心脏能量代谢特点及治疗进展
心肌能量代谢治疗进展曲美他嗪的临床应用
万爽力作用机理
通过抑制3-酮酰辅酶A硫解酶（3KAT）活性，部分抑制游离脂肪酸氧化，减少了NADH2的生成，减低了NADH2对丙酮酸脱氢酶的抑制，丙酮酸脱氢酶活性增加，促进葡萄糖氧化,使心脏代谢转向高效的葡萄糖氧化，利用有限的氧产生更多ATP,这一能量底物改变使心脏ATP生产效率增加
Banani El , et al. Cardiovasc Res. 2000;47:637-639.
CABG
Febiani et al 1992 Vedrinne et al 1996 Tunerir et al 1999 Iskesen et al 2006
糖尿病合并冠心病
Szwed et al (TRIMPOL I)1999 Fragasso et al 2003 Rosano et al 2003 Padial et al 2005
临床应用-1 万爽力治疗稳定性心绞痛
PCI+优化药物治疗 心绞痛控制不理想 COURAGE研究：n=2287，稳定性冠心病患者，随机接受PCI+最佳药物治疗或单用最佳药物治疗，随访4.6年 SYNTAX研究：n=1800，三支病变或左主干病变患者，在标准药物治疗基础上随机予PCI或CABG治疗
左心功能不全
Lu et al 1998 Belardinelli et al 2001 Vitale 2004 朱文玲等2005 Fragasso et al 2006
PTCA
Kober et al 1993 Birand et al 1997 Steg et al 2001 Polonski et al 2002
老年冠心病
Rosano et al 2003 Kolbel et al (TIGER) 2003 Vitale et al 2004
中医药改善心力衰竭心肌能量代谢治疗研究进展
中医药改善心力衰竭心肌能量代谢治疗研究进展摘要】本文根据近来心肌的能量代谢障碍而导致心力衰竭的作用机制的相关研究，结合中医理论及实践应用，简要阐述中医药通过改善心肌能量代谢而治疗心力衰竭的可行性。
【关键词】心力衰竭能量代谢中医药治疗【中图分类号】R242 【文献标识码】B 【文章编号】2095-1752（2012）01-0335-02Research Progress in the Treatment of Improving Failing Heart's Cardiac Energy Metabolism with Traditional Chinese Medicine【Abstract】This article investigates the feasibility of the treatment of improving failing heart's cardiac energy metabolism with traditional Chinese medicine from the research of themechanism of cardiac energy metabolism leads to heart failure and perspectives of Chinese medicine theory and clinical practice.心力衰竭（Heart Failure,HF）已经成为一种对公众健康威胁日益增长的主要疾病，其似乎不仅仅是由于心脏的负荷过重或是受到某些损伤所引起的，近年来的研究已经证明慢性心力衰竭其实是一种复杂的、有基因调控、神经-体液机制、炎症、生物化学改变以及能量代谢障碍等机制共同参与作用于心肌细胞及心脏间质的结果。
早在1939年Herrmann等人就已经发现在心力衰竭的心肌细胞中肌氨酸含量的显著下降，从而认识到能量代谢障碍在心力衰竭发展中起到了重要作用[1]。
老年心力衰竭患者心肌能量代谢药物的相关研究
老年心力衰竭患者心肌能量代谢药物的相关研究一、老年心力衰竭患者心肌能量代谢状况老年心力衰竭患者心肌能量代谢的改变是导致其病情加重的重要原因之一。
在心力衰竭患者的心肌细胞内，线粒体是主要的能量生产器官，约70%的心肌细胞体积都由线粒体占据。
而线粒体功能的损伤会导致心肌细胞内的脂肪酸氧化、糖原分解和三羧酸循环等能量产生途径受到影响，从而降低心肌细胞内的ATP合成能力，导致心肌功能下降。
老年心力衰竭患者由于存在多种心血管疾病、代谢性疾病、免疫系统疾病等因素的影响，往往伴随有心肌细胞内的氧化应激增加、线粒体形态和数量的改变、线粒体基因表达异常等状况，使得心肌细胞内的线粒体功能进一步受损，导致心肌细胞内的ATP合成水平下降。
老年心力衰竭患者心肌细胞内的能量代谢状况的改变，给心力衰竭的治疗带来了一定的困难，因此寻找一些能够改善心肌能量代谢的药物成为了当前研究的重点之一。
二、心肌能量代谢药物相关研究进展1. 辅酶Q10辅酶Q10是存在于线粒体内的一种脂溶性物质，是线粒体呼吸链中的电子传递体，对维持线粒体功能和细胞内ATP合成起着重要的作用。
研究表明，辅酶Q10的补充可以改善心肌细胞内的线粒体功能，增加ATP的合成，减轻心脏负荷，从而调节心脏功能，改善心力衰竭患者的症状。
目前，临床研究也证实了辅酶Q10在改善心力衰竭患者心肌功能方面的作用。
一项针对老年心力衰竭患者的临床研究表明，辅酶Q10的长期补充可以显著改善患者的运动能力、心肌收缩功能和心脏负荷情况，减轻心力衰竭的临床症状，提高生活质量。
辅酶Q10被认为是一种潜在的心肌能量代谢药物。
2. L-肉碱L-肉碱是一种氨基酸衍生物，是参与脂肪酸氧化代谢的重要物质。
研究表明，L-肉碱的补充可以促进心肌细胞内的脂肪酸氧化，增加ATP的合成，改善心力衰竭患者的心肌功能。
3. QSYQ清心益气口服液（Qingxin Yiqi Keli, QSYQ）是一种中药复方制剂，由丹参、黄芪、三七、桂枝等中药组成。
心力衰竭的能量代谢重构及其治疗
心脏 是个 高功 能 、 耗能 、 高 高耗 氧 器官 ， ＡＴＰ是
心 肌 组 织 唯 一 能 够 直 接 利 用 的 能 量 形 式 。 心 肌 细
胞必 须不 断合成 ＡＴ Ｐ以维 持 正 常 的泵 功 能 和细 胞 活力 。磷 酸肌酸 （ Ｃ ） 细胞 内能 量 的主 要储 存 形 Ｐ ｒ是
下 如心 衰 时 ， 萄 糖 的利 用 增 加 ， 肪 酸 的利 用 减 葡 脂
少 。心 肌能 量 代 谢 的 调 节 与 动 脉 血 中底 物 和激 素
水平 、 状动 脉灌 注 量 、 的 利用 率 、 肌 的收缩 状 冠 氧 心 态及 营 养状 态 （ 腹／ 食 ） 空 进 等密切 相关 。 心 肌 葡萄 糖 和 Ｆ Ａ 代谢 的调 节并 非 相 互独 立 Ｆ
苏 冠华 孙 雨霏 卢 永 昕
【 摘要 】 在心 力 衰竭发 生发展 的 过程 中， 厚 和 衰竭 的 心肌 往往 发 生 了能 量 和底 物 肥 代谢 的改 变 ， 并直接 或 间接 地 促 进 了心肌 重构 的 发展 ， 即心肌 的 能量 “ 代谢 重构 ” 。针 对
这一靶 点 ， 通过哌 克 昔林 、 曲美他嗪 、 卡尼 汀等 药物抑 制 游 离脂 肪 酸的摄 取 、一 左 ８氧化 或 直 接 促进 葡萄糖代谢 ， 可能进 一 步优 化 心 肌 的 能 量底 物 代 谢 ， 好 地 保存 或 改 善 心肌 功 均 更
心力 衰竭 （ 衰 ） 心 脏 能量 代 谢 的影 响 ， 物 心 受 底 利用 障碍 和 能 量 物 质 缺 乏促 进 心 肌 重 构 和 慢 性 心 衰 的病程 进 展 。心 肌 重 构 是 心 衰 病 程 进 展 中 的 主 要病 理生 理变化 ， 而心 肌 能 量 代 谢紊 乱 直 接 或 间 接 促 进 了心 肌重构 。ｖ ｎ Ｂｌｅ ａ ｉ ｎ等 提 出 了衰 竭 心 肌 ｓ 的代 谢 重 构 （ ｔｂ ｌ ｅ ｄ ｌ ｇ 概 念 ， 心 衰 ｍｅａ ｏｉ ｒｍｏ ｅ ｎ ） ｃ ｉ 即
改善心肌能量代谢药物 [慢性心衰心肌能量代谢调控与运动]
![改善心肌能量代谢药物 [慢性心衰心肌能量代谢调控与运动]](https://img.taocdn.com/s3/m/5ffabc5cd0d233d4b04e6947.png)
改善心肌能量代谢药物[慢性心衰心肌能量代谢调控与运动]摘要：心肌能量代谢(MEM)障碍与慢性心力衰竭(CHF)发生发展相伴，与病理性心肌肥厚及心功能异常密切相关。
剖析了CHF病人的MEM特征，综述了CHF的MEM信号分子及调控通路的研究进展，以及运动干预对CHF患者的MEM 相关信号调控通路的影响。
心肌中AMPK、PGC-1α、PKB/Akt及HIF-1α等通过多条通路，相互协调地调控MEM。
针对CHF的运动干预可影响心肌代谢信号分子，对缓解CHF的能量代谢障碍可能有重要作用，这将是防治CHF的新思路。
关键词：运动生理学；心血管疾病；慢性心力衰竭；心肌能量代谢调控；运动干预；综述中图分类号：G804.7文献标识码：A文章编号：1006-7116(2009)04-0108-05Chronically failing myocardial energy metabolism regulation and exercising HUANG Zhi-guan，HAO Xuan-ming（School of Physical Education，South China Normal University，Guangzhou 510006，China）Abstract: Myocardial energy metabolism (MEM) disorder and chronic heart failure (CHF) are concurrently happening and developing, closely related topathological myocardial hypertrophy and cardiac dysfunction. The authors dissected the MEM characteristics of CHF patients, and gave an overview of progress made in researches on CHF patient’s MEM signaling molecules and regulating paths, as well as the effects of exercising intervention on CHF patient’s MEM related signal regulating paths. In cardiac muscle AMPK, PGC-1α, PKB/Akt and HIF-1α regulate MEM harmoniously via multiple paths. Exercising intervention of CHF patients may affect MEM signaling molecules and play an important role in abating CHF patient’s MEM disorder, which will be a new idea for preventing CHF.Key words: sports physiology；cardiovascular disease；chronic heart failure；myocardial energy metabolism regulation；exercising intervention；overview据估计，全世界CHF(慢性心力衰竭)患者近2 300万人，其发病率和死亡率高，造成庞大的社会经济损失，已成为21世纪最重要的心血管病症[1]。
