心脏能量代谢及治疗策略.ppt

心脏能量代谢及治疗策略 正常心脏能量代谢 心脏—耗氧最多的器官 心脏每天向全身输送6~8吨血液！ 心脏搏动：平均10万次/天 每搏输出量：60-80ml 心脏全天消耗约43kg ATP 每秒消耗1mmol ATP（0.507g） 能量储备：仅20mmol Pi（ATP 和PCr中的高能磷酸键） ＞90%的无机磷酸盐(Pi)由磷酸肌酸（PCr）提供 ＞90%的无机磷酸盐来自心肌细胞线粒体 线粒体占心肌细胞体积的30% 剧烈运动时，心脏动用90%的氧化能力 心脏—供氧的调节 心肌提高从单位血液中摄取氧的潜力较小 因为冠脉血流经心脏后， 65%～70%的氧已被心肌摄取 心肌供氧调节主要通过冠脉血管舒张，即增加冠脉血流量的途径 心肌代谢产物引起：腺苷、H+、CO2、乳酸、缓激肽、前列腺素E等 非低氧的直接作用 神经和激素调节作用：短暂、弱 慢性供血不足时，由增加能量供给改为增加能量利用 心脏的供能方式 缺血心脏的能量代谢 临床治疗的启示 ACS心肌缺血， 紧急开通血管是当务之急。但临床上往往发现进行了PCI或CABG，开通或重建了血运，心功能也不能立即恢复，有时心电图的恢复要延迟到数周以后. 以上情况说明心肌血供（氧供）和能量生成之间尚有一系列复杂的代谢过程，缺血所致的损伤需要一定的时间进行修复. 心肌缺血与缺氧引起的心脏改变 结构改变：心脏重塑 功能异常：心肌顿抑、心肌冬眠 心血管事件发生时，既有不可逆的部分心肌发生坏死；同时还有存活心肌，包括顿抑心肌、冬眠心肌与正常心肌 如何提高存活心肌的能力问题值得我们关注 心力衰竭时心肌缺血缺氧的主要原因 冠状动脉狭窄导致心肌供血不足 心肌肥厚导致氧及其它代谢底物的弥散距离增大 心肌细胞线粒体密度相对减少 室壁张力增大，心肌耗氧增加 心肌微血管功能障碍 心肌能量代谢治疗 心肌能量代谢治疗 左卡尼汀（卡尼汀，肉碱，肉毒碱） 1905年俄国科学家在肌肉提取物中发现，只有左旋物具有生物活性，是脂肪酸代谢必须的辅助因子 左卡尼汀首要功能是促进脂类代谢，长链脂肪酸不能直接透过线粒体内膜，需要卡尼汀的参与 心衰时心肌能量代谢的改变 左卡尼汀对心血管系统的作用 生化作用 加速心肌脂肪酸的β-氧化 降低血液和组织游离脂肪酸浓度 降低酰基卡尼汀/游离卡尼汀比值 减少有毒脂肪酸酯的聚集 增加糖的氧化 左卡尼汀对心血管系统的作用 临床作用 防治心肌缺血，提高运动耐力 缩小心肌梗死面积，减轻心室重构 抗心律失常，减少室颤发生率 改善心脏功能 1,6二磷酸果糖（FDP） FDP可抑制氧自由基及组织胺等有害物质释放从而减轻自由基对组织的直接损害 FDP有利于增加红细胞韧性及其在毛细血管中的变形能力，并抑制红细胞聚集 FDP可增加红细胞内2,3二磷酸甘油(DPG)含量，有利于红细胞向周围组织释放氧，提高红细胞携氧能力，改善缺血缺氧时的微循环 1,6二磷酸果糖（FDP） 增强心肌泵血功能，恢复心肌活力，增强心肌收缩，改善心功能　恢复受损心肌的活力，从而有效的增强心肌收缩力 增加心搏量，提高平均动脉压差有利于缺血缺氧心肌更好的维持血流动力学，改善心功能 左卡尼汀与PCr的差异： 脂酰卡尼汀 乙酰卡尼汀 乙酰辅酶A 左卡尼汀 脂酰辅酶A 脂酰卡尼汀 乙酰卡尼汀 线粒体内膜 线粒体外膜 细胞液 CT：肉碱-直线肉碱转移酶 CAT：肉碱乙酰转移酶 心肌卡尼汀缺乏 脂肪酸代谢障碍 能量产生障碍 游离脂肪酸堆积 脂肪酸 β氧化 ATP 生成 心脏收缩功能受损 长链脂酰 CoA堆积 脂酰卡尼汀 /卡尼汀比值 细胞膜稳定性下降 磷酸肌酸（PCr）：一种内源性物质 PCr是哺乳动物体内主要的高能磷酸化合物，存在于心肌及骨骼肌中 PCr 12000卡/mol ATP 7300卡/mol ADP 3800 卡/mol PCr是心脏内可被迅速动用的能源储备 在心肌细胞内ATP浓度是靠PCr的消耗来维持 当心肌缺血时，早期少量ATP减少发生在大量PCr减少之前，即先消耗PCr来维持ATP浓度 磷酸肌酸钠：分子结构 高能N - P键，水解释放12,000卡/mol的能量 羧基以负离子形式存在 氨基以正离子形式存在 化学名：N-[亚氨基（膦氨基）甲基]- N-甲基甘氨酸二钠盐四水合物 携带N～P高能磷酸键，能直接生成ATP 在线粒体膜发生磷酸肌酸穿梭； 在细胞膜为钠/钾/钙离子通道提供能量； 在肌浆网为Ca2+通道提供能量； 在肌原纤维为肌动蛋白－肌球蛋白丝的滑动提供能量，具有保护纤维抵抗心肌缺血性损伤的作用。 磷酸肌酸：能量快速释放和利用 磷酸肌酸：直接供能 磷酸肌酸钠 ATP 磷酸肌酸 （Lohmann正向反应） 线粒体膜 磷酸肌酸 细胞质 ADP 肌酸 肌酸 线粒体 （Lohmann逆向反应）