线粒体能量代谢相关蛋白调节胰岛β细胞功能的作用及机制研究

线粒体与胰岛β细胞研究进展李莉;胡纯;孙林【期刊名称】《临床与病理杂志》【年(卷),期】2016(000)006【摘要】胰岛β细胞功能不能满足外周胰岛素的需求是所有类型的糖尿病的共同发病机制。

在胰腺β细胞,线粒体将外源性营养物质代谢成能量输出,最终导致胰岛素释放。

因此,线粒体功能障碍为β细胞衰竭和糖尿病发生的基础。

线粒体调节通过多种途径——包括代谢偶联,线粒体质量的维护和活性氧的产生,以及与其他细胞器之间的相互作用调节β细胞功能。

本文将评价线粒体生物起源和退化的主要影响因素和其在β细胞线粒体质量平衡中的作用,并着重阐述线粒体能量物质代谢相关酶调节和线粒体质量对胰岛β细胞功能的重要性,以及这些通路的缺陷如何最终引起糖尿病。

明确β细胞线粒体功能障碍的原因可能有助于产生治疗糖尿病基础发病机制的新方法。

【总页数】12页(P830-841)【作者】李莉;胡纯;孙林【作者单位】中南大学湘雅二医院肾内科,长沙410007【正文语种】中文【中图分类】R362【相关文献】1.线粒体与胰岛β细胞研究进展 [J], 李莉;胡纯(综述);孙林(审校)2.Twist 1基因在脂肪细胞胰岛素抵抗中的作用及其线粒体相关机制的研究进展[J], 逯素梅;任瑞;马万山3.β细胞线粒体与胰岛素分泌关系的研究进展 [J], 尹士男;潘长玉4.检测线粒体通透性转换孔道评价胰岛β细胞线粒体功能 [J], 林帆;张宏利;王晓;罗敏5.胰岛素样生长因子-1减轻高脂饮食所致心肌细胞收缩功能异常:胰岛素信号通路和线粒体功能的作用 [J], 张英梅;袁鸣;凯瑟琳·M·布兰得利;董峰;皮耶罗·安特卫普;任骏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

解偶联蛋白生理功能和调节、周转的研究新进展丛军;高弼虎【期刊名称】《临床荟萃》【年(卷),期】2012(027)018【总页数】5页(P1649-1653)【关键词】线粒体;质子;能量代谢;解偶联蛋白;研究【作者】丛军;高弼虎【作者单位】大连大学附属瓦房店医院肾内科,辽宁瓦房店116300;大连大学附属中山医院肾内科,辽宁大连116001【正文语种】中文【中图分类】R339.6解偶联蛋白通过强大的或微弱的解偶联作用，在调节细胞能量代谢中起着重要作用，并且削弱氧化应激反应产物生成。

