综述:丙酮酸代谢在心血管疾病中的作用

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics 3.1

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  这篇综述系统阐述了丙酮酸代谢在心血管疾病(CVDs)中的核心作用,聚焦其通过糖酵解(PK、LDH)、线粒体氧化磷酸化(MPC、PDC)等关键酶和转运体(GLUT)调控能量代谢的机制,并探讨了PI3K-AKT通路、线粒体功能失调与炎症信号串扰在心力衰竭、缺血再灌注损伤等疾病中的治疗潜力。

  

Abstract

心血管疾病(CVDs)是全球死亡的首要原因,其发病机制与丙酮酸代谢紊乱密切相关。作为糖酵解终产物,丙酮酸通过连接胞质糖酵解与线粒体氧化磷酸化(OXPHOS)成为能量代谢的核心枢纽。其合成、转运及转化受丙酮酸激酶(PK)、线粒体丙酮酸载体(MPC)、丙酮酸脱氢酶复合体(PDC)和乳酸脱氢酶(LDH)等严格调控。最新研究表明,丙酮酸代谢失衡在心力衰竭、缺血再灌注损伤、糖尿病心肌病及肺动脉高压等疾病中发挥关键作用。

1. Introduction

心血管疾病发病率持续攀升,与肥胖、吸烟等不良生活方式显著相关。当前临床依赖抗血小板药物和他汀类药物,但针对代谢重编程的治疗策略亟待开发。丙酮酸代谢作为能量代谢的“十字路口”,其调控网络成为新兴研究热点。

2. The role of pyruvate-related enzymes

糖酵解与线粒体桥梁:葡萄糖经GLUT进入胞质后,PK催化生成丙酮酸,MPC将其转运至线粒体,PDC进一步转化为乙酰辅酶A进入三羧酸循环。LDH则介导丙酮酸-乳酸转化,维持缺氧条件下的能量供应。这些酶的异常表达可导致ATP合成不足和活性氧(ROS)累积,直接诱发心肌损伤。

3. Determination techniques for pyruvate analysis

血浆丙酮酸水平升高常提示PDC活性抑制,导致乙酰辅酶A生成不足。通过质谱和酶联法检测丙酮酸/乳酸比值,可评估心脏代谢状态,为疾病早期诊断提供依据。

Regulatory role of pyruvate in cardiac diseases

心脏的能量灵活性:健康心脏60-90%能量来自脂肪酸氧化,10-40%依赖丙酮酸代谢。病理状态下(如缺血),糖酵解代偿性增强,但丙酮酸堆积引发酸中毒和线粒体功能障碍。靶向MPC或PDC可改善心肌能量供应,例如二氯乙酸(DCA)通过激活PDC减轻缺血再灌注损伤。

5. Conclusion

调控丙酮酸代谢为心血管疾病治疗提供了新视角。未来研究需整合PI3K-AKT等信号通路与代谢网络的交互作用,开发特异性靶向MPC或LDH的小分子药物。

Method

通过系统检索PubMed等数据库,筛选出丙酮酸代谢与心血管疾病的机制研究和治疗靶点文献,采用叙事综述法整合分子机制与临床转化证据。

(注:全文严格基于原文内容缩编,未新增观点或数据)

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