慢性心力衰竭心肌能量代谢重构的研究现状
中国循证心血管医学杂志2017年8月第9卷第8期 Chin J Evid Based Cardiovasc Med,August,2017,Vol.9,No.8•1023 ••综述 •慢性心力衰竭心肌能量代谢重构的研究现状季朝红1，王智慧2，秦智峰1，张静1作者单位：1 130041 长春,吉林大学第二医院心血管内科; 2130011 长春,一汽总医院电诊科通讯作者:张静,E-mail:zhj_yuan@ doi：10.3969/j.issn.1674-4055.2017.08.45心力衰竭（心衰）心脏能量代谢重构的过程主要包括能量底物利用的转变、线粒体代谢转变以及心肌信号因子调节能量代谢的转变等，通过相应靶向药物治疗，可改善心肌功能，延缓心衰的进展。
本文就慢性心衰心肌能量代谢重构的机制及相关药物治疗进展作一综述。
心脏是机体耗能最大的器官，充足的能量供应是维持其自身需求与泵血功能的正常保证。
心衰是心肌能量供应不足或代谢失衡所致的心脏结构和功能的改变。
2004年Van Bilsen提出能量“代谢重构”的概念，即衰竭的心脏能量代谢途径发生改变，导致心肌结构和功能发生异常的现象[1]。
1 慢性心力衰竭心肌能量代谢重构的机制ATP是心肌组织唯一能够直接利用的能量形式，正常心肌利用的ATP有95%以上来自线粒体的氧化磷酸化，少部分来自糖酵解。
线粒体ATP主要有游离脂肪酸和葡萄糖的氧化产生，研究显示心肌葡萄糖和游离脂肪酸代谢之间存在“交叉对话”，可在各种生理和病理条件下相互调节[2]。
在心衰早期，心肌能量底物代谢基本保持正常；而在晚期或终末期，心肌脂肪酸氧化会明显下调，底物代谢从优先利用脂肪酸向利用葡萄糖转变，即向“胚胎型代谢模式”转变[3]。
磷酸肌酸（PCr）作为线粒体能量转运的工具，PCr/ATP比值的下降程度与心衰患者的症状及预后密切相关[4]。
1.1 心肌脂肪酸代谢的变化特点 心衰时，脂肪酸摄取的肉碱脂酰转移酶Ⅰ（CPT-1）及β氧化的中链乙酰辅酶A脱氢酶活性下调，导致脂肪酸氧化率降低。
心衰能量代谢
肪的摄取，增加葡糖糖和乳酸的氧化发挥能量代谢调节作用。
既往哌克昔林因其肝毒性及神经毒性限制其应用。最新临床试 验显示乙莫克舍治疗的患者心功能得到改善。提示抑制CPT-1 对心肌具有积极的作用。
优化心力衰竭能量代谢的治疗方案
雷诺嗪是部分脂肪酸β氧化反应的抑制剂，用于抗心绞痛 治疗。另外可以通过增强丙酮酸脱氢酶活性来增强葡糖氧 化反应。此外，雷诺嗪抑制晚钠电流，降低心肌细胞内钠
L-卡尼汀是脂肪酸代谢的必须辅助因子，它能将心肌
细胞中堆积的游离脂肪酸转入线粒体，此外， L-卡尼汀
能激活肉碱乙酰转移酶，使线粒体乙酰COA/COA比值降 低，使丙酮酸脱氢酶活性增加，葡糖糖氧化增强，从而 改善心肌能量代谢。同时可清除细胞内酰基，解除长链 酰基对细胞毒性，显著改善心衰患者临床症状。
辅酶Q10是呼吸链的重要组成部分，在调节线粒体氧
化应激上起到重要作用。心衰病人补充辅酶Q 增加ATP合成，对心肌有保护作用。 10可
优化心力衰竭能量代谢的治疗方案
2.调节葡糖糖及脂肪酸代谢平衡，降低心肌耗氧
长期应用β受体阻滞剂能够通过神经内分泌拮抗及血流动力 学效应有效改善心肌的做功能力，提高心衰患者的生存率。 肉碱脂酰转移酶-1（CPT-1），是调控游离脂酸进入线粒 体的关键酶。CPT-1抑制剂哌克昔林，乙莫克舍可减少心肌脂
功能的治疗中具有重要的前景。通过抑制PDK能使丙酮酸 脱氢酶活性增强，使进入线粒体内的丙酮酸增加，从而使 葡萄糖氧化反应增加。 二氯乙酸（DCA）是直接PDK抑制剂，可以通过激活 丙酮酸脱氢酶活性增强心肌细胞葡萄糖氧化反应。
总结与展望
心肌能量代谢障碍在心衰的发生与发展中起着重要作用。 心衰时伴随着一系列心脏能量和底物代谢的变化，发生了 “代谢重构”。心衰早期心肌底物利用的变化多为心脏自我
心脏能量代谢药物评价
Further research is needed to identify specific molecular targets to develop more precise and effective cardiac energy metabolism drugs.
2
Combination Therapy
心力衰竭治疗
这些药物有望成为心力衰竭 治疗的重要组成部分，提供 改善症状和延长生存的新途 径。
冠心病预防
通过优化心肌能量代谢，这 些药物可能有助于减少冠心 病发作风险并改善患者预后。
运动耐力提高
心脏能量代谢药物的应用可 能帮助运动员提高耐力和体 能表现，为竞技体育领域带 来突破。
总结和展望Байду номын сангаас
心脏能量代谢药物的评价和应用正在取得巨大进展，为心脏疾病的治疗开辟 了新的方向。未来的研究将深入探索心肌能量代谢的调控机制，提供更加精 准和个体化的治疗方案。
心脏能量代谢药物评价
心脏能量代谢的重要性
心脏能量代谢药物的作用机制
1 提高能量供应
通过促进血流和氧气输送，药物能够增加心肌细胞的能量供应。
2 优化能量转化
药物能够调节细胞内能量代谢通路，提高心肌细胞的能量利用效率。
3 保护心肌功能
一些药物具有抗氧化和抗炎作用，能够保护心肌细胞免受损伤。
现有心脏能量代谢药物的评价方法
Advancements in genomics and biomarker identification will enable tailored treatment approaches based on individual patient characteristics.
酮体代谢在心脏中的病理生理作用及相关治疗进展
基金项目：国家自然科学基金（８１８７０１７９，８２１７０４２３）通信作者：张瑞岩，Ｅ ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｒｕｉｙａｎ＠２６３．ｎｅｔ酮体代谢在心脏中的病理生理作用及相关治疗进展王晓群 张瑞岩（上海交通大学附属瑞金医院心内科，上海２０００２５）【摘要】酮体在人体器官的能量供应中发挥着重要作用。
由于心脏具有快速改变底物利用的代谢灵活性，在某些生理或病理状态下，心脏可适应性地增加酮体的摄取和利用以持续供能。
此外，酮体还具有抑制氧化应激、减轻炎症、促进血管内皮细胞增殖和改善心脏重构等多种心血管保护作用。
因此，适度升高血循环酮体水平可能具备治疗心脏疾病的临床应用前景。
尤其是慢性、长期的升酮方式，可能为心力衰竭等心血管疾病患者提供临床获益。
【关键词】酮体；代谢；心脏；治疗【ＤＯＩ】１０ １６８０６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ．１００４ ３９３４ ２０２３ １１ ００４ＫｅｔｏｎｅＭｅｔａｂｏｌｉｓｍｉｎＨｅａｒｔ：ＰａｔｈｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄＫｅｔｏｎｅＴｈｅｒａｐｙＷＡＮＧＸｉａｏｑｕｎ，ＺＨＡＮＧＲｕｉｙａｎ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒＭｅｄｉｃｉｎｅ，ＲｕｉｊｉｎＨｏｓｐｉｔａｌ，ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００２５，Ｃｈｉｎａ）【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｋｅｔｏｎｅｂｏｄｉｅｓａｒｅｅｎｄｏｇｅｎｏｕｓｌｙｓｙｎｔｈｅｔｉｚｅｄｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓｔｈａｔｂｅｃｏｍｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｃｏｎｔｒｉｂｕｔｏｒｓｔｏｅｎｅｒｇｙｍｅｔａｂｏｌｉｓｍｉｎｈｕｍａｎｏｒｇａｎｓ．Ｔｈｅｈｅａｒｔｉｓｍｅｔａｂｏｌｉｃａｌｌｙｆｌｅｘｉｂｌｅａｎｄｃａｎｒｅａｄｉｌｙｓｈｉｆｔｂｅｔｗｅｅｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｎｅｒｇｙｓｕｂｓｔｒａｔｅｓｔｏｍａｉｎｔａｉｎｅｎｅｒｇｙｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｍｙｏｃａｒｄｉａｌｋｅｔｏｎｅｂｏｄｉｅｓｉｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｄｕｒｉｎｇｐａｔｈｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｋｅｔｏｎｅｂｏｄｉｅｓｐｌａｙｍｕｌｔｉｐｌｅｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｒｏｌｅｓｉｎｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒｓｙｓｔｅｍ，ｓｕｃｈａｓｉｎｈｉｂｉｔｉｎｇｏｘｉｄａｔｉｖｅｓｔｒｅｓｓ，ａｌｌｅｖｉａｔｉｎｇｉｎｆｌａｍｍａｔｉｏｎ，ｐｒｏｍｏｔｉｎｇｖａｓｃｕｌａｒｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌｃｅｌｌｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎａｎｄｉｍｐｒｏｖｉｎｇｃａｒｄｉａｃｒｅｍｏｄｅｌｉｎｇ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｒｅｉｓｐｏｔｅｎｔｉａｌｃｌｉｎｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｆｏｒｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｂｌｏｏｄｋｅｔｏｎｅｂｏｄｙｌｅｖｅｌｓｍｏｄｅｒａｔｅｌｙｉｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｈｅａｒｔｄｉｓｅａｓｅｓ．Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｃｈｒｏｎｉｃａｎｄｌｏｎｇ ｔｅｒｍｅｌｅｖａｔｉｏｎｏｆｂｌｏｏｄｋｅｔｏｎｅｂｏｄｙｌｅｖｅｌｍａｙｐｒｏｖｉｄｅｃｌｉｎｉｃａｌｂｅｎｅｆｉｔｓｆｏｒｐａｔｉｅｎｔｓｗｉｔｈｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒｄｉｓｅａｓｅｓｓｕｃｈａｓｈｅａｒｔｆａｉｌｕｒｅ．【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】Ｋｅｔｏｎｅｂｏｄｉｅｓ；Ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ；Ｈｅａｒｔ；Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ 酮体是肝脏产生的内源性代谢产物乙酰乙酸、β羟丁酸（β ｈｙｄｒｏｘｙｂｕｔｙｒｉｃａｃｉｄ，βＨＢ）及丙酮的统称。
