慢性充血性心力衰竭的脂肪酸代謝特點

【中圖分類號】 R541【文獻標識碼】 A【文章編號】 1007-8231（2011） 08-0741-02

1概述

慢性心力衰竭(Chronic heart failure，CHF)亦稱“充血性心力衰竭”是心臟結構功能異常導致心臟泵血量長期不能滿足器官及組織代謝需要的一種病理生理狀態，是一種復雜的臨床綜合征，它是各種心臟疾患的終末狀態，其發病率高，5年存活率與惡性腫瘤相仿。

在近幾十年年，已經經基本明確了心力衰竭的發生發展的基礎是心肌重構。心肌重構的一個重要代謝特點是心肌的脂肪酸的氧化利用減少，而葡萄糖的酵解增加，就是現在我們公認的心肌能量代謝的“胚胎型再演”[1，2]，伴有胚胎基因再表達的病理性心肌細胞的肥大，導致心肌細胞收縮力下降，壽命縮短；當心臟壓力負荷持續存在時，在原癌等基因的誘導下，細胞凋亡自殺途徑被激活，出現進行性心肌細胞的凋亡和心肌間質纖維化，最終導致死亡；綜上所述，Braunwald等[3]指出：衰竭心肌的功能和結構的內源性缺陷，可能是心肌的生物學基礎的改變，即衰竭心肌處于“能量肌餓”及基因表達異常，最終導致心肌能源的匱乏，引起壓力超負荷性心肌病[4]。據研究能量代謝障礙貫穿于心力衰竭發生發展的的全過程，是心力衰竭發生、發展和惡化的主要因素之一。因此，心肌能量代謝支持治療主要改善心肌細胞的能量代謝及機械作功，正逐漸引起人們的重視。這種治療方法有別于目前改善心力衰竭機體血流動力學及阻斷神經內分泌異常的病理機制，有望成為一種新型的心力衰竭治療手段。現將慢性充血性心力衰竭的糖代謝特點綜述如下：

2正常心肌的能量代謝特點

在正常情況下，心肌收縮和舒張的機械作功的主要能量來源是由脂肪酸和葡萄糖氧化代謝轉換成ATP所提供的。心肌作功的速率與能量代謝的脂肪酸和葡萄糖代謝速率和氧耗的速率呈正相關，就是心肌作功越多，代謝及氧耗的速率越快。ATP的分解極為迅速，大約每10～15秒鐘整個心肌的ATP庫就清完一次，就要求心肌迅速高效的氧化供能，以提供穩定、可靠、足夠的ATP能量以供心臟作功。但哺乳動物的肌肉中含有許多的磷酸肌酸(CP)，而ATP的含量極低。在肌肉收縮時，磷酸肌酸的高能磷酸鍵可以轉移給二磷酸腺苷(ADP)，使其重新合成ATP，以提供心肌收縮時不斷消耗的ATP，保證心肌運動的正常進行。

脂肪酸是心肌活動的最主要能量來源，心臟利用的脂肪酸主要來自機體的血液，當血液中無脂肪酸供給時，則利用心肌儲存的脂肪酸。心肌之所以能較多地利用脂肪酸，主要原因是由于心肌細胞含有較豐富的分解與利用脂肪酸的各種酶，例如在毛細血管壁上含有豐富的脂肪蛋白酶。此外，心肌細胞內所含的肉堿棕櫚酰轉化酶及肉堿均較多，這些酶均有利于心肌脂肪酸的氧化分解和利用。由于游離脂肪酸或脂肪酰輔酶A是脂溶性的均不易透過線粒體內膜，而肉堿起著攜帶脂肪酸通過線粒體內膜，而進入膜內的脂肪酰肉堿又經過位于線粒體內膜內側的酶催化而重新轉變成脂肪酰輔酶A。這就是心肌的主要能量提供方式， 約占總供能的60%～80%[5]。調節脂肪酸代謝氧化速率的因素主要包括三點，一是血漿中游離脂肪酸濃度，二是肉堿轉運脂肪酸進入細胞線粒體的速度，以及影響脂肪酸在線粒體β氧化各個代謝步驟的各種線粒體酶的活性[6，7]。雖然脂肪酸作為心肌能量的來源不如葡萄糖有效，而且產生等量ATP需要多消耗10%的氧[8]。但脂肪酸是心肌的主要能量來源，而且葡萄糖和乳酸的攝取與血漿游離脂肪酸濃度呈負相關[9，10]。

