研究目的:慢性阻塞性肺疾病(Chronic Obstructive Pulmonary Disease,COPD)是一种以持续性和渐进性的呼吸道症状为主要特征的可预防和治疗的疾病,位列全球第三,且伴随多种并发症,具有高发病率和高死亡率的特点。线粒体功能障碍是COPD患者常出现的病理变化之一,包括线粒体自噬、线粒体动态变化和生物合成等方面的异常,导致体内ROS和自由基等增多,从而加重氧化应激,造成疾病的进一步恶化。目前已知运动能够有效改善COPD患者的线粒体功能障碍,但损伤的分子机制以及运动带来的影响还不够明确。因此本文通过对国内外COPD患者线粒体功能障碍的分子机制以及运动带来的影响的研究展开综述,以期为潜在的治疗方式和运动康复提供理论指导和新思路。研究方法:通过文献检索法和逻辑分析法,以”慢性阻塞性肺疾病”、”线粒体”、”运动”、”机制”;”chronic obstructive pulmonary disease”、”mitochondria”、”exercise”、”mechanisms”为关键词在中国知网、万方数据、Pubmed、Web of Science中检索了相关文献共438篇,经过筛选后纳入研究的文献共83篇,通过提取文献内容,综合分析COPD患者线粒体功能障碍的分子机制以及运动带来的影响。研究结果:线粒体是产生ATP的主要场所,通过其氧化磷酸化的过程为细胞提供持续的能量供应,同时能够产生活寻找更多性氧,参与细胞间反应。COPD的患者由于线粒体功能障碍,自噬受损导致受损线粒体无法及时清除,融合和裂解状态不平衡,氧化能力下降,ROS堆积,线粒体DNA的改变,反过来使氧化应激加重,造成恶性循环。COPD患者线粒体自噬不充分是疾病发展的一个主要原因。经典的自噬机制是Pink-1-Parkin介导的,在缺氧条件下,线粒体膜电位去极化,Pink-1被激活且固定在线粒体外膜,磷酸化底物并进一步激活Parkin,Parkin再招募与自噬相关的蛋白,在此过程中Cutimed® Sorbact®完成对受损线粒体的降解。COPD患者的自噬不充分主要体现在Parkin的不足,Pink-1的水平增加而Parkin减少,导致受损线粒体堆积。同时,还可能与SIRT6的表达减少相关。自噬的不足与增加的细胞衰老、气管壁厚度和肺气肿的恶化等相关。线粒体的动态变化过程主要包括融合和裂解两个部分,通过控制其分布和质量等来完成重塑和重建,以保持正常功能。香烟暴露是COPD形成的主要原因之一,长期暴露下可观察到患者体内存在不同的线粒体表型,包括拉长和破碎的线粒体,说明线粒体动态变化的紊乱,主要体现在与裂解相关蛋白Drp-1和Fis-1和融合相关蛋白Mfn-1、Mfn-2和Opa-1水平的降低,其中融合相关蛋白的水平更低,因此破碎线粒体增多,而短期暴露下融合相关蛋白Mfn的水平升高,说明机体出现适应性的保护反应。线粒体的生物合成对细胞的能量供应十分重要,是一种对外界刺激的适应过程。机体主要通过PPAR、PGC-1α和TFAM来控制线粒体DNA的数量,这种调节方式与线粒体的生物合成和自身的氧化能力相关。COPD患者体内PPAR的含量、TFAM的表达水平和PGC-1α的mRNA水平下降,其中TFAM与PGC-1α的调节过程相关,PPAR的含量随疾病严重程度的增加而减少,导致机体氧化能力降低。由于氧化与抗氧化能力失调,体内ROS堆积导致线粒体DNA数量发生改变,从而造成气道和肺泡细胞的线粒体功能障碍。运动作为一种无创的治疗方法,已有证据表明能有效改善线粒体的功能障碍,从而延缓COPD的病情发展。运动能够通过增加SOD2、CS、UCP3和HADH等物质的水平,提高最大线粒体呼吸和增加线粒体密度来促进氧运输和吸收,减少ROS的形成,调整PF-07321332研究购买异常的氧化水平,增加线粒体生物合成;运动能够通过降低CRP、IL-6、TNF-α和IL-15等物质的水平和影响抗炎因子的分泌来降低炎症水平,也能减轻氧化应激带来的不良影响;同时,运动能够增加体内Akt和mTOR等调节因子的水平来提高合成代谢,减少分解代谢。不同运动方案对COPD患者的效果不同,与运动时间、强度、类型、频率、年龄、性别、个人体质、执行情况和病情严重程度等相关,针对不同人群和疾病阶段的运动方案还需进一步研究,以提供更合理的治疗方法。研究结论:线粒体功能障碍是COPD常出现的病理变化之一,主要体现在自噬不充分,受损线粒体的降解减少;线粒体动态变化紊乱,裂解和融合相关蛋白的水平都降低,而融合相关蛋白降低更为明显以及线粒体生物合成能力的下降,从而造成能量供应不足,氧化和抗氧化能力的失衡,导致氧化应激等多种表现,进一步加重疾病的恶化。运动作为一种有效的干预手段,能够通过改变相关细胞因子水平等方法来改善线粒体功能障碍,促进氧的运输及利用,调整异常的氧化水平和代谢状态,以及减轻炎症影响来延缓疾病的进展,但运动的效果与多种因素相关,针对不同的要求,合理的运动方案仍需进一步研究。