人體的正常運作需要穩(wěn)定的能量流動。這種以三磷酸腺苷 (ATP) 形式存在的能量是通過分解葡萄糖、脂質(zhì)或氨基酸等碳源而產(chǎn)生的。三羧酸 (TCA) 循環(huán)是線粒體中最重要的 ATP 生成過程之一,是代謝物的主要樞紐,并以確保其循環(huán)中間體(稱為“代謝通量”)之間的良好平衡而聞名。人們普遍認為,這種代謝通量在心臟相關疾病中受損。一個常見的例子是心肌缺血 (MI),這是一種流向心臟的血液減少的情況,從而阻止心肌或心肌細胞獲得足夠的氧氣。雖然眾所周知,心肌梗死的特征是 ATP 合成減少和葡萄糖分解增加,或“
過去,含有活性成分白果內(nèi)酯的銀杏葉提取物(GBE)已被用作治療缺血性心臟病的流行草藥。然而,它發(fā)揮抗缺血作用的確切機制仍然未知。由中國藥物研究所張金蘭教授領導的一組科學家在一項新研究中成功揭示了 MI 代謝通量調(diào)節(jié)背后的科學原理,以及 GBE 如何保護心臟免受這種情況的影響。“GBE對能量代謝的調(diào)節(jié)引起了我們的關注,因為心臟持續(xù)工作,需要能量來為循環(huán)系統(tǒng)提供動力,”張教授說。
這項發(fā)表在《藥物分析雜志》上的研究揭示了在受 MI 影響的心肌細胞中,碳從糖酵解到 TCA 循環(huán)的轉(zhuǎn)移是如何被阻斷的。這篇論文于 2020 年 8 月 26 日在線發(fā)布,并于 2021 年 12 月發(fā)表在該期刊的第 11 卷第 6 期。為了模擬 MI 條件,科學家們使用了異丙腎上腺素 (ISO) 損傷的心肌細胞,并結合代謝通量分析對其進行了研究和海馬測試。他們發(fā)現(xiàn)這些細胞中的 TCA 通量明顯受到干擾,這些細胞更喜歡使用替代碳源而不是葡萄糖來提供持續(xù)的能量供應。盡管如此,在受損細胞中仍無法避免阻塞和 ATP 生成受損。
他們發(fā)現(xiàn),在 TCA 循環(huán)之前和期間,缺血性心肌細胞含有大量將碳源轉(zhuǎn)化為代謝物的酶,這可能導致代謝物積聚并擾亂代謝通量,因為它們不能過量進入循環(huán)。
有趣的是,在用 GBE 治療受損細胞時,作者發(fā)現(xiàn)活性成分 bilobalide 可以保護線粒體并保持 ATP 的生成。處理過的細胞中的酶水平下降,阻止了代謝物的積累,增強了代謝通量,并降低了心臟細胞的壓力。GBE 處理細胞中代謝通量的調(diào)節(jié)通過降低 TCA 循環(huán)中間體的積累起作用,這與先前報道的機制不同。
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