解偶联蛋白家族的这种功能和广泛组织分布意味着其影响的病理生理范围越来越广，如肥胖、胰岛素抵抗、糖尿病、神经变性、心血管疾病、免疫和肿瘤。

在此对近期关于解偶联蛋白周转、生理作用、调节的新进展和新观点做一综述。

质子漏是指电子传递链跨膜泵出的质子通过不涉及三磷酸腺苷（ATP）合成途径而跨膜扩散流回基质的过程。

线粒体是细胞代谢的中心，通过电生化质子梯度作用，将氧化底物与ATP合成相偶联。

在能量代谢中，通过调节、改变质子动力来维持代谢的内稳态。

因为这个原因，在ATP合成时，质子能通过线粒体内膜漏出，这样底物氧化偶联是不完全的。

在线粒体载体蛋白如腺嘌呤核苷酸转位酶，褐色脂肪组织（BAT）的解偶联蛋白1（UCP1），大多数的质子漏丰富，但不活跃［1］。

重要的是，质子漏的调控是对能量需求波动的反应，及调控能量转导来维持细胞的内稳态和躯体功能。

最初，质子漏机制在褐色脂肪组织中检测到，在脂肪组织中质子受UCP1催化而引导产生热量来维持机体温度以适应低温环境。

随后实验中检测出UCP2和UCP3。

在体外缺乏特定激活剂的情况下，解偶联蛋白不能引起一般的质子电导。

然而，当被激活时，所有的解偶联蛋白能催化质子漏。

目前，UCP2和UCP3的激活和抑制的准确机制，及它们的生化作用，仍不确定。

关于调控UCP2、UCP3来适应营养状态和氧化应激的转录和翻译的研究，近期取得了进展。

㊃综述㊃心肌线粒体能量代谢在心血管疾病中的研究进展孙侠㊀赵倩茹㊀袁伟212000镇江,江苏大学附属医院心内科通信作者:袁伟,电子信箱:yuanwei1@DOI:10.3969/j.issn.1007-5410.2022.01.017㊀㊀ʌ摘要ɔ㊀目前心血管疾病已成为全球人类死亡的主要原因之一,线粒体作为三大营养物质经三羧酸循环产生ATP的主要场所,在心血管疾病的发生㊁进展过程中起着巨大影响作用㊂本文从心肌线粒体的能量代谢功能㊁相关调控途径㊁与心血管疾病的关系以及治疗药物方面入手,在心肌线粒体代谢方面为治疗心血管疾病提供思路与方向㊂ʌ关键词ɔ㊀线粒体;㊀能量代谢;㊀活性氧;㊀心血管疾病基金项目:江苏省333工程人才基金(BRA2020395);江苏省六大高峰人才项目(WNS-045);江苏省青年医学人才项目(QNRC2016843);镇江市心血管病医学研究中心项目(2018008)Advancement of myocardial mitochondrial energy metabolism in cardiovascular diseases㊀Sun Xia,Zhao Qianru,Yuan WeiDepartment of Cardiology,Affiliated Hospital of Jiangsu University,Zhenjiang212000,ChinaCorresponding author:Yuan Wei,Email:yuanwei1@ʌAbstractɔ㊀At present,cardiovascular disease has become one of the main causes of human death inthe world.As the main place where the three major nutrients produce ATP through the tricarboxylic acidcycle,mitochondria plays a crucial role in the occurrence and progression of cardiovascular disease.Thisarticle starts with the energy metabolism function of myocardial mitochondria,related regulation pathways,the relationship with cardiovascular diseases and therapeutic drugs,and provides ideas and directions for the treatment of cardiovascular diseases in the aspect of myocardial mitochondrial metabolism.ʌKey wordsɔ㊀Mitochondria;㊀Energy metabolism;㊀Reactive oxygen species;㊀Cardiovascular diseasesFund program:Jiangsu Province333Engineering Talent Fund(BRA2020395);Jiangsu Province SixPeak Talent Project(WNS-045);Jiangsu Province Young Medical Talent Project(QNRC2016843); Zhenjiang City Cardiovascular Medicine Research Central Project(2018008)㊀㊀随着人口老龄化和工作㊁生活方式改变,心血管疾病的发病率及患病率均呈逐年增长趋势㊂心脏每天消耗大量ATP来维持基本的能量代谢和泵血功能,大部分ATP需求(>95%)由线粒体的氧化磷酸化提供㊂正常心肌发生损伤可能导致心肌细胞线粒体对能量底物代谢的可用性㊁需求㊁效率发生变化㊂有研究表明,心肌线粒体功能障碍可导致心肌病,长期的线粒体内稳态失衡会导致心力衰竭[1],维持心脏组织构造更新和内环境稳态的基础是心肌能量代谢稳定㊂由此可见心肌线粒体是细胞发挥功用不可或缺的调节因子,其代谢功能的改善和稳定在心血管疾病治疗中具有重要临床意义㊂心血管疾病的发生㊁进展过程涉及众多机制,本文就心肌线粒体能量代谢与心血管疾病的关系㊁治疗等进行综述㊂1㊀线粒体的生物功能线粒体是一种双层膜结构的细胞器,由线粒体外膜㊁膜间隙㊁内膜和基质四部分组成线粒体的功能区㊂三大营养物质在机体内进行有氧氧化㊁脂肪酸β氧化以及三羧酸循环等途径产生能量,由于催化三羧酸循环所需的酶主要分布在线粒体内膜㊁基质和外膜上,所以线粒体是经三羧酸循环途径产生ATP的主要场所㊂心脏作为人体血流动力来源,线粒体需要不断合成ATP供应心肌细胞以维持正常的泵血功能和收缩功能㊂线粒体占据心肌细胞体积的30%,在正常心肌细胞中ATP需求约60%~70%的能量源于线粒体脂肪酸氧化,约20%源于糖酵解及糖的有氧氧化,10%来自酮体㊁氨基酸㊁乳酸等代谢[2],心肌能量的供应离不开线粒体的正常功能㊂2㊀线粒体能量代谢的调控途径调控心肌细胞线粒体能量代谢的途径包括:变构控制㊁转录控制和翻译后修饰控制㊂心脏中脂肪酸㊁碳水化合物㊁酮体和氨基酸的代谢高度依赖辅酶A及其衍生物,乙酰辅酶A和辅酶A的变构起关键作用㊂其余包括NADH/NAD+和FADH2/FAD2+的变构㊁丙酮酸脱氢酶(pyruvatedehydrogenase,PDH)/丙酮酸脱氢酶磷酸酶(PDH phosphatase,PDHP)的变构㊂过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferators-activated receptors,PPARs)㊁PPAR-γ共同激活因子1α(PPAR-γcoactivator1α,PCG-1α)㊁雌激素相关受体(estrogen related receptor,ERR),包括ERR-α㊁EER-β和ERR-γ,缺氧诱导因子1α(hypoxia induced factor1α, HIF-1α)均在转录水平参与心肌能量代谢控制㊂翻译后修饰包含磷酸化㊁琥珀酰化㊁乙酰化㊁戊二酰化和丙二酰等,通过对线粒体酶添加或删除某些碳或非碳基团来改变酶活性,从而调节生理和病理状况下心肌细胞代谢[3]㊂3㊀心肌线粒体能量代谢异常与心血管疾病3.1㊀心肌肥厚心脏对各种疾病,如高血压㊁冠状动脉粥样硬化性心脏病㊁瓣膜性心脏病㊁心律失常等发生适应性改变是病理性心肌肥厚发生的基础㊂心肌细胞体积变大,肌小节发生重构[2]㊂线粒体能量代谢是心肌肥厚众多机制之一,呼吸链功能失调不仅会造成NAD+/NADH的变构变化,导致ATP 