新的研究表明心肌细胞消耗葡萄糖而不是脂肪酸有助于治疗心力衰竭

UT西南研究人员领导的一项新研究表明，改变心脏细胞所消耗的能量可以帮助心脏在细胞死亡时再生。这一发现发表在2020年2月20日，自然代谢，可以为治疗心肌受损的各种情况开辟全新的途径，包括因病毒、毒素、高血压或心脏病发作而导致的心力衰竭。

目前治疗心力衰竭的药物--包括血管紧张素转换酶抑制剂和β受体阻滞剂--集中在试图阻止心肌丧失的恶性循环，因为紧张进一步损害了剩余的心肌，导致更多细胞死亡，UT西南内科医生-研究员Hesham A.Sadek博士，J.FredSchoellkopf，Jr.。心脏病学的椅子。目前还没有重建心肌的现有治疗方法。

九年前，Sadek和他的同事们发现，如果哺乳动物的心脏在生命的最初几天受到损伤，它们就可以再生，这是由心肌细胞分裂的结果。心肌细胞是心脏收缩力的来源。然而，这种能力在7天前就完全丧失了，这是一个突然的转折点，在这个转折点上，这些细胞的分裂速度急剧减慢。

随后的研究表明，这种再生能力的变化似乎至少在一定程度上是由线粒体产生的自由基造成的，线粒体是细胞的动力。这些自由基破坏了细胞的DNA，这种现象被称为DNA损伤，它促使细胞停止分裂。

Sadek解释说，自由基产生的转变似乎是由心肌细胞中线粒体消耗能量的变化引起的。虽然线粒体在子宫和出生时依赖葡萄糖，但它们在出生后的几天内会转换为脂肪酸，以利用母乳中这些能量密集的分子。

Sadek和他的同事们想知道，强迫线粒体继续消耗葡萄糖是否会阻碍DNA损伤，进而延长心脏细胞再生的窗口。为了验证这个想法，研究人员尝试了两个不同的实验。

在第一组中，他们跟踪的是老鼠幼崽，它们的母亲通过基因改造生产低脂母乳，并在断奶后喂食低脂食物。研究人员发现，这些啮齿类动物的心脏保持再生能力比正常人晚了几周，它们的心肌细胞继续表达与细胞分裂相关的基因，比喂食常规母乳和巧克力的老鼠的时间长得多。然而，这种影响并没有持续到成年--他们的肝脏最终通过合成他们饮食中缺失的脂肪来弥补他们的不足，这就大大降低了他们心脏的再生能力。

在第二个实验中，研究人员创造了转基因动物，研究人员可以删除一种名为丙酮酸脱氢酶激酶4(PDK 4)的酶，这种酶是心脏细胞线粒体消化脂肪酸所必需的。当研究人员交付一种药物来关闭PDK 4的产生时，动物的心肌细胞甚至在成年后也会转而食用葡萄糖而不是脂肪酸。在研究人员模拟心脏病发作后，这些动物的心脏功能得到改善，伴随着基因表达的标记，表明它们的心肌细胞仍在活跃地分裂。

Sadek指出，这些发现提供了原则证明，通过操纵心肌细胞线粒体所消耗的能量，重新打开心脏细胞再生的窗口是可能的。

“最终，”他说，“也许有可能开发出改变心肌细胞所吃的东西，使它们再次分裂的药物，从而逆转心力衰竭，代表真正的治愈方法。”