L—肉碱的生物学作用

条件性必需营养素Ｌ－肉碱在肝脏和肾脏合成。机体的肉碱有７５％来自食物。肉碱的生理功能包括促进线粒体长链脂肪酸氧化；起调节线粒体酰基ＣｏＡ／ＣｏＡ比率的作用；维持线粒体膜的稳定，在氨代谢中起重要作用。肉碱还能刺激支链氨基酸氧化，具有抗细胞凋亡等生物效应。     

运动状态下脂肪氧化的调节

背景：传递到工作肌群血浆中的脂肪酸主要来自于储存在脂肪组织中的三酰甘油的分解。在大强度运动时,脂肪酸氧化不能支持能量的需要,可能是骨骼肌氧化脂肪酸能力受限。 目的：综述运动时脂肪氧化调节机制方面的研究,提出目前脂肪氧化调节机制方面亟待解决的问题。 方法：以“exercise,fatty acid oxidation,intensity,carnitine,acetylcarnitine,mitochondria”为检索词,检索PubMed数据库1995至2012年发表的相关文章,文献语种限制为英文。纳入与运动时脂肪氧化调节机制相关的内容,排除重复性研究。 结果与结论：计算机初检得到94篇文献,排除无关重复的文献,保留56篇进行综述。运动时脂肪酸氧化存在多种可能调节的步骤,从脂肪组织脂肪分解到骨骼肌线粒体的代谢。目前,最有吸引力的脂肪酸氧化调节候选剂是肌肉代谢物肉碱。它是肉毒碱棕榈酰转移酶1调节和脂肪酸氧化的基本。大强度运动时,糖酵解迅速增加,为线粒体提供过多乙酰辅酶A,并被肉碱缓冲,生成乙酰肉碱。相应地,肌肉自由肉碱下降,降低肉毒碱棕榈酰转移酶1活性,从而降低运输脂肪酸进入线粒体的能力,也降低脂肪酸氧化率。因此,糖原迅速分解和糖酵解对抑制脂肪酸的氧化产生主要影响。     

线粒体脂肪酸β-氧化障碍的研究新进展

脂肪酸是机体在饥饿、应激等状态下通过线粒体内的β-氧化为机体提供能量的主要来源。线粒体中存在着催化脂肪酸氧化的多种酶,近年来研究已发现在脂肪酸β-氧化过程有20余种参与的活性酶,相应酶的活性缺陷导致临床一系列脂肪酸氧化障碍。在脂肪酸β-氧化过程易出现障碍的环节主要涉及到脂肪酸和肉碱转运障碍,各种酰基辅酶A脱氢酶缺陷,线粒体基质内β-氧化所需的各种酶的功能障碍,酮体生成障碍等。临床上常表现为低血糖,心肌病,肌张力低下,酸中毒,猝死,脑病等症状。随着串联质谱技术在高危新生儿遗传代谢病筛查中的应用,使得此类疾病能够得到快速准确的诊断,做到早期发现,早期治疗,从而明显的改善疾病的预后。     