产量降低和氧化还原失衡,还会导致细胞内Ca2+水平升高和活性氧(reactive oxygen species,ROS)生成增加㊂有研究报道,ROS的生成会促进心肌肥厚的发生[4],过量的ROS会使线粒体DNA和线粒体蛋白受损,影响线粒体DNA结构与功能,而线粒体功能发生障碍又会增加ROS生成,形成恶性循环㊂病理性心肌肥大还会影响底物利用率,心肌组织经历能量重新编程,偏向葡萄糖代谢,同时减少脂肪酸氧化㊂有研究报道,心肌肥大过程中肉碱-棕榈酰转移酶-1(carnitine palmitoyltransferase,CPT-1)的抑制可能会减少长链脂肪酸在线粒体的摄取和氧化[5-6],亦有研究报道线粒体Ca2+超负荷和氧化应激引起线粒体通透性转换孔(mitochondrial permeability transition pore,MPTP)的开放[6],进而影响心肌收缩功能和ATP生成㊂3.2㊀急性心肌梗死急性心肌梗死的再灌注治疗会引起缺血-再灌注损伤等不良反应㊂线粒体在缺血-再灌注损伤中起重要作用,处于缺血㊁缺氧环境刺激下,心肌细胞内多种信号通路激活,对线粒体的呼吸链解偶联㊁膜通透性转换孔的开放和细胞色素C 的释放产生影响,导致线粒体动力学的紊乱及损伤[7-8],而线粒体损伤导致ROS大量蓄积和细胞内溶酶体的释放引起细胞坏死和凋亡,甚至影响邻近心肌细胞扩大心肌梗死面积㊂心肌组织发生损伤后线粒体DNA(mitochondrial DNA, mtDNA)会释放入血,游离mtDNA可以诱导Toll样受体9 (Toll-like receptor9,TLR9)依赖性的核因子κB(nuclear factorκB,NF-κB)活化,引起无菌炎症,从而加剧组织损伤㊂血液循环中mtDNA水平在急性心肌梗死患者中明显升高,线粒体内mtDNA拷贝数发生改变亦会影响线粒体的功能[9],进而加重心肌梗死,影响心肌修复㊂3.3㊀慢性心力衰竭线粒体能量代谢效率㊁功能受损可使大量ROS生成,进而对线粒体结构及功能产生损害,导致心功能进一步恶化㊂心力衰竭时,机体过度激活交感-肾上腺系统,交感神经释放去甲肾上腺素加重心脏做功,引发Ca2+过量积累使MPTP开放,导致电子在传递过程中泄漏㊂线粒体动态平衡发生异常加剧心肌能量代谢障碍㊂有研究报道,Hippo信号通路在应激过程中被激活,影响下游YAP/TAZ,而YAP/TAZ在生理和病理生理条件下调节心脏代谢,但介导代谢重构的分子机制仍不清楚[10]㊂Schirone等[11]报道,PPARs㊁ERR和PGC-1ɑ在转录水平上影响心肌能量代谢,使心功能受损及心肌重构,进而导致心力衰竭㊂3.4㊀心律失常病理条件下,氧化呼吸链的效率受到影响,发生电子泄漏,使线粒体生成ROS增加,线粒体膜电位发生异常;同时ROS的蓄积还影响离子通道及各种转运体,导致心律失常发生㊂在线粒体氧化应激情况下,Na+电流构成的慢失活电流部分增加,延长了动作电位时程㊂此外ROS可致胞浆Ca2+超载,肌质网的Ca2+减少,使动作电位及后除极延迟,导致收缩功能障碍及Ca2+依赖的信号转导激活障碍等,进而引发细胞损伤㊁凋亡及心律失常[12]㊂有研究报道,心房颤动患者的心房活检显示线粒体功能异常,可能通过影响ATP水平,线粒体应激伴侣蛋白的上调和线粒体网络的碎裂来促进心律失常的发生[13]㊂线粒体还能够通过调控ATP敏感性K+通道来调节细胞膜的兴奋性,当激活ATP敏感性K+通道开放产生内向整流复极电流,会使心肌细胞处于超极化状态,且兴奋性降低,促使心律失常发生[14]㊂线粒体结构的完整性与功能的稳定性发生改变不仅会导致心脏结构和功能异常,也会间接介导心肌电生理重构诱发多种心律失常㊂3.5㊀其他线粒体核基因组或线粒体基因组编码的基因发生突变引起的临床异质性疾病称为线粒体病,涉及多个系统,线粒体病伴发心脏疾病的主要表现为扩张型心肌病㊁肥厚型心肌病㊁限制型心肌病㊁心肌致密化不全等㊂Jusic等[15]报道,线粒体非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)可调节糖酵解㊁线粒体代谢相关基因的表达参与心血管发病发生机制㊂另有报道,大量乙醛的蓄积可破坏细胞膜及线粒体膜的脂质成分,使膜电位和呼吸链活性下降,损害线粒体功能,进而干扰三羧酸循环,影响氧化代谢效率,心肌细胞凋亡增加,引发酒精性心肌病[16]㊂脓毒症继发的心肌损伤,可降低心脏线粒体膜电位,同时增加氧化应激,使线粒体ATP合成发生障碍,其中动力相关蛋白1(Drp1)及其线粒体衔接子裂变1 (Fis1)是造成多器官功能障碍不可忽视的机制[17]㊂4㊀针对线粒体代谢异常的治疗4.1㊀RAAS抑制剂㊁利钠肽㊁血管紧张素受体脑啡肽酶抑制剂(ARIN)肾素-血管紧张素-醛固酮系统(rein-angiotensin-aldosterone-system,RAAS)的长期激活可影响胰岛素㊁胰岛素样生长因子1信号通路以及促进ROS形成,进而使内皮功能发生障碍和胰岛素抵抗㊂利钠肽,包括心房利钠肽(atrial natriuretic peptide,ANP)㊁B型利钠肽(B-type natriuretic peptide,BNP)㊁C型利钠肽(C-type natriuretic peptide,CNP)㊁树眼镜蛇型利钠肽和尿扩张素,尤其是BNP,在心血管稳态中起重要作用,通过增加肾小球滤过率,增强肾脏对钠和水的排泄,还可促进血管舒张,增加毛细血管通透性,抑制肾素和醛固酮的分泌,拮抗交感神经系统,进而减少ROS生成,改善心肌线粒体能量利用效率㊂沙库巴曲缬沙坦阻断RAAS和脑啡肽酶使利钠肽降解减少,达到扩张血管和利尿排钠作用,同时提高胰高血糖素样肽1(glucagon like peptide-1,GLP-1)活性来改善心脏代谢与重构[18]㊂有报道称,沙库巴曲缬沙坦增加其他激素,如缓激肽㊁P物质,然而,P物质和缓激肽也显示出潜在的心血管益处[19],可能有助于对心力衰竭的疗效㊂沙库巴曲缬沙坦近来报道还能改善肾功能和蛋白尿[20],减轻心脏负荷与心肌能量消耗㊂血管紧张素受体拮抗剂㊁血管紧张素转换酶抑制剂及醛固酮受体拮抗剂能促进心力衰竭患者体内脂肪酸的摄取,改善心肌能量代谢㊁恢复胰岛素的敏感性,进而有效降低心力衰竭患者的住院率及病死率,提高患者生活质量㊂4.2㊀钠-葡萄糖共转运蛋白2(sodium-glucose co-transporter 2,SGLT2)抑制剂SGLT2位于肾单位的近曲小管的S1段,将肾小球滤液中90%的葡萄糖重吸收回血液循环㊂SGLT2抑制剂通过抑制肾脏重吸收葡萄糖,促进尿中葡萄糖排出,在治疗2型糖尿病中已发挥重大疗效㊂在能量代谢方面,SGLT2抑制剂将心肌底物的利用从葡萄糖转向游离脂肪酸㊁酮体和支链氨基酸的氧化来减少不利的心脏重构,从而改善心肌的工作效率和功能,达到保护心肌细胞的目的㊂心脏代谢的改善和从肾小管液中对镁和钾的重吸收增加也可能发挥抗心律失常作用,从而降低心脏性猝死的发生率[21]㊂目前研究报道, SGLT2抑制剂可能通过多种途径改善心血管病患者的预后,将发生严重心力衰竭事件的风险降低25%~40%㊂通过抑制SGLT2可减少细胞内Na+,防止氧化应激和心肌细胞死亡㊂此外,SGLT2抑制剂诱导模仿营养和氧气剥夺,包括单磷酸腺苷活化蛋白激酶,sirtuin-1和(或)HIF-1α/2α的激活㊂这些介体的相互作用会刺激自噬,自噬介导的清除受损细胞器的清除减少了炎症体的活化,从而减轻了心肌线粒体功能障碍[22]㊂SGLT2抑制剂还具有影响红细胞生成和红细胞压积的能力,可能是抑制铁调素和调节铁稳态引起[23],而铁稳态失衡促进氧化应激和炎症,进而影响线粒体功能,造成能量代谢障碍㊂4.3㊀脂肪酸β氧化抑制剂曲美他嗪通过提高丙酮酸脱氢酶活性,允许丙酮酸从细胞质进入线粒体,在三羧酸循环中氧化,产生更多高能磷酸盐,起到抗缺血作用;还可减轻钙超载和自由基诱导的内皮损伤,抑制细胞凋亡和心脏纤维化㊂同时,曲美他嗪抑制游离脂肪酸的β氧化,使心肌能量代谢转变为葡萄糖㊂一项随机㊁双盲㊁安慰剂对照㊁事件驱动的试验[24