保护心脏的草药:双叶碱在心肌缺血时减少心脏损伤

三羧酸(TCA)循环是线粒体中最重要的atp生成过程之一，是代谢物的主要枢纽，以确保其循环中间产物(称为“代谢通量”)之间的良好平衡而闻名。人们普遍认为，这种代谢通量在心脏相关疾病中受损。一个常见的例子是心肌缺血(MI)，在这种情况下，流向心脏的血液减少，阻止心肌或心肌细胞接受足够的氧气。虽然众所周知，心肌梗死的标志是ATP合成减少和葡萄糖分解增加，或“糖酵解”，但操纵复杂的TCA循环来制定治疗方案是极其困难的。

过去，银杏叶枸杞提取物(GBE)含有有效成分双叶碱，是一种治疗缺血性心脏病的常用草药。然而，其发挥抗缺血作用的确切机制尚不清楚。中国药物研究所张金兰教授领导的一组科学家在一项新研究中成功地揭示了心肌梗死代谢通量调节背后的科学，以及GBE如何保护心脏免受这种情况的影响。”GBE对能量代谢的调节引起了我们的注意，因为心脏持续工作，需要能量来驱动循环系统。”张教授说。

这项研究年代刊登于药物分析杂志，揭示了糖酵解到TCA循环的碳转移在心肌梗死影响的心肌细胞中是如何被阻断的。本文于2020年8月26日在网上发布，并发表在第11卷2021年12月第6期。为了模拟心肌梗死的情况，科学家们使用异丙肾上腺素(ISO)损伤的心肌细胞，并使用代谢通量分析和海马试验的组合来研究它们。他们发现TCA通量在这些细胞中明显受到了干扰，这些细胞更喜欢使用替代碳源而不是葡萄糖来提供持续的能量供应。尽管如此，在受伤的细胞中，ATP的阻塞和受损无法避免。

他们发现，在TCA循环之前和循环期间，缺血心肌细胞含有大量将碳源转化为代谢物的酶，这可能导致代谢物积累并扰乱代谢通量，因为它们不能过量进入循环．

有趣的是，在用GBE治疗损伤细胞时，作者发现活性成分双叶碱可以保护线粒体并保持ATP的生成。经过处理的细胞中的酶水平下降，阻止了代谢物的积累，增强了代谢通量，并降低了心脏细胞的压力。在GBE处理的细胞中，代谢通量的调节是通过降低TCA循环中间产物的积累来起作用的，这与先前报道的机制不同。

在心肌梗死大鼠模型中测试双叶碱的功效也得到了类似的结果。这一次，他们不仅检查了酶的水平，还检查了gbe处理过的大鼠的心肌组织，它们比未处理过的组织样本显示出更少的心肌损伤迹象。这一发现与iso损伤细胞的结果一致，表明双叶碱对心肌有保护作用。

尽管心肌梗死的代谢药物研究最近取得了进展，但距离成功还有很长的路要走。本研究获得的双叶碱治疗结果不仅为心肌梗死的代谢病理提供了更多的证据，也为新的草药疗法提供了灵感。

“心肌梗死是全世界人类健康的一个主要风险，阐明其病理生理学和潜在的治疗方法是至关重要的。”张教授说。”我们的发现看起来很有希望，我们希望从这项研究中获得灵感，研究心肌梗死治疗的代谢机制和物质基础。”她总结说。