综述:植物来源的类外泌体囊泡可促进运动引起的肌肉恢复并改善睡眠质量

时间:2026年3月15日
来源:Nutrition Research

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运动诱导的肌肉应激通过微损伤、炎症、卫星细胞激活、线粒体重编程和肌纤维修复等复杂适应反应引发,高效恢复过程对运动员表现至关重要,尤其是快速恢复肌肉功能、减少炎症和提高睡眠质量。植物来源外泌体样纳米颗粒(PELNs)因其携带脂质、蛋白质、小RNA和植物特异性代谢物,可同时调节神经内分泌睡眠相关途径和代谢-炎症肌肉修复机制,成为多靶点恢复策略的创新选择。

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埃姆拉·阿伊科拉(Emrah Aykora)| 达姆拉·阿伊科拉(Damla Aykora)
土耳其恰纳卡莱市恰纳卡莱奥内塞兹马尔特大学(Çanakkale Onsekiz Mart University)体育科学学院教练教育系,邮编17100

摘要

运动引起的肌肉应激会触发一系列复杂的适应性反应,包括微损伤、炎症、卫星细胞的激活、线粒体重塑以及肌纤维的修复。恢复过程的效率对运动表现至关重要,尤其是在精英运动员中,快速恢复肌肉功能、减轻炎症和改善睡眠质量会直接影响训练结果。除了传统的恢复方法外,外泌体(EVs)以及最近出现的植物来源的类外泌体纳米囊泡(PELNs)已成为细胞间通讯和组织再生的有前景的生物活性介质。PELNs含有多种生物分子,如脂质、蛋白质、小RNA和植物特异性代谢物,这些成分可能影响氧化应激、炎症信号传导和细胞修复途径。虽然大多数研究集中在哺乳动物或细胞系来源上,但越来越多的证据表明,PELNs可以通过调节细胞功能和改善睡眠相关恢复来促进肌肉再生和恢复。值得注意的是,PELNs采用多靶点策略,可以同时调节参与睡眠调节的神经内分泌途径和控制骨骼肌修复的代谢-炎症机制。通过影响昼夜节律信号传导、线粒体动态和氧化还原平衡,PELNs可能在运动生理学中发挥桥梁作用,这是一种新兴的概念。这种双重调节能力使PELNs区别于传统的恢复干预措施,并突显了它们在运动科学中的创新性和转化潜力。
本综述旨在整理当前关于PELNs与运动诱导肌肉恢复之间关联的证据,重点介绍潜在机制,包括炎症和氧化还原平衡的调节、微RNA驱动的信号传导以及神经代谢适应。结合运动生理学和分子再生生物学的见解,我们认为PELNs为提高运动员的恢复能力和表现提供了一种自然的方法。

引言

肌肉恢复是运动适应性反应的基本组成部分,它决定了在体力负荷后体内平衡的恢复和肌肉表现的提升[1,2]。在剧烈运动期间,尤其是在离心或高强度负荷下,骨骼肌纤维会经历微损伤,表现为肌节结构破坏、短暂炎症和氧化应激。随后的恢复阶段不仅仅是一个被动休息期,而是一个涉及组织修复、线粒体重塑以及代谢和免疫途径重新编程的生物活性过程[3,4]。
对于训练量和强度都达到极限的精英运动员来说,恢复的时间协调至关重要,以防止过度训练或过度使用综合征等不良后果[5,6]。相反,良好的恢复调节可以优化蛋白质合成、糖原沉积和细胞氧化还原平衡,确保对重复训练的有效适应[7,8]。
在生理层面上,肌肉恢复包括几个相互关联的过程:(i) 炎症的消退,巨噬细胞的极化从促炎型(M1)转变为修复型(M2);(ii) 氧化应激的调节,通过上调抗氧化酶(如超氧化物歧化酶SOD和谷胱甘肽过氧化物酶GPx)来实现;(iii) 线粒体适应,涉及PGC-1α和其他转录因子的激活,从而促进生物发生和代谢效率[9],[10],[11],[12],[13];(iv) 由睡眠驱动的再生,在此过程中,激素分泌(生长激素、褪黑素)和分子修复途径同步进行,以恢复肌肉结构和整体平衡[14,15]。重要的是,这些严格调控的过程表明,有效的恢复依赖于协调的免疫代谢信号传导,而不仅仅是孤立地抑制炎症或氧化应激。
尽管运动医学取得了显著进展,但传统的恢复干预措施(如营养补充、冷冻疗法、按摩、压缩服装和药物抗炎剂)往往效果不一或仅具有短暂效果[16,17]。例如,营养恢复策略通常侧重于通过碳水化合物-蛋白质补充来恢复糖原和氨基酸储备[18,19]。同样,高剂量维生素C和E的抗氧化补充可能会削弱ROS依赖的适应性信号传导,反而损害线粒体生物发生和运动生理适应[20]。
冷冻疗法或冷水浸泡等物理方法被广泛用于缓解肌肉酸痛和炎症;然而,反复使用这些方法会抑制修复所需的正常炎症信号传导,从而延缓肌肉再生和卫星细胞的增殖[21],[22],[23]。非甾体抗炎药(NSAIDs)等药物可以有效减轻疼痛和肿胀,但长期使用时可能会干扰前列腺素介导的肌肉重塑和结缔组织合成[24,25]。
对于经历反复微损伤和适应过程的精英运动员来说,这些局限性凸显了需要能够在分子水平上协调恢复的再生策略。有效的干预措施不应仅仅抑制炎症或氧化应激,而应引导它们向解决和适应的方向发展,促进线粒体更新、血管生成和肌生成修复。
在这方面,能够协调炎症消退、氧化还原平衡、线粒体重塑和睡眠相关神经内分泌恢复的新兴生物活性纳米系统代表了运动医学的一个有前景的方向。其中,PELNs作为一种新型的综合性再生平台,受到了越来越多的关注。由于其内在的抗氧化、抗炎和基因调控功能,PELNs可以通过调节免疫代谢信号传导和细胞通讯网络,在运动后再生中发挥重要作用,从而弥补传统恢复策略的机制局限性。