外源性H_2S调控Nampt-Sirt3-CPT/LCAD乙酰化水平改善糖尿病心肌线粒体脂肪酸氧化

目的:Sirtuin 3(Sirt3)是线粒体中NAD~+依赖去乙酰化酶,通过赖氨酸乙酰化调节线粒体能量代谢。气体分子H_2S具有抗氧化应激、蛋白质硫化和乙酰化等功能。本实验探讨外源性H_2S调控2型糖尿病心肌线粒体脂肪酸氧化及其关键酶的机制。方法及结果:采用db/db小鼠作为2型糖尿病动物模型,给予外源性H_2S作为治疗组(腹腔注射Na HS 30μg/kg 12周)。Western blot及免疫荧光检测显示db/db小鼠心肌组织CSE的表达及H_2S含量均明显低于Na HS组。提取心肌组织线粒体,给予外源性H_2S组脂肪酸氧化水平、CPT及LCAD的活性及蛋白表达水平明显低于db/db小鼠。Co-IP及LC-MS/MS分析,结果显示在db/db小鼠中CPT及LCAD的乙酰化水平明显高于Na HS组,线粒体氧耗呼吸率及线粒体ATP含量明显低于Na HS组。Western blot结果证实db/db小鼠心肌线粒体中Sirt3、Nampt的表达及NAD~+/NADH的比值明显低于给予外源性H_2S组。高糖高脂处理乳鼠心肌细胞,给予Nampt抑制剂FK866及Na HS,Sirt3的表达下降,但CPT及LCAD表达、活性及乙酰化水平明显增高。结论:本实验证实气体分子H_2S通过调控Nampt-Sirt3-CPT/LCAD乙酰化水平改善高糖高脂时心肌线粒体的脂肪酸氧化。     

控制血糖促进糖尿病大鼠心肌葡萄糖代谢

目的 观察控制血糖对2型糖尿病大鼠心肌能量代谢的影响.方法 18只SD雄性大鼠随机分为对照组(6只)、糖尿病组(6只)和治疗组(6只).采用高脂喂养及腹腔注射链脲佐菌素建立2型糖尿病大鼠模型,应用离体心脏Langendorf灌注,测定心肌葡萄糖氧化率;采用Western blot法检测心肌细胞GLUT4的表达.结果 糖尿病组大鼠心肌葡萄糖总氧化量较对照组减少(P相似文献   

硫化氢与机体损伤后线粒体变化关系的研究现状

线粒体作为细胞内氧化代谢的主要场所、供应细胞主要能量的细胞器,在细胞正常生理功能的维持上起重要作用,对各种各样的损伤极为敏感。国内外研究证明,外源性硫化氢在机体损伤的情况下对神经细胞、平滑肌细胞、心肌细胞、表皮细胞等细胞内的线粒体有一定的保护作用,减轻细胞的损伤程度,从而促进机体恢复。本文着重总结硫化氢与几种重要器官损伤后细胞内线粒体的具体变化机制的关系,对硫化氢减轻线粒体损伤的最新研究进展进行综述。     

脂肪酸代谢重编程在肺纤维化中的研究进展

肺纤维化是一类进行性间质纤维化性肺部疾病,死亡率高。其发病机制复杂,涉及脂肪酸的代谢重编程,包括脂肪酸的从头合成、摄取、氧化以及衍生物的改变。脂肪酸代谢重编程参与调控肺泡上皮细胞的生存状态、巨噬细胞极化类型以及成纤维细胞活化情况,发挥促进或者抑制肺纤维化的作用。通过判断或干预脂肪酸代谢重编程相关过程可以有效预防、诊断和治疗肺纤维化。     

肠道菌群与心血管疾病关系的研究进展

人体肠道中的微生物与宿主相互作用。近年来,人们逐渐认识到肠道菌群与心血管疾病之间的关联性,甚至其中的因果关系及产生的分子机制,其中包括肠道微生物生成的氧化三甲胺(TMAO)在动脉粥样硬化性心脏病和心力衰竭的发病机制中的作用和短链脂肪酸及其受体在血压调节中的作用等代谢途径。     

