运动、高血压与血管内皮细胞生长因子研究进展

景会锋

(延安大学 体育学院，陕西 延安 716000)

运动、高血压与血管内皮细胞生长因子研究进展

景会锋

(延安大学 体育学院，陕西 延安 716000)

高血压已经在全世界范畴内成为影响国民健康的重大公共卫生问题，也是最常见的慢性疾病，且致残、致死率极高。高血压疾病不仅与胰岛素抵抗有关，还与血管内皮细胞及代谢障碍有关，如何安全有效的在高血压早期通过内皮功能障碍及血管壁的损伤与重塑来改善高血压是很有意义的。运动可以改善高血压引起的血管损伤，其可能机制与运动时VEGF表达增加有关。所以，关于运动、高血压与血管损害之间的研究具有重要意义。

运动;高血压;血管内皮细胞生长因子

目前，高血压作为心脑血管系统的疾病之一，已经严重危害人类的身体健康。高血压不仅与胰岛素抵抗有关还与血管内皮细胞及代谢障碍有关，如何安全有效的治疗高血压疾病是当前医疗卫生领域科学研究的一项重要任务。运动，尤其是有氧运动可改善高血压大鼠的心血管系统功能，实现骨骼肌增长、并使骨骼质量得到改善。本文旨在探讨运动、高血压与血管内皮细胞生长因子(VEGF)之间的关系，为运动预防高血压疾病提供一定的理论基础。

1 高血压引起的靶器官病理改变与危害

高血压疾病目前的危害形势十分严峻，它的危害人群广泛，致残致死率高，且严重影响生活质量，消耗医疗和社会资源。对靶器官的危害这一重要原因，决定了高血压对人们的危害甚大。长期高血压可致使全身细、小动脉痉挛，管壁缺氧，呈透明样变性，目前研究主要集中在血管、心、脑、肾脏的影响为主。血压持续升高时，使血管内膜纤维组织增生，管腔内部变窄，引起供血障碍，长时间的高血压使靶器官严重损害［1］。但是，早期高血压引起的血管损害作用是可逆的，通过血管内皮细胞功能及血管壁的重塑可以有效的进行缓解，所以，对于高血压血管损害进展的研究具有十分重要的意义。

血管重塑在心血管疾病治疗过程中发挥重要作用，而内皮细胞在血管重塑中发挥重要作用。研究发现，血管重塑可引起血管内皮功能障碍［2］。另外，高血压血管重构的一个重要的表现是血管平滑肌的增生，内皮可为血液的流动提供一个平滑的物理表面，所以在高血压引起的内皮功能障碍会直接影响到血管重塑的效果。目前国内外学者的研究主要集中在如何能够改善心肌和大动脉血管的重构以及血管功能障碍。骨骼肌是运动的直接器官，微血管密度分布较高，物质和能量代谢活跃，高血压患者骨骼肌存在微血管病变，且还常伴有代谢障碍，这会进一步加重微血管病变。血管内皮细胞生长因子(VEGF)是促进血管新生的重要因子，研究VEGF和高血压与血管新生之间关系对于高血压的症状的缓解有重要意义。

2 VEGF

2.1 VEGF的来源

VEGF属于血小板生长因子(platelet derived growth factor，PDGF)家族的一个成员，在正常成人组织中水平较低，但在有血管新生的组织中水平较高，并且在血管新生的过程中具有促进毛细血管融合的作用，且能激发血管内皮细胞增殖以及血管生成重要的生物学功能，且参与了组织损伤的修复［3］。所以通过低氧运动或者刺激可刺激VEGF表达的上调，改善内皮细胞有丝分裂，促进新生血管的形成，促进血管的新生。

2.2 VEGF的家族成员及其结构

VEGF家族成员主要包括7个分泌型的糖蛋白: VEGF－A、VEGF－B、VEGF－C、VEGF－D、VEGF－E、VEGF－F(PDGF)和PIGF［4］。机体病理的状况下，特别是缺血缺氧可刺激VEGF表达上调，促进内皮细胞组织分裂速度加快，并加快新生血管形成，改善组织血供，并能增强毛细血管的通透性，故又称血管通透性因子(VPF)。但是在正常生理状态下，健康的成年人血管生成被关闭，多数组织VEGF呈低水平表达。

