Science：新研讨具体提醒人类正常心脏和衰竭心脏中的代谢组学特点

2020年10月20日讯/BIOON/---在一项新的研讨中，来自美国宾夕法尼亚年夜学、普林斯顿年夜学和费城儿童病院的研讨人员供给了人类心脏应用燃料和养分物的具体情形。这项研讨是同类研讨中的第一次，它对数十名人类介入者的轮回零碎分歧部位的血液停止同步采样，以记载流进和流出跳动的心脏的相干分子的程度。由此发生的数据提醒了正常心脏以及衰竭心脏中燃料应用的症结特点，从而为研讨安康和患病的心脏树立了一个新的框架。相干研讨成果揭橥在2020年10月16日的Science期刊上，论文题目为“Comprehensive quantification of fuel use by the failing and nonfailing human heart”。

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论文通信作者、宾夕法尼亚年夜学佩雷尔曼医学院血汗管代谢项目主任Zoltan Arany博士说，“在这种细节程度上懂得心脏若何处置燃料和养分物该当为将来开辟医治心力弱竭和相干疾病的办法供给信息。现在，我们清晰地懂得了心脏若何为本人供给燃料，我们可以将眼光放在设计改良心力弱竭患者的心脏代谢的办法上。”

依据美国疾控中间（CDC）的数据，美国有超越600万成年人患有心力弱竭。心力弱竭平日是因为冠状动脉疾病或心脏病发生发火而产生的，其成果是无法在体内无力地泵送血液以正常地支撑其他器官。今朝对心力弱竭的医治次要针对其症状，如医治肺部和下肢积液，应用装备帮助泵血，以及对一些患者停止心脏移植。对心脏功效的深化懂得能够可以让迷信家们开辟出更无效的疗法来恢复心脏的泵血才能。

在这项研讨中，Arany和他的团队同时取样了87名男性和女性受试者体内的流进心脏和流出心脏的血液。这些男性和女性曾经承受了一种医治心房纤颤（atrial fibrillation）的手术，但没有患上心力弱竭。Arany团队对23名患有心力弱竭的心房纤颤患者停止了相似的取样。这些研讨人员还对一切患者体内流进和流出腿部的血液停止取样，以停止比拟。

随后，Arany团队应用最先辈的对象来定量肯定血液样本中数百种分歧的“代谢物”---介入燃料应用和细胞发展的分子---的程度。他们的次要目标是具体提醒任务中的心脏在均衡形态下耗费了哪些代谢物，以及发生了哪些副产品。

这一剖析很主要，它明晰而具体地供给心脏中正常代谢物摄取和释放的情形，从而为将来的研讨供给了可以扩大的基线快照。总而言之，这些研讨人员在人类介入者的血液中靠得住地检测到277种代谢物，并发明个中的65种代谢物在流进心脏和流出心脏的血液中的程度明显分歧。

这些研讨人员还停止了一些初步比拟，以尽能够地凸起正常心脏代谢的共同之处。比方，这些数据标明，与腿部比拟，心脏更严重地依附于对称为脂肪酸的无机小分子的摄取，显然是作为能量起源停止摄取的。与此同时，依据这一剖析，心脏会释放出绝对年夜量的另一类称为氨基酸的分子，这提醒着心脏中绝对激烈的卵白分化是任务中的心肌为其运动供给能量的一种方法。

在这项新的研讨中，安康心脏和衰竭心脏之间的一个年夜的差别是后者耗费了更多的酮--身材在将贮存的脂肪转化为能量的进程顶用作的分子。这些研讨人员疑惑这种差别能够仅仅是因为血液经过心脏的速度较慢，使酮的接收有了更多工夫。与正常心脏比拟，衰竭的心脏也释放了更多的氨基酸，这标明存在更多的卵白分化和周转。

Arany说，“衰竭心脏中这种添加的卵白分化是顺应性的照样不顺应性的，这须要展开进一步的研讨。下一步须要在形式生物中对这个成绩和其他相似的成绩停止严厉的测试；之后，我们就可以带着对若何改良心力弱竭心脏功效的更深化的懂得和新的见地停止人体研讨。”（100医药网 100yiyao.com）

参考材料：

1.Danielle Murashige et al. . Science, 2020, doi:10.1126/science.abc8861.

2.Study reveals nutrients used by normal and failing hearts

https://medicalxpress.com/news/2020-10-reveals-nutrients-hearts.html