细胞外半胱氨酸/胱氨酸氧化还原电位对NAFLD肝细胞线粒体功能的影响

目的:研究细胞外半胱氨酸/胱氨酸氧化还原电位(EhCys/Cy SS)对非酒精性脂肪肝(NAFLD)肝细胞线粒体功能的影响。方法:用EhCys/Cy SS分别为0 m V(氧化)、-80 m V(正常)和-150 m V(还原)的氧化还原培养基培养肝细胞株LO2并采用油酸诱导细胞建立NAFLD模型。荧光探针DCFH-DA和Mito SOX分别检测细胞整体水平和线粒体活性氧簇(ROS)生成,使用apocynin(NADPH氧化酶抑制剂)和Mito Q10(靶向线粒体抗氧化剂)、rotenone(线粒体呼吸链复合体I抑制剂)和antimycin A(线粒体呼吸链复合体Ⅲ抑制剂)作用细胞检测线粒体复合体活性从而探究ROS的来源,JC-1检测细胞线粒体膜电位。结果:油酸诱导的NAFLD细胞模型使肝细胞内ROS增多,线粒体膜电位下降;氧化的EhCys/Cy SS加剧了NAFLD肝细胞ROS的生成以及线粒体膜电位的下降,而还原的EhCys/Cy SS能清除ROS并逆转线粒体膜电位的下降。线粒体ROS清除剂Mito Q10能显著地减少氧化的EhCys/Cy SS所增加的ROS,而apocynin效果不明显。Rotenone作用于细胞后,ROS的增长率与细胞外EhCys/Cy SS有关,氧化状态下ROS增长率最小且复合体I活性减弱,即氧化的EhCys/Cy SS能通过抑制线粒体复合体I增加ROS的生成。结论:氧化的EhCys/Cy SS能通过抑制线粒体复合体I,从而加剧NAFLD肝细胞ROS的生成,并使线粒体膜电位进一步下降,而还原的EhCys/Cy SS能减少高脂所致ROS生成并减轻线粒体损伤。     

ACSL5 介导的脂肪酸代谢与癌症相关性研究进展

长链脂酰辅酶 A 合成酶系 (acyl-CoA synthetase long chain family, ACSLs) 催化辅酶 A (CoA) 与 12 ~ 20 个碳链长度的长链脂肪酸连接, 参与脂质的合成和代谢过程。 ACSL5 是唯一一种既位于线粒体上又 参与肠上皮细胞凋亡的 ACSLs 亚型, 在多种组织中都有表达。 已有许多关于不同癌症的研究报道 ACSL5 在 其中的表达明显不同于健康个体, 且 ACSL5 高表达对肺癌、 胰腺癌、 乳腺癌和卵巢癌患者的预后有积极影 响。 通过研究 ACSL5 参与的脂质代谢在癌症中的作用, 为靶向脂质代谢酶的癌症治疗提供新的靶点和策 略。     

对我科治疗与护理双硫仑样反应的总结

双硫仑样反应又称戒酒硫样反应,是由于应用药物(头孢类)后饮用用含有酒精的饮品(或接触酒精)导致的体内"乙醛蓄积"的中毒反应.酒精进入体内后,首先在肝细胞内经过"乙醇脱氢酶"的作用氧化为"乙醛",乙醛在肝细胞线粒体内经过"乙醛脱氢酶"的作用氧化为"乙酸和乙醛酶A",乙酸进一步代谢为二氧化碳和水排出体外.由于某些化学结构中含有"甲硫四氮唑侧链",抑制了肝细胞线粒体内乙醛脱氢酶的活性,使乙醛产生后不能进一步氧化代谢,从而导致体内乙醛聚集,出现双硫仑样反应.     

心肌脂肪酸氧化酶的基因调控机制及PPARα的作用

心肌是耗能最多的组织之一。在胚胎时期哺乳动物心肌处于相对缺氧的环境 ,以葡萄糖及丙酮酸作为主要的能源物质 ,出生后迅速转为依赖脂肪酸氧化。这一代谢模式的转化虽然以增加耗氧量为代价 ,但可为心肌提供大量的ＡＴＰ。正常心肌能量的70 %来源于脂肪酸的氧化 ,在饥饿、运动时脂肪酸的动员更多。因此 ,线粒体脂肪酸的 β氧化对维持心肌能量代谢及泵功能具有重要意义。脂肪酸的β氧化具有精密的调控机制[1] ,其中涉及各种相关的酶。过氧化物酶体增殖物激活受体α(ＰＰＡＲα)对心肌脂肪酸氧化酶的基因表达具有重要的调节功能 ,能促进心肌细…     