心力衰竭的病理生理学机制及治疗进展
0 <1
1-
5- 10- 15- 20- 25-
Growing-Age
0 25- 30- 35- 40- 45- 50- 55- 60-
W orking-Age
2008中国心血管病及肿瘤死亡率以及占总死亡率的百分比
Urban mortality (% of Diseases)
8000 6000 4000
DATA from the Centers for Disease Control and Prev医ent学ionpUpStA
9
我国心血管疾病的状况
2008年调查地区居民心血管病患病率和估计总人数
疾病 心血管病
合计 万人
小计 万人
城市
大
中
%
%
农村 类别
小
小计 一 二 三 四
% 万人 % % % %
适应于临床医学专业本科生 王培勇 2011.12.25
医学ppt
1
本章要求
掌握心功能不全的概念、机体的代偿。 熟悉心功能不全的分类、发生机制，
临床表现的病理生理学基础。 了解心功能不全的原因和诱因。
医学ppt
2
概述
医学ppt
3
心脏的重要性
“泵”的作用: ➢ ~0.5% of the body weight ➢ CO = 5 L/min = 7200
医学ppt
30
引起心衰加重而住院的常见诱因
高血压 未尊医嘱
医源性 非窦性心律失常
呼吸道感染 肾衰
心绞痛 心肌梗塞 心房纤颤
未知
0
5
10
15
20
25
John Banas. Aldosterone in Cardiovascular Dysfunctio医n. 学lecptupret 200%3
心肌线粒体能量代谢在心血管疾病中的研究进展
㊃综述㊃心肌线粒体能量代谢在心血管疾病中的研究进展孙侠㊀赵倩茹㊀袁伟212000镇江,江苏大学附属医院心内科通信作者:袁伟,电子信箱:yuanwei1@DOI:10.3969/j.issn.1007-5410.2022.01.017㊀㊀ʌ摘要ɔ㊀目前心血管疾病已成为全球人类死亡的主要原因之一,线粒体作为三大营养物质经三羧酸循环产生ATP的主要场所,在心血管疾病的发生㊁进展过程中起着巨大影响作用㊂本文从心肌线粒体的能量代谢功能㊁相关调控途径㊁与心血管疾病的关系以及治疗药物方面入手,在心肌线粒体代谢方面为治疗心血管疾病提供思路与方向㊂ʌ关键词ɔ㊀线粒体;㊀能量代谢;㊀活性氧;㊀心血管疾病基金项目:江苏省333工程人才基金(BRA2020395);江苏省六大高峰人才项目(WNS-045);江苏省青年医学人才项目(QNRC2016843);镇江市心血管病医学研究中心项目(2018008)Advancement of myocardial mitochondrial energy metabolism in cardiovascular diseases㊀Sun Xia,Zhao Qianru,Yuan WeiDepartment of Cardiology,Affiliated Hospital of Jiangsu University,Zhenjiang212000,ChinaCorresponding author:Yuan Wei,Email:yuanwei1@ʌAbstractɔ㊀At present,cardiovascular disease has become one of the main causes of human death inthe world.As the main place where the three major nutrients produce ATP through the tricarboxylic acidcycle,mitochondria plays a crucial role in the occurrence and progression of cardiovascular disease.Thisarticle starts with the energy metabolism function of myocardial mitochondria,related regulation pathways,the relationship with cardiovascular diseases and therapeutic drugs,and provides ideas and directions for the treatment of cardiovascular diseases in the aspect of myocardial mitochondrial metabolism.ʌKey wordsɔ㊀Mitochondria;㊀Energy metabolism;㊀Reactive oxygen species;㊀Cardiovascular diseasesFund program:Jiangsu Province333Engineering Talent Fund(BRA2020395);Jiangsu Province SixPeak Talent Project(WNS-045);Jiangsu Province Young Medical Talent Project(QNRC2016843); Zhenjiang City Cardiovascular Medicine Research Central Project(2018008)㊀㊀随着人口老龄化和工作㊁生活方式改变,心血管疾病的发病率及患病率均呈逐年增长趋势㊂心脏每天消耗大量ATP来维持基本的能量代谢和泵血功能,大部分ATP需求(>95%)由线粒体的氧化磷酸化提供㊂正常心肌发生损伤可能导致心肌细胞线粒体对能量底物代谢的可用性㊁需求㊁效率发生变化㊂有研究表明,心肌线粒体功能障碍可导致心肌病,长期的线粒体内稳态失衡会导致心力衰竭[1],维持心脏组织构造更新和内环境稳态的基础是心肌能量代谢稳定㊂由此可见心肌线粒体是细胞发挥功用不可或缺的调节因子,其代谢功能的改善和稳定在心血管疾病治疗中具有重要临床意义㊂心血管疾病的发生㊁进展过程涉及众多机制,本文就心肌线粒体能量代谢与心血管疾病的关系㊁治疗等进行综述㊂1㊀线粒体的生物功能线粒体是一种双层膜结构的细胞器,由线粒体外膜㊁膜间隙㊁内膜和基质四部分组成线粒体的功能区㊂三大营养物质在机体内进行有氧氧化㊁脂肪酸β氧化以及三羧酸循环等途径产生能量,由于催化三羧酸循环所需的酶主要分布在线粒体内膜㊁基质和外膜上,所以线粒体是经三羧酸循环途径产生ATP的主要场所㊂心脏作为人体血流动力来源,线粒体需要不断合成ATP供应心肌细胞以维持正常的泵血功能和收缩功能㊂线粒体占据心肌细胞体积的30%,在正常心肌细胞中ATP需求约60%~70%的能量源于线粒体脂肪酸氧化,约20%源于糖酵解及糖的有氧氧化,10%来自酮体㊁氨基酸㊁乳酸等代谢[2],心肌能量的供应离不开线粒体的正常功能㊂2㊀线粒体能量代谢的调控途径调控心肌细胞线粒体能量代谢的途径包括:变构控制㊁转录控制和翻译后修饰控制㊂心脏中脂肪酸㊁碳水化合物㊁酮体和氨基酸的代谢高度依赖辅酶A及其衍生物,乙酰辅酶A和辅酶A的变构起关键作用㊂其余包括NADH/NAD+和FADH2/FAD2+的变构㊁丙酮酸脱氢酶(pyruvatedehydrogenase,PDH)/丙酮酸脱氢酶磷酸酶(PDH phosphatase,PDHP)的变构㊂过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferators-activated receptors,PPARs)㊁PPAR-γ共同激活因子1α(PPAR-γcoactivator1α,PCG-1α)㊁雌激素相关受体(estrogen related receptor,ERR),包括ERR-α㊁EER-β和ERR-γ,缺氧诱导因子1α(hypoxia induced factor1α, HIF-1α)均在转录水平参与心肌能量代谢控制㊂翻译后修饰包含磷酸化㊁琥珀酰化㊁乙酰化㊁戊二酰化和丙二酰等,通过对线粒体酶添加或删除某些碳或非碳基团来改变酶活性,从而调节生理和病理状况下心肌细胞代谢[3]㊂3㊀心肌线粒体能量代谢异常与心血管疾病3.1㊀心肌肥厚心脏对各种疾病,如高血压㊁冠状动脉粥样硬化性心脏病㊁瓣膜性心脏病㊁心律失常等发生适应性改变是病理性心肌肥厚发生的基础㊂心肌细胞体积变大,肌小节发生重构[2]㊂线粒体能量代谢是心肌肥厚众多机制之一,呼吸链功能失调不仅会造成NAD+/NADH的变构变化,导致ATP 产量降低和氧化还原失衡,还会导致细胞内Ca2+水平升高和活性氧(reactive oxygen species,ROS)生成增加㊂有研究报道,ROS的生成会促进心肌肥厚的发生[4],过量的ROS会使线粒体DNA和线粒体蛋白受损,影响线粒体DNA结构与功能,而线粒体功能发生障碍又会增加ROS生成,形成恶性循环㊂病理性心肌肥大还会影响底物利用率,心肌组织经历能量重新编程,偏向葡萄糖代谢,同时减少脂肪酸氧化㊂有研究报道,心肌肥大过程中肉碱-棕榈酰转移酶-1(carnitine palmitoyltransferase,CPT-1)的抑制可能会减少长链脂肪酸在线粒体的摄取和氧化[5-6],亦有研究报道线粒体Ca2+超负荷和氧化应激引起线粒体通透性转换孔(mitochondrial permeability transition