心衰能量代谢
病理生理学 第十三章心力衰竭
去极化
钙
钙
[Ca2+] e [Ca2+] i
10-3—10-2mol/L 10-8—10-7mol/L
SR 钙库 tin
钠 钙
钠~钙 交换体
受体操纵 钙通道
电压依赖 钙通道
Ry-受体 钙释放通道
膜电压依赖性Ca2+通道
去极化，膜内电位变正，通道开放 复极化，膜内电位变负，通道关闭
受体操纵性Ca2+通道
容量负荷 过重
向心性肥大
离心性肥大
Laplaca定律
P×r T = 2h
机制
§ 机械性刺激
负荷↑→室壁张力↑→激活蛋白激酶C→蛋白合成→ 促进心肌肥大
§ 化学性刺激
ATP↓、ADP↑、肌酸、肾上腺素促进蛋白合成 意义 积极作用——心肌收缩力↑，降低室壁张力，氧耗↓ 不利影响——心肌过度肥大，可因心肌的不平衡生长 而发生心力衰竭
钠水重吸收↑
增加心室充盈 增加心输出量
（代偿）
血容量↑
过度
据统计90%左右心衰有诱因
1、感染 ① 发热→代谢率↑→耗氧↑→心脏负荷↑ ② 心率↑→心肌耗氧↑；缩短舒张期 ③ 内毒素直接抑制心肌舒缩功能 ④ 呼吸道感染→肺血管阻力↑→右心负荷↑
2、水、电解质及酸碱平衡紊乱 (1) 酸中毒： ① H＋与Ca2＋竞争 ② 微血管对儿茶酚胺反应性降低，血管容量 增大，回心血量减少，CO下降 (2) 高钾血症和低钾血症： 心肌兴奋性、收缩性、传导性改变 心律失常 (3) 快速、大量输液
意义 提高CO（在一定范围内） 限度 心率≥180次/min失去代偿意义
心率↑ 耗氧↑ 冠脉灌流↓ 影响心室充盈→SV↓
不经济、 往往是心衰的标志
心力衰竭的细胞及分子机制
线粒体穿孔蛋白（mitochondrial porin） 存在于线粒体外膜 腺嘌呤核苷酸载体 （adenine nucleotide translocator，ANT） 存在于线粒体内膜
VDAC有三种亚型，即VDAC1、 VDAC2和VDAC3。在人类主要是 VDAC1、 VDAC2。
正常心室肌β1与β2-AR的比值约为 77∶23，而心衰时比值降至60∶38，表 明β1 –AR密度明显降低。心衰时β2-AR 的密度无明显变化。
β受体减敏（desensitization） 减敏的机制之一是β-ARmRNA 水平降低导致蛋白水平的表达减少， 即受体密度下调。
减敏的另一机制是β-AR与Gs脱 耦联。 β-AR羧基端含有蛋白激酶的 磷酸化位点，磷酸化后造成受体功 能丧失。
CaN使 NF-AT3去磷酸化， NF-AT3 转位入核，调节α-MHC和β-MHC等基因 的特异性表达。
（三）心肌细胞表型的变化 成年个体心脏处于静止状态的 胎儿期基因的表达重新启动。 早期反应基因（early response genes) c-jun，c-fos，c-myc
（四）细胞外基质的改变 细胞外基质是位于细胞间隙、 肌束之间以及血管周围的结构糖蛋 白、蛋白多糖以及糖胺聚糖的总称。
③p38MAPK
（2）蛋白激酶C (protein kinase C，PKC)
α受体 AngⅡ受体 ET-1受体 磷脂酰肌醇分解 磷脂酶C Gq蛋白
三磷酸肌醇（ IP3） 甘油二酯（DG） PKC
（3）Ca2+信号转导 钙调神经磷酸酶（Calcineurin , CaN） 活化T细胞的核因子 ( nuclearfactors of activated T cells ， NF-AT3)