2.3 VEGF家族与其受体的生物学作用

VEGF受体(VEGFR)主要是通过促进毛细血管新生和调节血管张力与通透性，通过旁分泌作用于受体而发挥的生物学功能。VEGF与受体结合后，受体通过自身发生磷酸化，并且能够诱发一系列信号转导机制，才能才能促进血管新生。据报道，VEGF与VEGFR结合于VEGFR的胞外区域，VEGF的生物学效应是与其特异性性受体相结合而发挥的生物学效应［5］。

2.4 VEGF的功能

2.4.1 促进血管内皮细胞增殖

VEGF是特殊血管内皮细胞分裂素，能够诱发并刺激体外培养的血管内皮细胞发生增殖和迁移，进而促进体内血管的形成。VEGF在肾肿瘤中，高度表达与其受体相结合，从而促进血管内皮细胞有丝分裂，达到促进肿瘤血管的新生，证明了VEGF与其它可能会引起促血管内皮细胞增殖的细胞因子间有相互作用［6］。Rissanen等人研究发现VEGF可调节骨骼肌细胞再生，并且能够抵抗骨骼肌细胞凋亡［7］。

2.4.2 增加血管通透性

VEGF是有力的血管通透因子，主要是通过改变微血管的通透性，引起血浆蛋白渗漏于细胞外，在细胞外基质中沉着，为成纤维细胞和内皮细胞的迁入通过基质，为细胞的生长和新生毛细血管网搭建平台［8］。

2.4.3 促进血管支持物的生成

VEGF可以诱导内皮细胞表达uPA(尿激酶型纤溶酶原激活因子)、tPA(组织型纤溶酶原激活因子)和uPAR(纤溶酶原激活因子受体)等，这些细胞因子进而渗透到血管外区域和血浆蛋白形成血浆蛋白凝块，形成新生血管的支持物［9］。

2.4.4 VEGF表达的调控

VEGF在正常生理状态下表达很低，在环境刺激下如缺血、低氧等促进VEGF的合成。缺氧可以增加VEGF的转录，尤其是低氧环境下，VEGFmRNA水平呈现逆转性的下降，对血管的新生起着尤为重要的新生。

2.4.5 VEGF能够促进内皮细胞存活

研究报道，VEGF可以诱导卫星细胞转移到再生肌肉部位，促进骨骼肌细胞修复及再生，VEGF还有抗凋亡作用，且能够调节骨骼肌成肌细胞的正常功能［10］。血管新生的关键是通过内皮细胞存活，并且阻止内皮细胞凋亡。VEGF在机体处于创伤或刺激的作用最重要是通过促进血管新生而实现的，从促进内皮细胞生芽，迁移，增殖与基质重塑［11］。

3 运动对VEGF的影响

Gustafsson等报道，肌肉在运动后VEGF的表达上调，促进新血管生成［12］。这可能与缺氧情况下诱导HIF－1(细胞内缺氧诱导因子1)合成，并且使其活性增强，上调VEGF等其它血管形成因子的表达。运动后特别是有氧运动对VEGF的表达是最有力的刺激;但是不同运动负荷对VEGF表达的影响以及不同类型肌纤维的影响处于初探阶段，目前仍需进一步的探讨。Olfert等人针对正常Wistar大鼠持续8周低氧运动，观察大鼠腓肠肌中VEGF以及其受体;发现低氧运动加强骨骼肌血管适应性反应，促使骨骼肌毛细血管数目增加，但是VEGF及其受体表达并未增加［13］。所以运动与血管内皮生长因子(VEGF)之间有十分密切的关系，但运动引起的VEGF表达的机制尚不明确。

运动可以通过刺激增加骨骼肌中血管的密度，而更为重要的是组织中血管密度过度增生则会启动机体内负性调节机制使得VEGF基因下调，使得VEGF蛋白表达在不同运动强度中有不同程度的影响。运动可以刺激VEGF蛋白表达的增加，从而改善肢体远端的血流，可能促进内皮细胞的增殖、迁移，加速新血管的生成［14］。总之，不同的运动方式、强度、运动量对毛细血管以及VEGF的蛋白表达影响是不相同的。

