线粒体自噬与运动促进健康的研究现状——基于CiteSpace的可视化分析.pdf
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1、为探究线粒体自噬在运动促进健康机制中的作用及研究现状,检索Webof Science核心数据库中2 0 112 0 2 1年有关运动与线粒体自噬的研究,运用CiteSpace6.1.R2软件,对筛选后的47 7 篇文献进行可视化分析。结果表明,发文量呈整体上升趋势,排名前三的国家为美国、中国、加拿大。具有较大影响力的研究团队来自加拿大麦克马斯特大学、约克大学及美国弗吉尼亚大学。热点话题主要为线粒体生物发生、肌肉类疾病、线粒体功能、耐力训练。出现频率较高的关键词为骨骼肌、自噬、运动、氧化应激、激活、表达等。说明目前,国外科研机构在该领域处于领先地位且影响力较大。运动作为经济有效的干预手段,能够加
2、快科研成果的实际应用,但不同运动方式的剂量效应对线粒体自噬的影响还需进一步研究。肌少症防治研究多选用抗阻干预手段,而中低强度的耐力运动多用于改善心血管疾病及代谢性疾病。血流限制训练、功能性训练、运动联合电刺激相关研究较少,建议加强此方面的探究。关键词:运动;线粒体自噬;健康;CiteSpace;可视化分析中图分类号:G804.2(a.Graduate School;b.College of Human Science in Sports,Harbin Sport University,Harbin 150000,China)Abstract:In order to explore the ro
3、le of mitochondrial autophagy in the mechanism of the promotion of health byexercise and the current research status,the studies on exercise and mitochondrial autophagy from 2011 to 2021 in thecore database of Web of Science are searched,and the 477 papers after screening are visually analyzed using
4、 CiteSpace6.1.R2 software.The results show that the number of published documents shows an overall upward trend,and the topthree countries are the United States,China and Canada.The most influential research teams are from McMasterUniversity in Canada,York University and the University of Virginia i
5、n the United States.Hot topics includemitochondrial biogenesis,muscle diseases,mitochondrial function,and endurance training.The key words with highfrequency are skeletal muscle,autophagy,exercise,oxidative stress,activation,and expression,etc.Foreign researchinstitutions are in a leading position a
6、nd have greater influence in this field.As the economical and effectiveintervention,exercise can accelerate the practical application of scientific research results,but the dose-effect ofdifferent exercise modes on mitochondrial autophagy needs further study.Anti-resistance interventions are often u
7、sed inthe prevention and treatment of sarcopenia,while medium-low intensity endurance exercise is mostly used to improvecardiovascular and metabolic diseases.There are few studies on blood flow restriction training,functional training andexercise combined with electrical stimulation.It is suggested
8、to promote the exploration on this aspect.Mitochondrialautophagy and the promotion of mental health by exercise is expected to become a hot topic in the future.Key words:Exercise;Mitochondrial autophagy;Health;CiteSpace;Visualized analysis0引言肥胖、心血管疾病、糖尿病等健康问题困扰着人们,久坐少动的生活方式与这些健康问题的产生密切收稿日期:2 0 2 3-0