],在欧洲㊁南美㊁亚洲和北非27个国家的365个中心对成功进行经皮冠状动脉介入治疗的患者进行了标准背景治疗㊂在接受最佳药物治疗的患者中,在成功的经皮冠状动脉介入治疗后,每天两次口服曲美他嗪35mg的常规使用不会影响心绞痛的复发,可能是曲美他嗪没有改变血流动力学作用,但不可忽视其在改善心肌代谢的作用㊂雷诺嗪是一种结构和功能与曲美他嗪相似的抑制剂,减少摄取脂肪酸的同时对葡萄糖氧化代谢起促进作用,增加ATP生成㊂4.4㊀PPARs激动剂PPARs激动剂在维持葡萄糖稳态㊁改善胰岛素抵抗和心血管保护方面具有重要作用,PPARs活性受核受体辅阻遏物家族成员控制㊂PPARα激动剂,非诺贝特,可降低血脂水平来调节脂肪酸浓度,改善心肌能量代谢[25]㊂PPARγ受体激动剂即噻唑烷二酮类降糖药物通过改善胰岛素敏感性来改善代谢状态,代表药物有罗格列酮和吡格列酮㊂但噻唑烷二酮类激动剂表现出的不良反应,如水肿和更高的心肌梗死风险[26],尤其是具有充血性心衰体征和心衰分级为Ⅲ~Ⅳ级的糖尿病合并心力衰竭患者,应禁止使用㊂4.5㊀自体线粒体治疗将患者自身线粒体输入受损的心肌细胞为心肌缺血及再灌注损伤提供了新的治疗方法㊂分离纯化的线粒体输入到受体细胞内正常地发挥功能,被称为线粒体移植㊂McCully等[27]报道自体线粒体治疗可以增强细胞活力,促进缺血后心肌功能的恢复㊂Guariento等[28]报道,经冠状动脉行线粒体灌注显著减少了梗死面积,并显著增强了缺血后心肌的功能,为缺血/再灌注损伤的心脏提供保护作用㊂4.6㊀其他药物CPT-1抑制剂,如乙莫克舍㊁马来酸哌克昔林㊁L-肉毒碱,通过抑制长链脂肪酸进入线粒体起抗脂质过氧化作用,保护细胞膜结构完整性,进而减轻心肌损伤㊂此外,作为人体高耗能组织(如心肌㊁骨骼肌)重要能量来源的磷酸肌酸,也可作为治疗靶点,通过补充磷酸肌酸可以改善线粒体结构和增强氧化磷酸化水平,发挥抗凋亡作用㊂辅酶Q10作为电子传递的载体,具有生物膜稳定作用和抗氧化的作用,可以增加线粒体氧化磷酸化中ATP的合成,并可以改善心肌收缩功能,目前广泛用于心力衰竭治疗㊂β受体拮抗剂如卡维地洛和美托洛尔,能减慢心室率,使心肌耗氧量减少;同时可改善心肌能量代谢,通过对肾上腺素能受体的阻断作用来提高心力衰竭患者的心功能和生存率㊂5　展望心脏能量代谢的调节途径具有灵敏且适应性强的特点,使得心脏可适应不同的状态和工作量以维持其收缩功能㊂心血管疾病的发生㊁发展过程中,线粒体能量代谢障碍起着不可忽略的推动作用㊂对心肌线粒体功能变化的研究,为心血管疾病的治疗方式提供了新思路,可通过改善线粒体能量代谢来延缓心血管疾病进程[29]㊂利益冲突:无参㊀考㊀文㊀献[1]Forte M,Schirone L,Ameri P,et al.The role of mitochondrialdynamics in cardiovascular diseases[J].Br J Pharmacol,2021,178(10):2060-2076.DOI:10.1111/bph.15068. [2]蓝明,刘兵,刘君萌,等.心肌病的病理研究进展[J].中国心血管杂志,2020,25(2):183-188.DOI:10.3969/j.issn.1007-5410.2020.02.019.㊀Lan M,Liu B,Liu JM,et al.Advances in pathological researchof cardiomyopathy[J].Chin J Cardiovasc Med,2020,25(2):183-188.DOI:10.3969/j.issn.1007-5410.2020.02.019. [3]Karwi QG,Jörg AR,Lopaschuk GD.Allosteric,transcriptionaland post-translational control of mitochondrial energy metabolism[J].Biochem J,2019,476(12):1695-1712.DOI:10.1042/BCJ20180617.[4]Cao M,Yuan W,Peng M,et al.Role of CyPA in cardiachypertrophy and remodeling.Biosci Rep,2019,39(12):BSR20193190.DOI:10.1042/BSR20193190.[5]Schlaepfer IR,Joshi M.CPT1A-mediated Fat Oxidation,Mechanisms,and Therapeutic Potential[J].Endocrinology,2020,161(2):bqz046.DOI:10.1210/endocr/bqz046. [6]Ludtmann MHR,Abramov AY.Mitochondrial calcium imbalancein Parkinson s disease[J].Neurosci Lett,2018,663:86-90.DOI:10.1016/j.neulet.2017.08.044.[7]Akhnokh MK,Yang FH,Samokhvalov V,et al.Inhibition ofSoluble Epoxide Hydrolase Limits Mitochondrial Damage andPreserves Function Following Ischemic Injury[J].FrontPharmacol,2016,7:133.DOI:10.3389/fphar.2016.00133.[8]Maneechote C,Palee S,Chattipakorn SC,et al.Roles ofmitochondrial dynamics modulators in cardiac ischaemia/reperfusion injury[J].J Cell Mol Med,2017,21(11):2643-2653.DOI:10.1111/jcmm.13330.[9]Qin C,Gu J,Liu R,et al.Release of mitochondrial DNAcorrelates with peak inflammatory cytokines in patients with acutemyocardial infarction[J].Anatol J Cardiol,2017,17(3):224-228.DOI:10.14744/AnatolJCardiol.2016.7209. [10]Kashihara T,Sadoshima J.Role of YAP/TAZ in EnergyMetabolism in the Heart[J].J Cardiovasc Pharmacol,2019,74(6):483-490.DOI:10.1097/FJC.0000000000000736. [11]Schirone L,Forte M,Palmerio S,et al.A Review of theMolecular Mechanisms Underlying the Development andProgression of Cardiac Remodeling[J].Oxid Med Cell Longev,2017,2017:3920195.DOI:10.1155/2017/3920195. [12]Boyman L,Karbowski M,Lederer WJ.Regulation ofMitochondrial ATP Production:Ca2+Signaling and QualityControl[J].Trends Mol Med,2020,26(1):21-39.DOI:10.1016/j.molmed.2019.10.007.[13]Wiersma M,van Marion DMS,Wüst RCI,et al.MitochondrialDysfunction Underlies Cardiomyocyte Remodeling in Experimentaland Clinical Atrial Fibrillation[J].Cells,2019,8(10):1202.DOI:10.3390/cells8101202.