VEGF是一种糖蛋白，作用于血管内皮细胞，促进血管内皮细胞迁移、趋化形成新血管。低氧运动时，VEGF通过单核/巨噬细胞上Flt－1受体，促进其迁移，进而分泌多种血管生长因子，间接促进血管新生［15］。VEGF可通过PI3K－Akt/PKB途径激活血管内皮细胞中的一氧化氮合酶(eNOS)［16］。VEGF是血管生成的重要刺激源，其与骨骼肌细胞的代谢、功能、对运动的适应性，甚至肌纤维类型的互变有着重要的意义。新生血管的生成来源于先前存在的内皮细胞的增殖，并且内皮细胞的增殖依赖于VEGF。

影响毛细血管增生的因素很多，VEGF是近十年发现的一种特异作用于血管内皮细胞的促细胞分裂素和血管生成因子，是目前国际上公认的最重要的促血管增生因子。近年来，关于低氧和/或运动诱导VEGF来调节骨骼肌毛细血管新生方面的研究己获得一定进展。毛彬彬等人观察到了大鼠训练后微血管新生，并且VEGF蛋白表达以及肌纤维间发生血管增生。Pamela等人在对安静状态下的大鼠骨骼肌进行研究，结果显示:大鼠腓肠肌位于深部位的红肌(RG)的VEGFmRNA水平最高，比目鱼肌次之，位于腓肠肌浅部白肌(WG)最低。通过运动之后WG的VEGFmRNA水平急剧上升，RG则稍有上升［17］。所以运动训练和/或低氧环境下，骨骼肌适应的主要表现之一即血管的增生，尤其是毛细血管的增生能缩短氧从毛细血管向组织弥散的距离，是提高机体氧气供应的重要机制之一。长期训练可使运动引起的骨骼肌VEGFmRNA水平的升高产生适应。在训练初期，VEGFmRNA的增加对血管增生和随之产生的氧的吸收、氧的转运和最大摄氧量(V02max)的增加是必需的因素。但在训练过程中，血管增生的贡献及其相关的促进作用使VEGFmRNA的升高减弱，提示了负反馈现象的存在，即VEGF的作用在运动早期是非常重要的，但在运动诱发的血管增生已明显出现时，这种机制的重要性减弱了。运动对增加不同类型肌纤维VEGF表达影响的研究尚处于初级探索阶段，我们尚未查找到有关高强度运动模型不同类型肌纤维VEGF的表达研究资料。

综上所述，说明运动可以改善高血压引起血管损伤，肌纤维横截面积减少，其可能机制与运动时VEGF表达增加，VEGF与其受体FLk－1/KDR相结合，进而激活PI3K/Akt信号通路，促进eNOS蛋白表达增加，引起骨骼肌中血管新生及物质代谢增强，骨骼肌中毛细血管增生，代谢物质旺盛，而使得疾病得到改善，从而达到预防和治疗高血压的目的。

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［责任编辑 贺小林］

Research Progress on Exercise，Hypertension and Vascular Endothelial Grow th Factor

JING Hui－feng

(College of Physical Education，Yan'an University，Yan'an 716000，China)

Hypertension has become the great public health problem affecting people's health in the whole world，and is also themost common chronic disease and disability，and death rate is extremely high.Hypertensive diseases associated with insulin resistance and vascular endothelial cells and associated metabolic disorders，how safe and effective in the early stage of hypertension through endothelial dysfunction and vascular wall damage and reconstruction to improve hypertension is verymeaningful.Exercise can improve hypertension－induced vascular injury and its possiblemechanisms and associated with increased VEGF expression during exercise.So in terms ofmovement，between study on hypertension and vascular damage is significant.

exercise;blood pressure;vascular endothelial growth factor

G804.2

A

1004－602X(2015)03－0109－04

10.13876/J.cnki.ydnse.2015.03.109

2015 -07 -10

2014年陕西省教育科学十二五规划课题项目(SGH140587)

景会锋(1979—)，男，河南登封人，延安大学讲师。