心脏能量代谢和治疗
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
心肌细胞的代谢与调控机制研究
心肌细胞的代谢与调控机制研究心肌细胞是构成心脏的主要细胞类型，通过收缩和松弛驱动心脏的泵血作用。
为了维持这种高度代谢活性和巨大的能量需求，心肌细胞的能量代谢和调控机制非常复杂，涉及多种代谢途径和酶系统。
本文将介绍心肌细胞的主要代谢途径和调控机制，包括糖酵解、三羧酸循环、氧化磷酸化、乳酸代谢以及脂肪酸代谢。
1. 糖酵解糖酵解是心肌细胞最主要的能量来源，通过将葡萄糖分解为丙酮酸和乳酸来产生能量。
这个过程在细胞质中进行，一共分为两个阶段：糖原酶和糖激酶。
首先，糖原酶将糖原分解成葡萄糖，然后葡萄糖被磷酸化并转化为葡萄糖-6-磷酸，这个过程由糖激酶催化。
接下来，葡萄糖-6-磷酸被分解成丙酮酸和磷酸酸化剂，这个过程通过苹果酸循环进一步提供能量。
2. 三羧酸循环和氧化磷酸化三羧酸循环是心肌细胞内部代谢最为重要的环节之一。
它的产物——丙酮酸、柠檬酸、草酰乙酸和琥珀酸——可以进一步被引导到氧化磷酸化过程中，即三磷酸腺苷(ATP)在线粒体内被合成的过程。
线粒体的作用非常重要，因为它们是产生ATP的地方。
氧化磷酸化的产物是ATP、水和二氧化碳。
3. 乳酸代谢当氧气供应短缺时，细胞会获得能量而不是通过氧化磷酸化来建立ATP。
在这种情况下，细胞会使用乳酸酶将产生的丙酮酸转化为乳酸，并释放出来。
乳酸可以通过血液被运输到其他组织，其中有些组织可以将乳酸转化为葡萄糖，称为乳酸循环。
4. 脂肪酸代谢脂肪酸在心脏能量代谢中也起着至关重要的作用。
脂肪酸被加入细胞质中的线粒体，然后被氧化和加工成酮体，进入三羧酸循环，从而生成大量的ATP。
脂肪酸代谢能提供高能物质，因此在心肌代谢中扮演着至关重要的作用。
总之，心肌细胞的能量代谢和调控机制是非常复杂的，涉及多种代谢途径和酶系统。
这些途径和机制紧密协调，确保心脏的正常运转。
未来研究还将进一步探索心肌细胞的代谢和调控，为心脏疾病的治疗和预防提供更加深入的认识和理解。
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
正常心肌的能量代谢
正常心肌的能量代谢-底物的利用
ATP H2O
心肌能量代谢治疗
心肌能量代谢治疗是指药物在不改变心率、血压和冠 状动脉血流的前提下，通过改善心肌细胞的能量代谢 过程，使心肌细胞获得更多的能量物质，来满足保存 细胞完整性，实现其生理功能需要的一种治疗方法
心肌能量代谢治疗不是通过增加供能和减少耗能实现 的，而是利用有限的氧气、底物资源来产生更多的能 源物质，消除代谢产物的不良影响
内容
心肌能量代谢治疗的概念 万爽力作用机制 万爽力在缺血性心脏病中的应用
万爽力临床应用与相关研究
Sellier et al 1986 Dalla-Volta et al 1990 Detry et al (TEMS) 1994 Michaelides et al 1997 Szwed et al (TRIMPOL)1997 胡大一等 2000 Ciapponi et al 2006
RCH=CH-CO-SCoA
碳原子直至脂
肪酸分子完全 β -烯脂酰CoA 水化酶
H2O
转变成乙酰辅 酶A为止
RCHOHCH2CO~ScoA NAD +
β -羟脂酰CoA 脱氢酶
呼吸链
NADH
3-酮脂酰辅酶A
RCOCH2CO-SCoA
H20
β-酮酯酰CoA 硫解酶
CoASH
脂酰CoA R-CO~ScoA + CH3CO~SCoA 乙酰CoA
丙酮酸脱氢酶
3-酮脂酰辅酶A
RCOCH2CO-SCoA
氧化脱羧
β-酮酯酰CoA 硫解酶
CoASH