[14]Foster MN,Coetzee WA.KATP Channels in the CardiovascularSystem[J].Physiol Rev,2016,96(1):177-252.DOI:10.1152/physrev.00003.2015.[15]Jusic A,Devaux Y;EU-CardioRNA COST Action(CA17129).Mitochondrial noncoding RNA-regulatory network incardiovascular disease[J].Basic Res Cardiol,2020,115(3):23.DOI:10.1007/s00395-020-0783-5.[16]Steiner JL,Lang CH.Etiology of alcoholic cardiomyopathy:Mitochondria,oxidative stress and apoptosis[J].Int J BiochemCell Biol,2017,89:125-135.DOI:10.1016/j.biocel.2017.06.009.[17]Haileselassie B,Mukherjee R,Joshi AU,et al.Drp1/Fis1interaction mediates mitochondrial dysfunction in septiccardiomyopathy[J].J Mol Cell Cardiol,2019,130:160-169.DOI:10.1016/j.yjmcc.2019.04.006.[18]Khder Y,Shi V,McMurray JJV,et al.Sacubitril/Valsartan(LCZ696)in Heart Failure[J].Handb Exp Pharmacol,2017,243:133-165.DOI:10.1007/164_2016_77.[19]Singh JSS,Burrell LM,Cherif M,et al.Sacubitril/valsartan:beyond natriuretic peptides[J].Heart,2017,103(20):1569-1577.DOI:10.1136/heartjnl-2017-311295.[20]郝正阳,张彦周.小剂量沙库巴曲缬沙坦治疗90mmHgɤ收缩压<100mmHg的扩张型心肌病患者的有效性和安全性[J].中国心血管杂志,2021,26(3):253-256.DOI:10.3969/j.issn.1007-5410.2021.03.010.㊀Hao ZY,Zhang YZ.Efficacy and safety of low-dose of sacubitril/valsartan in patients with dilated cardiomyopathy with90mmHgɤsystolic blood pressure<100mmHg[J].Chin J CardiovascMed,2021,26(3):253-256.DOI:10.3969/j.issn.1007-5410.2021.03.010.[21]Cherney DZ,Odutayo A,Aronson R,et al.Sodium GlucoseCotransporter-2Inhibition and Cardiorenal Protection:JACCReview Topic of the Week[J].J Am Coll Cardiol,2019,74(20):2511-2524.DOI:10.1016/j.jacc.2019.09.022. [22]Packer M.Autophagy stimulation and intracellular sodiumreduction as mediators of the cardioprotective effect of sodium-glucose cotransporter2inhibitors[J].Eur J Heart Fail,2020,22(4):618-628.DOI:10.1002/ejhf.1732.[23]Grodin JL,Tang WHW.Sodium-Glucose Cotransporter-2Inhibitors and Loop Diuretics for Heart Failure:Priming theNatriuretic and Metabolic Reserve of the Kidney[J].Circulation,2020,142(11):1055-1058.DOI:10.1161/CIRCULATIONAHA.120.048057.[24]Ferrari R,Ford I,Fox K,et al.Efficacy and safety oftrimetazidine after percutaneous coronary intervention(ATPCI):a randomised,double-blind,placebo-controlled trial[J].Lancet,2020,396(10254):830-838.DOI:10.1016/S0140-6736(20)31790-6.[25]Li S,Yang B,Du Y,et al.Targeting PPARαfor the Treatmentand Understanding of Cardiovascular Diseases[J].Cell PhysiolBiochem,2018,51(6):2760-2775.DOI:10.1159/000495969.[26]Van der Vorst EPC,Biessen EAL.Unwrapped and uNCORked:PPAR-γrepression in atherosclerosis[J].Eur Heart J,2019,21:ehz770.DOI:10.1093/eurheartj/ehz770.[27]McCully JD,Levitsky S,Del Nido PJ,et al.Mitochondrialtransplantation for therapeutic use[J].Clin Transl Med,2016,5(1):16.DOI:10.1186/s40169-016-0095-4. [28]Guariento A,Blitzer D,Doulamis I,et al.Preischemicautologous mitochondrial transplantation by intracoronary injectionfor myocardial protection[J].J Thorac Cardiovasc Surg,2020,160(2):e15-e29.DOI:10.1016/j.jtcvs.2019.06.111. [29]‘中国心血管健康与疾病报告2020“编写组.‘中国心血管健康与疾病报告2020“要点解读[J].中国心血管杂志,2021,26(3):209-218.DOI:10.3969/j.issn.1007-5410.2021.03.001.㊀The Writing Committee of the Report on Cardiovascular Healthand Diseases in China.Interpretation of Report on CardiovascularHealth and Diseases in China2020[J].Chin J Cardiovasc Med,2021,26(3):209-218.DOI:10.3969/j.issn.1007-5410.2021.03.001.(收稿日期:2020-10-06)(本文编辑:李鹏)。

