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心脏为何会“罢工” |
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□刘艳宾
心脏是人体的“动力工厂”，可以将富含氧气的血液输送到全身。然而，当这座“动力工厂”陷入“能源危机”时，心脏功能就会逐渐衰退，最终引发心力衰竭。
代谢失衡：心脏的“能源危机”
正常心脏的能量供应依赖脂肪酸氧化，这种代谢方式能高效产生ATP（三磷酸腺苷），为心肌收缩提供能量。然而，在心力衰竭患者中，这一精密系统出现严重紊乱。研究结果显示，终末期心力衰竭患者的心肌对脂肪酸的利用较正常人减少40%，而葡萄糖代谢率却增加155%。
脂肪酸代谢受阻的根源在于线粒体功能障碍。心力衰竭时，CPT-1（肉碱棕榈酰转移酶）活性异常，导致脂肪酸无法进入线粒体氧化；同时，脂酰辅酶A合成酶的活性下降，进一步阻断代谢通路。更糟糕的是，未被氧化的脂肪酸在心肌细胞内堆积，形成脂毒性环境，直接损伤线粒体DNA（脱氧核糖核酸）和呼吸链蛋白。
葡萄糖代谢同样陷入困境。虽然心力衰竭时心肌细胞通过上调葡萄糖转运蛋白增加葡萄糖摄取，但是氧化利用效率大幅降低。这种“葡萄糖摄取增加但氧化减少”的矛盾现象，导致细胞内乳酸堆积，形成代谢性酸中毒，抑制心肌收缩能力。
“代谢重编程”：“双刃剑”效应
面对“能源危机”，心脏启动代偿性“代谢重编程”。在心力衰竭早期，心肌细胞通过激活AMPK（蛋白激酶）通路，增强葡萄糖摄取和糖酵解，这种转变暂时维持ATP水平。但是，随着病情进展，这种代偿机制逐渐失效。
更令人担忧的是，代谢紊乱与神经内分泌激活形成恶性循环。交感神经过度兴奋释放的去甲肾上腺素，不仅增加心肌耗氧量，还通过β受体抑制胰岛素信号通路，加剧胰岛素抵抗。肾素-血管紧张素系统的激活，则促进脂肪组织分解，导致游离脂肪酸水平升高，进一步损伤心肌。
破局之道：靶向代谢治疗
抑制脂肪酸氧化的药物乙莫克舍通过阻断CPT-1的活性，使心力衰竭小鼠的心脏功能改善37%。临床试验结果证实，该药物可以使心力衰竭患者左心室射血分数提高8.2%，6分钟步行距离增加45米。
葡萄糖代谢调控，也展现治疗潜力。葡萄糖协同转运蛋白抑制剂促进尿糖排泄，不仅改善胰岛素的敏感性，还能直接优化心肌能量代谢。达格列净治疗，可以使心力衰竭患者的心血管死亡风险降低18%，其机制可能与激活心肌细胞酮体代谢有关。
最令人振奋的是，“代谢重编程”的医学应用。2023年《自然》杂志报道，通过抑制脂肪酸氧化关键酶CPT1B，成年小鼠的心肌细胞恢复分裂能力，心肌梗死疤痕面积减少70%。这种“代谢开关”策略，为心脏再生治疗开辟新路径。
心脏的每一次跳动，都是代谢奇迹的见证。当科学家解开心力衰竭的代谢密码，我们离实现“让衰竭心脏重获新生”的医学梦想又近了一步。在这场与代谢紊乱的持久战中，精准干预将成为守护心脏健康的关键武器。
（作者供职于河南省新乡市中心医院/新乡医学院第四临床学院心血管重症监护病房）
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