脂酰CoA R-CO~ScoA + CH3CO~SCoA 乙酰CoA
乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoA
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
正常心肌的能量代谢-心血管疾病大全
脂肪酸
脂肪酸也是心肌细胞的能 量来源之一，但在摄取和 利用上存在一定的限制。
氨基酸
心肌细胞可以摄取氨基酸 作为能量来源，但通常不
是主要的能量来源。
心肌细胞的能量代谢过程
葡萄糖氧化
在有氧条件下，心肌细胞通过线
粒体氧化葡萄糖来产生ATP，这
是心肌细胞的主要能量来源。
01
脂肪酸氧化
02
在有氧条件下，心肌细胞也可以
心力衰竭与能量代谢异常
总结词
心力衰竭患者心肌能量代谢存在异常，主要表现在能量生成不足和能量利用障碍。
详细描述
心力衰竭患者心肌细胞能量生成不足，主要原因是线粒体功能障碍和能量底物摄取障碍。同时，心肌细胞对能量 的利用也出现障碍，导致心肌收缩和舒张功能受损。这些代谢异常可能导致心力衰竭患者心肌功能恶化。
03
心血管疾病的能量代谢治疗
药物治疗
他汀类药物
血管紧张素受体拮抗剂
通过抑制胆固醇合成来降低血脂水平 ，减少心血管疾病的风险。
阻断血管紧张素受体，抑制心肌肥厚 和纤维化，改善心功能。
血管紧张素转换酶抑制剂
抑制血管紧张素转换酶，扩张血管， 降低血压，改善心肌重构。
饮食调整
控制总热量摄入
减少高热量、高脂肪和高糖食物的摄入， 控制体重和血脂水平。
正常心肌的能量代谢-心血管疾 病大全
汇报人：文小库
2024-01-10
CONTENTS
• 正常心肌的能量代谢 • 心血管疾病的能量代谢异常 • 心血管疾病的能量代谢治疗 • 心血管疾病的预防与控制
01
正常心肌的能量代谢
心肌细胞的能量来源
葡萄糖
心肌细胞主要通过摄取葡 萄糖来获取能量，在缺氧 或无氧条件下，心肌细胞 也能利用乳酸和酮体作为
心肌能量代谢治疗心血管病
主动脉内气囊反搏
通过药物或机械方法，改变血流动力学， 氧耗， 供氧
血液动力学药物 对心绞痛控制不够理想
65%以上的患者联用至少2种血流动力学药物
仍然
• 90%的患者存在劳力型心绞痛1 • 47%的患者存在自发型心绞痛 • 34%的患者存在情绪激动诱发的心绞痛
Pepine CJ. Abrams J, Marks RG, et al. Characteristics of a contemporary population with angina pectoris. TIDES Investigators. J Am Coll Cardiol. 1994;74:226–231.
血液动力学药物治疗心绞痛的局限性
血液动力学药物治疗心绞痛的机理仅着眼于扩张冠状动脉 和降低心肌耗氧量
狭窄的冠状动脉进一步扩张的余地有限 心肌耗氧量的降低有一定限度，因为心脏必须维持足
够的作功才能保证生命
欧洲心脏病学会
稳定性 代谢类药物：曲美他嗪 曲美他嗪是唯一指出的代谢类药物
联用万爽力® ，累加疗效显著 万爽力® +CCB > 安慰剂+CCB
试验设计： 4周随机双盲研究,比较万爽力®+地尔硫卓与安慰剂+地尔硫卓治疗对稳定性心绞痛患者的
作用，病例数150名。
结果：万爽力®+地尔硫卓治疗组患者的有效率显著大于安慰剂+地尔硫卓治疗组，万爽力® +地尔硫卓治
疗组ST段下移1mm的时间显著增加(P<0.01)，心绞痛发作显著减少(P<0.02)。
随机、安慰剂对照研究，177例稳定性心绞痛患者。
ST
500
段 压 低 1 400
411.8 389
人体能量代谢的调节及其疾病治疗
人体能量代谢的调节及其疾病治疗人体是一个高效的物质转换系统，它通过供能的方式让人们进行体力和智力活动。
