研究揭示乳酸如何直接为心脏供能的新路径


乳酸在人体代谢中发挥重要作用,尽管研究历史悠久,但其在细胞内的处理机制仍存争议。传统观点认为乳酸需先转化为丙酮酸,再通过线粒体载体进入线粒体,以供能。然而,犹他大学的研究团队在《Nature》期刊上发布的最新研究发现,乳酸能够通过更短的途径直接进入心肌线粒体,通过MCT1转运,为心脏提供能量,尤其在应激状态下显得尤为关键。

乳酸最早于1780年被发现,并普遍存在于发酵食品中。早期的研究表明,运动时骨骼肌会产生乳酸,而在缺氧状态下乳酸的生成更加明显,逐渐形成乳酸是糖酵解废物的看法。然而,近年研究揭示乳酸的生理作用远不止此。在无运动或疾病时,身体也会不断生成和利用乳酸。

心脏在代谢中能够快速利用乳酸,剧烈运动时甚至可能以乳酸作为主要能量来源。以往的观点认为,乳酸在细胞质中依赖乳酸脱氢酶转化为丙酮酸,然后再被MPC转运到线粒体中。然而,研究发现,即使缺失MPC,心肌依然能氧化来源于葡萄糖的碳。 千亿球友会

通过遗传学和药理学的研究,团队证实MCT1在这一过程中至关重要,并发现MCT1不仅在质膜中,还位于线粒体内膜,与乳酸脱氢酶B联合作用,将乳酸转换为丙酮酸和NADH,直接供能给电子传递链。缺失MCT1会导致乳酸氧化受损,影响心脏在应激状态下的代谢灵活性,增加心力衰竭风险。

about image

所以,在心脏中,乳酸的代谢途径不仅可以通过传统路线进入细胞质再转化为丙酮酸,也可以通过MCT1直接转运进入线粒体。这一新发现展现了乳酸在心脏能量代谢中的重要性,为应对各种压力状态下的心脏供能提供了新的视角。研究结果显示,存在一种基于乳酸的氧化通路,帮助维持心脏功能和结构。