9、 4-2 2通讯作者:彭丽娜(19 9 0),女,博士,讲师。研究方向:体质健康促进。文献标志码:AResearch Status of Mitochondrial Autophagyand the Promotion of Health by Exercise-Based on the Visualized Analysis of CiteSpaceSi Juncheng,Sun Lili,Zhu Wenyu,Yin Weidong,Peng Linab文章编号:16 7 4-8 6 46(2 0 2 3)14-0 0 9 3-0 4相关。运动作为非药物治疗的一线干预方式,其效果早已被多数研
10、究所证实。尽管有显著的改善效果,但运动促进机体健康的潜在分子机制仍有待确定。线粒体作为细胞内重要的细胞器,参与能量供应、细胞调亡、代谢物合成与分解等多种生理过程2 。研究表明,线粒体功能障碍与多种疾病的发生相关3,自噬途径是保障线粒体质量稳定的关键环节。线粒体自噬是细胞选择性清除异常线粒体、维持机体内环境稳态93及线粒体功能正常的过程4。近年来,相关研究发现,运动干预能够激活线粒体自噬,促进机体健康5-7 。目前,尚未有学者对线粒体自噬与运动促进健康的相关研究进行可视化分析。基于CiteSpace 软件,对Webof Science核心数据库中近10 年有关运动与线粒体自噬的文献进行数据整理,
11、为关注运动与线粒体自噬研究的学者提供理论参考。1楼数据来源与研究方法1.1数据来源检索Webof Science核心数据库中近10 年运动与线粒体自噬相关的研究文献,时间范围选择2 0 110 1-01/2021-12-30,文献类型选择论文与综述,检索时间为2 0 2 2 年6 月30 日。主题检索式:TS=(“e x-ercise*)A ND T S=(mi t o c h o n d r i a l a u t o p h a g y O Rmitophagy)。1.2文献可视化分析检索结果选择“全纪录与引用的参考文献”并以纯文本形式下载保存。修改数据命名为“download_xx.tx
12、t”,导人CiteSpace6.1.R2软件待分析。软件参数设置:时区参数为2 0 112 0 2 1,时间切片选择“1”年,数据筛选选择“TOP50”,Pruning选择“Pathfinder”和“Pruning sliced net Works,其余参数默认设置。节点选择及分析:以Country、In s t i t u t i o n 为节点作共现分析,探究该研究领域中影响较大的研究群体及群体间的合作关系。以Keyword为节点作共现、突现分析,探究当前研究热点及未来一段时间内的研究趋势。2结果2.1发文量分析通过交叉检索得到47 7 篇文献,文献发文量逐年增多,整体呈上升趋势,如图1。
13、2 0 11一2 0 13年呈稳定发展状态,年均10 篇。2 0 14一2 0 17 年呈爆发式增长,2018一2 0 2 1年发文量呈波动增长趋势,年均6 0 篇以上。8070602010802011 201220132014 20152016 20172018 20192020 2021图1发文量趋势(2 0 112 0 2 1年)Fig.1 Trend in the number of publications(from 2011 to 2021)942.2石研究影响力分析以国家为节点可视化分析。发文量排名前10 的国家分布在北美洲、亚洲、欧洲、南美洲、大洋洲,可见线粒体自噬相关研究在国
14、际上受到了广泛关注(见表1)。发文量前5位的国家分别是美国、中国、加拿大、意大利及英国,除加拿大外的4个国家,中心性均大于0.1,属关键节点,表明这些国家在该研究领域处于核心地位,科研成果影响力较大。美国以17 4篇占总发文量的绝大部分,且中心性远高于其他国家,说明美国对于该领域的研究贡献较大,处于引领地位。表1发文量排名前10 的国家Tab.1 Top 10 countries in the number of publications排名发文量中心性年份117421043514445276237228199161015111512141314以机构为节点可视化分析。如表2 所示,发文量前1
15、0 名的机构均为各国高校,其中美国4所,加拿大和意大利各2 所,丹麦、巴西各1所。加拿大约克大学发文最多,处于领先地位。麦克马斯特大学虽发文量有限,但中心性最高,说明其研究成果在该领域中具有较大的影响力。表2 发文量排名前10 的机构Tab.2Top 10 institutions in the number of publications排名发文量中心性年份1267836462384129139国家0.7420110.2120110.0420110.2220110.1520110.06201102014020160.0420170.0520140.0620140.0320110.032014
