心力衰竭如何破坏细胞的线粒体

慢性心力衰竭导致细胞的动力室发生故障，部分原因是过度消耗了能量产生中的一种重要中间化合物。补充饮食以弥补这一点可能被证明是治疗心力衰竭的有希望的策略。该研究结果由日本北海道大学的科学家和同事发表在《PNAS》杂志上。

线粒体是几乎存在于每个细胞中的小细胞器，负责将碳水化合物、脂肪和蛋白质转化为能量，为生化反应提供动力。已知慢性心力衰竭与线粒体功能障碍有关，但在分子水平上这是如何发生的仍然未知。

由分子生物学家HisatakaSabe(北海道大学)、心血管医学专家ShingoTakada(北海道大学和北州大学)和ShintaroKinugawa(九州大学)和他们的同事组成的研究小组研究了慢性心力衰竭小鼠的生化过程。手术阻断了他们心脏的部分血液供应。他们专门研究了死组织边界之外的心脏细胞。

他们发现一种叫做琥珀酰辅酶A的化合物显着减少，它是细胞三羧酸循环的中间体。这个循环发生在线粒体内，在分解有机分子以释放能量方面发挥着重要作用。

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其过度消耗合成血红素，而血红素对线粒体氧化磷酸化至关重要。后一个过程是线粒体转移和合成能量携带和储存分子所必需的。

在切断部分心脏的血液供应后，立即在小鼠的饮用水中添加一种名为5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)的化合物可显着改善其心脏功能、跑步机运行能力和存活率。在分子水平上，它提高了心肌线粒体的氧化磷酸化能力，并似乎恢复了它们的琥珀酰辅酶A水平。

需要进一步的研究来阐明与降低心力衰竭中线粒体琥珀酰辅酶A水平有关的其他因素。例如，科学家们发现的证据表明，琥珀酰辅酶A也可能在心力衰竭影响的线粒体中被过度消耗，以分解酮作为能量来源。但是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存在直接联系。

“我们的研究结果进一步了解了慢性心力衰竭中发生的详细代谢变化，并可能有助于开发更自然的预防和治疗该病症，”团队成员说。“此外，可以纠正慢性心力衰竭中发生的代谢紊乱的营养干预措施(如本研究中所揭示的那样)与目前使用的治疗药物相结合，可能对治疗这种疾病非常有效。”