心力衰竭的能量代谢重构及其治疗
心脏 是个 高功 能 、 耗能 、 高 高耗 氧 器官 ， ＡＴＰ是
心 肌 组 织 唯 一 能 够 直 接 利 用 的 能 量 形 式 。 心 肌 细
胞必 须不 断合成 ＡＴ Ｐ以维 持 正 常 的泵 功 能 和细 胞 活力 。磷 酸肌酸 （ Ｃ ） 细胞 内能 量 的主 要储 存 形 Ｐ ｒ是
下 如心 衰 时 ， 萄 糖 的利 用 增 加 ， 肪 酸 的利 用 减 葡 脂
少 。心 肌能 量 代 谢 的 调 节 与 动 脉 血 中底 物 和激 素
水平 、 状动 脉灌 注 量 、 的 利用 率 、 肌 的收缩 状 冠 氧 心 态及 营 养状 态 （ 腹／ 食 ） 空 进 等密切 相关 。 心 肌 葡萄 糖 和 Ｆ Ａ 代谢 的调 节并 非 相 互独 立 Ｆ
苏 冠华 孙 雨霏 卢 永 昕
【 摘要 】 在心 力 衰竭发 生发展 的 过程 中， 厚 和 衰竭 的 心肌 往往 发 生 了能 量 和底 物 肥 代谢 的改 变 ， 并直接 或 间接 地 促 进 了心肌 重构 的 发展 ， 即心肌 的 能量 “ 代谢 重构 ” 。针 对
这一靶 点 ， 通过哌 克 昔林 、 曲美他嗪 、 卡尼 汀等 药物抑 制 游 离脂 肪 酸的摄 取 、一 左 ８氧化 或 直 接 促进 葡萄糖代谢 ， 可能进 一 步优 化 心 肌 的 能 量底 物 代 谢 ， 好 地 保存 或 改 善 心肌 功 均 更
心力 衰竭 （ 衰 ） 心 脏 能量 代 谢 的影 响 ， 物 心 受 底 利用 障碍 和 能 量 物 质 缺 乏促 进 心 肌 重 构 和 慢 性 心 衰 的病程 进 展 。心 肌 重 构 是 心 衰 病 程 进 展 中 的 主 要病 理生 理变化 ， 而心 肌 能 量 代 谢紊 乱 直 接 或 间 接 促 进 了心 肌重构 。ｖ ｎ Ｂｌｅ ａ ｉ ｎ等 提 出 了衰 竭 心 肌 ｓ 的代 谢 重 构 （ ｔｂ ｌ ｅ ｄ ｌ ｇ 概 念 ， 心 衰 ｍｅａ ｏｉ ｒｍｏ ｅ ｎ ） ｃ ｉ 即
心衰的临床表现诊断及治疗
近十余年来，随着高血压和冠心病等心血管疾病发病率的上升和人口老龄化，使心功 能不全（心力衰竭）的发病率正在逐年增加。
心室舒张及充盈受限
房室瓣狭窄、限制性心肌病
慢性阻塞性肺疾病 肺源性心脏病
缺氧
肺小动 肺血管壁 脉收缩 增厚硬化
红细胞代 缺氧 用力呼吸 偿性增多 酸中毒
血液粘度↑
胸内压↑
肺动脉高压
肺毛细血管 床减少
右
心室舒缩 心肌受损、心肌 活动受限
负荷过重
心
衰
第一节 心力衰竭的病因、诱因
心功能不全
概述
心脏的功能
➢泵功能
为推动血液循环的动力，以满足全身组织细胞的代谢需要
收缩期射血 舒张期充盈
心排血量=心率×搏出量（前、后负荷；收缩性）
➢分泌功能
生理条件下，心排血量可随机体代谢需要而变化，满足机体 在静息和运动时的需要。
心功能不全是指各种原因引起心脏结构和功 能的改变，使心室泵血量和（或）充盈功能 低下，以至于不能满足组织代谢需要的病理 生理过程。其终末阶段为心力衰竭。
英国
47.0
33.5 19.5 36.1
42.4 21.5
前联邦德国 39.8
33.1 27.0 33.2
41.2 25.5
美国
41.3
31.2 27.5 34.4 38.6 27.0
加拿大 37.2
36.6 26.2 28.5
46.4 25.1
中药干预心肌能量代谢重编程防治心衰的研究进展