人体的能量代谢是一个复杂的过程，其中心脏、肝脏、肾脏等器官都扮演着重要的角色。
当人们的能量代谢受到干扰时，可能会发生多种代谢性疾病，如肥胖、糖尿病等。
因此，我们需要深入了解人体的能量代谢及其调节机制，以便更好地预防和治疗相关疾病。
一、能量代谢的基本原理人体的能量代谢主要依赖于三种基本营养素：碳水化合物、脂肪和蛋白质。
这些营养素在消化过程中被分解成单糖、脂肪酸和氨基酸，进入血液循环后被细胞摄取，供给代谢所需的能量。
在这个代谢过程中，氧气和水也是不可或缺的，它们在能量代谢中参与了重要的氧化还原反应。
人体的能量代谢主要分为两个阶段：有氧代谢和无氧代谢。
有氧代谢发生在有氧环境下，主要依靠氧气和葡萄糖作为能量来源，并产生大量的能量(ATP)。
无氧代谢发生在缺氧环境下，依赖于糖类代谢产生的能量(ATP)，但只产生少量的ATP。
这两种能量代谢模式在不同的情况下交替进行，以满足人体不同的代谢需求。
二、能量代谢的调节机制人体的能量代谢需要受到精密的调节，以适应不同条件下的代谢需求。
下面是人体能量代谢的调节机制：(一)神经调节：神经调节主要通过交感神经和副交感神经控制，以调节机体的代谢状态。
交感神经的活动会促进脂肪酸的分解和糖原的释放，导致血糖升高和脂肪分解加快。
而副交感神经的活动则会产生相反的效果。
这些神经调节机制使人体能快速适应不同的代谢需求，如体力活动和饥饿、饱食状态等。
(二)激素调节：人体内分泌系统分泌多种激素，可以影响人体的能量代谢。
最典型的激素是胰岛素和胰高血糖素，它们可以调节血糖的水平。
胰岛素促进细胞对葡萄糖的摄取和利用，降低血糖的水平。
而胰高血糖素则促进肝脏释放糖原和葡萄糖，提高血糖的水平。
其他激素如甲状腺素、生长激素等也可以影响人体的能量代谢，它们通过调节基础代谢率和体温来影响人体的代谢状态。
(三)基因调节：人体基因是调节人体代谢的重要因素。
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。
心脏抗缺血,就得优化能量代谢
46特别策划 科普文章心脏抗缺血，就得优化能量代谢近年来，冠心病已经为越来越多的人所熟知。
其实，冠心病作为缺血性心脏病大家族中的一员，它的根本问题是心肌缺血。
文/首都医科大学附属北京安贞医院心内科主治医师许晓晗一、什么情况下会产生心肌缺血呢？这个受到“供”、“需”两方面因素的影响：一是为心脏供血的冠状动脉所能提供血液的多少，二是心肌所需要血液和氧气的多少。
正常的冠状动脉能满足各种状态下的心肌血氧需求，也就是达到“供需平衡”，不大可能引起心肌缺血。
但当冠状动脉硬化导致管腔狭窄，并且使心肌的血流增加受到限制时，就会造成“供需失衡”，引起心肌缺血，临床上表现为心绞痛的发作。
因此，冠状动脉狭窄与血液供应减少是主要矛盾，只有消除冠脉狭窄对血流增加的限制，才能从根本上解决心肌缺血的问题。
二、怎么治疗心肌缺血呢？目前治疗心肌缺血的方法主要有三种，即药物治疗、介入支架手术治疗和外科搭桥手术治疗。
每种治疗手段都有自身的特点，具体患者的治疗选择需根据自身情况来定。
每一患者的年龄、性别、病程、心血管系统的结构和功能状态不同、伴随的心血管危险因素和伴发疾病不同，选择某种治疗模式时他们面临的风险、近期和远期疗效以及费用支出也不相同，因此治疗模式的选择必须个体化。
三、支架和搭桥手术能够一劳永逸吗？临床经验告诉我们：对很多药物治疗效果欠佳的病人，选择支架与搭桥手术解决冠状动脉的狭窄确实有非常显著的作用，尤其是在急性心肌梗死等危及生命的情况下，往往可以起到立竿见影的效果。
