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(rèn)為，這種代謝通量在心臟相關(guān)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(xì)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(jī)制仍然未知。由中國藥物研究所張金蘭教授領(lǐng)導(dǎo)的一組科學(xué)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(xué)原理，以及 GBE 如何保護(hù)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(guān)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(xì)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(xué)家們使用了異丙腎上腺素 (ISO) 損傷的心肌細(xì)胞，并結(jié)合代謝通量分析對其進(jìn)行了研究和海馬測試。他們發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞中的 TCA 通量明顯受到干擾，這些細(xì)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(yīng)。盡管如此，在受損細(xì)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(xì)胞含有大量將碳源轉(zhuǎn)化為代謝物的酶，這可能導(dǎo)致代謝物積聚并擾亂代謝通量，因為它們不能過量進(jìn)入循環(huán)。
有趣的是，在用 GBE 治療受損細(xì)胞時，作者發(fā)現(xiàn)活性成分 bilobalide 可以保護(hù)線粒體并保持 ATP 的生成。處理過的細(xì)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(xì)胞的壓力。GBE 處理細(xì)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(jī)制不同。
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