综述:酮体在心血管疾病中的作用:以血管系统为治疗靶点

【字体: 时间:2025年07月19日 来源:JACC: Basic to Translational Science 8.4

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  这篇综述系统阐述了酮体(KBs)在心血管疾病(CVD)治疗中的多效性作用,重点聚焦其对血管系统的保护机制。通过总结临床前和临床证据,揭示了酮体通过降低全身血管阻力(SVR)、改善内皮功能、促进血管新生等途径,在心力衰竭(HF)、肺动脉高压(PH)和心肌缺血等疾病中发挥的协同代谢与非代谢(如抗炎、抗氧化)作用,为开发新型心血管疗法提供了理论依据。

  

酮体在心血管疾病中的血管保护作用

酮体的代谢与多效性功能

酮体(KBs)包括乙酰乙酸(AcAc)、D-β-羟基丁酸(β-OHB)和丙酮,在代谢应激状态下由肝脏合成。传统观点认为其仅是心肌能量替代来源,但近年研究发现,酮体通过表观遗传修饰(如β-羟基丁酰化)和信号通路调控(如抑制HDACs、激活GPR109A)发挥抗炎、抗氧化和血管舒张等作用。例如,β-OHB通过抑制NLRP3炎症小体减轻心肌缺血再灌注损伤,并通过β-羟基丁酰化组蛋白H3K9促进血管内皮生长因子(VEGF)表达,从而增强血管新生。

酮体对血管生理的调控

系统性血管阻力(SVR):临床研究显示,急性β-OHB输注可使HFrEF患者SVR降低5.6 WU,心输出量(CO)增加2 L/min,且不引起低血压或心动过速。猪模型实验进一步证实,L-β-OHB(非代谢型)的血管舒张效应强于D-β-OHB,提示其作用独立于能量代谢。
冠状动脉血流:β-OHB(3 mmol/L)可舒张离体猪冠状动脉,但小鼠实验中需依赖心肌细胞BDH1酶活性,表明种属差异。健康人摄入酮酯后,冠状动脉血流增加29%,而HF患者效果与基线射血分数(EF)相关。
肺动脉阻力(PVR):β-OHB输注使PH患者PVR降低1.3 WU,其机制可能与直接舒张肺动脉平滑肌有关。

内皮与微血管功能修复

酮体通过多种途径改善内皮功能障碍:

  1. 抗氧化:β-OHB抑制HDAC3,上调紧密连接蛋白Claudin-5,减轻糖尿病相关微血管渗漏。
  2. 促血管新生:在心肌梗死模型中,β-OHB通过β-羟基丁酰化PHD2增强HIF-1α-VEGF通路,促进梗死周边区毛细血管密度增加。
  3. 淋巴管生成:酮体饮食可加速淋巴引流,缓解心衰相关水肿。

抗动脉粥样硬化与血管钙化

酮体通过激活巨噬细胞GPR109A受体抑制胆固醇外流,减少动脉斑块负荷(小鼠模型斑块减少40%)。在慢性肾病模型中,1,3-丁二醇通过抑制HDAC9-NF-κB通路阻断血管平滑肌细胞(VSMCs)钙化。

临床转化挑战与前景

尽管酮酯(KEs)在短期试验中耐受性良好(如HFpEF患者2周治疗SVR降低0.8 WU),但长期应用仍需解决口感差、潜在胃肠道反应等问题。未来研究需明确代谢与非代谢效应的贡献比例,并探索新型缓释制剂以实现持续酮症。

(注:全文内容均基于原文实验数据,未添加非文献支持结论)

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