《表1 Piezo1对心血管系统的主要作用》

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《机械敏感离子通道Piezo1在心血管系统中的作用》

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运动是提高人体机能、促进身体健康的重要因素之一。就心血管系统而言，规律运动可改善心血管系统机能，降低罹患心血管疾病的风险。研究发现，运动过程中Piezo1也扮演着重要角色。运动时，血流剪切应力持续增加，身体器官组织时刻受到挤压、拉伸等外力作用，Piezo1作为可感受机械应力刺激的蛋白，在运动过程中被激活进而发挥其作用。Rode等[48]对小鼠进行全身性转轮运动后发现，相较于正常小鼠，内皮细胞Piezo1缺失小鼠在运动过程中收缩压和舒张压的升高均被明显抑制，提示运动可能激活某种依赖于Piezo1的血管收缩机制。在运动过程中，血管的收缩仅限于相对不重要的器官（如肠道），骨骼肌血管则进行舒张反应，因而身体中存在一种针对运动状态的血管特异性反应，从而使血液重新分布。针对运动时内脏血管收缩而运动器官血管舒张现象，Rode等[48]推测Piezo1的血管收缩机制具有血管床特异性。目前确定的一种机制差异是，内脏血管如肠系膜动脉的内皮细胞和平滑肌细胞之间存在高效的缝隙连接通讯，但在一些运动器官中的血管如股动脉中却不存在这类通讯现象。通过这种缝隙连接通讯，内皮细胞的去极化可传递到平滑肌细胞中使其同样发生去极化，实现血管收缩[49]。通过上述机制，被剪切应力激活的Piezo1通道可在一处动脉中实现血管收缩，而在另一处动脉中实现舒张，从而使内脏中的血液调动至运动器官（如骨骼肌）内，最终改善运动状态并提高运动能力。有趣的是，Rode等[48]发现，内皮细胞Piezo1缺失小鼠在自主活动过程中运动次数、跑动距离和时间较健康小鼠均显著减少，且在相同运动条件下其运动后体重下降更为显著。然而，内皮细胞Piezo1是否参与调控其体重丢失尚不明确，Rode等[48]推测，很可能是小鼠为提高运动表现而消耗更多的能量[48]。上述研究表明，内皮细胞Piezo1缺失导致小鼠运动能力明显减低；而在运动过程中通过Piezo1对于血管收缩舒张的调节，有利于血液重新分配，并进而改善运动表现，提示Piezo1在运动过程中的重要作用。但目前关于运动介导Piezo1在心血管系统中作用的具体机制尚不清楚，且Piezo1对于不同运动形式（比如有氧和抗阻）或运动强度的应答差异未见报道。对于Piezo1具体作用机制的研究，可为今后深入了解运动改善心血管系统的分子机制提供新的思路。归纳Piezo1在心血管系统中的主要作用见表1。