但是不容忽视的是，有些患者在支架或者搭桥手术之后虽然坚持按照医生的要求口服很多扫码获取本文链接2019年第9期药物治疗，但由于不按照健康的生活方式去做，还是复发了心绞痛，依然在忍受着病痛的折磨。
还有一些患者受到某些因素的限制（如病变广泛或全身情况不能耐受手术治疗等）而无法通过手术治疗消除冠脉狭窄，我们不禁会问“有没有别的办法来改善这些患者的症状呢”。
这时医生与患者的希望便再次回归到我们的药物治疗上来。
心力衰竭的心肌能量代谢支持治疗
剂 （ Ｅ ）等药物 ，而 心肌 能量代 谢支 持 治疗 由于 改善 心 ＡＣ Ｉ
肌 细 胞 的 能量 代 谢 及 机 械 作 功 ，正 逐 渐 引 起 人 们 的重 视 。这 种治 疗 策 略有 别 于 改 善 ＣＨＦ机 体 血 流 动 力 学 及 阻 断 神 经 内
分 泌 异 常 的病 理 机 制 ，有 望 成 为 一 种 新 型 的 Ｃ ＨＦ治疗 手 段 。
ｔ ｒｖ ｎ ｒｃ ｌ ｒ ｐ ｅ ｔ ｒ ｅ ｔ ｓａ ｐ ｅ ｉｔ ｒｏ ｒ ａ ｉｙ ａ ｔ ｒａ ｅ ｅ ｔ ｉｕ ａ ｒ ｍａ ｕ ｅ ｂ ａ ｓ ａ ｒ ｄ ｃ ｏ ｆｍｏ ｔ ｌ ｆｅ — ｔ
ａｕｅｍｙ ｃｒｉｌｎａｃｉｎ ［］ Ｃｒｕａｉｎ ０ ３ ０ ；９ ８ ｃｔ ｏａｄａ ｉｆｒｔ ｏ Ｊ． ｉ ｌｔ ，２０ ，１ ８ ５． ｃ ｏ ［］ ＭｏｌｙＤａ ｉ ＤａｇｃＨＪ Ｃ ｂ ｅＳ ，ｅ ａ．Ｈｅｒ ｒｔ ｕ— ９ ｒ — ｖｅ Ａ， ｒｉ ｅ ｓ ， ｏ ｂ Ｍ ｔ１ ａｔ ａｅｔｒ ｂ ｌｎ ｅ ｎ ｒａｉ ｈｏ ｉ ｈ ａｔｆｉ ｒ Ｊ ．Ｅ ｒＨｅｒ ｕｅ ｃ ｄｍｏｔｌｙｉ ｃ ｒｎｃ ｅ ｒ ａ ｕｅ［ ］ ｕ ａｔ ａ ｔ ｎ ｌ
功 能 障碍 及 心 室 病 理 性 重 构 ，最 终 发 展 至 心 力 衰 竭 。 目前 慢
性 心 力 衰 竭 （ ＨＦ 的 治 疗 方 案 包 括 硝 酸 酯 类 、Ｂ 肾 上 腺 Ｃ ） ～
棕 榈 酰 转 移 酶 （ ａｎｔ ｅｐ ｌ ｏ ｌｒｎｆｒｓ ，Ｃ Ｔ） Ｉ和 ｃｒｉｎ－ ａ ｉ ｍｋ ｙ— ａｓｅａｅ Ｐ ｔ
葡萄糖氧化代谢优 于 Ｆ Ａ氧化 代谢。同时 ，脂肪酸 Ｂ Ｆ ～氧化 中间代谢产物 的蓄积可 引起 心肌舒张功能障碍 ，而葡萄糖氧
能量代谢在心血管疾病中的作用机制探究
能量代谢在心血管疾病中的作用机制探究近年来，随着人们生活方式的改变和环境问题的日益严重，心血管疾病的发病率不断攀升。
据医学专家统计，心血管疾病已经成为了全球范围内最主要的慢性病之一。
能量代谢作为生命活动的重要组成部分，被广泛认为在心血管疾病中扮演着关键的角色。
本文将从能量代谢与心血管疾病之间的关系入手，探究其作用机制并提出相关的预防和治疗措施。
能量代谢与心血管疾病能量代谢是维持人类生命活动的重要过程之一。
它通过将食物摄入的能量转化为人体内部能量来维持各种生理过程的正常进行。
而在心血管疾病中，能量代谢的异常则可能对心脏和血管系统产生负面影响。
具体而言，能量代谢异常可能导致血脂代谢紊乱、血糖代谢异常和肥胖等问题，从而进一步增加心血管疾病的发病率。
因此，研究能量代谢对心血管疾病的影响及其作用机制具有重要意义。
能量代谢与血脂代谢异常血脂代谢异常是心血管疾病的重要危险因素之一。
在此过程中，脂肪组织中转运和合成脂类的过程与内皮细胞的损伤、炎症反应和血栓形成等过程相互作用，形成强大的循环系统紊乱的过程。
研究表明，能量代谢异常可能会导致血脂代谢混乱。
具体而言，高膳食能量密度、高饱和脂肪酸和高糖摄入是能够影响血脂代谢的重要因素。
在这种情况下，脂肪组织的合成和储存增加，脂肪酸和三酰甘油在血液中的水平升高，并增加动脉粥样硬化等心血管疾病的风险。
能量代谢与血糖代谢异常血糖代谢异常是心血管疾病的另一个主要危险因素。
