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研究人员描绘了心脏的燃料和营养物质使用情况

费城-宾夕法尼亚大学佩雷​​尔曼医学院的科学家领导的一个小组制作了一张详细的图片,说明人的心脏使用了燃料和营养。这项研究于本周在《科学》杂志上发表,是同类研究中的第一个,涉及对数十名人类参与者的循环系统不同部位的血液进行同步采样,以记录进入和流出相关分子的水平。跳动的心。

所得数据揭示了正常心脏和衰竭心脏中燃料使用的主要特征,从而建立了研究心脏健康和疾病的新框架。

研究高级作者,医学教授,医学博士Zoltan Arany博士说:“了解这一点的细节,心脏如何处理能量和营养应该为将来治疗心力衰竭和相关疾病提供信息。”宾夕法尼亚医学大学的心血管代谢计划。“既然我们对心脏如何自我供能有了清晰的认识,我们就可以着眼于设计改善心力衰竭时心脏代谢的方法。”

根据疾病控制与预防中心的数据,美国有600万成年人患有心力衰竭。心力衰竭通常由于冠状动脉疾病或心脏病发作而发生,导致无法通过身体足够强力地泵送血液以正常支撑其他器官。当前用于心力衰竭的治疗主要针对其症状,例如治疗肺部和下肢的积液,使用辅助泵送的设备以及对某些患者进行心脏移植。对心脏功能的更深入了解可使研究人员开发出更有效的疗法来恢复心脏的泵血能力。

在这项研究中,Arany和他的团队同时对87位受试者的心脏和心脏血液进行了采样,这些受试者已经接受了治疗房颤的常见病症,但没有心脏失败。研究人员对23名确实患有心力衰竭的房颤患者进行了类似的采样。在所有患者中,研究人员还对进出腿的血液进行了采样,以进行比较。

然后,研究小组使用了最先进的工具来量化血液样本中数百种不同的“代谢产物”(涉及燃料使用和细胞生长的分子)的水平。主要目的是详细揭示工作心脏消耗的哪些代谢物,以及副产物产生的代谢物。

该分析主要对提供心脏中正常代谢物摄取和释放的第一张清晰且详细的图片非常重要,这是将来研究可扩展的基础快照。研究人员总共在人类参与者的血液中可靠地检测到277种代谢产物,发现其中65种代谢产物从心脏流出的水平与进入代谢的水平显着不同。

研究小组还进行了一些初步比较,以强调正常心脏新陈代谢的独特特征。例如,数据表明,与腿部相比,心脏很大程度上依赖于被称为脂肪酸的有机小分子(作为能源)的摄取。同时,根据分析,心脏会释放出相对大量的称为氨基酸的不同类别的分子-蛋白质的组成部分和分解产物-而心脏内蛋白质的相对强烈分解就是其中的一种工作的心肌为其活动提供动力的方式。

在研究中,健康心脏与衰竭心脏之间的巨大区别是后者消耗了更多的酮-人体将其作为存储脂肪转化为能量的中间体的分子-尽管研究人员怀疑这种差异可能仅是由于血液通过心脏的速度较慢,因此有更多的时间吸收酮。与正常心脏相比,衰竭心脏也释放了更多的氨基酸,表明更多的蛋白质分解和周转。

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