16、York Univ0.152011218315413512发表年份6USA(美国)PEOPLES R CHINA(中国)CANADA(加拿大)ITALY(意大利)ENCLAND(英国)FRANCE(法国)SOUTH KOREA(韩国)DENMARK(丹麦)BRAZIL(巴西)GERMANY(德国)AUSTRALIA(澳大利亚)SWITZERLAND(瑞士)SPAIN(西班牙)机构国家加拿大(约克大学)0.0420160.1220110.1220110.212011110.072017Univ Copenhagen(哥本哈根大学)Univ Virginia(美国弗吉尼亚大学)Univ Padua
17、(帕多瓦大学)McMasterUniv(麦克马斯特大学)Univ Sao Paulo(圣保罗大学)丹麦美国意大利加拿大巴西续表2排名发文量中心性年份711810991082.3关键词分析2.3.1关关键词共现分析出现频率较高的关键词可以反映出该领域研究的基本内容及热点话题。由表3可以看出,出现频率排名前10 的关键词主要分为3大类:研究对象:骨骼肌(16 5次)。生物学机制:自噬(147 次)、氧化应激(10 4次)、激活(6 6 次)、表达(6 3次)、线粒体生物发生(56 次)、胰岛素抵抗(43次)、PCC1蛋白(41次)。干预手段:运动(10 4次)、耐力训练(43次)。“骨骼肌”出现频
18、率最高,与近年来人口老龄化加剧、线粒体自噬与肌少症的防治成为研究热点有关。“氧化应激”中心性最高,提示减少氧化应激是运动改善线粒体功能、促进机体健康的重要机制。表3排名前10 高频关键词Tab.3 Top 10 high-frequency keywords排名频次中心性年份116521470.04201131040.07201141040.1620115660.1420116630.1320127560.0320131mitochondrialbiogenesis线粒体生物发生8430.0520149430.07201210410.0820112.3.2关键词突现分析关键词突现分析可以直观展
19、现出某段时间的热点内容。软件基础参数设置与关键词共现保持一致,时间段设置为2 年,得到11个关键词(如图2)。2 0 11一2016年的热点词为caloricrestriction(热量限制)、ex-pression(表达)、disease(疾病)、mice(小鼠),此阶段实验主要以小鼠为研究对象,检测疾病模型小鼠细胞中线粒体自噬相关蛋白表达,验证自噬情况与该疾病的关联。高热量摄人与许多疾病的发生相关(如糖尿病、高血脂、心脑血管疾病等),因此热量限制与疾病的防治受到科研人员的广泛关注。Chi等8 于2 0 12机构国家UnivFlorida0.1120110.0820110.1120110.1
20、201202011年发表的高被引综述(10 43次)认为,控制机体热量摄人能够增强线粒体自噬,减少氧化应激,从而降低癌症美国(佛罗里达大学)NIA(美国国家衰老研究所)Venetian Inst Mol Med(威尼斯医学院)Duke Univ(杜克大学)关键词skeletal muscleautophagyexerciseoxidative stressactivationexpressionendurance exerciseinsulinresistancepgcl alpha风险。Bor Luen等9 于2 0 16 年发表研究表示,降低热量摄入可以增强Sirtl蛋白酶活性,进而促进线
21、粒体自美国噬,维持线粒体功能正常。2 0 16 一2 0 19 年的热点词为pathway(通路)、fibertype(纤维类型)、protect(保护)、意大利resistance exercise(阻力训练)、endurance(耐力)。该阶段研究主要集中于线粒体自噬与肌少症的防治,而美国运动作为非药物治疗的核心干预方式已被证实具有良好的效果,其中抗阻运动改善效果最为显著10 20192021年热点词为proteinsynthesis(蛋白质合成)、obesity(肥胖)。由肥胖所引发的慢性病已经成为全球性流行病。据2 0 2 2 年9 月国际糖尿病联盟(IDF)发布的最新数据显示,2 0
22、 2 1年全球成年糖尿病患者人数达到5.37 亿人,相比2 0 19 年增加了7 40 0 万,预计到2 0 45年将达到7.8 3亿人1。KerwordsYearStrength BeginEnd2caloric restriction20113.04expression20113.25disease20112.84mice20112.77pathway20114.21fiber type20113.31protect20112.89resistanceexercise20113.32endurance20112.60protein synthesis20112.81中文obesity骨骼肌
23、自噬运动氧化应激激活表达耐力训练胰岛素抵抗PCC-1蛋白2011-20212011 2015-2013201520142016201420162016 2017201720182017201820182019201820192019202120112.63图2 关键词突现分析Fig.2 Keyword emergency analysis3讨论由关键词共现和突现分析可以看出,线粒体与常见健康问题存在联系,而逐年上升的发文量则反映出该领域受到科研人员的持续关注。研究表明,运动通过线粒体自噬途径保持肌肉质量、减缓心肌损伤、降低肥胖发生率。3.1线粒体自噬与运动改善肌少症肌少症是机体衰老过程中由于氧
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