pore,MPTP)的开放[6],进而影响心肌收缩功能和ATP生成㊂3.2㊀急性心肌梗死急性心肌梗死的再灌注治疗会引起缺血-再灌注损伤等不良反应㊂线粒体在缺血-再灌注损伤中起重要作用,处于缺血㊁缺氧环境刺激下,心肌细胞内多种信号通路激活,对线粒体的呼吸链解偶联㊁膜通透性转换孔的开放和细胞色素C 的释放产生影响,导致线粒体动力学的紊乱及损伤[7-8],而线粒体损伤导致ROS大量蓄积和细胞内溶酶体的释放引起细胞坏死和凋亡,甚至影响邻近心肌细胞扩大心肌梗死面积㊂心肌组织发生损伤后线粒体DNA(mitochondrial DNA, mtDNA)会释放入血,游离mtDNA可以诱导Toll样受体9 (Toll-like receptor9,TLR9)依赖性的核因子κB(nuclear factorκB,NF-κB)活化,引起无菌炎症,从而加剧组织损伤㊂血液循环中mtDNA水平在急性心肌梗死患者中明显升高,线粒体内mtDNA拷贝数发生改变亦会影响线粒体的功能[9],进而加重心肌梗死,影响心肌修复㊂3.3㊀慢性心力衰竭线粒体能量代谢效率㊁功能受损可使大量ROS生成,进而对线粒体结构及功能产生损害,导致心功能进一步恶化㊂心力衰竭时,机体过度激活交感-肾上腺系统,交感神经释放去甲肾上腺素加重心脏做功,引发Ca2+过量积累使MPTP开放,导致电子在传递过程中泄漏㊂线粒体动态平衡发生异常加剧心肌能量代谢障碍㊂有研究报道,Hippo信号通路在应激过程中被激活,影响下游YAP/TAZ,而YAP/TAZ在生理和病理生理条件下调节心脏代谢,但介导代谢重构的分子机制仍不清楚[10]㊂Schirone等[11]报道,PPARs㊁ERR和PGC-1ɑ在转录水平上影响心肌能量代谢,使心功能受损及心肌重构,进而导致心力衰竭㊂3.4㊀心律失常病理条件下,氧化呼吸链的效率受到影响,发生电子泄漏,使线粒体生成ROS增加,线粒体膜电位发生异常;同时ROS的蓄积还影响离子通道及各种转运体,导致心律失常发生㊂在线粒体氧化应激情况下,Na+电流构成的慢失活电流部分增加,延长了动作电位时程㊂此外ROS可致胞浆Ca2+超载,肌质网的Ca2+减少,使动作电位及后除极延迟,导致收缩功能障碍及Ca2+依赖的信号转导激活障碍等,进而引发细胞损伤㊁凋亡及心律失常[12]㊂有研究报道,心房颤动患者的心房活检显示线粒体功能异常,可能通过影响ATP水平,线粒体应激伴侣蛋白的上调和线粒体网络的碎裂来促进心律失常的发生[13]㊂线粒体还能够通过调控ATP敏感性K+通道来调节细胞膜的兴奋性,当激活ATP敏感性K+通道开放产生内向整流复极电流,会使心肌细胞处于超极化状态,且兴奋性降低,促使心律失常发生[14]㊂线粒体结构的完整性与功能的稳定性发生改变不仅会导致心脏结构和功能异常,也会间接介导心肌电生理重构诱发多种心律失常㊂3.5㊀其他线粒体核基因组或线粒体基因组编码的基因发生突变引起的临床异质性疾病称为线粒体病,涉及多个系统,线粒体病伴发心脏疾病的主要表现为扩张型心肌病㊁肥厚型心肌病㊁限制型心肌病㊁心肌致密化不全等㊂Jusic等[15]报道,线粒体非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)可调节糖酵解㊁线粒体代谢相关基因的表达参与心血管发病发生机制㊂另有报道,大量乙醛的蓄积可破坏细胞膜及线粒体膜的脂质成分,使膜电位和呼吸链活性下降,损害线粒体功能,进而干扰三羧酸循环,影响氧化代谢效率,心肌细胞凋亡增加,引发酒精性心肌病[16]㊂脓毒症继发的心肌损伤,可降低心脏线粒体膜电位,同时增加氧化应激,使线粒体ATP合成发生障碍,其中动力相关蛋白1(Drp1)及其线粒体衔接子裂变1 (Fis1)是造成多器官功能障碍不可忽视的机制[17]㊂4㊀针对线粒体代谢异常的治疗4.1㊀RAAS抑制剂㊁利钠肽㊁血管紧张素受体脑啡肽酶抑制剂(ARIN)肾素-血管紧张素-醛固酮系统(rein-angiotensin-aldosterone-system,RAAS)的长期激活可影响胰岛素㊁胰岛素样生长因子1信号通路以及促进ROS形成,进而使内皮功能发生障碍和胰岛素抵抗㊂利钠肽,包括心房利钠肽(atrial natriuretic peptide,ANP)㊁B型利钠肽(B-type natriuretic peptide,BNP)㊁C型利钠肽(C-type natriuretic peptide,CNP)㊁树眼镜蛇型利钠肽和尿扩张素,尤其是BNP,在心血管稳态中起重要作用,通过增加肾小球滤过率,增强肾脏对钠和水的排泄,还可促进血管舒张,增加毛细血管通透性,抑制肾素和醛固酮的分泌,拮抗交感神经系统,进而减少ROS生成,改善心肌线粒体能量利用效率㊂沙库巴曲缬沙坦阻断RAAS和脑啡肽酶使利钠肽降解减少,达到扩张血管和利尿排钠作用,同时提高胰高血糖素样肽1(glucagon like peptide-1,GLP-1)活性来改善心脏代谢与重构[18]㊂有报道称,沙库巴曲缬沙坦增加其他激素,如缓激肽㊁P物质,然而,P物质和缓激肽也显示出潜在的心血管益处[19],可能有助于对心力衰竭的疗效㊂沙库巴曲缬沙坦近来报道还能改善肾功能和蛋白尿[20],减轻心脏负荷与心肌能量消耗㊂血管紧张素受体拮抗剂㊁血管紧张素转换酶抑制剂及醛固酮受体拮抗剂能促进心力衰竭患者体内脂肪酸的摄取,改善心肌能量代谢㊁恢复胰岛素的敏感性,进而有效降低心力衰竭患者的住院率及病死率,提高患者生活质量㊂4.2㊀钠-葡萄糖共转运蛋白2(sodium-glucose co-transporter 2,SGLT2)抑制剂SGLT2位于肾单位的近曲小管的S1段,将肾小球滤液中90%的葡萄糖重吸收回血液循环㊂SGLT2抑制剂通过抑制肾脏重吸收葡萄糖,促进尿中葡萄糖排出,在治疗2型糖尿病中已发挥重大疗效㊂在能量代谢方面,SGLT2抑制剂将心肌底物的利用从葡萄糖转向游离脂肪酸㊁酮体和支链氨基酸的氧化来减少不利的心脏重构,从而改善心肌的工作效率和功能,达到保护心肌细胞的目的㊂心脏代谢的改善和从肾小管液中对镁和钾的重吸收增加也可能发挥抗心律失常作用,从而降低心脏性猝死的发生率[21]㊂目前研究报道, SGLT2抑制剂可能通过多种途径改善心血管病患者的预后,将发生严重心力衰竭事件的风险降低25%~40%㊂通过抑制SGLT2可减少细胞内Na+,防止氧化应激和心肌细胞死亡㊂此外,SGLT2抑制剂诱导模仿营养和氧气剥夺,包括单磷酸腺苷活化蛋白激酶,sirtuin-1和(或)HIF-1α/2α的激活㊂这些介体的相互作用会刺激自噬,自噬介导的清除受损细胞器的清除减少了炎症体的活化,从而减轻了心肌线粒体功能障碍[22]㊂SGLT2抑制剂还具有影响红细胞生成和红细胞压积的能力,可能是抑制铁调素和调节铁稳态引起[23],而铁稳态失衡促进氧化应激和炎症,进而影响线粒体功能,造成能量代谢障碍㊂4.3㊀脂肪酸β氧化抑制剂曲美他嗪通过提高丙酮酸脱氢酶活性,允许丙酮酸从细胞质进入线粒体,在三羧酸循环中氧化,产生更多高能磷酸盐,起到抗缺血作用;还可减轻钙超载和自由基诱导的内皮损伤,抑制细胞凋亡和心脏纤维化㊂同时,曲美他嗪抑制游离脂肪酸的β氧化,使心肌能量代谢转变为葡萄糖㊂一项随机㊁双盲㊁安慰剂对照㊁事件驱动的试验[24],在欧洲㊁南美㊁亚洲和北非27个国家的365个中心对成功进行经皮冠状动脉介入治疗的患者进行了标准背景治疗㊂在接受最佳药物治疗的患者中,在成功的经皮冠状动脉介入治疗后,每天两次口服曲美他嗪35mg的常规使用不会影响心绞痛的复发,可能是曲美他嗪没有改变血流动力学作用,但不可忽视其在改善心肌代谢的作用㊂雷诺嗪是一种结构和功能与曲美他嗪相似的抑制剂,减少摄取脂肪酸的同时对葡萄糖氧化代谢起促进作用,增加ATP生成㊂4.4㊀PPARs激动剂PPARs激动剂在维持葡萄糖稳态㊁改善胰岛素抵抗和心血管保护方面具有重要作用,PPARs活性受核受体辅阻遏物家族成员控制㊂PPARα激动剂,非诺贝特,可降低血脂水平来调节脂肪酸浓度,改善心肌能量代谢[25]㊂PPARγ受体激动剂即噻唑烷二酮类降糖药物通过改善胰岛素敏感性来改善代谢状态,代表药物有罗格列酮和吡格列酮㊂但噻唑烷二酮类激动剂表现出的不良反应,如水肿和更高的心肌梗死风险[26],尤其是具有充血性心衰体征和心衰分级为Ⅲ~Ⅳ级的糖尿病合并心力衰竭患者,应禁止使用㊂4.5㊀自体线粒体治疗将患者自身线粒体输入受损的心肌细胞为心肌缺血及再灌注损伤提供了新的治疗方法㊂分离纯化的线粒体输入到受体细胞内正常地发挥功能,被称为线粒体移植㊂McCully等[27]报道自体线粒体治疗可以增强细胞活力,促进缺血后心肌功能的恢复㊂Guariento等[28]报道,经冠状动脉行线粒体灌注显著减少了梗死面积,并显著增强了缺血后心肌的功能,为缺血/再灌注损伤的心脏提供保护作用㊂4.6㊀其他药物CPT-1抑制剂,如乙莫克舍㊁马来酸哌克昔林㊁L-肉毒碱,通过抑制长链脂肪酸进入线粒体起抗脂质过氧化作用,保护细胞膜结构完整性,进而减轻心肌损伤㊂此外,作为人体高耗能组织(如心肌㊁骨骼肌)重要能量来源的磷酸肌酸,也可作为治疗靶点,通过补充磷酸肌酸可以改善线粒体结构和增强氧化磷酸化水平,发挥抗凋亡作用㊂辅酶Q10作为电子传递的载体,具有生物膜稳定作用和抗氧化的作用,可以增加线粒体氧化磷酸化中ATP的合成,并可以改善心肌收缩功能,目前广泛用于心力衰竭治疗㊂β受体拮抗剂如卡维地洛和美托洛尔,能减慢心室率,使心肌耗氧量减少;同时可改善心肌能量代谢,通过对肾上腺素能受体的阻断作用来提高心力衰竭患者的心功能和生存率㊂5 展望心脏能量代谢的调节途径具有灵敏且适应性强的特点,使得心脏可适应不同的状态和工作量以维持其收缩功能㊂心血管疾病的发生㊁发展过程中,线粒体能量代谢障碍起着不可忽略的推动作用㊂对心肌线粒体功能变化的研究,为心血管疾病的治疗方式提供了新思路,可通过改善线粒体能量代谢来延缓心血管疾病进程[29]㊂利益冲突:无参㊀考㊀文㊀献[1]Forte M,Schirone L,Ameri P,et al.The role of mitochondrialdynamics in cardiovascular diseases[J].Br J Pharmacol,2021,178(10):2060-2076.DOI:10.1111/bph.15068. [2]蓝明,刘兵,刘君萌,等.心肌病的病理研究进展[J].中国心血管杂志,2020,25(2):183-188.DOI:10.3969/j.issn.1007-5410.2020.02.019.㊀Lan M,Liu B,Liu JM,et al.Advances in pathological researchof cardiomyopathy[J].Chin J Cardiovasc Med,2020,25(2):183-188.DOI:10.3969/j.issn.1007-5410.2020.02.019. [3]Karwi QG,Jörg AR,Lopaschuk GD.Allosteric,transcriptionaland post-translational control of mitochondrial energy metabolism[J].Biochem J,2019,476(12):1695-1712.DOI:10.1042/BCJ20180617.