线粒体能量代谢

三、线粒体能量代谢

(一)脾与线粒体

1.线粒体结构变化

脾虚证大鼠模型的组织线粒体中超氧化物歧化酶(SOD),谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性比正常大鼠的活性低,而丙二醛(MDA)含量比正常黏膜中显著增高,说明线粒体氧化/抗氧化体系受到严重损伤,提示脾虚证的发生和线粒体的损伤具有密切关系。

2.线粒体膜电位的改变

脾虚证大鼠组织的线粒体膜电位比正常大鼠组织的膜电位显著降低,膜电位的降低提示线粒体内膜的通透性增强,ATP合成降低,细胞能量代谢受损;而“脾为气血生化之源”,脾虚则气血生化乏源,导致气血、营养物质缺乏。因此这种线粒体极性的显著变化,提示我们脾虚证候大鼠模型存在线粒体功能的障碍,故脾虚证与线粒体膜电位变化密切相关。

(二)现代生物学基础之线粒体能量代谢

近年来学术界认为,血管壁细胞线粒体能量代谢异常参与AS发生发展过程中。Dong等发现ApoE-/-小鼠出现线粒体DNA(mtDNA)完整性降低和线粒体呼吸功能下降,但过表达线粒体解旋酶Twinkle(Tw+/ApoE-/-)的ApoE-/-小鼠mtDNA完整性增加、拷贝数及呼吸链功能明显增加,同时AS斑块坏死核心面积明显减少。杨关林教授团队通过对AS家兔进行研究,结果显示高脂导致的AS能使心肌细胞发生形态学改变,心肌线粒体能量代谢相关基因下调,从而导致ATP合成减少心肌能量代谢障碍,而活性氧(ROS)生成增多进一步加重AS;以健脾化痰、活血祛瘀为治法的化瘀祛痰方能上调AS家兔心肌线粒体能量代谢相关基因从而起到改善心肌线粒体能量合成,增加ATP生成,改善心肌能量代谢;减少ROS生成,从而可能起到改善或延缓AS,促进心肌细胞结构的恢复,保护心脏功能和结构的作用。通过对AS巴马小型猪进行研究,健脾化痰祛瘀方可以明显增加AS巴马小型猪线粒体电子传递链上复合物的活性,增加ATP合成,参与线粒体呼吸及能量代谢的调控作用而减轻AS对心肌线粒体的损伤;可通过调节线粒体呼吸链复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ亚基基因表达,改善脾虚痰浊AS巴马猪肝脏线粒体能量代谢功能;可通过对回肠ATP4B、NDUFS2、NDUFS3等与线粒体能量代谢相关基因实现抗AS;可通过提升线粒体呼吸链复合物活性、线粒体能量代谢相关酶的表达对脾虚痰浊AS巴马小型猪肝脏线粒体能量代谢有一定提升作用。因此,线粒体能量代谢异常是参与AS发病的重要机制,是从脾论治心脑血管疾病的现代生物学基础之一,改善血管细胞线粒体能量代谢可能是有效防治AS的新策略。