脓毒症时心肌能量代谢障碍机制的研究进展

心肌能量代谢障碍是导致脓毒症时心肌损伤的重要因素,但其确切的机制目前尚未完全阐明。正常情况下,线粒体是心肌能量代谢的主要场所,脂肪酸和葡萄糖氧化代谢生成的三磷酸腺苷是心脏能量的主要来源。脓毒症时,线粒体结构损伤、呼吸功能障碍、Ca2+超载、生物合成改变、自噬以及脂肪酸摄取、转运、氧化减少和葡萄糖代谢异常等导致了心肌能量代谢障碍,进而引起心肌结构损伤和功能障碍。本文主要对线粒体结构和功能异常、糖脂质代谢紊乱与脓毒症心肌能量代谢障碍关系的研究进展进行了综述。     

左旋卡尼汀的药理学及其临床应用

早在1905年就发现自肌肉中分离出来的一种生物活性成份卡尼汀是一种数量上重要的化合物,一直到50年以后,卡尼汀在长链脂肪酸氧化代谢中的重要性才被确定。近30年来对卡尼汀的代谢及功能的兴趣一直在稳步增加,这些研究导致了卡尼汀作为一种具有药理效应的药物被应用于各种各样的临床疾病治疗中。左旋卡尼汀(三羟基——4氮三甲基氨基丁酸)又名L—肉毒碱,为一小分子水溶性化合物,其主要功能是协助细胞中的长链脂肪酰辅酶A穿过线粒体内膜而进入线粒体基质内进行β氧化而产生ATP。外源性给予卡尼汀可刺激唾液,胃液,胆汁、胰液、尿的分泌,并能刺激食欲,增加动物体重及肝重。L—卡尼汀为     

串联质谱技术在脂肪酸氧化代谢病诊断中的应用研究

目的探讨利用串联质谱技术检测干血滤纸片中酰基肉碱水平,诊断脂肪酸氧化代谢病。方法对象为2941例临床遗传性代谢病高危儿童,利用串联质谱技术检测患儿干血滤纸片中酰基肉碱水平,结合临床资料和常规生化结果,进行脂肪酸氧化代谢病诊断。结果诊断了14例脂肪酸氧化代谢病(0.5%),其中肉碱棕榈酰转移酶Ⅰ缺乏症1例,肉碱棕榈酰转移酶Ⅱ缺乏症1例,短链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症1例,中链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症7例,极长链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症2例,多种酰基辅酶A脱氢酶缺乏症2例。结论通过串联质谱技术检测干血滤纸片中酰基肉碱水平,可对部分脂肪酸氧化代谢病进行诊断。     

叉头框蛋白O1在内毒素血症急性肾损伤中的作用

目的:探讨叉头框蛋白O1(forkhead box protein O1,FOXO1)在内毒素血症急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)中的作用及相关机制。方法:6~8周龄雄性C57BL/6小鼠腹腔内注射脂多糖(lipopolysaccharide,LPS;10 mg/kg)诱导内毒素血症AKI模型,检测血清肌酐和血尿素氮。利用Western blot、RT-qPCR和免疫荧光等方法检测小鼠肾组织内FOXO1的表达变化。体外培养人近端肾小管上皮细胞HK-2,LPS诱导内毒素血症AKI肾小管上皮细胞模型,利用FOXO1过表达腺病毒感染HK-2细胞,MTT法检测细胞活力;MitoTracker标记线粒体形态学变化;Mito-SOX检测线粒体超氧化物含量改变;检测FOXO1、促凋亡因子Bax及线粒体氧化磷酸化相关分子mRNA变化,以观察线粒体氧化损伤变化情况。结果:内毒素血症AKI小鼠肾组织FOXO1 mRNA及蛋白表达下调。体外LPS刺激可引起HK-2细胞活力下降,线粒体片段化改变,线粒体超氧化物含量升高,FOXO1 mRNA及蛋白表达下调,Bax表达上调,线粒体氧化磷酸化相关分子mRNA下调;而过表达FOXO1可提高肾小管上皮细胞活力,减轻线粒体片段化及氧化磷酸化功能损伤。结论:肾小管上皮细胞FOXO1下调介导了内毒素血症AKI肾小管上皮细胞损伤;过表达FOXO1可减轻内毒素所引起的肾小管上皮细胞线粒体损伤。本研究为内毒素血症AKI的防治提供了新的治疗靶点。     