中药干预心肌能量代谢重编程防治心衰的研究进展
边晓红;刘晓娜;冯利民
【期刊名称】《中国中医急症》
【年(卷),期】2024(33)2
【摘要】本文通过对近年国内外文献研究,发现以线粒体氧化代谢和能量消耗相关的代谢重编程为药理学靶点的治疗方法,已成为临床提高心脏效率、减少能量缺乏和改善衰竭心脏功能的一种非常有潜力的新型治疗方法。
且多种中药通过干预心肌能量代谢重编程发挥治疗心力衰竭作用。
因此,对心肌细胞能量代谢重编程的主要靶点以及中药干预心肌能量代谢重编程的研究进行综述,以期为中药防治心力衰竭研究提供新的思路。
【总页数】5页(P344-348)
【作者】边晓红;刘晓娜;冯利民
【作者单位】天津中医药大学;天津中医药大学第二附属医院
【正文语种】中文
【中图分类】R541.61
【相关文献】
1.中药干预肥大心肌细胞能量代谢的研究进展
2.中医药干预心肌细胞凋亡防治慢性心衰研究进展
3.黄芪甲苷对缺氧/复氧诱导大鼠心肌细胞能量代谢重编程的影响及机制
4.EGFR/HER-1抑制剂通过能量代谢重编程发挥心肌细胞毒性作用
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心力衰竭
右心衰
全心衰
病理学
2.按心力衰竭发生的速度分类 ⑴急性心力衰竭：常见于大面积心肌梗死， 严重心肌炎
⑵慢性心力衰竭：常见于心瓣膜病、高心病、 肺动脉高压等。
充血性心力衰竭：当心力衰竭呈慢性经过， 并伴有血容量和组织间液增多及静脉系统 严重淤血时称之。
病理学
3.按心力衰竭时心输出量的高低分类 ⑴低输出量性心力衰竭 ⑵高输出量性心力衰竭
病因：急性左心室心肌梗死和严重的心律紊乱患者
机制：毛细血管压急剧升高和缺氧导致的 毛细血管壁通透性加大。
病理学
2.体循环淤血
⑴静脉淤血、静脉压升高
⑵水肿
⑶肝肿大、压痛和肝功能异常
病理学
⑴静脉淤血、静脉压升高
机制：右心衰竭，静脉回流障碍，加之水钠潴留，
体循环静脉系统有大量血液淤积
临床表现：颈静脉怒张、臂肺循环时间延长
病理学
2.心脏负荷过重 ⑴压力负荷过重
压力
瓣膜口径 左心
左心 右心
⑵容量负荷过重
右心
病理学
（二）心力衰竭的诱因
1.感染
冠脉缺血 最常见的诱因 舒张期 发热—心率加快— 心室充盈不足 心肌耗氧增加 内毒素直接损伤心肌
2.心律失常 ：造成心输出量下降，耗氧量增加 3.其它诱因:凡是加重心脏负荷，酸碱平衡及电解
病理学
1）劳力性呼吸困难
概念：指病人因进行体力活动而发生的呼吸困难
休息后症状可减轻或消失。
机制：①体力活动时机体需氧 ，供需矛盾，CO2潴留 刺激呼吸中枢。 ②体力活动时心率，舒张期 ，冠脉灌注不足， 左心室充盈减少加重肺淤血。 ③体力活动时，回心血量增多，肺淤血加重， 肺顺应性降低，通气做功增大，病人感到呼吸困难。
心力衰竭的症状体征有哪些
心力衰竭的症状体征有哪些心力衰竭是各种心脏疾病的严重表现或终末阶段，它会给患者的身体带来一系列明显的症状和体征。
接下来，让我们详细了解一下心力衰竭的症状体征都有哪些。
首先，呼吸困难是心力衰竭患者最常见也最突出的症状之一。
这种呼吸困难在不同程度的心衰患者中表现有所不同。
轻度心衰患者可能在剧烈活动或劳累后出现呼吸急促、气短的感觉；而随着病情的加重，患者在轻微活动甚至休息时也会感到呼吸困难。
比如，有些患者在夜间睡觉时会突然感到憋气，需要坐起来或者垫高枕头才能缓解，这种情况被称为“夜间阵发性呼吸困难”。