糖尿病、胰岛素抵抗和糖代谢紊乱等在其中扮演着重要角色。
研究表明，能量代谢异常可能会导致血糖代谢紊乱。
具体而言，饮食中的脂肪和糖分摄入可能导致胰岛素抵抗的发生。
同时，肥胖症和缺乏运动等因素均可能与糖尿病的发生发生密切关联。
另外，高胆固醇、高血压和冠心病等心血管疾病本身也会导致糖代谢紊乱的发生，从而进一步加剧心血管疾病的病情。
能量代谢与肥胖肥胖是心血管疾病的另一个主要危险因素。
在此过程中，能量代谢异常可能是导致肥胖产生的原因之一。
缺血性心脏病的能量代谢治疗
调节酶活性
抑制脂肪酸氧化 (3-kAT)
3-酮酰辅酶A硫解酶
调节葡萄糖代谢 (PHD)
丙酮酸脱氢酶激酶
优化线粒体能量代谢 保护心肌细胞
编辑课件
万爽力（曲美他嗪）: 独特的代谢作用机制
Kantor PF, Lucien A, Kozak R, Lopaschuk GD. Circulation R编es.辑20课00件;86:580-588.
及住院率的效果。
研究设计：48个月随机开放对照试验，共入组61例严重的缺血性心肌病患
者(左室射血分数LVEF约为30%)，患者被随机分为常规治疗+万 爽力组(n=30)和仅常规治疗组(n=31)。
评估方法：患者在基线及每6个月时评估，项目包括超声心动图、6分钟行
走试验及C反应蛋白。
编N辑ap课ol件i PD et al, J Cardiovasc Pharmacol. 2007;50:585-589.
酰基脱氢酶
=
… C-CH2-CO-SCoA O
线粒体
ß-氧化链
… CH=CH-CO-SCoA
烯酰水合酶
3-羟酰基 脱氢酶
… CH-CH2-CO-SCoA
OH
Gary paschuk.Circulation Resea编rc辑h.课件2000;86;580
PDH 曲美他嗪
3KAT
曲美他嗪
Gary paschuk.Circulation Research. 2000;86;580
Napoli PD et al, J Cardiovasc Pharmacol. 2007;50:585-589. 编辑课件
万爽力显著改善稳定性缺血性心肌病患者 的运动耐量、脑钠素与肌钙蛋白T血浆水平
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]。
能量代谢治疗与心力衰竭
Ａ Ｐ供能持续 １ ～ Ｏ ，接着再 以其它途径按 比 Ｔ ０２ 秒 例增加 Ａ Ｐ的合成 。 Ｔ 因此 ， 磷酸肌酸作为“ 电池” 存
储 能量 起 至 关 重 要 的作 用 。 在 骨 骼 肌 ，／ Ａ Ｐ以 １４ Ｔ
肌酸在人体 的补充 已有较 长的历 史 。由于公
众 对 其 知 识 的缺 乏 导 致 许 多 误 解 。１３ ８ ２年 ， 酸 肌 由法 国 科 学 家 Ｃ ｅｒｕ 在 肉 中 发 现 。 此 后 ，８７ ｈｖｅｌ １４
际 。干 细 胞 移植 虽 众 多热 情 ， 实 用性 还 有 许 多 问 离 题 未解 决 。因此 ， 开 思 路继 续 寻 找安 全 实 用 的药 广
预后还很差 。 年 的再入院率为 ４ ％ 住 １ ０
＿ 内死亡率 ４ ％， ． 年 ０ 尤其是近年 心衰发病 ｌ目前 在 美 国 的心 衰 病 人 约 有 ４ ５ ０ ００ 口 ，０ ，０
Ｐ ｒ ｒ比例 下 降 。 Ｍ ／Ａ Ｐ 比例 增 加 。提供 Ｃ／Ｃ Ａ Ｐ Ｔ
Ａ Ｐ代谢底物磷酸肌酸可促进 Ａ Ｐ向 Ａ Ｐ转化 ， Ｔ Ｍ Ｔ
Ａ Ｐ Ａ Ｐ比例降低 。 Ｍ ／Ｔ 从而使心肌的 Ａ Ｐ 的储存 Ｔ池 增加 ， 在我们 的实验 中 ． 鼠的心衰模 型 中证 实 ， 大
护 、 流动 力 学 监 护 及 急 症 介 入 性 治疗 ， 动 脉 内气 囊 反 搏 ， 旁起 血 主 床