线粒体功能调控与疾病关系研究人类身体内有数以千计的细胞，每个细胞都需要进行代谢，这意味着需要不断的能量供应。

线粒体是细胞内的一个小结构，它主要负责细胞内代谢所需的能量的生产。

在完成这项重要功能的同时，线粒体扮演了其他角色，例如参与钙调节、细胞凋亡以及细胞自身修复等等。

显而易见，线粒体功能的正常运作对人体健康非常重要。

本篇文章将讨论线粒体功能调控、疾病与科学家们已经进行的研究进展。

线粒体的机制线粒体的主要功能是制造和储存细胞内能量，也被称为细胞呼吸。

在糖、脂肪和其他能量化合物变成二氧化碳和水的过程中，线粒体将这些物质氧化成 ATP，然后将生成的 ATP 导出到细胞中的其他位置以满足细胞能量需求。

因此，细胞内氧化与线粒体的作用息息相关。

线粒体还参与了其他更加微妙的机制，例如细胞内钙平衡调节，与细胞凋亡相关的自噬机制以及抗氧化机制等。

维持线粒体正常状态的细菌抵御病原菌感染的能力也与此有关。

线粒体调控与疾病线粒体在许多疾病中发挥着重要的角色，这些疾病包括但不限于：1. 代谢性疾病代谢性疾病是指由于身体代谢异常而引起的疾病，主要包括糖尿病、肥胖症、脂代谢紊乱等。

代谢紊乱减少了线粒体储存和转移细胞内能量的能力，从而导致糖尿病和肥胖等疾病的发生和发展。

研究表明，肥胖症和糖尿病等代谢疾病也会影响胰岛素信号通路，这直接影响细胞的葡萄糖代谢和线粒体的热量产生能力。

2. 中枢神经系统疾病线粒体功能异常也与中枢神经系统疾病有关。

例如，晚期帕金森病患者的神经元中线粒体数量和质量明显降低，这会导致能量代谢不足、氧化应激等问题。

爱滋病患者中也出现类似线粒体功能不良症状。

3. 肌肉疾病线粒体的另一个特殊应用领域是肌肉功能。

线粒体病是一类由线粒体功能缺陷引起的肌肉疾病，症状包括肌肉无力、肌肉乏力甚至成像学表现差异较大的传统期间性麻痹，常常与肥胖、代谢紊乱、呼吸肌无力、反复二尖瓣脱垂、外眼肌麻痹等疾病连锁出现。

累计发病风险高，严重影响生活质量。

线粒体在糖尿病病理生理中的作用机制研究随着现代生活方式的改变，糖尿病已成为全球公共卫生问题之一。

据世界卫生组织估计，目前全球糖尿病患者已超过4亿人，而这一数字仍在不断增长。

糖尿病是一种代谢性疾病，主要特征是高血糖。

在糖尿病的发病过程中，线粒体扮演着至关重要的角色。

线粒体是细胞内的重要细胞器之一，它是细胞内的能量工厂，可以提供细胞所需的ATP。

线粒体在糖尿病发生发展过程中的作用机制备受关注。

下面我们将从两个方面来探讨线粒体在糖尿病病理生理中的作用机制研究。

一、线粒体与糖尿病的发生发展线粒体异常是糖尿病发生发展的重要因素之一。

在正常情况下，线粒体可以通过氧化磷酸化等反应来提供细胞所需的ATP，维持身体正常代谢进程。

然而，研究表明，体内过量的脂肪酸和糖分会导致线粒体的异常，这进一步导致细胞内ATP水平的下降，从而引起燃料代谢的改变。

糖尿病患者在胰岛素抵抗的作用下，脂肪酸的合成得到促进，但线粒体数量及功能并没有相应的调节，这种不平衡状态会导致线粒体在糖尿病中的异常改变。

另外，线粒体还参与葡萄糖的氧化反应，当线粒体功能受到损伤时，会导致身体正常的能量代谢受到影响，进一步导致糖尿病的发生和发展。

二、线粒体与糖尿病的治疗机制目前，糖尿病的治疗主要依靠药物治疗和营养调理，而线粒体的治疗也成为糖尿病治疗的一个新思路。

通过对线粒体的修复和调节，可以有效地改善糖尿病患者的症状，从而为病人的康复提供有力的支持。

一些研究表明，通过调节线粒体的数量和功效，来增强能量代谢和胰岛素的敏感性，可以有效地控制糖尿病的发展。

此外，通过应用线粒体营养素来增加线粒体的数量和光合作用酶的活性，也可以有效地促进细胞代谢过程及能量代谢。

结论总体而言，线粒体在糖尿病发生发展过程中起着重要的作用。

线粒体的异常和数量的改变会导致细胞内能量代谢的改变，进而导致糖尿病的发生和发展。

研究表明，调节线粒体数量和功能可以有效地优化能量代谢，提高胰岛素敏感性，从而有效地治疗糖尿病病态的发展。

《一种新短肽COX52-69抑制糖诱导的胰岛素分泌的分子机制研究》一、引言糖尿病已成为全球范围内普遍存在的健康问题，胰岛素分泌异常是其主要发病机制之一。

近年来，短肽因其独特的生物活性和低免疫原性在药物研发领域受到广泛关注。

本文旨在研究一种新短肽COX52-69对糖诱导的胰岛素分泌的抑制作用及其分子机制，以期为糖尿病治疗提供新的思路和策略。

二、材料与方法1. 实验材料（1）COX52-69短肽：通过基因工程技术合成，纯度达到实验要求。

（2）细胞株：胰岛β细胞株，用于模拟体内胰岛素分泌过程。

（3）实验动物：健康小鼠，用于验证短肽在动物体内的作用。

2. 研究方法（1）体外实验：在胰岛β细胞株中加入不同浓度的COX52-69短肽，观察其对糖诱导的胰岛素分泌的影响。

（2）分子生物学实验：通过PCR、Western Blot等技术，检测COX52-69短肽对相关基因和蛋白表达的影响。

（3）动物实验：将小鼠分为对照组和实验组，实验组小鼠注射COX52-69短肽，观察其对血糖、胰岛素水平及胰岛素分泌的影响。

三、实验结果1. 体外实验结果在胰岛β细胞株中加入COX52-69短肽后，发现随着短肽浓度的增加，糖诱导的胰岛素分泌受到抑制。

这一结果表明COX52-69短肽具有抑制胰岛素分泌的作用。

2. 分子生物学实验结果通过PCR和Western Blot等技术检测发现，COX52-69短肽能够下调胰岛β细胞中与胰岛素分泌相关的基因和蛋白表达，如GLUT2、INS等。

