心力衰竭是如何破坏细胞动力的

　　

日本的研究揭示了慢性心力衰竭线粒体功能障碍背后的一些分子机制。

慢性心力衰竭导致细胞动力系统功能紊乱，部分原因是在能量生产过程中过度消耗一种重要的中间化合物。通过补充饮食来弥补这一缺陷可能是治疗心力衰竭的一种很有前途的策略。这项研究结果由日本北海道大学的科学家及其同事发表在《美国国家科学院院刊》上。

线粒体是几乎在每个细胞中都存在的小细胞器，负责将碳水化合物、脂肪和蛋白质转化为能量，为生物化学反应提供动力。众所周知，慢性心力衰竭与线粒体功能障碍有关，但这在分子水平上是如何发生的仍有很多未知。

一个由分子生物学家Hisataka Sabe(北海道大学)、心血管医学专家Shingo Takada(北海道大学和北草大学)和Shintaro Kinugawa(九州大学)和他们的同事组成的研究小组，研究了因手术阻断部分心脏供血而导致慢性心力衰竭的小鼠体内发生的生化过程。他们专门观察了死亡组织边界外的心脏细胞。

他们发现一种叫做琥珀酰辅酶a的化合物显著减少，这种化合物是细胞三羧酸循环的中介。这种发生在线粒体内部的循环在分解有机分子释放能量方面起着重要作用。

进一步的研究表明，琥珀酰辅酶a水平的降低至少部分是由于合成血红素时过量消耗琥珀酰辅酶a，而血红素是线粒体氧化磷酸化所必需的。后一个过程是由线粒体转移和合成携带能量和储存能量的分子所必需的。

在切断部分心脏供血后立即将一种名为5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)的化合物添加到小鼠的饮用水中，显著改善了它们的心脏功能、跑步机跑步能力和存活率。在分子水平上，它提高了心肌线粒体的氧化磷酸化能力，并似乎恢复了其琥珀酰辅酶a水平。

需要进一步的研究来阐明在心力衰竭中降低线粒体琥珀酰辅酶a水平的其他因素。例如，科学家发现有证据表明，琥珀酰辅酶a也可能在心脏衰竭影响的线粒体中被过度消耗，以分解作为能量来源的酮。但需要更多的调查来了解为什么会发生这种情况，以及两者之间是否真的有直接联系。

团队成员说:“我们的研究结果进一步加深了对慢性心力衰竭中发生的代谢变化的了解，并有助于开发更自然的预防和治疗方法。”“此外，正如这项研究所揭示的那样，可以纠正慢性心力衰竭中发生的代谢扭曲的营养干预措施，以及目前使用的治疗药物，可能对治疗这种疾病非常有效。”

Journal Reference:

1. Shingo Takada, Satoshi Maekawa, Takaaki Furihata, Naoya Kakutani, Daiki Setoyama, Koji Ueda, Hideo Nambu, Hikaru Hagiwara, Haruka Handa, Yoshizuki Fumoto, Soichiro Hata, Tomoka Masunaga, Arata Fukushima, Takashi Yokota, Dongchon Kang, Shintaro Kinugawa, Hisataka Sabe. Succinyl-CoA-based energy metabolism dysfunction in chronic heart failure. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2022; 119 (41) DOI: 10.1073/pnas.2203628119