正常心脏的能量代谢

心脏在代谢调控范围内可以利用多种能量物质。人体心脏内氧化反应的底物主要是脂质（长链脂肪酸，如软脂酸盐、三酰甘油、酮体等）及糖类物质（葡萄糖、乳酸、丙酮酸）。心脏也可氧化氨基酸，但所占比例较小。

心脏的能量代谢是复杂的，有3个主要组成部分。第一部分是底物利用，主要包括细胞摄取游离脂肪酸和葡萄糖，通过β氧化和糖酵解将其分解，随后中间代谢产物进入三羧酸循环。第二部分是氧化磷酸化，ADP通过此机制磷酸化，产生高能磷酸化合物ATP，ATP是心脏所有耗能反应中使用的直接能量。第三部分是ATP的转运和利用，将能量转运至肌原纤维和能量被心脏的发动机肌原纤维消耗。这一过程所必需的能量转运机制被称为肌酸激酶能量穿梭。线粒体肌酸激酶催化将ATP中的高能磷酸键转运至肌酸中，形成磷酸肌酸和ADP。磷酸肌酸是比ATP小的分子，很快由线粒体弥散入肌原纤维，肌原纤维肌酸激酶催化磷酸肌酸重新形成ATP。从磷酸肌酸中去除磷酸后形成的游离肌酸，通过弥散方式回到线粒体。肌酸激酶系统的一个重要功能是作为能量缓冲物。当能量需求超过能量供应时，磷酸肌酸水平下降，使ATP保持在正常水平，但游离ADP水平升高。游离ADP水平升高可抑制很多细胞内酶的功能，引起心脏收缩机制的功能衰竭。因此，当磷酸肌酸水平下降，ADP水平升高时，即使ATP水平保持不变，心肌细胞仍可发生能量代谢紊乱。(https://www.daowen.com)

短期的能量代谢变化调节取决于能量的需求和供给，通常由激素（胰岛素）和机械因素（运动）激发。短期的能量代谢选择调节基于能源物质间相互的有效的作用，一个高浓度的能源底物能够自动抑制另外一个能源底物的代谢途径。长期能量代谢底物选择变化可发生在正常生理状态下，如出生后的心脏。长期的病理条件下，同样也可诱导代谢相关的酶在转录或转录后发生变化，如高血压、糖尿病和心肌缺血。其中重要的变化包括调节基因和能量代谢底物选择发生变化。