这表明COX52-69短肽可能通过调节基因和蛋白表达来抑制胰岛素分泌。

3. 动物实验结果在动物实验中，注射COX52-69短肽的小鼠，其血糖水平和胰岛素水平较对照组有所改变，且胰岛素分泌受到抑制。

这进一步证实了COX52-69短肽在体内具有抑制胰岛素分泌的作用。

四、讨论本研究表明，新短肽COX52-69能够抑制糖诱导的胰岛素分泌。

通过分子生物学实验，我们发现COX52-69短肽能够下调胰岛β细胞中与胰岛素分泌相关的基因和蛋白表达。

PGC-1α与能量代谢相关性的研究进展付敬敬;李竹琴【摘要】过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅助活化因子1(PGC-1)家族共有3个成员,包括PGC-1α、PGC-1β和PRC,其对多种核受体和非核受体活性的调节起着关键作用,而且在维持细胞正常能量代谢的过程中也扮演着十分重要的角色,具有调节机体适应性产热、线粒体生物合成、糖脂代谢及影响肌纤维类型转换等功能.其中,PGC-1α的上述功能表现得较为明显,而PGC-1β在调节脂类代谢过程中及脂肪细胞分化方面具有独特的功能,PRC则仅在调节线粒体生物合成及细胞增殖中起到一定的作用.目前研究最多的仍是PGC-1α.本文就PGC-1α的概述、生物学功能及在疾病中的应用等方面做简要综述.【期刊名称】《医学研究杂志》【年(卷),期】2016(045)009【总页数】4页(P168-171)【关键词】PGC-1α;脂肪酸氧化;能量;线粒体生物合成【作者】付敬敬;李竹琴【作者单位】150001 哈尔滨医科大学附属第一医院;150001 哈尔滨医科大学附属第一医院心血管内科【正文语种】中文【中图分类】R3过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅助活化因子1(peroxisome proliferato-activated receptor-r coactivator-1，PGC-1)属于核转录辅助激活因子。

其家族包含3类，分别为PGC-1α、PGC-1β以及PRC(即PGC-1相关性辅助活化因子，PGC-1-related coactivator) [1，2]，该家族各成员多肽链的N端和C端既具有高度同源性和高度保守性，又有大量截然不同的结构域。

其能对多种核受体和非核受体活性的调节起着关键作用，而且在维持细胞正常能量代谢过程中也扮演着十分重要的角色。

PGC家族具有调节机体适应性产热、线粒体生物合成、糖脂代谢以及影响肌纤维类型转换等功能[3]。

其中，PGC-1α的上述功能表现的较为明显，而PGC-1β在调节脂类代谢过程中及脂肪细胞分化方面具有独特的功能，PRC则仅在调节线粒体生物合成及细胞增殖中起到一定的作用[2,4]。

线粒体自噬机制、相关疾病及中药对其调节作用的研究进展目的：了解线粒体自噬机制、相关疾病及中药（包括活性部位/成分）对其调节作用的研究进展，为促进中药药效物质挖掘、药理作用和机制研究以及创新中药研发等提供参考。

方法：以“线粒体自噬”“机制”“疾病”“中药”“部位”“成分”“Mitophagy”“Mechanism”“Diseases”“Traditional Chinese medicines”“Herbal medicines”“Site”“Component”等为关键词，组合查询中国知网、万方、维普、PubMed、ScienceDirect、SpringerLink、Web of Science等数据库收录的相关文献，检索时限均为各数据库建库起至2018年5月，就线粒体自噬的分子机制、相关疾病及中药（包括活性部位/成分）对其调节作用的研究进展进行汇总与分析。

结果与结论：共检索到相关文献1 925篇，其中有效文献54篇。

线粒体自噬的调控主要由PTEN诱导激酶1（Pink1）/E3泛素连接酶Parkin、Nix/BNIP3、Mieap、FUN14结构域包含蛋白1（FUNDC1）、腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）、UNC-51样激酶1（ULK1）、高迁移率族蛋白B1（HMGB1）等蛋白介导，其功能异常可能会导致神经退行性疾病（阿尔茨海默病、帕金森病、肌萎缩性侧索硬化等）、肿瘤、心脏疾病（心肌缺血、心肌梗死等）、肝脏疾病（非酒精性脂肪肝、酒精性脂肪肝、肝损伤等）、代谢性疾病（胰岛素抵抗、尼曼匹克氏病等）的发生。

部分中药活性部位/成分（三七总皂苷、槲皮素、白藜芦醇、姜黄素、褐藻素等）可通过激活AMPK、抑制Pink1/Parkin途径、增强Beclin1的表达等方式来调节线粒体自噬。

深入研究中药对线粒体自噬的调节作用，有助于为揭示中药发挥药效作用的物质基础及本质、提高新药研发与临床治疗水平提供参考。

关键词线粒体自噬；自噬机制；疾病；中药；活性部位；活性成分；调节作用线粒体自噬（Mitophagy）是指细胞通过自噬的机制选择性地清除受损或功能不完整的线粒体的过程。

・基础医学・[作者单位]南京军区南京总医院解放军肾脏病研究所 (南京,210002)线粒体与细胞功能调节郑敬民　综述　秦卫松　审校 关键词　线粒体　细胞周期调节　信号传导 长期以来,人们对线粒体功能的关注,主要集中于线粒体在细胞代谢方面的作用。

作为细胞的一个主要代谢场所,线粒体在细胞中的重要性是显而易见的:糖酵解产生的丙酮酸在这里彻底分解成二氧化碳和水;长链脂肪酸在这里进行β氧化,产生的乙酰辅酶A 也在这里最后彻底分解;此外,脂肪酸、胆固醇也在这里合成;尤为重要的是,也正是在这里,细胞完成氧化磷酸化,产生各种生命活动所必须的高能化合物———ATP 。

因此,细胞的“动力工厂”就成为了线粒体的代名词。

但近十多年的研究发现,线粒体的功能远不止这些。

作为细胞的一个重要有机组成部分,线粒体还作为细胞功能的一个重要调节者,作为细胞内信号传导的一个重要平台,在细胞的生命活动中发挥重要作用。

本文就这方面的研究作一介绍。

线粒体的结构特点在所有的细胞器中,线粒体的结构和功能非常特殊(图1)。

它具有独特的双层膜结构,整个细胞器由两层生物膜(外膜和内膜)包裹着,内膜向内凹陷形成膜片层结构,称为嵴;内膜上分布有电子传递链(呼吸链),通过电子传递链,线粒体基质内产生的还原当量物被氧化,同时形成跨线粒体内膜的质子梯度,这种质子梯度是推动氧化磷酸化的动力。