技 术。
７ 年后从 事党和 国家领导人的重要保健工作 ， 有丰富的保健工作 经验。
表 论文 １０ ０ 余篇 ， 专著 ６ ， 部 培养 了２ 名研 究生 ， 中硕士 １ ３ 其 ０名、 士 １ 名 ， 总结、 博 ３ 都 发表 了高 文， 受到军 内外 同行 的好评 ， 并取得 了全国 中青年奖。
能量代谢和纤维化在心脏疾病中的作用
能量代谢和纤维化在心脏疾病中的作用心脏疾病是一类严重的心血管疾病，是一种由心脏组织的缺氧、萎缩、坏死、再生等引起的疾病。
而能量代谢和纤维化是心脏疾病的两个主要因素。
能量代谢对心脏疾病的影响能量代谢是人体运作的基础。
心脏疾病导致心脏代谢速度的变化，从而引起心肌细胞能量代谢的改变。
在心脏疾病的早期阶段，心肌细胞的能量供应主要依赖于葡萄糖的摄取与利用，而病情加重后，心肌需要依赖代谢能量更低的脂肪作为能量来源。
能量代谢的变化，可以影响心肌细胞的数量和质量。
例如，在缺血重构中，心肌细胞的代谢活性降低，心肌细胞的数量也会发生变化。
纤维化对心脏疾病的影响纤维化是心脏疾病中的另一个主要因素。
它产生的原因可能是细胞损伤和死亡、细胞内环境的改变等。
在纤维化的过程中，细胞被替换为纤维细胞、成纤维细胞，最终形成了一条难以撤销的结缔组织的断面。
这个过程可以导致心室扩大、肾衰竭、体液潴留等危险因素。
心脏疾病中，能量代谢和纤维化两种因素的相互作用，可影响疾病的进程和指导治疗的方向。
激活细胞释放能量当心肌细胞的能量代谢降低时，人体会通过激活细胞释放能量的机制来保持心肌细胞的数量和质量。
这个过程涉及许多分子，包括氨基酸、核苷酸等，可以为心脏疾病提供所需的能量。
同时，能量代谢的改变也可以通过改变细胞的代谢途径和减少细胞的吸氧量来抵消有害的代谢产物的作用。
抗纤维化的药物目前，许多药物被用来治疗心脏疾病。
其中一些药物可针对纤维化的原因，并根据信号转导途径或化学路线选择相应的药物。
包括β受体阻滞剂、ACE阻滞剂和利尿剂。
这些药物可以减少细胞外基质的构建，减少细胞的死亡和坏死等过程。
心脏疾病患者的饮食和运动饮食，在心脏疾病的预防和管理中起着重要作用。
一般来说，低盐、低脂肪、低糖饮食有助于减轻心脏负荷，以达到抑制心脏疾病发作的目的。
运动是身体健康的的重要组成部分，对心脏疾病也有积极的影响。
运动可以通过提高心肺功能来降低心脏疾病的风险。
在心脏疾病患者中，适量的有氧运动和力量训练可以改善心脏代谢，减少心脏负荷，并增加心肌细胞。
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左卡尼汀与PCr的差异：
PCr可穿透细胞膜，进行无氧供能
FDP
左卡尼汀
糖 脂肪
（某些氨基酸）
曲美他嗪 氧化磷酸化 三羧酸循环
CO2+H2O+ATP
蛋白质
FDP、曲美他嗪 通过影响糖酵解通道间接产生ATP供能——30分钟后，需氧
PCr+ADP
CPK
Cr+ATP
PCr通过进入细胞释放高能磷酸键合成ATP直接供能—即刻起效，不须氧
– 心肌代谢产物引起：腺苷、H+、CO2、乳酸、缓激肽、 前列腺素E等 – 非低氧的直接作用 – 神经和激素调节作用：短暂、弱
• 慢性供血不足时，由增加能量供给改为增加能量利 用
心肌能量代谢
心肌收缩与舒张是一个主动耗能的过程 ATP是心肌唯一可利用的能量形式 Ca2+的转运和肌丝滑动都需要ATP
实现其生理功能需要的一种治疗方法
心肌能量代谢治疗不是通过增加供能和减少耗能实现的，
而是利用有限的氧气、底物资源来产生更多的能源物质， 消除代谢产物的不良影响
因此，代谢治疗是对原有治疗的补充和完善，不是替代原
有治疗
心肌能量代谢治疗
改善心肌代谢的药物机制：主要以刺激糖代谢和/或
