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1、慢性心衰心肌能量代谢与有氧运动Chronicheartfailuremyocardialenergymetabolismandaerobicexercise大庆油田总医院范志清主要内容正常心肌能量代谢有氧运动对CHF的有效性和安全性CHF心肌能量代谢变化有氧运动对CHF能量代谢影响小结◇◇◇◇◇慢性心衰治疗理念的进步20世纪90年代中期以后，已认识到导致心力衰竭发生和发展的基本机制是神经体液（细胞因子）系统被激活，以及由此导致的心肌重构。心肌重构是由一系列复杂的分子和细胞机制导致的心肌结构、功能和表型的变化。这些
2、变化包括：①病理性心肌细胞肥大伴胚胎性基因再表达；②心肌细胞的凋亡与坏死；③细胞外基质过度沉积或降解增加。临床表现为心肌质量、心室容量增加和心室形状的改变。RAAS激活是主要机制之一。近年来，学者们逐渐认识到心力衰竭是一种慢性代谢病，心肌底物利用障碍和能量物质供应缺乏将促进心肌重构和慢性心衰的病程进展。2004年，vanBilsen等提出了衰竭心肌的代谢重构(metabolicremodeling)这一概念。即心力衰竭时，心肌细胞葡萄糖、脂肪酸、乳酸、氨基酸等物质代谢紊乱引起心脏能量代谢途径改变，导致心肌结构和功
3、能异常的现象。VanBilsenM,etal.CardiovascRes,2004,61:218-226.慢性心衰治疗理念的进步心脏底物利用改变线粒体功能受损心肌高能磷酸盐减少心肌代谢重构VanBilsenM,etal.CardiovascRes,2004,61:218-226.慢性心衰治疗理念的进步随着研究的不断深入，越来越多的证据显示心衰时的代谢重构紊乱直接和间接促进了心肌收缩功能不全和左室重构的进展，在心衰的发生发展中起重要作用。正常心肌能量代谢心肌是机体内耗氧最高的组织之一。心肌组织的超微结构决定了心肌有
4、很强的有氧氧化能力。心肌的收缩和舒张需要能量，心脏将储存在脂肪酸和葡萄糖中的化学能转化为心肌纤维中肌动蛋白和肌球蛋白相互作用的机械能。这一转化过程由三部分组成：（1）脂肪酸及葡萄糖等产能底物的利用；（2）在心肌细胞内线粒体的呼吸链中进行氧化磷酸化产生能量；（3）ATP的转运和利用。TuunanenH,etal.CardiovascRes,2011,90:251-257.正常心肌能量代谢在正常有氧氧化条件下，心肌优先利用脂肪酸。心肌所需能量的60～90%来自FFA的β氧化。脂肪酸在心肌的氧化过程可分为三个阶段：（1
5、）活化：脂肪酸在细胞质活化生成脂酰辅酶A；（2）转移：脂酰辅酶A在肉碱脂酰转移酶-1（CPT-1)的转运下进入线粒体；（3）β-氧化：脂肪酸进行β-氧化生成乙酰辅酶A,最终进入三羧酸循环产生ATP。TuunanenH,etal.CardiovascRes,2011,90:251-257.心肌细胞线粒体ATP主要是由FFA和葡萄糖氧化产生，乳酸、酮体和氨基酸则是能量的次要来源。脂肪酸氧化过程正常心肌能量代谢正常成人10～40%的能量由葡萄糖、乳酸、丙酮酸等提供。心肌细胞葡萄糖首先经过糖酵解产生丙酮酸，乳酸则在乳酸脱
6、氢酶（LDH）作用下产生丙酮酸，最后在丙酮酸脱氢酶（PDH）作用下，转变为乙酰辅酶A进入三羧酸循环提供能量。TuunanenH,etal.CardiovascRes,2011,90:251-257.心肌细胞线粒体ATP主要是由FFA和葡萄糖氧化产生，乳酸、酮体和氨基酸则是能量的次要来源。葡萄糖氧化过程丙酮酸葡萄糖脂肪酸糖酵解脂酰CoA合成酶乙酰CoA丙酮酸脱氢酶（PDH）有氧状态脂酰CoA脂酰CoAβ-氧化三羧酸循环CO2+NADHMitochondriacytoplasmBlood肉毒脂酰转移酶（CPT）正常心
7、肌能量代谢过程-底物的利用正常心肌能量代谢正常情况下，当氧化反应进行时，H+通过氢泵作用被排斥到线粒体内膜外侧（膜间腔），从而形成跨膜pH梯度和跨膜电位差，驱动ATP合成酶，使ADP磷酸化，产生ATP。ATP中的高能磷酸键与肌酸结合，形成磷酸肌酸（PCr）。PCr可以弥散到肌纤维中，在肌酸激酶的催化下，重新释放出高能磷酸键，用作心肌收缩和舒张的能量。TuunanenH,etal.CardiovascRes,2011,90:251-257.从氧消耗量来看，脂肪酸β氧化是耗氧量更高的一种供能方式。提供同样数量ATP，
8、脂肪酸氧化大约要多消耗11%的氧。线粒体外膜线粒体内膜ⅠⅡⅢⅣQH+H+H+O2H2OH+ⅤATP合酶ADP+PiATPNADH＋HNAD＋FADH2FAD三羧酸循环游离脂肪酸β氧化Mitochondria正常心肌能量代谢过程-氧化磷酸化心脏收缩能量穿梭机制MitochondriacytoplasmATPADP+线粒体肌酸激酶+肌酸（Cr）磷酸肌酸（PCr）肌纤维肌酸激酶
