心脏可是咱们身体的“劳模冠军”,24小时不停工,能量消耗超大!它就像个不挑食的吃货,葡萄糖、脂肪酸、酮体这些“燃料”都能往肚子里塞。
心脏是人体能量需求最高的器官,它依赖多种燃料来源(包括葡萄糖、脂肪酸和酮体keto)来满足其代谢需求。
先前的研究表明,酮体治疗对射血分数保留的心力衰竭 (HFpEF) 有益。科学家之前发现,给一种叫HFpEF的“心脏罢工病”喂点酮体补品,居然能改善病情!
但科学家一直搞不清楚,HMGCS2(一种负责生产酮体的关键酶)在HFpEF里到底起什么作用?
最近《循环研究》杂志上,Koay团队更厉害了——他们发现心脏自己就是个“小厨房”,能偷偷生产酮体keto和一种叫HMGCS2的“解毒酶”(想象成厨房抽油烟机),专门清理乙酰辅酶A这种“油烟垃圾”,防止它糊住线粒体的“燃气灶”!
研究方法:
科学家们用了各种高端操作来研究这个问题:
- 人类心脏样本(看看正常人和心衰患者的心脏有啥不同)
- 小鼠HFpEF模型(人造心衰小鼠,方便做实验)
- 离体心脏灌流(把心脏单独拿出来,模拟血液循环)
- 稳定同位素追踪(给细胞喂“标记过的燃料”,看看它们怎么代谢)
- 代谢组学+蛋白质组学+脂质组学(相当于给心脏做“全身体检”,看看哪些分子出问题了)
- 基因改造小鼠(专门让心脏细胞缺HMGCS2,看看会怎样)
科学家用“心衰小鼠”做实验时发现:
- 病心脏的“糖处理流水线”全瘫痪了——运葡萄糖的“快递员”(葡萄糖转运蛋白)、加工葡萄糖的“厨师”(相关酶)统统消极怠工!
- 但另一边,“油脂处理车间”却疯狂加班,HMGCS2这个“车间主任”带着上游工人拼命干活,下游工人(酮体利用酶)却集体躺平——这不就相当于工厂原料堆积如山,成品却出不了货嘛!
关键发现:
- 人类心脏自己能生产酮体!(以前以为只有肝脏能干这事)
- HMGCS2会被“乙酰化”干扰(相当于酶被“贴了封条”,活性下降)
- 但心脏很聪明,会多生产HMGCS2来弥补(封了一个?那我造两个!)
- NAD+(一种抗衰老分子)能“撕掉封条”,让HMGCS2重新干活,改善心脏功能!
- 但如果心脏细胞压根没有HMGCS2,NAD+就没用了(说明HMGCS2是关键!)
结论:
HMGCS2是治疗HFpEF的“隐藏大佬”!
- 它帮心脏正常燃烧脂肪、保护线粒体(细胞的“发电厂”)。
- NAD+补充剂(比如NMN、NR)可能对心衰有帮助,但前提是心脏得有HMGCS2!
- 这解释了为啥SGLT2抑制剂(比如达格列净)有效——因为它间接激活了类似的代谢通路!
想象心脏是个“能量工厂”,平时靠烧糖和脂肪发电。但HFpEF时,工厂“燃料处理系统”坏了,垃圾(乙酰辅酶A)堆积,机器(线粒体)生锈。
- HMGCS2就像个“维修工”,能把垃圾回收成清洁能源(酮体)。
- 但坏消息是,维修工被胶带(乙酰化)缠住了,干不了活。
- NAD+就像“解胶剂”,能撕掉胶带,让维修工重新上岗!
- 但如果工厂压根没雇维修工(HMGCS2缺失),解胶剂也没用!
所以,未来治HFpEF可能得“双管齐下”:
- SGLT2抑制剂(让工厂多烧脂肪,减少垃圾)
- NAD+补充剂(解放维修工,提高回收效率)
论文出处:https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/CIRCRESAHA.124.325550