心力衰竭的能量代謝研究進(jìn)展

張運(yùn)

(襄陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 襄陽　441002)

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心力衰竭的能量代謝研究進(jìn)展

張運(yùn)

(襄陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 襄陽441002)

摘要：能量代謝是心力衰竭的重要機(jī)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(guān)鍵詞：心力衰竭；能量代謝

心力衰竭(簡稱心衰)是一種復(fù)雜的臨床癥狀群，為各種心臟病的嚴(yán)重階段。不同原因的初始心肌損傷可引起心肌結(jié)構(gòu)和功能的變化，導(dǎo)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(guān)于心衰時(shí)心肌的能量代謝變化、部分調(diào)控機(jī)制以及針對能量代謝的研究已有一定進(jìn)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(shù)量變化。

能量代謝包括能量的產(chǎn)生、儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)化，與心衰有關(guān)的能量代謝障礙主要發(fā)生在能量產(chǎn)生這一環(huán)節(jié)。線粒體是細(xì)胞內(nèi)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(jìn)行。營養(yǎng)物質(zhì)氧化磷酸化與無氧的糖酵解過程是心肌能量產(chǎn)生的兩種主要途徑。90% 的能量由前一種途徑產(chǎn)生，只有在氧供嚴(yán)重受損時(shí)機(jī)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(shù)之一，可以衡量線粒體在能量代謝時(shí)對氧的利用程。線粒體的基本組成是以基質(zhì)為核心的雙膜結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的完整性是保證線粒體功能正常的基本條件。研究發(fā)現(xiàn)在心衰病程中，Ca2 + 在心肌細(xì)胞內(nèi)的濃度持續(xù)升高，導(dǎo)致胞漿中過多。Ca2 + 被線粒體攝取，從而引起內(nèi)膜氧化損傷，對線粒體的完整結(jié)構(gòu)造成破壞。親環(huán)素 D(CYPD)、腺苷酸轉(zhuǎn)運(yùn)酶(ANT)、電壓依賴性離子通道蛋白(VDAC)分別位于線粒體的基質(zhì)與內(nèi)外膜上，以上三者構(gòu)成的復(fù)合體稱為線粒體膜通透轉(zhuǎn)變孔道(MPTP)，可顯著反映線粒體功能。心衰發(fā)生時(shí)，MPTP 活性上升，細(xì)胞凋亡啟動(dòng)因子與誘導(dǎo)因子被釋放出來，誘發(fā)細(xì)胞凋亡。

據(jù)報(bào)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(fā)展至后期，線粒體明顯減少。同時(shí)，隨著心衰發(fā)展，部分的電子轉(zhuǎn)運(yùn)鏈活性下降，進(jìn)一步阻礙線粒體內(nèi)的氧化磷酸化正常進(jìn)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(chǎn)物的多少，供氧是否充足等有關(guān)。有實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對底物的利用在心衰早、中期未發(fā)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(jī)體對氨基酸的利用較正常情況時(shí)顯著增加，可能與缺氧狀態(tài)下的代償供能有關(guān)。

(三)代謝酶表達(dá)變化。

糖酵解酶、復(fù)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(shí)表達(dá)上調(diào)，說明心肌通過無氧的糖酵解代謝產(chǎn)能增加。心衰過程中，尤其是中、后期，線粒體的呼吸鏈?zhǔn)艿綋p傷，使產(chǎn)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(guān)，表現(xiàn)為復(fù)合體合成酶表達(dá)下調(diào)。脂肪酸在線粒體中進(jìn)行β氧化的限速酶是 LACS，屬于脂肪酸酶類，心衰時(shí)機(jī)體攝取脂肪酸減少，通過β氧化的產(chǎn)能相應(yīng)降低，體現(xiàn)在 LACS 的表達(dá)下降。

綜上所述，近年來對于心衰發(fā)病過程與心肌能量代謝變化的關(guān)聯(lián)有了新的認(rèn)識(shí)。通過這些認(rèn)識(shí)為治療心衰，進(jìn)一步揭示影響心衰能量代謝信號(hào)傳導(dǎo)通路及關(guān)鍵的調(diào)控因子，進(jìn)一步發(fā)掘具有改善心肌能量代謝藥物，進(jìn)一步揭示藥物影響能量代謝的物質(zhì)基礎(chǔ)及高效作用靶點(diǎn)，為防治心衰的發(fā)生與發(fā)展提供新的有效手段。

中圖分類號(hào):R541.6

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-864X(2016)04-0137-01