[4]Cao M,Yuan W,Peng M,et al.Role of CyPA in cardiachypertrophy and remodeling.Biosci Rep,2019,39(12):BSR20193190.DOI:10.1042/BSR20193190.[5]Schlaepfer IR,Joshi M.CPT1A-mediated Fat Oxidation,Mechanisms,and Therapeutic Potential[J].Endocrinology,2020,161(2):bqz046.DOI:10.1210/endocr/bqz046. [6]Ludtmann MHR,Abramov AY.Mitochondrial calcium imbalancein Parkinson s disease[J].Neurosci Lett,2018,663:86-90.DOI:10.1016/j.neulet.2017.08.044.[7]Akhnokh MK,Yang FH,Samokhvalov V,et al.Inhibition ofSoluble Epoxide Hydrolase Limits Mitochondrial Damage andPreserves Function Following Ischemic Injury[J].FrontPharmacol,2016,7:133.DOI:10.3389/fphar.2016.00133.[8]Maneechote C,Palee S,Chattipakorn SC,et al.Roles ofmitochondrial dynamics modulators in cardiac ischaemia/reperfusion injury[J].J Cell Mol Med,2017,21(11):2643-2653.DOI:10.1111/jcmm.13330.[9]Qin C,Gu J,Liu R,et al.Release of mitochondrial DNAcorrelates with peak inflammatory cytokines in patients with acutemyocardial infarction[J].Anatol J Cardiol,2017,17(3):224-228.DOI:10.14744/AnatolJCardiol.2016.7209. [10]Kashihara T,Sadoshima J.Role of YAP/TAZ in EnergyMetabolism in the Heart[J].J Cardiovasc Pharmacol,2019,74(6):483-490.DOI:10.1097/FJC.0000000000000736. [11]Schirone L,Forte M,Palmerio S,et al.A Review of theMolecular Mechanisms Underlying the Development andProgression of Cardiac Remodeling[J].Oxid Med Cell Longev,2017,2017:3920195.DOI:10.1155/2017/3920195. [12]Boyman L,Karbowski M,Lederer WJ.Regulation ofMitochondrial ATP Production:Ca2+Signaling and QualityControl[J].Trends Mol Med,2020,26(1):21-39.DOI:10.1016/j.molmed.2019.10.007.[13]Wiersma M,van Marion DMS,Wüst RCI,et al.MitochondrialDysfunction Underlies Cardiomyocyte Remodeling in Experimentaland Clinical Atrial Fibrillation[J].Cells,2019,8(10):1202.DOI:10.3390/cells8101202.[14]Foster MN,Coetzee WA.KATP Channels in the CardiovascularSystem[J].Physiol Rev,2016,96(1):177-252.DOI:10.1152/physrev.00003.2015.[15]Jusic A,Devaux Y;EU-CardioRNA COST Action(CA17129).Mitochondrial noncoding RNA-regulatory network incardiovascular disease[J].Basic Res Cardiol,2020,115(3):23.DOI:10.1007/s00395-020-0783-5.[16]Steiner JL,Lang CH.Etiology of alcoholic cardiomyopathy:Mitochondria,oxidative stress and apoptosis[J].Int J BiochemCell Biol,2017,89:125-135.DOI:10.1016/j.biocel.2017.06.009.[17]Haileselassie B,Mukherjee R,Joshi AU,et al.Drp1/Fis1interaction mediates mitochondrial dysfunction in septiccardiomyopathy[J].J Mol Cell Cardiol,2019,130:160-169.DOI:10.1016/j.yjmcc.2019.04.006.[18]Khder Y,Shi V,McMurray JJV,et al.Sacubitril/Valsartan(LCZ696)in Heart Failure[J].Handb Exp Pharmacol,2017,243:133-165.DOI:10.1007/164_2016_77.[19]Singh JSS,Burrell LM,Cherif M,et al.Sacubitril/valsartan:beyond natriuretic peptides[J].Heart,2017,103(20):1569-1577.DOI:10.1136/heartjnl-2017-311295.[20]郝正阳,张彦周.小剂量沙库巴曲缬沙坦治疗90mmHgɤ收缩压<100mmHg的扩张型心肌病患者的有效性和安全性[J].中国心血管杂志,2021,26(3):253-256.DOI:10.3969/j.issn.1007-5410.2021.03.010.㊀Hao ZY,Zhang YZ.Efficacy and safety of low-dose of sacubitril/valsartan in patients with dilated cardiomyopathy with90mmHgɤsystolic blood pressure<100mmHg[J].Chin J CardiovascMed,2021,26(3):253-256.DOI:10.3969/j.issn.1007-5410.2021.03.010.[21]Cherney DZ,Odutayo A,Aronson R,et al.Sodium GlucoseCotransporter-2Inhibition and Cardiorenal Protection:JACCReview Topic of the Week[J].J Am Coll Cardiol,2019,74(20):2511-2524.DOI:10.1016/j.jacc.2019.09.022. [22]Packer M.Autophagy stimulation and intracellular sodiumreduction as mediators of the cardioprotective effect of sodium-glucose cotransporter2inhibitors[J].Eur J Heart Fail,2020,22(4):618-628.DOI:10.1002/ejhf.1732.[23]Grodin JL,Tang WHW.Sodium-Glucose Cotransporter-2Inhibitors and Loop Diuretics for Heart Failure:Priming theNatriuretic and Metabolic Reserve of the Kidney[J].Circulation,2020,142(11):1055-1058.DOI:10.1161/CIRCULATIONAHA.120.048057.[24]Ferrari R,Ford I,Fox K,et al.Efficacy and safety oftrimetazidine after percutaneous coronary intervention(ATPCI):a randomised,double-blind,placebo-controlled trial[J].Lancet,2020,396(10254):830-838.DOI:10.1016/S0140-6736(20)31790-6.[25]Li S,Yang B,Du Y,et al.Targeting PPARαfor the Treatmentand Understanding of Cardiovascular Diseases[J].Cell PhysiolBiochem,2018,51(6):2760-2775.DOI:10.1159/000495969.[26]Van der Vorst EPC,Biessen EAL.Unwrapped and uNCORked:PPAR-γrepression in atherosclerosis[J].Eur Heart J,2019,21:ehz770.DOI:10.1093/eurheartj/ehz770.[27]McCully JD,Levitsky S,Del Nido PJ,et al.Mitochondrialtransplantation for therapeutic use[J].Clin Transl Med,2016,5(1):16.DOI:10.1186/s40169-016-0095-4. [28]Guariento A,Blitzer D,Doulamis I,et al.Preischemicautologous mitochondrial transplantation by intracoronary injectionfor myocardial protection[J].J Thorac Cardiovasc Surg,2020,160(2):e15-e29.DOI:10.1016/j.jtcvs.2019.06.111. [29]‘中国心血管健康与疾病报告2020“编写组.‘中国心血管健康与疾病报告2020“要点解读[J].中国心血管杂志,2021,26(3):209-218.DOI:10.3969/j.issn.1007-5410.2021.03.001.㊀The Writing Committee of the Report on Cardiovascular Healthand Diseases in China.Interpretation of Report on CardiovascularHealth and Diseases in China2020[J].Chin J Cardiovasc Med,2021,26(3):209-218.DOI:10.3969/j.issn.1007-5410.2021.03.001.(收稿日期:2020-10-06)(本文编辑:李鹏)。
