心脏能量代谢重构研究进展.pdfVIP

8 ●专题笔谈● 《中国医学前沿杂志 （电子版）》2013 年第 5 卷第 4 期 心脏能量代谢重构研究进展 李为民，刘怡希 （哈尔滨医科大学附属第一医院　心内科，哈尔滨　150001） 晚近，心脏重构的研究正逐步深入。心力衰竭 力受损。心肌细胞出现胰岛素抵抗，旁路途径被激 研究中，重构具有多重意义，从最早提出结构重构 活。这些改变使 ATP 生成受限，证明心脏收缩功 开始，到新近代谢重构的概念，大量实验与临床研 能障碍是基于心脏射血时 ATP 相对不足所致 [3,4] 。 究证实，重构与心力衰竭关系密切。然而，心脏重 另有研究表明，心脏效能减低可使心脏活动时ATP 构时发生能量代谢改变相关机制与意义仍亟待深入 消耗代偿性增加，因此推测，心力衰竭时ATP 生 [5] 研究。除心力衰竭外，心肌肥厚、酒精性心肌病与 成减少是心肌细胞非适应性变化 ，加重细胞能量 心律失常亦存在代谢重构。本文就心脏能量代谢重 缺乏。但是，亦有研究者得出相反结论，认为 ATP 构研究进展进行综述。 生成减低可能是由于心脏活动减少致心肌细胞能量 心脏是一个高活动、高能量消耗的器官，无论 需求降低所致，因此认为该过程是以适应心力衰竭 心肌舒张或收缩都需要充足的能量供应。当心脏能 的适应性改变。 量代谢异常时，心脏功能恶化。已经证实，健康心 研究证实，作为心脏能量状态标志物，磷酸 脏可利用多种底物产生能量以满足 自身高消耗要 肌酐 （PCr ）/ATP 比值心力衰竭时下降程度可高达 求，其中脂肪酸氧化和葡萄糖转化分别 占心脏耗 60%，并且，其 比值下降程度 尚与心力衰竭患者 能的 65% 和 30%，乳酸、酮体、氨基酸等物质仅 症状及预后密切相关。扩张型心肌病所致心力衰 占据心脏能量消耗极小部分。2004 年，Bilsen 等 [1] 竭中，PCr/ATP 比值下降者死亡率高达 40%，PCr/ 提出，当心脏肥厚或心力衰竭时，伴随能量和底物 ATP 比值正常者死亡率仅有 11%[6] 。 代谢改变，包括高能磷酸化合物改变，线粒体功能 1.2　心肌代谢底物转化极具争议　心力衰竭代谢 障碍以及心脏产能时底物利用从脂肪酸向葡萄糖转 重构时，底物利用转变的研究颇具争议。 化，该变化称为心脏能量代谢重构。但是，迄今为 在心力衰竭动物模型研究中，心肌代谢状况随 止，心脏病理状态时发生代谢重构是适应性改变或 心力衰竭严重程度及血流动力学变化 （代偿或非代 非适应性改变仍极具争议。 偿）而有所不同。研究证实，代偿 良好的慢性心力 1　慢性心力衰竭或心肌肥厚与代谢重构 衰竭能量代谢不发生改变或改变轻微。然而，起搏 1.1　衰竭心肌三磷酸腺苷 (ATP) 下降　大量研究 诱导终末期失代偿性心力衰竭时，心肌细胞主要能 已证实，衰竭心肌细胞可发生代谢重构。心力衰竭 量来源由游离脂肪酸 （FFA ）氧化转变为葡萄糖氧 时，心脏处于 “能量饥饿”状态。心肌细胞 ATP 化，由于 FFA 氧化速率下降，ATP 生成减少。尽 生成明显减低，与正常心肌相比，衰竭心肌 ATP 管血液循环中FFA 浓度增加，但心肌细胞对 FFA 浓度下降约 30%[2] 。当压力超负荷时，心肌细胞线 摄取率依旧低下。此时，心肌细胞虽然以葡萄糖作 粒体功能障碍，呼吸链复合体 Ⅰ活性下降，氧化能 为主要