The Failing Heart Relies on Ketone Bodies as a Fuel

doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.115.017355

.2016年2月23日；133(8):698-705.

doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.115.017355。 Epub 2016年1月27日。

衰竭的心脏依赖酮体作为燃料

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¹来自佛罗里达州奥兰多Sanford Burnham Prebys医学发现研究所心血管代谢项目（G.A.、O.J.M.、J.L.H.、L.L.、R.B.V.、T.C.L.、S.J.G.、P.A.C.、D.P.K.）；北卡罗来纳州达勒姆杜克大学医学、药理学和癌症生物学系（T.K.，D.M.M.）；德国科隆大学遗传研究所CECAD研究中心（M.K.）；俄亥俄州克利夫兰凯斯西储大学药理学和医学系（C.L.H.）；伊利诺伊州芝加哥伊利诺伊大学医学院（E.D.L.）；以及密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学院医学系（P.A.C.）。
²来自佛罗里达州奥兰多Sanford Burnham Prebys医学发现研究所心血管代谢项目（G.A.、O.J.M.、J.L.H.、L.L.、R.B.V.、T.C.L.、S.J.G.、P.A.C.、D.P.K.）；北卡罗来纳州达勒姆杜克大学医学、药理学和癌症生物学系（T.K.，D.M.M.）；德国科隆大学遗传研究所CECAD研究中心（M.K.）；俄亥俄州克利夫兰凯斯西储大学药理学和医学系（C.L.H.）；伊利诺伊州芝加哥伊利诺伊大学医学院（E.D.L.）；以及密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学院医学系（P.A.C.）。dkelly@sbpdiscovery.org。

PMID： 26819376
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内政部： 10.1161/循环AHA.115.017355

衰竭的心脏依赖酮体作为燃料

格雷戈里·奥伯特等。循环. 2016.

.2016年2月23日；133(8):698-705.

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¹来自佛罗里达州奥兰多Sanford Burnham Prebys医学发现研究所心血管代谢项目（G.A.、O.J.M.、J.L.H.、L.L.、R.B.V.、T.C.L.、S.J.G.、P.A.C.、D.P.K.）；北卡罗来纳州达勒姆杜克大学医学、药理学和癌症生物学系（T.K.，D.M.M.）；德国科隆大学遗传研究所CECAD研究中心（M.K.）；俄亥俄州克利夫兰凯斯西储大学药理学和医学系（C.L.H.）；伊利诺伊州芝加哥伊利诺伊大学医学院（E.D.L.）；以及密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学院医学系（P.A.C.）。
²来自佛罗里达州奥兰多Sanford Burnham Prebys医学发现研究所心血管代谢项目（G.A.、O.J.M.、J.L.H.、L.L.、R.B.V.、T.C.L.、S.J.G.、P.A.C.、D.P.K.）；北卡罗来纳州达勒姆杜克大学医学、药理学和癌症生物学系（T.K.，D.M.M.）；德国科隆科隆大学遗传学研究所CECAD研究中心（M.K.）；俄亥俄州克利夫兰凯斯西储大学药理学和医学系（C.L.H.）；伊利诺伊州芝加哥伊利诺伊大学医学院（E.D.L.）；以及密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学院医学系（P.A.C.）。dkelly@sbpdiscovery.org。

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勘误表in

更正：衰竭的心脏依赖酮体作为燃料。
[未列出作者] [未列出作者] 循环。2018年10月9日；138（15）：e422。doi:10.1161/CIR.0000000000621。循环。2018 PMID：30354520 没有可用的摘要。

摘要

背景：大量证据表明，衰竭的心脏缺乏能量。在心力衰竭的发展过程中，心脏利用脂肪酸（主要燃料）的能力减弱。确定心肌燃料氧化的替代途径可以揭示治疗心力衰竭的新策略。

方法和结果：在定义明确的小鼠模型中，定量线粒体蛋白质组学用于确定心肌肥厚和心力衰竭发展过程中发生的能量代谢紊乱。正如预期的那样，衰竭心脏的心肌样本中与脂肪酸利用有关的蛋白质数量下调。相反，在心力衰竭样本中，酮氧化途径中的关键酶β-羟基丁酸脱氢酶1的表达增加。利用离体核磁共振结合质谱靶向定量心肌代谢组分析对离体心脏制剂中相对氧化的研究表明，在脂肪氧化能力降低的情况下，肥大和衰竭的心脏转向氧化酮体作为燃料来源酸。明确了酮类氧化的不同心肌代谢组特征。

结论：这些结果表明，肥大和衰竭的心脏转移到酮体，作为氧化ATP生成的重要燃料来源。确定了体内心脏酮利用的特定代谢物生物信号。未来的研究旨在确定这种燃料转换是适应性的还是不适应性的，这可能会揭示新的心力衰竭治疗策略。