心房能量代谢重塑和ＰＰＡＲγ靶向干预在心房颤动中的研究进展
基金项目：国家自然科学基金（８２１００３４３，８２２６００６５，８２２６００６４，８２０６００６９）通信作者：周贤惠，Ｅ ｍａｉｌ：ｚｈｏｕｘｈｕｉｙｆ＠１６３．ｃｏｍ心房能量代谢重塑和ＰＰＡＲγ靶向干预在心房颤动中的研究进展喜林强 孙华鑫 商鲁翔 汤宝鹏 周贤惠（新疆医科大学第一附属医院心脏起搏与电生理科／新疆心电生理与心脏重塑重点实验室，新疆乌鲁木齐８３００５４）【摘要】心房颤动（房颤）是临床常见的心律失常，具有高死亡率和致残风险。
心房重塑（电、结构重塑）与房颤发病密切相关。
成熟心肌细胞向胎儿表型的转换、线粒体功能障碍和活性氧过载的细胞效应等生物学事件参与心房重塑。
过氧化物酶体增殖物激活受体（ＰＰＡＲ）是心肌细胞能量代谢调控的关键开关。
对房颤能量重塑、心房肌细胞代谢紊乱调控机制的研究，特别是针对ＰＰＡＲγ介导的糖脂代谢表型转换的干预，可能成为房颤治疗的新策略。
【关键词】心房颤动；心肌能量代谢；过氧化物酶体增殖物激活受体γ；线粒体；吡格列酮【ＤＯＩ】１０ １６８０６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ．１００４ ３９３４ ２０２３ １０ ０１４ＡｔｒｉａｌＥｎｅｒｇｙＭｅｔａｂｏｌｉｓｍＲｅｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄＴａｒｇｅｔｅｄＩｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎｏｆＰＰＡＲγｉｎＡｔｒｉａｌＦｉｂｒｉｌｌａｔｉｏｎＸＩＬｉｎｑｉａｎｇ，ＳＵＮＨｕａｘｉｎ，ＳＨＡＮＧＬｕｘｉａｎｇ，ＴＡＮＧＢａｏｐｅｎｇ，ＺＨＯＵＸｉａｎｈｕｉ（ＣａｒｄｉａｃＰａｃｉｎｇａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ／ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣａｒｄｉａｃＥｌｅｃｔｒｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙａｎｄＲｅｍｏｄｅｌｉｎｇ，ＴｈｅＦｉｒｓｔＡｆｆｉｌｉａｔｅｄＨｏｓｐｉｔａｌｏｆＸｉｎｊｉａｎｇＭｅｄｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｕｒｕｍｑｉ８３００５４，Ｘｉｎｊｉａｎｇ，Ｃｈｉｎａ）【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ａｔｒｉａｌｆｉｂｒｉｌｌａｔｉｏｎｉｓａｃｏｍｍｏｎａｒｒｈｙｔｈｍｉａｗｉｔｈｈｉｇｈｍｏｒｔａｌｉｔｙａｎｄｄｉｓａｂｉｌｉｔｙ．Ａｔｒｉａｌｒｅｍｏｄｅｌｉｎｇ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｒｅｍｏｄｅｌｉｎｇ）ｉｓｃｌｏｓｅｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｐａｔｈｏｇｅｎｅｓｉｓｏｆａｔｒｉａｌｆｉｂｒｉｌｌａｔｉｏｎ．Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｅｖｅｎｔｓｓｕｃｈａｓｔｈｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｏｆｍａｔｕｒｅｃａｒｄｉｏｍｙｏｃｙｔｅｓｔｏｆｅｔａｌｐｈｅｎｏｔｙｐｅ，ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌｄｙｓｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｃｅｌｌｕｌａｒｅｆｆｅｃｔｓｏｆｒｅａｃｔｉｖｅｏｘｙｇｅｎｓｐｅｃｉｅｓｏｖｅｒｌｏａｄａｒｅｉｎｖｏｌｖｅｄｉｎａｔｒｉａｌｒｅｍｏｄｅｌｉｎｇ．Ｐｅｒｏｘｉｓｏｍｅｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｏｒ ａｃｔｉｖａｔｅｄｒｅｃｅｐｔｏｒ（ＰＰＡＲ）ｉｓａｋｅｙｓｗｉｔｃｈｉｎｔｈｅｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｏｆｅｎｅｒｇｙｍｅｔａｂｏｌｉｓｍｉｎｃａｒｄｉｏｍｙｏｃｙｔｅｓ．Ｔｈｅｓｔｕｄｉｅｓｏｎｔｈｅｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆａｔｒｉａｌｆｉｂｒｉｌｌａｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙｒｅｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄａｔｒｉａｌｍｙｏｃｙｔｅｍｅｔａｂｏｌｉｃｄｉｓｏｒｄｅｒ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｔｈｅｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎｏｆｇｌｕｃｏｓｅａｎｄｌｉｐｉｄｍｅｔａｂｏｌｉｓｍｐｈｅｎｏｔｙｐｅｓｗｉｔｃｈｉｎｇｍｅｄｉａｔｅｄｂｙＰＰＡＲγ，ｍａｙｂｅｃｏｍｅａｎｅｗｓｔｒａｔｅｇｙｆｏｒｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆａｔｒｉａｌｆｉｂｒｉｌｌａｔｉｏｎ．【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】Ａｔｒｉａｌｆｉｂｒｉｌｌａｔｉｏｎ；Ｍｙｏｃａｒｄｉａｌｅｎｅｒｇｙｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ；Ｐｅｒｏｘｉｓｏｍｅｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｏｒ ａｃｔｉｖａｔｅｄｒｅｃｅｐｔｏｒγ；Ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａ；Ｐｉｏｇｌｉｔａｚｏｎｅ 心房颤动（房颤）是最常见的心律失常，全球约６０００万患者［１］。
优化心肌能量代谢治疗心力衰竭的研究进展
２ 心 力衰竭 与优化心肌 能量代谢
心力 衰 竭 病 理 生 理 机 制 复 杂， 机 体 通 过
Ｆ ｒ ａ ｎ ｋ ～Ｓ ｔ ａ ｒ ｌ ｉ ｎ ｇ机制 、 心 肌肥厚 、 增 强交 感 神经 兴 奋性 及 肾素 一血 管 紧张 素 一醛 固酮 系统 （ Ｒ Ａ Ａ Ｓ ）
ｉ ｎ ｇ ） ” 概念 ， 即心力 衰竭 时 ， 心 肌 细胞 葡 萄糖 、 脂肪 酸、 乳酸 、 氨基 酸等 物质代 谢紊 乱 引起 心脏代 谢途 径 的变化 ， 导致 心肌 结构 和功 能异 常 。心力 衰竭 、 缺血 性心 脏病 、 心肌 肥厚 、 心律 失 常等 多种心 脏疾
肌酸激酶活性的丧失导致 Ａ Ｔ Ｐ转运显著下降＿ ９ Ｊ ， 代谢的异常可以使衰竭心肌特征性的收缩储备力 丧失 ［ 加 ］ ， 继 而产生 能量 供 应不 足 影 响机 械 做 功 。
ｓ ｉ ｓ ） 由多 因素所 致 且 机 制 复杂 ， 包括 Ａ Ｔ Ｐ合 成 量 降低 、 总腺 嘌 呤核 苷 酸 池损 失 及 肌 酸激 酶系 统 改 变， 进 而影 响能 量 向肌 纤维 和肌 质 网等耗 能 位 点 的转 移ｌ １ １ ］ 。心力 衰竭 时 心肌 组织 ＡＴ Ｐ含量 明显 减少 ， 同时二磷 酸腺 苷 （ ） Ｐ ） 含 量增加 ， 磷 酸化 的 潜在 能力 下降 ， 作 为能量储 备 指数 的 Ｐ Ｃ ｒ （ 磷 酸肌 酸） ／ ＡＴ Ｐ比值 也 明显下 降 。已有 研究 ｌ １ ２ ＿ １ ３ Ｊ 证 实 Ｐ Ｃ ｒ ／ ＡＴ Ｐ比值 降 低 是 心 力 衰 竭 患 者 死 亡 的 预 示 因子 ， 与 心力衰 竭 的严重 程度 相关 。
心力衰竭的分子机制与治疗进展
心力衰竭的分子机制与治疗进展概述心力衰竭是一种严重的心脏疾病，其发病率逐年增加。
它通常由心脏结构改变、心肌损伤、细胞通道失调以及多种代谢紊乱等因素引起。
本文将探讨心力衰竭的分子机制，并介绍当前关于治疗该疾病的最新进展。
一、分子机制1.1 心脏结构改变在心力衰竭中，心脏发生了一系列结构性改变，如左室扩张和重塑。
这些改变主要是由于长期压力负荷和心肌损伤所致。
调节这些结构性改变的信号通路对于预防和治疗心力衰竭至关重要。
1.2 心肌损伤损伤的心肌组织会导致更严重的功能障碍，加重患者的病情。
目前，许多学者正在寻找抑制或逆转这种损伤过程的方法，以减轻患者的痛苦并提高生活质量。
1.3 细胞通道失调心力衰竭患者的心肌细胞通常具有离子通道紊乱，这会导致动作电位异常和心脏节律失常等问题。
因此，研究人员正在努力找到可以调节这些通道的药物，以恢复正常心脏功能。
1.4 代谢紊乱心力衰竭患者的能量代谢也经常受到影响。
研究发现，调节葡萄糖、脂肪酸和氨基酸代谢可能对治疗心力衰竭非常关键。
目前，许多药物正在研发中，旨在修复代谢紊乱并改善患者的预后。
