二、心肌能量代謝障礙
各種原因所致的心肌能量代謝障礙，是導致心功能障礙的重要機制(圖14-5)。心肌收縮期胞質(zhì)Ca2+瞬變雖不直接耗能，但消耗舒張期耗能將Ca2+移出胞質(zhì)和儲入肌漿網(wǎng)所形成的細胞內(nèi)外Ca2+濃度差這種化學勢能，而橫橋的快速交替擺動是直接耗能過程。心gydjdsj.org.cn肌舒張期將胞質(zhì)中Ca2+排出和存入肌漿網(wǎng)是主動耗能過程；舒張時肌球蛋白頭端需重gydjdsj.org.cn/yishi/新結(jié)合ATP，方能與肌動蛋白反應(yīng)位點分離，因而能量代謝障礙無疑也影響到心肌的舒縮功能。心肌能量代謝過程可分為生成、儲存和利用三個主要環(huán)節(jié)，心肌中能量代謝障礙主要發(fā)生在生成和利用兩個環(huán)節(jié)。
(一)心肌缺血、缺氧與能量底物供應(yīng)不足
心肌是機體高耗能器官之一，其所消耗能量主要由有氧代謝提供，當心肌供血、供氧減少時即會影響到心肌的能量生成。冠狀動脈粥樣硬化、痙攣、血栓形成等病變，是導致心肌缺血的主要原因；肥大心肌中毛細血管密度相對降低，同時心肌細胞增粗使從毛細血管到心肌細胞中央的彌散距離增大，造成肥大心肌缺氧；心動過速、前后負荷過重，在影響冠脈灌流同時，增加心肌耗氧量；嚴重貧血患者，即使冠狀動脈灌流正常，心肌也處在明顯缺氧狀態(tài)。
冠狀動脈有較強的血流儲備功能。冠狀動脈粥樣硬化、心肌改建中間質(zhì)纖維化使冠狀小動脈外膜增厚、心室負荷增大使心腔內(nèi)壓增高對心壁的擠壓增強等，都使冠狀動脈的血流儲備功能降低。使得機體在應(yīng)激狀態(tài)下冠狀動脈代償性擴張的能力顯著降低，甚而出現(xiàn)反向調(diào)節(jié)，造成心肌缺血，限制了心力儲備的充分發(fā)揮。
(二)線粒體能量生成障礙
維生素B1嚴重缺乏會造成線粒體中脫氫氧化酶活性降低；嚴重心肌缺氧、鈣超負荷和氧自由基大量生成等，都能造成心肌線粒體損傷；心肌改建過程中心肌細胞線粒體增生較肌原纖維緩慢，使肥大心肌中線粒體比例降低；由于基因表型改變使改建心肌中增生的線粒體內(nèi)細胞色素氧化酶含量相對減少、酶活性降低等，都造成心肌產(chǎn)能障礙而使心肌能量缺乏(表14-3)。多數(shù)學者認為，肥大心肌線粒體產(chǎn)能障礙主要發(fā)生在心肌改建后期，對心力衰竭的維持和發(fā)展起著重要作用。
(三)心肌細胞能量轉(zhuǎn)化儲存障礙
心肌中能量主要儲存形式是磷酸肌酸(creatine phosphate，CP)。心肌線粒體中生成的ATP經(jīng)磷酸肌酸激酶(CPK)催化將高能鍵轉(zhuǎn)給肌酸生成CP，CP透過線粒體膜進入胞質(zhì)，在用能部位再經(jīng)CPK催化又將高能鍵轉(zhuǎn)給ADP生成ATP，供耗能部位消耗。隨著心肌改建的發(fā)展，CPK同工酶譜發(fā)生變化，高活性的成人型(MM型)CPK減少，而低活性的胎兒型(MB型)CPK增加，使肥大心肌的能量轉(zhuǎn)化儲存障礙。
(四)心肌細胞能量利用障礙
心力衰竭發(fā)生過程中，肌球蛋白頭端的ATP酶活性降低。對衰竭心臟的心肌活檢及移植心臟的檢測發(fā)現(xiàn)，衰竭心肌中肌球蛋白輕鏈同工型發(fā)生顯著變化，低活性的胎兒/心房同工型增多，而高活性的心室同工型減少；同時肌鈣蛋白中的向肌球蛋白亞單位(TnT)的胎兒同工型(TnT4)增多；肌鈣蛋白抑制亞單位(TnI)磷酸化減弱。這些結(jié)果提示，改建心肌ATP酶活性降低可能主要與這些調(diào)節(jié)蛋白改建有關(guān)。肌球蛋白ATP酶活性降低，可被看作是心肌對供能不足的適應(yīng)性代償。然而改建心肌中收縮單位數(shù)量增多而作功效率卻降低，使心肌內(nèi)功消耗相對增大。因而肌球蛋白ATP酶活性降低并不能減少改建心肌的耗能量，卻成為肥大心肌收縮能力降低的重要原因。
酸中毒抑制肌球蛋白ATP酶活性，是造成心肌收縮蛋白功能降低的另一重要原因，在心肌缺血導致心功能降低中起著不可忽視的作用。