关键词：脂肪酸；心力衰竭；肥大；代谢；分子生物学。

PubMed免责声明

数字

图1
肥大和衰竭小鼠心脏的线粒体蛋白质组分析。**（A）**定量蛋白质组分析的实验设计示意图S公司桌子我同位素L（左）氨基标记自动控制ids（SILAC），线粒体富集部分，来自非手术、代偿性肥大（CH）和心力衰竭（HF）动物的心室。**（B）**维恩图显示了CH组、HF组或两组中确定的调节蛋白的数量，与病态对照组相比，以<-1.25倍或>1.5倍变化（FC）为界（n=2个组）。**（C）**该图表示符合规定截止值的蛋白质水平的折叠变化；HF/sham（纵坐标）和CH/sham（横坐标）。关键是指涉及两种燃料利用途径的调节蛋白，如文中所述：脂肪酸β-氧化（白色）和酮分解代谢（黑色）。计算Spearman相关系数（r）以确定CH和HF蛋白变化之间的关系。

图2
*Bdh1型*在肥大和衰竭的小鼠心脏中诱导表达。**（A）** *Bdh1型*假手术、TAC（CH）或TAC/MI（HF）手术后4周小鼠心室组织中的mRNA水平。表达式规范化为*卢比0*（36B4）。条形代表平均值±SEM值（每组9–11个）*p<0.05。**（B）**使用在喂食状态下（喂食后4小时）或禁食24小时后收集的假手术、-CH或-HF手术后4周从小鼠心室组织匀浆制备的蛋白提取物进行代表性免疫印迹分析。使用的抗体如左图所示。抗-VDAC被用作线粒体蛋白负荷控制。

图3
肥大心脏中βOHB氧化增加。**左侧面板：**的分数¹³富含C的乙酰辅酶A进入TCA循环¹³C标记的βOHB（F_c（c），βOHB）。**右侧面板：**对于CH和不正常操作的对照，显示了通过补体进入TCA循环的碳相对于通过柠檬酸合成酶（Y）进入的碳的比例。数据显示为平均值±SEM（n=10，Sham和11，CH）*p<0.05。

图4
衰竭心脏的心肌代谢产物特征表明衰竭心脏的酮类利用增加。**（A）**指示相关中间代谢产物衍生物的酮代谢途径示意图（虚线箭头）。**（B）**先前使用基于质谱的定量代谢组学测量的CH或HF小鼠心脏双心室组织中酮利用途径代谢物衍生物（C4OH-鸟氨酸、琥珀酸、C2-鸟氨酸）的水平，以及术后4周相应的误操作对照。数据显示为平均值±SEM（每组6个）*p<0.05。

图5
生酮饮食中的心肌代谢产物谱与标准饮食中的HF小鼠的心肌代谢谱相似。**（A）**喂食生酮（Keto）饮食或标准（Std）饮食4周（每组n=5）的野生型C57BL/6J小鼠的心室组织中R-C4OH-肉碱、S-C4OH-肉碱和C2肉碱的水平。使用质谱测定值*p<0.05。**（B）**在含有1g/L葡萄糖和1mM肉碱的培养基+/-8mM酮（R-βOHB）中培养24小时的新生大鼠心室肌细胞（NRVMs）提取物中的总C4OH-肉碱水平（每组3个，经Student t检验*p<0.05）。**（C）**喂食状态下CH、HF和错误操作的对照小鼠的血浆总酮（乙酰乙酸+βOHB）、葡萄糖、游离脂肪酸（FFA）和甘油三酯（早上禁食4小时后；每组5-11只）。条形图表示所有面板的平均值±SEM。*p<0.05。

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中的注释

酮步上台面：心力衰竭代谢重塑的游戏规则改变者？
Kolwicz SC Jr、Airhart S、Tian R。 Kolwicz SC Jr等人。循环。2016年2月23日；133(8):689-91. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.116.021230。Epub 2016年1月27日。循环。2016 PMID：26819375 免费PMC文章。没有可用的摘要。
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1. Bing RJ。心脏的新陈代谢。哈维·莱克特。1954;50:27–70.-公共医学
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1. Lopaschuk GD、Belke DD、Gamble J、Itoi T、Schonekess BO。健康和疾病中哺乳动物心脏脂肪酸氧化的调节。Biochim生物物理学报。1994;1213:263–276.-公共医学
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[5] Wisneski JA、Gertz EW、Neese RA、Mayr M.游离脂肪酸的心肌代谢。人类14C标记底物的研究。临床投资杂志。1987;79:359–366.-项目管理咨询公司-公共医学

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[7] Lopaschuk GD、Belke DD、Gamble J、Itoi T、Schonekess BO。健康和疾病中哺乳动物心脏脂肪酸氧化的调节。Biochim生物物理学报。1994;1213:263–276.-公共医学

[8] Lopaschuk GD、Belke DD、Gamble J、Itoi T、Schonekess BO。健康和疾病中哺乳动物心脏脂肪酸氧化的调节。Biochim生物物理学报。1994;1213:263–276.-公共医学

[9] van der Vusse GJ，van Bilsen M，Glatz JF。健康和疾病中的心脏脂肪酸摄取和转运。2000年心血管研究；45:279–293.-公共医学

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