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能量代谢与心肌缺血损伤与治疗
2.降低心肌脂肪酸的供应
降低循环中FFA的目的在于减少心肌缺血状态 下高浓度FFA对葡萄糖氧化的抑制。
烟酸,不仅可以抑制FFA的释放,而且可以明 显增加心肌葡萄糖摄取和氧化。
β受体阻滞剂,可有效抑制急性缺血时儿茶酚 胺介导的FFA的释放。
3.刺激葡萄糖的氧化
心肌缺血期及缺血后增加葡萄糖氧化可以抑 制局部组织酸中毒,有利于改善心功能。
3.心肌缺血对心功能的改变
心肌血流中止或减少
舒张功能降低,心室舒张末期压力增高,顺应性减低
心室收缩功能恶化
局部心肌收缩停止
(阻塞后,梗死中心部位收缩力下降90%,周边下降40%。 当左室梗死范围在20%--25%,心衰便可发生;超过40%时, 血压下降和心源性休克。)
4.细胞内外离子分布的变化
心肌缺血时离子与代谢产物的改变
目前,治疗的手段以刺激糖代谢和(或) 抑制脂肪酸代谢为主。
1.增加心肌葡萄糖供应(GIK治疗) 2.降低心肌脂肪酸的供应 3.刺激葡萄糖的氧化 4.心肌脂肪酸氧化抑制剂
1.增加心肌葡萄糖供应(GIK治疗)
葡萄糖 – 胰岛素 – 钾盐(GIK)治疗 方案: 主要药理作用在于增加心肌葡萄糖摄取。
Rackley研究表明,GIK使糖摄取增加了250%, 胰岛素可以促进这一过程并增加糖原储备,还可 以抑制FFA的释放,FFA水平可下降70%,心肌FFA 摄取减少90%,从而在一定程度上调节了糖和脂 肪酸的代谢。
细胞内
细胞外
PCr↓
ATP↓ pH 值↓ Na⁺↑ Ca⁺↑
K⁺↑ pH 值↓ 乳酸、二氧化碳↑ 三酰甘油水解产物↑ 儿茶酚胺↑
(缺血心肌的生化改变,影响了细胞膜的通透性,使钠 泵活性丧失,细胞内水钠潴留,胞外高钾,使心肌细胞 动作电位改变,影响到心脏的冲动和传导。)
二、能量代谢与心肌缺血治疗
心肌缺血后,循环脂肪酸迅速增加,并且抑 制葡萄糖氧化代谢,导致损伤进一步加剧。
二氯乙酸是PDH复合体的激动剂,它可以抑制 PDH激酶的活性,防止四氢复合体因磷酸化而失 活,从而使葡萄糖和乳酸氧化增加。
卡尼汀,刺激PDH,将过多的乙酰CoA转运出 线粒体,同时减少FFA的氧化。
4.心肌脂肪酸氧化抑制剂
脂肪酸氧化抑制剂根据其作用机制可分为两类:
β-氧化抑制剂 和 CPT-1抑制剂
曲美他嗪(TMZ)是通过改善心肌能量代谢,但 不具有扩张冠状动脉作用。 TMZ可抑制线粒体脂酰 卡尼汀氧化,并在一定程度上激活PDH,抑制FFA氧 化并刺激葡萄糖氧化,从而明显减轻缺血性酸中毒。
雷洛嗪,增加PDH活性,减少乳酸生产,增加葡 萄糖氧化。
CPT-1抑制剂
是线粒体摄取脂肪酸的关键酶,
Etomoxir可减少心肌对FFA的摄取,增加葡 萄糖和乳酸的氧化,将心肌细胞的能量代谢由 脂肪酸代谢转为葡萄糖代谢,具有抗缺血和改 善心功能的作用。
能量代谢与心肌缺血 血流减少 缺氧 氧化磷酸化
高能磷酸化合物 ATP不足
心肌细胞损伤
一、能量代谢与心肌缺血损伤
1.心肌组织形态和超微结构变化 2.心肌缺血对代谢的影响 3.心肌缺血对心功能的改变 4.细胞内外离子分布的变化
二、能量代谢与心肌缺血治疗
1.增加心肌葡萄糖供应(GIK治疗) 2.降低心肌脂肪酸的供应 3.刺激葡萄糖的氧化 4.心肌脂肪酸氧化抑制剂
肌原纤维与核
早期肌原纤维松弛,细胞核浓 度染成团块状,轻度边移
显著松弛,呈波浪状,大部分核 严重肿胀,染色体严重趋边
其他Βιβλιοθήκη 糖原颗粒↓,脂肪滴相对增加
不可逆性损伤机制
1.细胞膜破坏,膜磷脂降解加速,细胞内钙超载 2.氧自由基损伤 3.ATP和PCr减少
2.心肌缺血对代谢的影响
心肌缺血时,糖酵解成为ATP生成的主要途径。 但是,大量实验结果表明,发生心肌缺血时首先降低的 不是ATP,而是PCr。
改善心肌能量代谢是缺血性心脏病治 疗的重要方面,通过增加心肌糖代谢,抑 制FFA氧化不仅有助于减轻缺血损伤,还有 利于心功能的恢复并进而降低死亡率,改 善预后。
优化能量代谢联合心肌血运重建将成 为治疗缺血性心脏病的强有力手段。
PCr是一种储备能量。超PCr过心肌储备时AT,P 才表现出 ATP下降,伴30有s ADP、AMP开和始下P降i等升高。 无变化
2-5min
减少80%-85%
减少20%-40%
20-40min
消耗尽
降至正常的20%
①氧化磷酸化减弱,高能磷酸盐,尤其是PCr很快降低, ATP减少; ②三羧酸循环明显减慢,细胞内糖原分解和糖酵解增强; ③代谢产物增多, ADP及Pi蓄积,NADH、乙酰CoA、乙酰卡尼汀等; ④ 离子泵功能减退,使Na ⁺ 、Ca ⁺内移,K ⁺外流,导致肌纤维挛缩, 细胞水肿及心律失常; ⑤H⁺明显增多,pH值降低,细胞内酸中毒,导致溶酶体稳定性下 降,释放蛋白水解酶,引起细胞溶解,最后致细胞死亡。
一、能量代谢与心肌缺血损伤
1.心肌组织形态和超微结构变化
可逆性损伤
不可逆性损伤
线粒体 肌膜
ATP↓,Na⁺泵障碍,K⁺和水丢 出现不定形的基质颗粒、酸中毒、 失,嵴破裂,乳酸聚集,PH↓ 溶酶体膜不稳定、被消化分解
肌膜下囊泡形成、突出物, 数量逐渐增多
90min肌膜出现缺损,囊泡破裂, 最终肌膜破裂