心力衰竭的能量代謝研究進展

張運

(襄陽職業技術學院，湖北 襄陽　441002)

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心力衰竭的能量代謝研究進展

張運

(襄陽職業技術學院，湖北 襄陽441002)

摘要：能量代謝是心力衰竭的重要機制之一。通過研究線粒體、底物、代謝酶等，可從一定程度上揭示心力衰竭病程中的能量代謝變化。

關鍵詞：心力衰竭；能量代謝

心力衰竭(簡稱心衰)是一種復雜的臨床癥狀群，為各種心臟病的嚴重階段。不同原因的初始心肌損傷可引起心肌結構和功能的變化，導致心室泵血和(或)充盈功能低下，從而引起心衰。近年研究表明，能量代謝在心衰的病程與治療中起重要作用，關于心衰時心肌的能量代謝變化、部分調控機制以及針對能量代謝的研究已有一定進展，具體如下：

一、能量代謝在心衰病程中的改變

(一)線粒體功能與數量變化。

能量代謝包括能量的產生、儲存與轉化，與心衰有關的能量代謝障礙主要發生在能量產生這一環節。線粒體是細胞內氧化磷酸化及三磷酸腺苷(ATP)形成的場所，其功能正常與否，直接影響能量代謝的順利進行。營養物質氧化磷酸化與無氧的糖酵解過程是心肌能量產生的兩種主要途徑。90% 的能量由前一種途徑產生，只有在氧供嚴重受損時機體才主要依靠糖酵解代償有氧供能途徑。呼吸控制比(RCR)是反映線粒體功能的參數之一，可以衡量線粒體在能量代謝時對氧的利用程。線粒體的基本組成是以基質為核心的雙膜結構，該結構的完整性是保證線粒體功能正常的基本條件。研究發現在心衰病程中，Ca2 + 在心肌細胞內的濃度持續升高，導致胞漿中過多。Ca2 + 被線粒體攝取，從而引起內膜氧化損傷，對線粒體的完整結構造成破壞。親環素 D(CYPD)、腺苷酸轉運酶(ANT)、電壓依賴性離子通道蛋白(VDAC)分別位于線粒體的基質與內外膜上，以上三者構成的復合體稱為線粒體膜通透轉變孔道(MPTP)，可顯著反映線粒體功能。心衰發生時，MPTP 活性上升，細胞凋亡啟動因子與誘導因子被釋放出來，誘發細胞凋亡。

據報道，在心衰病程的各階段，線粒體的增減趨勢不盡相同。在早期或代償期，心肌線粒體可能代償性增加;心衰發展至后期，線粒體明顯減少。同時，隨著心衰發展，部分的電子轉運鏈活性下降，進一步阻礙線粒體內的氧化磷酸化正常進行。

(二)底物選擇性利用變化。

在正常情況下心肌的能量代謝過程中，葡萄糖、脂肪酸等底物均可被充分利用，但與底物的濃度、代謝產物的多少，供氧是否充足等有關。有實驗發現，對底物的利用在心衰早、中期未發生明顯改變，在心衰后期脂肪酸的氧化顯著下降，心肌的主要供能來自碳水化合物。另外，心衰病程中，機體對氨基酸的利用較正常情況時顯著增加，可能與缺氧狀態下的代償供能有關。

(三)代謝酶表達變化。

糖酵解酶、復合體合成酶及脂肪酸酶是參與心肌能量代謝的3種主要酶類。糖酵解酶在心衰時表達上調，說明心肌通過無氧的糖酵解代謝產能增加。心衰過程中，尤其是中、后期，線粒體的呼吸鏈受到損傷，使產生的 ATP顯著減少，這種趨勢與攝入底物的種類和代謝途徑無關，表現為復合體合成酶表達下調。脂肪酸在線粒體中進行β氧化的限速酶是 LACS，屬于脂肪酸酶類，心衰時機體攝取脂肪酸減少，通過β氧化的產能相應降低，體現在 LACS 的表達下降。

綜上所述，近年來對于心衰發病過程與心肌能量代謝變化的關聯有了新的認識。通過這些認識為治療心衰，進一步揭示影響心衰能量代謝信號傳導通路及關鍵的調控因子，進一步發掘具有改善心肌能量代謝藥物，進一步揭示藥物影響能量代謝的物質基礎及高效作用靶點，為防治心衰的發生與發展提供新的有效手段。

中圖分類號:R541.6

文獻標識碼：A

文章編號：1671-864X(2016)04-0137-01