二、治疗进展2.1 药物治疗目前，针对心力衰竭的药物主要包括ACE抑制剂、β受体阻断剂和醛固酮拮抗剂等。
这些药物通过不同机制来减轻心脏负荷、降低血压、抑制交感神经系统活性等方式达到改善患者生活质量和延长寿命的效果。
2.2 细胞治疗细胞治疗作为一种新兴的治疗方式，已经在心力衰竭患者中取得了一定的进展。
干细胞移植和心肌修复是其中较为常见的方法。
这些治疗可以促进心肌再生和恢复功能，极大地改善了患者的预后。
2.3 器械支持对于严重心力衰竭患者，尤其是无法进行心脏移植的患者，器械支持是一种有效的治疗选择。
人工心脏辅助装置（VAD）和体外膜肺氧合（ECMO）等器械可以暂时或长期帮助患者维持生命，并提高生活质量。
2.4 基因治疗基因治疗作为一种前沿技术，近年来也逐渐用于心力衰竭的治疗。
通过基因测序和基因编辑技术，可以改变特定基因或调节信号通路来干预心力衰竭发展过程。
心肌缺血的能量代谢及代谢药物治疗
心肌缺血的能量代谢及代谢药物治疗
林琦;曾朝荣
【期刊名称】《四川医学》
【年(卷),期】2004(25)2
【摘要】不管单独应用或联合使用，传统的血流动力学药物均不能完全有效地控制心绞痛的发作。
代谢药物具有非血流动力学的作用模式，为缺血性心脏病的治疗提供了独立的有益作用，因此近年受到了应用的重视，本文拟就心肌缺血时的能量代谢，代谢药物治疗的作用机制以及有关的实验和临床研究作一简要综述。
【总页数】3页(P221-223)
【作者】林琦;曾朝荣
【作者单位】成都市第七人民医院,四川,成都,610021;成都市第七人民医院,四川,成都,610021
【正文语种】中文
【中图分类】R50
【相关文献】
1.心肌缺血的能量代谢及代谢药物治疗 [J], 宋涛;李臣文;赵文秀;葛志明
2.ERK抑制剂对心肺复苏后大鼠心肌缺血再灌注损伤和能量代谢的作用研究 [J], 陶冉;谢露;郑君慧;谭小风;李诺;覃涛;杨叶桂;陈蒙华
3.降香不同提取物通过调控能量代谢抑制大鼠急性心肌缺血损伤 [J], 寿斌耀;陈兰英;张妮;谢欣序;罗颖颖;邵峰;刘荣华
4.电针针刺内关、郄门穴对急性心肌缺血模型大鼠心肌能量代谢的影响 [J], 周婧;
丁丽;邓坤;章燕;李广兵;朱涛;周巧;王堃;张宸
5.MIF调节糖尿病心肌缺血再灌注过程中能量代谢的研究进展 [J], 邢长双;付敏;杨龙;马海平
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人体心脏血管的代谢通路和调控研究
人体心脏血管的代谢通路和调控研究心血管系统是人体最重要的系统之一，它的功能是将血液运输到人体各个组织和器官，维持人体的代谢平衡。
心血管系统主要包括心脏和血管两部分，其中心脏是一个负责泵血的器官，而血管则是一个运输血液的管道。
心脏和血管的正常运转需要一系列的代谢通路和调控机制来维持，下面将详细介绍它们的研究进展。
心脏代谢通路心脏是人体中一个拥有高度代谢活性的器官，它需要大量的氧和营养物质来维持正常的功能。
在心脏中，葡萄糖和脂肪酸是两个主要的能量来源。
其中，葡萄糖主要通过糖酵解和三羧酸循环来提供能量，而脂肪酸则主要通过β-氧化来提供能量。
此外，心脏还可以利用丙酮酸和乳酸等废物产生的代谢产物来提供能量。
在心脏代谢通路的研究中，有一个非常关键的发现就是巨噬细胞的作用。
研究表明，当心肌细胞受到刺激，例如心肌缺血和缺氧等，它们会释放一些化学物质来招引巨噬细胞。
巨噬细胞通过吞噬心肌细胞的代谢产物来提供额外的能量来源，从而帮助心脏维持正常的功能。
此外，研究还发现，心脏的代谢通路和调控与外周组织有所不同，这与心脏的独特结构和功能密切相关。
血管代谢通路与调控机制血管是人体中一个非常重要的器官，它主要的功能是将血液和营养物质输送给人体各个组织和器官。
与心脏和其他器官不同，血管没有一个独立的能量代谢系统，它主要依靠心脏提供的能量来维持正常的功能。
因此，血管代谢通路和调控机制与心脏有很大不同。
在血管代谢通路研究中，一个关键的发现就是氧化还原反应的作用。
氧化还原反应是细胞代谢中最常见的一种反应方式，它在体内起到了非常重要的作用。
研究表明，在血管的内皮细胞中，氧化还原反应可以调节血管的收缩和松弛，从而影响血液的流动。
此外，研究还发现，血管代谢通路和调控机制与生理和病理状态密切相关，这也为将来开发血管疾病的新治疗方法提供了重要的思路。
总结心脏和血管是人体中最关键的器官之一，它们的代谢通路和调控机制对人体的健康和生命至关重要。
在过去的几十年里，研究者们通过不断地探索和实验，已经对心脏和血管的代谢通路和调控机制有了深入的了解。
心力衰竭心肌细胞能量代谢及干预机制
心力衰竭心肌细胞能量代谢及干预机制祝善俊随着慢性心力衰竭(CHF)神经激素学说的建立和相应治疗策略的应用使得CHF的预后有了很大改善。
但神经激素学说尚不能解释CHF发生发展过程中的所有问题，抑制神经体液因子的治疗策略也不足以完全控制CHF病程的进展。
近年来逐渐认识到心肌细胞能量代谢紊乱在CHF发生发展中起着重要作用，由此诞生的CHF代谢疗法也正在兴起。
本文对正常心肌代谢、CHF时心肌代谢的改变、心肌细胞能量代谢障碍在CHF病程进展中的作用以及CHF代谢疗法的研究进展作一综述。
1 概述随着人口老龄化和冠心病治疗水平的提高，CHF的发病率和患病率逐年增加，造成严重的公共健康问题，给社会带来沉重的经济负担。
CHF的治疗经历了传统的改善血流动力学和抑制恶性神经体液因子两大重要的阶段，CHF的死亡率显著降低，但目前的治疗仍不能最大程度地控制CHF的病程进展和死亡。
近年来逐渐认识到，心肌细胞代谢在CHF发生发展中发挥着重要作用。
学者们逐渐认识到CHF是一种慢性代谢病，底物利用障碍、能量缺乏在CHF发生发展中起着重要的作用。
每一次对发病机制认识的进步，都将带来治疗上的拓展。
目前认为，心肌能量代谢有望成为CHF的治疗靶点。
本文就正常心肌代谢、心肌代谢异常在CHF发生发展中的作用，以及以心肌代谢异常为靶点的代谢疗法的新进展作一阐述。
2 正常心肌能量代谢正常心肌能量代谢是指心肌利用底物合成能量物质，以及储存、利用能量的全过程，三磷酸腺苷(ATP)是心肌直接利用的能量形式。
正常心肌ATP的产生>95％来自线粒体的氧化磷酸化，少量来源于糖酵解。
心肌能量来源的底物主要是游离脂肪酸(FFA)和葡萄糖，正常心肌活动所需能量的60-90％来源于FFA，另外10 - 40％来源于葡萄糖。
2.1 脂肪酸代谢心肌对FFA的摄取首先决定于血FFA浓度。
血FFA主要来源于脂肪细胞中激素敏感性脂肪酶(HSL)对甘油三酯的分解。
《心肌能量代谢》课件
心肌能量代谢的三个关键过程
1
糖酵解
通过糖酵解作用，葡萄糖分子被分解为能够进一步产生能量的分子。
2
三羧酸循环
三羧酸循环将糖酵解产生的分子进一步分解，产生更多能量。
3
高能磷酸化作用
在这一过程中，细胞将前两个过程产生的能量转化为ATP，以供细胞使用。
应用与展望
疾病治疗
了解心肌能量代谢可以为疾 病治疗提供新的方法和目标。
药物开发
通过研究心肌能量代谢，可 以为心脏疾病的药物开发提 供新的靶点。
预防与健康
通过促进心肌能量代谢的健 康维持，可以预防心脏疾病 的发生。
《心肌能量代谢》PPT课 件
在这个PPT课件中，我们将深入探讨心肌能量代谢的重要性以及与心脏疾病 的关系。通过概述定义和三个关键过程，我们将揭示其应用和发展。
心肌能量代谢的定义与概述
心肌能量代谢是指心肌细胞在进行生物化学反应过程中，产生和利用能量的 过程。它是维持心脏正常功能量代谢与心脏疾病的关系
缺血性心脏病
缺血会导致心肌能量不足， 进而导致心脏疾病的发生 和进展。
心力衰竭
心肌能量代谢紊乱与心力 衰竭的发生密切相关。
心肌梗死
心肌梗死会破坏心肌细胞， 使正常的能量代谢遭受严 重干扰。
研究方法与技术
• 代谢成像技术 • 细胞培养与模型 • 蛋白质组学研究 • 基因编辑技术
曲美他嗪片
酸中毒，Ca
2+
，Na+过载
心肌耗能增加，心肌损伤
心肌收缩
在产生同等量ATP的条件下 FFA耗氧多于葡萄糖
临床应用关研究
万爽力 单药治疗稳定型心绞痛 TEMS (曲美他嗪欧洲多中心研究 ) Detry J.M. et al,1994 Dalla-Volta S. et al, 1990
®
万爽力 联合治疗稳定型心绞痛 Michaelides.A.P.et al,1997 TRIMPOL I/II Szwed.H et al,2000 曲美他嗪中国多中心临床研究,2000
够的作功才能保证生命
缺氧状态下代谢途径的变化
正常情况
游离脂肪 酸氧化
游离脂肪 酸氧化
低氧状况
葡萄糖有 氧氧化
无氧糖 酵解
葡萄糖有 氧氧化
无氧糖 酵解
代谢途径
葡萄糖有氧氧化 游离脂肪酸氧化 无氧糖酵解
正常情 况 20-50% 50-75% 5-10%
低氧状 况 2-5% 80-90% 5-10%
糖酵解与葡萄糖有氧氧化失耦联
Trimetazidine
Rosano G et al. Am J Cardiol 2005
万爽力对580例合并糖尿病的冠心病患者 抗心绞痛和抗缺血疗效
治疗
心肌能量代谢治疗已成为多种疾病新的治疗靶点
正常心肌的能量代谢
心肌能量代谢药物比较
细 胞 膜 ATP CK 细胞质 葡萄糖 线粒体膜
FDP
肌酸
（Lohmann逆向反应）
肌酸
）
线粒体
PFK
左卡尼丁
（Lohmann正向反应
ATP
丙酮酸
有氧氧化
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内容提纲
• 能量代谢概述 • 心脏能量代谢及调节 • 1,6二磷酸果糖（FDP）的机制及应用 • 磷酸肌酸的机制及应用 • 左卡尼汀的机制及应用 • 曲美他嗪的机制及应用 • 雷诺嗪的机制及应用 • 其它
心脏—耗氧最多的器官
• 心脏每天向全身输送6~8吨血液！
– 心脏搏动：平均10万次/天 – 每搏输出量：60-80ml
磷酸肌酸（PCr）：一种内源性物质
• PCr是哺乳动物体内主要的高能磷酸化合物，存在于心 肌及骨骼肌中
• PCr 12000卡/mol • ATP 7300卡/mol • ADP 3800 卡/mol
• PCr是心脏内可被迅速动用的能源储备
– 在心肌细胞内ATP浓度是靠PCr的消耗来维持 – 当心肌缺血时，早期少量ATP减少发生在大量PCr减少之前，
脂肪-重要能量底物
不同生化物质的能量效率
能量产量(kcal/g)
脂肪
碳水化 合物 蛋白质
汽油 乙醇
人体可供能物质的含量
以70kg成人为例
Fat Proteins Carbohydrates Minerals Water
Mass
kg
%
10.5
15
14
20
0.7
1
3.5
5
42
58
Energy
% 61 35 2 — —
Kobayashi A, Fujisawa S. J Mol Cell Cardiol. 1994;26:499-508.