抑制脂肪酸代谢为主，脂肪酸氧化为心脏提供60％－ 70％的能量
• 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，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（FDP）
• 增强心肌泵血功能，恢复心肌活力，增强 心肌收缩，改善心功能 恢复受损心肌的 活力，从而有效的增强心肌收缩力
• 增加心搏量，提高平均动脉压差有利于缺 血缺氧心肌更好的维持血流动力学，改善 心功能
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
– 减轻自由基对组织的直接损害
左卡尼汀（卡尼汀，肉碱，肉毒碱）
• 1905年俄国科学家在肌肉提取物中发现，只有左
旋物具有生物活性，是脂肪酸代谢必须的辅助因子
• 左卡尼汀首要功能是促进脂类代谢，长链脂肪酸不 能直接透过线粒体内膜，需要卡尼汀的参与
左卡尼汀：成份和结构
• 又称左旋肉毒碱
• 脂肪酸代谢的必需辅助因子 • 具有氨基酸结构 • 是小分子物质：分子量为 162道尔顿 • 血浆清除半衰期：1小时
糖代谢： 有氧氧化受限 糖酵解为在无氧状态下的有效代谢方式，同时乳酸生成，可以使心肌细胞 受损 脂代谢： 脂肪酸氧化 脂酰辅酶A经过脱氢，加水，再脱氢，硫解成为乙酰辅酶A 缺氧时受限，导致游离脂肪酸堆积
心脏能量代谢途径的变化
无氧糖酵解 5-10% 葡萄糖有氧氧化 2-5% 游离脂肪酸氧化 80-ห้องสมุดไป่ตู้0%
磷酸肌酸：抵抗膜磷脂过氧化损害
• 通过两性离子作用粘附于膜 磷脂，稳定了细胞膜，减少 细胞过氧化损害。 • 通过抑制5’-核苷酸酶,抑 制腺苷酸的不可逆降解,从 而减少了氧自由基生成。
磷酸肌酸钠
具有三重作用机制的心肌细胞保护剂
直接供能
保护细胞膜
抑制自由基生成
缓解细胞能量代谢障碍
保持心肌细胞结构完整
心肌代谢特点
正常供氧状态的心脏代谢
• 缺血心脏的能量代谢
临床治疗的启示
• ACS心肌缺血， 紧急开通血管是当务之急。 但临床上往往发现进行了PCI或CABG， 开通或重建了血运，心功能也不能立即恢 复，有时心电图的恢复要延迟到数周以后. • 以上情况说明心肌血供（氧供）和能量生 成之间尚有一系列复杂的代谢过程，缺血 所致的损伤需要一定的时间进行修复.
与蛋白质和糖相比，氧化1克脂肪需要更多的氧，如
果以每消耗1升氧产生的热量计算，脂肪产热4.69卡，
蛋白质产热4.60卡，糖产热505卡。因此，从能量产
生来讲，糖比脂肪更好，因为他付出的代价少
常用的心肌能量代谢药物
曲美他嗪
左卡尼丁 磷酸肌酸 1,6二磷酸果糖（FDP）
曲美他嗪 (Trimetazine)
–减少磷脂的流动性而稳定细胞膜
–稳定膜电位，减少了细胞内酶的漏 出及心律失常的发生
磷酸肌酸：膜保护作用
二、抑制膜磷脂的降解
心肌缺血缺氧
溶血磷脂
氧供应不足
无氧酵解供能
磷酸肌酸
（+）
Ca2+积蓄
（+）
（-）
膜磷脂酶
（+增加 H）
磷脂酶
膜磷脂降解
PCr通过支持Ca2+泵的功能和抑制无氧酵解，能够减少Ca2+及 H+在胞浆内的分布，从而可以抑制膜磷脂降解成溶血磷脂而维 持膜的完整性
减少细胞过氧化损伤
保护心肌细胞
1,6二磷酸果糖（FDP）
• 糖代谢的中间产物 • 糖代谢的重要催化剂
– 通过酶变构效应，直接激活细胞膜上的6-磷酸果糖激酶 和丙酮酸激酶 – 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
• 防治心肌缺血，提高运动耐力 • 缩小心肌梗死面积，减轻心室重构 • 抗心律失常，减少室颤发生率 • 改善心脏功能