3衰竭心臟的能量代謝特點

心力衰竭時心肌的主要代謝特點是脂肪酸分解代謝增強而氧化利用受抑，導致血清及心肌局部組織的脂肪酸濃度升高，造成這種特點的主要原是腎上腺素能活性增高導致脂肪分解增加，以及心肌組織中脂蛋白酯酶、激素敏感脂肪酶與脂動員相關的酶表達及活性增強使心肌組織中的脂肪酸濃度升高，同時脂肪酸氧化利用則受限，致使脂肪酸堆積;而堆積的脂肪酸可抑制糖酵解，使心肌能量代謝及利用進一步惡化。因此，在正常心肌向衰竭心肌發展過程中，能量底物利用方面顯著的變化表現為由優先利用脂肪酸變為優先利用葡萄糖，而心肌衰竭患者血清的脂肪酸濃度增高[10]。

肉堿主要分布在機體的心肌和骨骼肌內，參與脂肪酸轉運，將活性長鏈脂肪酸從胞液轉移至線粒體基質內，脂肪酸在線粒體內的氧化則是缺血缺氧心肌細胞最重要的能量來源之一。現已證實，心力衰竭并存多種心肌能量代謝紊亂，其中包括心力衰竭患者心肌長鏈乙酰肉堿的堆積，研究顯示心內膜心肌活檢顯示心肌細胞不僅存在游離肉堿的缺失，還存在長鏈乙酰肉堿的堆積；另有研究證明由于冠狀動脈缺血或心臟瓣膜疾病導致的心力衰竭，心肌肉堿水平明顯降低[11]。肉堿缺乏時，脂肪酸的β氧化受抑，不僅使心肌細胞的ATP容量不足，而且使具有潛在毒性的氧化不全的長鏈脂酰基肉堿、酰基CoA和游離脂肪酸在心肌細胞內蓄積，導致心肌細胞凋亡，其結果是心肌細胞內ATP和磷酸肌酸供應和貯存減少，心肌能量代謝失衡和減少，終致心肌細胞機械收縮功能和代謝功能受損。

4心力衰竭時心肌能量代謝支持治療

心肌能量代謝支持治療的核心機理是提高心肌能量代謝效率及速率，以適應機體在心力衰竭時心肌作功的能量需求，從而維護心功能及代償。而這一治療目標可以通過改善心肌細胞能量代謝的多個緩解來實現，如促進心肌細胞內脂肪酸氧化代謝轉向葡萄糖氧化代謝，以減少能量代謝的氧耗代價，增加心肌能量代謝中產物或終產物，以促進心肌細胞能量的生成，以及增強心肌細胞機械-生物能量性耦合以提高心肌細胞做功效率等。現在研究較多的是藥物為曲美他嗪、丙酮酸等。這種能量代謝支持治療并不影響機體血流動力學，因而有別于傳統的抗心力衰竭藥物，如硝酸酯類、ACEI及β-腎上腺素能受體拮抗劑等[12～14]。

綜上所述，能量代謝障礙在心力衰竭的發生、發展中扮演著重要的角色，而通過提高心肌能量代謝的效率，以適應病理狀態下心肌作功的能量需求，成為心力衰竭治療的一個重要方向。該方面的研究進展，將為臨床上心力衰竭的治療帶來新的希望[15]。

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