严重的心衰患者可能会出现持续性的呼吸困难，即使在安静状态下也无法缓解，感觉就像被人捂住了口鼻，难以呼吸到足够的氧气。
心力衰竭还常常导致患者出现乏力和疲劳的症状。
由于心脏的泵血功能减弱，身体各个器官和组织得不到充足的血液供应和氧气，能量代谢受到影响，所以患者会感到全身无力，做一点事情就觉得特别累，即使经过休息也难以完全恢复。
比如，以前能够轻松爬几层楼梯的人，现在可能爬一层就气喘吁吁、两腿发软。
咳嗽和咳痰也是心力衰竭的常见症状之一。
特别是左心衰竭的患者，由于肺部淤血，容易引发咳嗽。
这种咳嗽通常在夜间或平卧时加重，有时还会咳出白色泡沫状或粉红色泡沫状的痰。
如果咳嗽持续时间较长，并且伴有呼吸困难、乏力等其他症状，就需要警惕心力衰竭的可能。
另外，心力衰竭患者的消化系统也会受到影响。
由于胃肠道淤血，患者会出现食欲不振、恶心、呕吐、腹胀等症状。
很多患者会误以为是胃肠道本身的疾病，从而忽视了心脏的问题。
所以，如果没有明显的胃肠道诱因，却出现了上述症状，尤其是在同时伴有呼吸困难、乏力等表现时，应该考虑到心力衰竭的可能性。
心力衰竭患者的尿量也会发生变化。
在病情早期，由于肾脏的血流灌注减少，患者可能会出现尿量减少的情况。
而随着病情的发展，肾脏功能受损，可能会出现夜尿增多、尿比重降低等情况。
如果发现自己的排尿规律突然发生了改变，并且找不到其他明显的原因，也需要关注心脏的健康。
心力衰竭心肌细胞能量代谢及干预机制
心力衰竭心肌细胞能量代谢及干预机制祝善俊随着慢性心力衰竭(CHF)神经激素学说的建立和相应治疗策略的应用使得CHF的预后有了很大改善。
但神经激素学说尚不能解释CHF发生发展过程中的所有问题，抑制神经体液因子的治疗策略也不足以完全控制CHF病程的进展。
近年来逐渐认识到心肌细胞能量代谢紊乱在CHF发生发展中起着重要作用，由此诞生的CHF代谢疗法也正在兴起。
本文对正常心肌代谢、CHF时心肌代谢的改变、心肌细胞能量代谢障碍在CHF病程进展中的作用以及CHF代谢疗法的研究进展作一综述。
1 概述随着人口老龄化和冠心病治疗水平的提高，CHF的发病率和患病率逐年增加，造成严重的公共健康问题，给社会带来沉重的经济负担。
CHF的治疗经历了传统的改善血流动力学和抑制恶性神经体液因子两大重要的阶段，CHF的死亡率显著降低，但目前的治疗仍不能最大程度地控制CHF的病程进展和死亡。
近年来逐渐认识到，心肌细胞代谢在CHF发生发展中发挥着重要作用。
学者们逐渐认识到CHF是一种慢性代谢病，底物利用障碍、能量缺乏在CHF发生发展中起着重要的作用。
每一次对发病机制认识的进步，都将带来治疗上的拓展。
目前认为，心肌能量代谢有望成为CHF的治疗靶点。
本文就正常心肌代谢、心肌代谢异常在CHF发生发展中的作用，以及以心肌代谢异常为靶点的代谢疗法的新进展作一阐述。
2 正常心肌能量代谢正常心肌能量代谢是指心肌利用底物合成能量物质，以及储存、利用能量的全过程，三磷酸腺苷(ATP)是心肌直接利用的能量形式。
正常心肌ATP的产生>95％来自线粒体的氧化磷酸化，少量来源于糖酵解。
心肌能量来源的底物主要是游离脂肪酸(FFA)和葡萄糖，正常心肌活动所需能量的60-90％来源于FFA，另外10 - 40％来源于葡萄糖。
2.1 脂肪酸代谢心肌对FFA的摄取首先决定于血FFA浓度。
