Science Signaling封面文章：线粒体利用活性氧修复损伤细胞
线粒体通过吸收受伤部位的钙离子，并用它们触发活性氧生产，从而帮助受伤发的肌细胞（肌纤维）修复。
过去，人们曾认为高水平活性氧生产会导致细胞损伤。2017年9月6日《Science Signaling》封面文章显示，这些活性氧化物是开启肌纤维损伤修复的关键信号。用过量的抗氧化物类抑制剂处理线粒体，会阻断肌肉修复，减少肌肉力量，恶化肌纤维受损情况。
运动后使用强抗氧化剂不一定有助于肌肉修复
爬楼梯、健身举重或打开智能手机软件，都需要肌纤维产生一定的力。力量的传送可造成肌纤维应激。作为细胞发电站的线粒体为力量的生产提供能量，活性氧是这个过程的副产品。不仅力量生产需要功能正常的线粒体，肌纤维损伤修复也需要线粒体的行动。
“我们的研究结果表明，肌细胞的细胞质膜损伤修复需要线粒体，活性氧在其中也起积极作用，”乔治华盛顿大学医学院基因组学和精准医疗副教授Jyoti K. Jaiswal博士说。“活性氧并非只起破坏作用，在恰当的时机和地点它们也起好作用。不加区别地使用抗氧化剂，实际上会损害成年人和患肌肉疾病的儿童的肌肉健康。”
婴儿潮时期出生的一代人，因从事艰苦工作而经常肌肉酸痛，所以广泛使用抗氧化剂。但Jaiswal和国立儿童卫生系统的同事的最新发现挑战了“抗氧化剂普遍有助于肌肉损伤恢复”的传统理念。
“在健身范畴，包括我在内的很多人都认为服用抗氧化剂可帮助肌肉恢复得更好，”文章第一作者Jaiswal博士的研究生Adam Horn说。“而我们的研究报告却显示，线粒体需要生产一种非常特异的氧化信号来应对肌肉损伤，帮助受伤肌肉修复。”
什么情况可以补充抗氧化剂？
健康细胞的线粒体氧化信号平衡受抗氧化防御系统的精准调控。但这种平衡常常被内外在因素打断。如Duchenne肌营养不良症，由于缺少一种肌肉特异性蛋白质“抗肌萎缩蛋白（dystrophin）”，因此肌细胞质膜更容易受到伤害。Duchenne肌营养不良症动物模型刚出生时看起来一切正常，但几周内就会明显表现出肌肉损伤和渐进性虚弱。
“细胞内发生了什么？我们在3到4周大的实验模型身上发现了线粒体的生理功能变化，”Jaiswal说。“患病动物的许多线粒体功能失调，连累了肌纤维损伤修复。长期和过量的肌纤维氧化致使线粒体氧化-抗氧化失衡。”
在这种情况下，适量地补充抗氧化剂可以恢复平衡，逆转肌肉损伤和渐进性虚弱。
精准医疗：不同情境，采用不同抗氧化剂
研究小组正在调查健康和患病肌肉中的氧化情况，了解氧化-抗氧化平衡被打破的具体进程，试图在现有补充剂中寻找有效恢复氧化平衡的药物。目前，他们正在研究维生素E对肌营养不良患者的潜在益处。“抗氧化剂有很多种，树皮、植物提取物，巧克力以及其他化合物，但它们的功效并不一定相同，”Jaiswal说。“在特定环境下，找到哪些物质可以恢复线粒体平衡，有助于维护正常信号传导，保持肌肉健康和正常工作，这将是我们的下一步研究目标。”
原文标题：Mitochondrial redox signaling enables repair of injured skeletal muscle cells