文献搜索策略

使用PubMed、Scopus和Web of Science数据库进行了全面的文献搜索,以识别2010年至2025年间发表的相关研究。关键词包括“植物来源的外泌体”、“类外泌体纳米囊泡”、“骨骼肌恢复”、“氧化应激”、“线粒体生物发生”和“睡眠调节”。纳入了研究PELNs在体外、体内或临床前模型中的生物学效应的原始研究文章。

根据MISEV指南的术语和标准化

根据国际细胞外囊泡学会(ISEV)提出的《细胞外囊泡研究最低信息要求》(MISEV2018和MISEV2023)指南,本综述中使用的术语已严格符合当前标准。由于植物来源的囊泡并不总是根据明确的内吞体生物发生标志物进行表征,因此使用“植物来源的细胞外囊泡(EVs)”或“类外泌体纳米囊泡(PELNs)”这一术语

细胞外囊泡作为恢复的生物调节剂

细胞外囊泡(EVs)是纳米级的结构,直径通常在30到150纳米之间,来源于真核细胞的内吞体区室。最初被认为是细胞更新的副产物,但现在被认为是细胞间通讯的关键介质,携带包括微RNA、信使RNA、脂质和蛋白质在内的功能性物质,这些物质可以调节目标细胞的行为[26,27]。在运动生理学和组织再生的背景下,EVs起着天然

PELNs:组成和机制

PELNs,也称为植物来源的细胞外囊泡(PDEVs),因其在中介细胞间通讯和促进组织再生方面的潜力而受到广泛关注。这些从人参、生姜、葡萄柚、番茄和枸杞等可食用植物中分离出的纳米级囊泡具有富含磷脂酸、磷脂酰胆碱和鞘脂的脂质双层结构。它们的内容物包括小RNA、蛋白质和次级代谢物

结论和未来展望

PELNs为增强运动诱导的肌肉恢复提供了一种自然且多靶点的方法,尤其是在精英运动员中。它们调节参与再生的关键分子途径,包括抗炎、抗氧化、线粒体和昼夜节律调节机制。通过减轻炎症、支持线粒体功能以及促进卫星细胞激活,PELNs有助于骨骼肌在高强度训练后的结构和代谢恢复。
功能上,

支持来源

无。

作者贡献

概念化:E.A.;文献回顾:E.A.;初稿撰写:E.A.;审稿与编辑:D.A.;可视化/图表制作:D.A.;所有作者均参与了结果的解释并批准了最终手稿。

CRediT作者贡献声明

埃姆拉·阿伊科拉(Emrah Aykora):审稿与编辑、初稿撰写、可视化、监督、软件使用、资源准备、方法论设计、实验设计、概念化。达姆拉·阿伊科拉(Damla Aykora):审稿与编辑、初稿撰写、可视化、验证、监督、正式分析、概念化。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

无。

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