AMPK与代谢综合征

能量代谢失衡是肥胖和代谢综合征的主要原因。在调节细胞能量状态的蛋白激酶级联反应中,AMP激活的蛋白激酶(AMPK)是其中枢组成部分。AMPK的活性受AMP/ATP比值的调节。应激反应可通过ATP的产生减少或利用增加,使细胞内AMP/ATP的比值增加,从而激活AMPK。激活的AMPK可激发一系列的反应来恢复细胞内的能量平衡。AMPK可启动分解代谢途径,如脂肪酸氧化和糖酵解,从而增加ATP的产生,同时关闭合成代谢途径,如脂肪酸合成和蛋白合成,减少ATP的消耗。AMPK不仅可以在细胞水平作为能量的感受器,还可以通过激素和细胞因子,如瘦素、脂联素和ghrelin来参与调节机体的能量消耗和能量摄入。新近的研究发现二甲双胍类抗糖尿病药物可以激活AMPK,调节糖代谢,提示AMPK有可能在预防机体发生代谢性疾病,如代谢综合征、肥胖和2型糖尿病中起作用。因而,阐明AMPK在不同组织及整体水平上对能量贮存与消耗的调节是今后该领域的研究热点,并且AMPK的级联反应有可能成为治疗肥胖和代谢综合征的有效靶标。     

凋亡食管癌细胞线粒体变化的激光扫描共焦镜观察

凋亡抑制基因bcl-2的表达产物主要分布于线粒体膜上,凋亡早期可观察到线粒体增多现象,凋亡过程线粒体可产生大量的活性氧等自由基,并出现线粒体膜电位的降低。因此,线粒体在细胞凋亡中的作用引起广泛的关注。本研究采用ACASULTIMA312激光扫描共聚焦显微镜和线粒体荧光探针rhodamine123观察了体外培养的食管癌细胞经氧化砷诱导凋亡后细胞线粒体的变化。rhodamine123是一种亲脂性阳离子荧光探针,对细胞膜和线粒体膜均有很好的通透性。染色后除胞核基本无荧光外,胞质和线粒体中均有荧光,但线粒体内的荧光强度比胞质内荧光强度高,这是由于…     

线粒体膜的酶蛋白质及其转运的分子遗传学研究

一般认为氧化步骤全在线粒体基质中进行，现在发现在线粒体膜上还有两种β－氧化酶参与，即很长链乙酰辅酶Ａ脱氢酶（ＶＬＣＡＤ）或膜ＬＣＡＤ和三功能蛋白，它有脂酰ＣｏＡ水解酶、羟脂酰ＣｏＡ脱氢酶和酮脂酰ＣｏＡ硫解酶３种酶的活性。核编码线粒体蛋白的转运部件－线粒体上的转位系统和前体蛋白的前导肽－的突变，可分别导致胚胎死亡和引起疾病。     

线粒体膜的酶蛋白质及其转运的分子遗传学研究

一般认为氧化步骤全在线粒体基质中进行，现在发现在线粒体膜上还有两种β－氧化酶参与，即很长链乙酰辅酶Ａ脱氢酶（ＶＬＣＡＤ）或膜ＬＣＡＤ和三功能蛋白，它有脂酰ＣｏＡ水解酶、羟脂酰ＣｏＡ脱氨酶和酮脂酰ＣｏＡ硫解酶３种酶的活性．核编码线粒体蛋白的转运部件—线粒体上的转位系统和前体蛋白的前导肽—的突变．可分别导致胚胎死亡和引起疾病。