覃开蓉

动脉内皮细胞(endothelial cells)位于动脉内腔表面（如图1），是血液流动和血管壁之间的功能性屏障。它不仅维持血管结构的完整，还在调节血管细胞生长、调节抗凝及纤溶系统、介导炎症与免疫、调节白细胞与血小板在血管内皮黏附、调节脂质氧化、调节血管通透性等方面扮演十分重要的角色。动脉内皮功能受损或功能障碍是动脉粥样硬化早期的主要表现。早期逆转内皮功能是近年来心血管疾病防治的一个新方向。

动脉内皮细胞直接与血液接触，能感受血流产生的剪切应力(shear stress)作用，内皮细胞能识别血流剪切应力并能将信号传递到细胞的内部，从而引起细胞的响应，包括细胞形态、功能和基因表达的改变。细胞的这些响应被认为与动脉粥样硬化形成、血管结构和功能重建等依赖血流动力学的现象密切相关。

图1  血液流动、内皮细胞和平滑肌细胞

骨髓和外周血中存在能分化为血管内皮细胞的前体细胞—内皮祖细胞(Endothelial Progenitor Cells, EPCs)。当内皮结构和功能受损时，能释放调节内皮祖细胞动员、迁移和增殖等的各种生化因子，通过趋化作用最终使EPCs着床于血管内皮损伤部位，修复损伤的内皮细胞（图2）。以内皮祖细胞为基础的内皮细胞疗法是防治心血管疾病新的策略之一。

图2  EPCs动员、迁移和着床于血管内皮损伤部位的机制(Volaklis et al. 2013[1])

合理的运动（图3）一方面可通过改变动脉血流剪切应力作用于血管内皮细胞，上调各种抗动脉粥样硬化基因表达，刺激内皮细胞产生多种舒张血管因子、抗氧化酶和抗血栓物质，对血管内皮功能的改善起到有益作用；另一方面能促进内皮细胞分泌血管舒张因子NO, 进一步上调健康成人循环内皮祖细胞数量和功能[2]，循环内皮祖细胞一旦着床于内皮损伤部位，即可对损伤的内皮细胞进行修复。中山大学附属第一医院心内科的陶军研究小组还发现[3]，急性运动上调健康成人循环内皮祖细胞数量和功能的作用维持较为短暂，因此，与急性运动相比，长期规律的运动锻炼对于维持循环内皮祖细胞的作用更为重要。

图3 运动后动脉血流剪切应力变化及其诱发的内皮细胞响应(Green et al. 2004[4]; Green 2009[5])

 参考文献：

[1] Volaklis KA, Tokmakidis SP, Halle M. Acute and chronic effects of exercise on circulating endothelial progenitor cells in healthy and diseased patients, Clin Res Cardiol, 2013, 102: 249-257

[2] 杨震，赖光华，夏文豪，等.运动条件下健康人循环内皮祖细胞的数量和功能，中国组织工程研究，2012， 16(7): 1215-1219

[3] 杨震，李德昶，夏文豪，等.急性运动后健康人循环内皮祖细胞的动态变化及其与NO 水平的关系, 中山大学学报（医学科学版）, 2009, 30(5): 501-506

[4] Green DJ, Maiorana A, Driscoll GO, Taylor R. Effect of exercise training on endothelium-derived nitric oxide function in humans, J Physiol., 2004, 561(1): 1-25

[5] Green DJ. Exercise training as vascular medicine: direct impacts on the vasculature in humans. Exerc Sport Sci Rev, 2009, 37(4): 196-202.