Circulation：短链脂肪酸，衰竭心脏的氧化代谢的替代碳源？

衰竭的心脏因线粒体外膜上的肉碱棕榈酰转移酶1（CPT1）的活性降低导致长链脂肪酸（LCFA）氧化受损，从而陷入了能量饥饿的状态。近期研究表明，在衰竭的心脏中，酮氧化水平升高，可以作为氧化ATP生成的替代碳源。

Carley等研究人员假设，另一种短链碳源，即可绕过CPT11的短链脂肪酸（SCFA），或也可类似地供应衰竭心脏的能量生成。

通过收缩横主动脉（TAC）诱发大鼠心肌细胞肥大和功能障碍。TAC或假手术后14周，在葡萄糖和LCFA棕榈酸酯存在的情况下，用4碳、13C标记的酮（D3-羟基丁酸酯）或4碳、¹³C标记的SCFA丁酸盐灌注处理过的大鼠的离体心脏。通过体外¹³C核磁共振波谱比较了酮和SCFA的氧化，以及短链碳源补偿肥厚性心脏中LCFA氧化受损的能力。

TAC后的心肌细胞肥大反应和CPT1表达变化

TAC导致大鼠心脏病理性肥大，并增加了三羧酸循环中酮类对乙酰辅酶A产生的贡献率（假手术 vs TAC 酮：0.60±0.02 vs 0.70±0.02，p<0.05）。但是，在衰竭心脏中，丁酸相比酮的氧化水平高出了15%（0.803±0.020 TAC SCFA）。在假手术处理的心脏中，SCFA也比酮的氧化水平高出了15%（0.693±0.020 假手术 SCFA）。

尽管SFCA的氧化程度更高，但TAC并未改变短链酰基辅酶A脱氢酶的含量。然而，在人类和大鼠的衰竭心脏中，酰基辅酶A合成酶中链3酶基因的表达水平和蛋白含量均显著增加。

LCFA对肥大心脏的线粒体氧化代谢的贡献

SCFA和酮的氧化增加均以LCFA氧化为代价，但在灌注了SCFA的衰竭心脏中，LCFA对乙酰辅酶A产生的贡献较小（TAC vs 假手术 酮：0.190±0.012 vs 0.3163±0.0360）。

综上，SCFA绕过了CPT1活性降低的影响，代表了衰竭心脏中能量产生的未探索碳源，在衰竭心脏中比酮更容易被氧化。

原始出处：

Andrew N. Carley, et al. Short-Chain Fatty Acids Outpace Ketone Oxidation in the Failing Heart. Circulation. 2021;143:1797–1808