血FFA主要来源于脂肪细胞中激素敏感性脂肪酶(HSL)对甘油三酯的分解。
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肪的摄取，增加葡糖糖和乳酸的氧化发挥能量代谢调节作用。
既往哌克昔林因其肝毒性及神经毒性限制其应用。最新临床试 验显示乙莫克舍治疗的患者心功能得到改善。提示抑制CPT-1 对心肌具有积极的作用。
优化心力衰竭能量代谢的治疗方案
雷诺嗪是部分脂肪酸β氧化反应的抑制剂，用于抗心绞痛 治疗。另外可以通过增强丙酮酸脱氢酶活性来增强葡糖氧 化反应。此外，雷诺嗪抑制晚钠电流，降低心肌细胞内钠
L-卡尼汀是脂肪酸代谢的必须辅助因子，它能将心肌
细胞中堆积的游离脂肪酸转入线粒体，此外， L-卡尼汀
能激活肉碱乙酰转移酶，使线粒体乙酰COA/COA比值降 低，使丙酮酸脱氢酶活性增加，葡糖糖氧化增强，从而 改善心肌能量代谢。同时可清除细胞内酰基，解除长链 酰基对细胞毒性，显著改善心衰患者临床症状。
辅酶Q10是呼吸链的重要组成部分，在调节线粒体氧
化应激上起到重要作用。心衰病人补充辅酶Q 增加ATP合成，对心肌有保护作用。 10可
优化心力衰竭能量代谢的治疗方案
2.调节葡糖糖及脂肪酸代谢平衡，降低心肌耗氧
长期应用β受体阻滞剂能够通过神经内分泌拮抗及血流动力 学效应有效改善心肌的做功能力，提高心衰患者的生存率。 肉碱脂酰转移酶-1（CPT-1），是调控游离脂酸进入线粒 体的关键酶。CPT-1抑制剂哌克昔林，乙莫克舍可减少心肌脂
功能的治疗中具有重要的前景。通过抑制PDK能使丙酮酸 脱氢酶活性增强，使进入线粒体内的丙酮酸增加，从而使 葡萄糖氧化反应增加。 二氯乙酸（DCA）是直接PDK抑制剂，可以通过激活 丙酮酸脱氢酶活性增强心肌细胞葡萄糖氧化反应。
总结与展望
心肌能量代谢障碍在心衰的发生与发展中起着重要作用。 心衰时伴随着一系列心脏能量和底物代谢的变化，发生了 “代谢重构”。心衰早期心肌底物利用的变化多为心脏自我
优化心力衰竭能量代谢治疗方案
廊坊中医医院 四病区 王君
优化心力衰竭能量代谢的治疗方案 1.促进底物利用，改善心肌代谢 2.调节葡糖糖及脂肪酸代谢平衡，降低心肌耗氧 3.维持高能磷酸化合物水平 4.激活丙酮酸脱氢酶活性及葡萄糖氧化代谢
优化心力衰竭能量代谢的治疗方案
1 促进底物利用，改善心肌代谢
保护的适应性改变。然而，到心衰中晚期，脂肪酸的氧化
减少，同时不匹配的葡萄糖无氧酵解及有氧氧化反应增加 最终导致了能量缺乏、收缩功能下降及心衰进展。这些底 物利用的变化部分归因为调节心肌代谢的酶的功能及表达 的下调，通过代谢调节药物抑制脂肪酸氧化和增加葡萄糖
有氧氧化是治疗心衰的新靶点。
离子浓度，进一步促进钙离子外流，从而改善心肌舒张。
因此，雷诺嗪在改善射血分数代偿的心衰患者舒张功能方 面具有重要的前景。
优化心力衰竭能量代谢的治疗方案 3.维持高能磷酸化合物水平
磷酸肌酸是属于人体内源性物质，是心肌和骨骼肌等高 能耗组织细胞的化学能量储备，在肌肉收缩的能量代谢中
发挥重要作用。心力衰竭患者心肌细胞处于能量缺乏状态
，心力衰竭早期即伴随着磷酸肌酸水平的降低，作为细胞 能量储备的磷酸肌酸持一个 较高的水平时心脏代谢保护的基础，外源性磷酸肌酸的补
充为优化心衰能量代谢提供了新的途径。
优化心力衰竭能量代谢的治疗方案 4.激活丙酮酸脱氢酶活性及葡萄糖氧化代谢 直接激活心肌细胞葡糖糖氧化反应在改善心衰患者心