糖原 葡萄糖 糖酵解 乳酸 丙酮酸 ß氧化 PDH 乙酰CoA NADH2 酮体 ADP ATP 游离脂肪酸 （FA）
ADP
ATP
丙二酰CoA 脂酰CoA
进入 CPT-1 脂酰CoA FADH2 脂肪酸氧化作用 抑制
线粒体外
线粒体内
三羧酸循环
电子转运链
能量代谢间的关系

血浆中葡萄糖或乳酸浓度增加，或者血胰岛素水平增 加能够促进乙酰CoA的合成，进一步刺激丙二酰CoA 的生成，抑制脂肪酸氧化代谢。
心肌能量代谢
糖原 葡萄糖 糖酵解 乳酸 丙酮酸 ß氧化 PDH 乙酰CoA NADH2 酮体 ADP ATP 游离脂肪酸 （FA）
ADP
ATP
丙二酰CoA 脂酰CoA
进入 CPT-1 脂酰CoA FADH2 脂肪酸氧化作用 抑制
线粒体外
线粒体内
三羧酸循环
电子转运链
心肌能量代谢障碍(Impaired Energy Metabolism)

总结
心衰缺能 代偿：底物改变，ATP增加 失代偿：FA 氧化减少并不能完全被葡萄糖氧化增强 所代偿，衰竭心肌ATP 再生率全面减少，心肌ATP 含量减少，线粒体功能障碍。 心肌存在着进行性能量衰竭，最终导致心脏功能的降 低。


线粒体机能障碍
线粒体结构：肿胀、嵴膜增厚、嵴皱减少、嵴膜间融 合 线粒体能效解降低： 由于线粒体解耦联蛋白（UCPs） 的增加 使消耗每分子氧所产生的ATP减少 细胞核和线粒体转录改变，线粒体tRNA 基因的病理 性突变增加。可影响线粒体蛋白的合成及呼吸链相关 复合体（PGC-1α/PPARα）的活性，导致线粒体功 能异常和心衰的发展

能量代谢
储存 利用
ATP来源
葡萄糖 10%-40%
1、线粒体氧化代谢 脂肪酸 60%-90%
2、糖酵解（极少）
心肌能量代谢
糖原 葡萄糖 游离脂肪酸 （FA） ADP ATP 乳酸 丙酮酸 ß氧化 PDH 乙酰CoA NADH2 酮体 ADP ATP 脂酰CoA 进入 CPT-1 丙二酰CoA 抑制 线粒体外
糖酵解
脂酰CoA
FADH2
线粒体内
脂肪酸氧化作用
三羧酸循环
电子转运链
葡萄糖氧化
糖酵解

glucose
丙酮酸

丙酮酸脱氢酶(PDH)：催化丙酮酸为乙酰CoA，活 性受脂肪酸代谢水平影响

乙酰CoA
三羧酸循环
脂肪酸代谢
游离脂肪酸（FA）活化成脂酰CoA 长链脂酰CoA 不能直接透过线粒体内膜 肉碱脂酰转移酶-1 (CPT-1) 丙二酰CoA 抑制调节CPT-1活性 线粒体内ß氧化得到乙酰CoA
产生ATP 的能力下降 心肌收缩力降低 ATP利用活性受损

主要介绍心力衰竭下心肌的代谢性重构 （Metabolic Remodeling）。
代谢性重组（METABOLIC REMODELING）
由心肌细胞糖类和脂肪等物质代谢紊乱引起心脏能量 代谢途径改变，导致细胞结构和功能异常的现象
主要表现： 1、心脏底物利用的变化

线粒体机能障碍

氧化磷酸化障碍 线粒体呼吸链复合体Ⅰ--Ⅳ的组织含量和活力都减低 活性氧通过攻击能力受损，线粒体呼吸链 机能障碍也会使活性氧产生增加，如此形成恶性循环


心肌高能磷酸盐的改变
HF时PCr含量减少 在正常细胞中，PCr与ATP 比值约为2：1，无论伴 或不伴随ATP 含量的减少，PCr 的含量都是减少的， 结果导致作为能量储备指数的PCr/ ATP 比值降低。 PCr 含量减少伴随CK活性降低会减少CK 通量率， 后者会降低衰竭心脏对收缩性刺激的反应能力
底物利用的变化
缺血、缺氧、心肌能量需求增加，心肌负荷（压力、 容量）增加，心肌组织中PCr/ Cr比例下降， AMP/ ATP 比例增加，均可使磷酸腺苷活化蛋白激酶 （AMPK）活性上调。 AMPK 激活可以通过增加GLUT 而增加葡萄糖的摄 取，通过激活磷酸果糖激酶2（PFK2）增加糖异生 的作用。 虽然糖酵解作用可增强维持一定水平的ATP 浓度， 但随着HF 的进一步发展，尤其是终末期HF，糖酵 解的表达下降，其作用下降，使原已存在的心肌能量 饥饿进一步恶化。

游离脂肪酸作为能量来源不如葡萄糖有效 需要多消耗10%的氧才能产生等量的ATP
能量代谢间的关系

FA代谢增强使心肌细胞柠檬酸含量增加，后者可以 抑制磷酸果糖激酶1(PFK1)活性 FA代谢可以增加线粒体水平乙酰辅酶A 和还原型辅 酶I(NADH)水平,抑制PDH活性， 抑制葡萄糖酵解 反应

心肌能量代谢
2、线粒体机能障碍 3、心肌高能磷酸盐的改变
底物利用的变化
同等耗氧量下，葡萄 糖产生的能量多于脂 肪酸氧化
由优先利用FA 变为优先利用葡萄糖 短时的缺血/ 缺氧、左心室负荷增加、葡萄糖摄取增 加以代偿心肌的能量需求

HF 早期，β受体兴奋，ATP 减少；ADP、AMP 及Pi 增加使心肌中糖原分解及葡萄糖摄取增加；已糖激酶， 磷酸果糖激酶1，丙酮酸激酶等糖酵解限速酶表达及活 性上调时糖酵解作用增强，以代偿由于有氧氧化受抑而 导致的ATP 水平下降。
心力衰竭与心肌 能量代谢
课件
心力衰竭HEART FAILURE
心肌收缩能力或舒张性能的原发性或继发性降低 心脏泵血功能严重障碍 心输出量绝对或相对减少
不能满足组织代谢需求
心肌能量代谢
心肌收缩与舒张是一个主动耗能的过程 ATP是心肌唯一可利用的能量形式 Ca2+的转运和肌丝滑动都需要ATP ATP生成