究表明,高强度间歇训练可带来许多好处,并且它适合包括老年人和超重肥胖者在内的各种运动者。

它还非常高效,需要的时间更少,这对于许多时间紧迫的人来说可能是一个重要因素。

更具吸引力的是,这种锻炼方式对于增强心脏功能也很有效。

但是,由于偏好或身体限制,总会有一些人喜欢强度更低的运动。幸运的是,中等强度的运动也可以为身体(包括心脏)带来很多好处。

尽管该研究主要

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