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 • ATP 12000卡/mol 7300卡/mol
• ADP 3800 卡/mol
CH3 CH3━ N
+
O¯
CH3 OH O
左卡尼汀
乙酰辅酶A
CT：肉碱-直线肉碱转移酶 CAT：肉碱乙酰转移酶
线粒体内膜 乙酰卡尼汀
线粒体外膜 脂酰卡尼汀 乙酰卡尼汀 脂酰辅酶A 脂酰卡尼汀 细胞液
心衰时心肌能量代谢的改变
心肌卡尼汀缺乏 脂肪酸代谢障碍
能量产生障碍
脂肪酸 β氧化 ATP 生成
游离脂肪酸堆积
化学名：N-[亚氨基（膦氨基）甲基]- N-甲基甘氨酸二钠盐四水合物
携带N～P高能磷酸键，能直接生成ATP
磷酸肌酸：能量快速释放和利用
在线粒体膜发生磷酸肌酸穿梭；
在细胞膜为钠/钾/钙离子通道提供 能量； 在肌浆网为Ca2+通道提供能量； 在肌原纤维为肌动蛋白－肌球蛋白 丝的滑动提供能量，具有保护纤维 抵抗心肌缺血性损伤的作用。
ATP生成
能量代谢
储存（磷酸肌酸） 利用
正常心肌ATP的来源
10%-40% 碳水化合物(葡萄糖、乳酸、酮体） ATP来源
60%-90% 脂肪酸
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
曲美他嗪：作用机制
部分抑制耗氧多的FFA氧化, 促进葡萄糖氧化 利用有限的氧产生更多ATP, 增加心脏收缩功能 减少缺血再灌注时细胞内离子改变 减少酸中毒，减少钙离子过载 增加细胞膜磷脂的合成
优化线粒体能量代谢 保护心肌细胞
Ref:El Banani, Bernard M, Baetz D, et al. Cardiovasc Res. 2000;47:637-639.
• ＞90%的无机磷酸盐(Pi)由磷酸肌酸（PCr）提供 • ＞90%的无机磷酸盐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
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
1,6二磷酸果糖（FDP）
• FDP可抑制氧自由基及组织胺等有害物质释放从 而减轻自由基对组织的直接损害
• FDP有利于增加红细胞韧性及其在毛细血管中的 变形能力，并抑制红细胞聚集 • FDP可增加红细胞内2,3二磷酸甘油(DPG)含量， 有利于红细胞向周围组织释放氧，提高红细胞携 氧能力，改善缺血缺氧时的微循环
心肌细胞能量利用障碍：心力衰竭时，磷酸化作用减弱，
衰竭心肌组织中ATP酶的活性降低约20％一30％。
这使得心肌收缩和舒张的能力下降。
主要原因： 心脏底物利用的变化 线粒体的氧化机能障碍
心肌能量代谢治疗
心肌能量代谢治疗是指药物在不改变心率、血压和冠状动
脉血流的前提下，通过改善心肌细胞的能量代谢过程，使 心肌细胞获得更多的能量物质，来满足保存细胞完整性，
无氧糖酵解 葡萄糖有氧氧化 游离脂肪酸氧化
5-10% 20-50% 50-75%
正常情况
低氧状况
心肌缺血时：
无氧酵解增强
动员游离脂肪酸
脂肪酸氧化速度增加 显著降低葡萄糖氧化
糖酵解与葡萄糖有氧氧化失耦联 酸中毒，胞内Ca
2+
超载
心肌耗能增加，心肌损伤
心肌收缩力
心肌缺血与缺氧引起的心脏改变
• 结构改变：心脏重塑 • 功能异常：心肌顿抑、心肌冬眠 • 心血管事件发生时，既有不可逆的部分心 肌发生坏死；同时还有存活心肌，包括顿 抑心肌、冬眠心肌与正常心肌 • 如何提高存活心肌的能力问题值得我们关 注
临床治疗的启示
在心肌缺血的治疗中 除了降低O2耗，增加O2供（恢复血运）之 外，能否对其能量代谢进行干预，纠正缺 血时的异常代谢，以求能更有效地利用O2 资源，促进能量生成改善心肌功能？