脂肪酸代谢中间产物抑制葡萄糖代谢
[%] of control
120
1 mmol/L
0.5 m mol/L
100
0.2 5m mol/L
80
60
40
20
0 P-CoA
B-CoA
O-CoA
Fatty acids energy.
• Requires more 02 than glucose.
• ATP/02=2.6Acl coAAcetyl coA 葡萄糖氧化多产生15%能量 Energy (ATP)
正常心肌细胞肌丝结构
粗肌丝示意图 细肌丝示意图
• 粗肌丝：
肌凝蛋白（收缩蛋白）
• 细肌丝：
心脏能量代谢及治疗
内容提纲
• 能量代谢概述 • 心脏能量代谢及调节 • 1,6二磷酸果糖（FDP）的机制及应用 • 磷酸肌酸的机制及应用 • 左卡尼汀的机制及应用 • 曲美他嗪的机制及应用 • 雷诺嗪的机制及应用 • 其它
机体能量代谢概述
• 营养物质的吸收消化
– carbohydrates glucose – fats (triglycerides) fatty acids – proteins amino acids
心脏—供氧的调节
• 心肌提高从单位血液中摄取氧的潜力较小
– 因为冠脉血流经心脏后， 65%～70%的氧已被心肌摄 取
• 心肌供氧调节主要通过冠脉血管舒张，即增加冠 脉血流量的途径
– 心前肌列代腺谢素产E等物引起：腺苷、H+、CO2、乳酸、缓激肽、 – 非低氧的直接作用 – 神经和激素调节作用：短暂、弱
脂肪 (甘油三酯)
• 运输：以脂肪酸形式 • 存储：脂肪组织、肌肉 • ATP转化效率：慢于葡萄糖 • 供能特点
– 静息状态下供能（>½ the ATP） – 剧烈活动时较少参与供能
• 存储通常不会耗竭
机体能量来源
蛋白质
• 运输：以氨基酸的形式 • 主要参与机体的构成和修复 • 供能特点：仅占ATP来源的5~15%
✓ 脂肪分解抑制剂
✓ 肉毒碱脂酰转移酶（CPT）-１
➢ 烟酸及其衍生物
抑制剂
➢ 胰岛素
➢ L－肉毒碱
✓ 促进葡萄糖利用及有氧代谢 ➢ 哌克西林
➢ 1、6-二磷酸果糖
➢ 乙莫克舍
➢ 二氯乙酸（DCA）
✓ 脂肪酸β氧化抑制剂
✓ 增加能量代谢底物
➢ 曲美他嗪
➢ 磷酸肌酸钠
➢ 雷洛嗪
心脏能量代谢调节药物
Heart Metab . 2008; 38:5 - 14
• 运输至肌肉，转化为ATP • ATP为“最终供能物质”
food + O2 ATP + CO2 + H2O + heat
机体能量来源
碳水化合物
• 运输：葡萄糖为主要形式 • 储存
– 存储形式：糖原 – 存储部位：肝脏和肌肉
• ATP转化效率：与脂肪和蛋白质相比最快 • 储备可以耗竭
机体能量来源
1,6二磷酸果糖：用法及注意事项
• FDP 5g 每天2次，连续7-10天
– 溶于5%葡萄糖或灭菌注射用水100ml – 滴速：10ml/min，至少4ml/min
• 注意事项
– 10%输液引起局部剧痛 – 患者可出现脸红、心悸
内容提纲
• 能量代谢概述 • 心脏能量代谢及调节 • 1,6二磷酸果糖（FDP）的机制及应用 • 磷酸肌酸的机制及应用 • 左卡尼汀的机制及应用 • 曲美他嗪的机制及应用 • 雷诺嗪的机制及应用 • 其它
• 慢性供血不足时，由增加能量供给改为增加能量 利用
心脏的供能方式
葡萄糖Glu 游离脂肪酸FFA 乳酸 lactate 丙酮酸 pyruvate 酮体 ketone bodies
在正常情况下心肌供氧以有氧氧化为主
The hea正rt m常ai心nly肌proAdTucPe的s A来TP 源through
肌动蛋白（收缩蛋白） 原肌球蛋白 肌钙蛋白(调节蛋白)： TnC:与钙离子结合，调
节收缩过程 TnI: 抑制肌动—肌凝蛋白 TnT: 链接作用
心肌收缩机制动态图示
Ca2+与TnC结合后TnI的活性被抑制，原肌凝蛋白构型改变， 开放肌动蛋白和肌凝蛋白的活性部位而发生收缩 Ca2+在肌质网钙ATP酶作用下返回肌质网时肌肉舒张
– 促进糖酵解、糖利用 – 促进ATP生成
• 提高功能效率
– 进入病损细胞内部，绕过耗能的磷酸化步骤，直接进 入糖酵解过程，免去体内产生FDP时消耗ATP
– 减少心肌细胞的能源消耗，有益于细胞在损伤状态下 的细胞能量代谢和葡萄糖的利用
1,6二磷酸果糖：药理作用
• 抑制氧自由基及组织胺等有害物质释放
• 心脏全天消耗约43kg ATP
– 每秒消耗1mmol ATP（0.507g） – 能量储备：仅20mmol Pi（ATP 和PCr中的高能磷酸键）
• ＞90%的Pi由磷酸肌酸（PCr）提供 • ＞90%的Pi来自心肌细胞线粒体
– 线粒体占心肌细胞体积的30%
• 剧烈运动时，心脏动用>90%的氧化能力
Sauer 2008
能量代谢异常致收缩功能受损
Glucose
Anaerobic glycolysis
Pyruvate
Fatty acids Fatty acid
oxidation
Acyl coA
Cell acidosis Calcium overload
Acetyl coA
CeClledlladmamaaggee
心力衰竭患者心脏能量代偿机制受损
脂肪
FTHA Ki (ml/min/100g)
FTHA MUR (µmol/min/100g)
果糖
FDG MUR (µmol/min/100g)
Serum FFA (µmol/ml)
扩张性心肌病 11 6 24 0.56
心力衰竭 20 19 12 1.01
•
Taylor M J.Nuclear Medicine 42(1) Jan 2001 55-62
• Increase need of ATP for homeostasis.
Energy (ATP)
Contractile dysfunction
干预措施： 缩小氧气供给和氧气消耗之间的差距
增加氧气供给: 降低氧气需求:
硝酸盐，抗凝、抗血小板药
β受体阻滞剂，钙离子拮抗剂， ACEI/ARB
干预措施： 代谢调节药物增加氧使用效率
细肌丝
粗肌丝
心力衰竭时心肌缺血缺氧 的主要原因
➢ 冠状动脉狭窄导致心肌供血不足 ➢ 心肌肥厚导致氧及其它代谢底物的弥散距
离增大 ➢ 心肌细胞线粒体密度相对减少 ➢ 室壁张力增大，心肌耗氧增加 ➢ 心肌微血管功能障碍
心肌缺血时能量代偿机制
Ronald M. Witteles, MD, Michael B. Fowler, MB, FACC，Insulin-Resistant Cardiomyopathy，JACC，2010
– 减轻自由基对组织的直接损害
• 增加红细胞内2,3二磷酸甘油(DPG)含量
– 提高红细胞携氧能力，改善缺血缺氧时的微循环 – 有利于红细胞向周围组织释放氧
• 抗心律失常作用
– 使心肌细胞释放ATP增加(ATP具有短暂而强力的迷走 神经兴奋作用)，并迅速分解腺苷酸，二者均有终止室 上性心动过速作用
– 稳定细胞膜，改善心肌传导作用
• 改善心肌代谢
– 增强心肌收缩，改善心功能
1,6二磷酸果糖：适应症及禁忌症
适应症
• 低磷酸血症
– 输血 – 体外循环 – 胃肠外营养
• 慢性疾病
– 慢性酒精中毒 – 长期营养不良 – 慢性呼衰：碳酸增
加、磷酸减少
禁忌症
• 遗传性果糖不耐受 症
• 高磷酸血症 • 肾衰
– CCr＜50ml/min时 严密监测磷酸盐
心肌缺血时能量代偿受损 导致脂肪酸代谢不全
Free CoA
20
*
15
Long-chain CoA
nmol/g nmol/g nmol/g