内、外膜之间是膜间隙,内膜内则是线粒体基质。

线粒体基质是丙酮酸分解成乙酰辅酶A,进而进行三羧酸循环的场所,也是细胞利用乙酰辅酶A 合成脂肪酸和胆固醇的重要场所。

在基质中还有原核型的核糖体(70S 的核糖体)和拷贝数不等的线粒体DNA 。

因此,线粒体内还能进行蛋白质的合成和DNA 的复制、转录等生命活动。

此外,线粒体内、外膜的组成成份也与质膜等其它生物膜不同,例如线粒体的内膜的膜脂成份中就含有较多的心磷脂和神经酰胺。

正是线粒体组成结构上的特点构成了其特殊功能的物质基础。

图1　线粒体结构示意图线粒体的形态变化和相关蛋白在细胞中,线粒体不是一成不变的,其形态、结构、数量和位置都处于一种动态的变化之中。

细胞线粒体与细胞代谢功能的研究细胞代谢功能是细胞内最为复杂的生化过程之一，它通过一系列酶的参与，将一系列底物转化为能够支持细胞生长和分裂所需的分子。

在这一过程中，细胞线粒体作为细胞的能量中心，在能量代谢、氧化还原反应等方面发挥着重要作用，被广泛地研究。

细胞线粒体是一种细胞质内的功能性质膜结构，主要参与了细胞的代谢、能量转化和有氧呼吸等过程。

线粒体内含有丰富的酶和能量转移物质，可以通过氧化还原反应将葡萄糖等有机物转化为合成ATP所需的能量。

因此，线粒体对于细胞能量代谢和有氧呼吸非常关键。

线粒体除了参与能量代谢外，在糖脂代谢、酸碱平衡、钙离子内流等其他方面也发挥着重要作用。

比如，线粒体内的某些酶可以参与到葡萄糖酵解、脂肪酸的β-氧化、胆固醇的合成和代谢等过程中。

此外，线粒体也与胞内钙离子的储存和释放密切相关，还可以通过一系列信号通路调节细胞的生长、凋亡、分化。

在细胞代谢过程中，线粒体功能的不良会导致各种疾病的发生和进展。

比如，糖尿病的发病机制中就涉及到线粒体功能的异常。

研究表明，高脂饮食和胰岛素抵抗状态可以引起线粒体功能损害，导致葡萄糖摄取下降、有氧呼吸减少，以及线粒体动态的异常。

此外，线粒体功能的异常还常与多种肿瘤的形成和进展相关，如癌细胞的代谢过程中存在氧化还原不平衡现象，导致线粒体功能降低，使癌细胞生长、增殖和侵袭性增强。

近年来，越来越多的研究聚焦于细胞线粒体的功能机制、动力学变化和调控机理。

其中，代谢调控和功能修复是热点研究领域。

更好地理解线粒体功能的分子机制不仅能更好地阐明生命过程的奥秘，也可以为疾病防治提供新的方向和手段。

一些热门研究领域集中在线粒体细胞内运输、线粒体动力学修复、线粒体失调与疾病的关系等方面。

比如，临床医学上的某些疾病煞费苦心治疗却无法取得理想效果，另一方面我们的研究可能会为药物设计和临床治疗提供新的思路。

此外，更深入的研究也为治疗代谢紊乱性疾病如糖尿病等提供了契机。

因此，对线粒体功能的研究不仅有理论意义，也有实际意义。

Sirt1功能的研究进展作者：苏娜陈日玲来源：《中国医学创新》2021年第25期【摘要】在Sirtuin家族中Sirt1是沉默信息调节因子2（Sir2）同源性最高的同系物，是一种依赖于烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）的Ⅲ类组蛋白去乙酰化酶。

它参与糖脂代谢、胰岛素分泌，也在神经退行性疾病、心血管疾病、肿瘤疾病等方面发挥重要的作用。

随着对其深入的研究，Sirt1有望成为治疗不同疾病新药物作用的靶点发挥作用。

【关键词】 Sirt1 糖脂代谢胰岛β细胞[Abstract] Sirt1 is the homologue with the highest homology of silent information regulator 2 （Sir2） in the Sirtuin family and is a nicotinamide adenine dinucleotide （NAD+）-dependent Ⅲclass histone deacetylase. It is involved in glucolipid metabolism， insulin secretion， and also plays an important role in neurodegenerative diseases， cardiovascular diseases， tumors and so on. With further research， Sirt1 is expected to become the target of new drugs for treating different diseases.[Key wo rds] Sirt1 Glucolipid metabolism Islet β cellFirst-author’s address： Guangdong Medical University， Zhanjiang 524000， Chinadoi：10.3969/j.issn.1674-4985.2021.25.043Sirt1是哺乳动物的酵母染色质沉默信息调节因子2（silent information regulator 2，Sir2）同源体，是一种依赖于烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide， NAD+）的Ⅲ类组蛋白脱乙酰化酶，能够催化组蛋白和非组蛋白底物的乙酰赖氨酸进行去乙酰化反应，参与调节糖脂代谢、器官代谢、氧化应激及肿瘤等，在维持机体的健康状态发挥重要作用。

近年来,糖尿病已成为备受人们关注的重大疾病之一。

有资料显示,糖尿病与循环系统表现(包括血管功能障碍)高度相关,而血管功能障碍可能影响各种离子通道[1]。

此外,胰岛素分泌减少或敏感性降低会导致体内代谢紊乱[2],这也是糖尿病产生的重要原因。

胰岛素是机体内唯一降低血糖的激素,由胰岛β细胞分泌[3],可以通过促进肌肉和脂肪组织对葡萄糖的摄取、合成糖原和生成脂肪来增加葡萄糖的消耗[4]。

研究表明,胰岛素分泌是一个极其复杂的过程,在这一过程中,胰岛β细胞膜上的离子通道起着重要作用,其中起主要调控作用的是钠离子通道、钾离子通道和钙离子通道。

1胰岛素的分泌机制胰岛素是维持机体内血糖稳态的一种重要激DOI:10.16605/ki.1007-7847.2020.11.0262离子通道对胰岛β细胞中胰岛素分泌的调控作用收稿日期:2020-11-13;修回日期:2021-01-18;网络首发日期:2021-03-22基金项目:国家自然科学基金资助项目(31960193,31660275);姚丽华江西省“双千计划”科技创新高端人才项目;江西省自然科学基金重点项目(20202ACBL206029)作者简介:孙慧珍(1995—),女,山东菏泽人,硕士研究生;*通信作者:姚丽华(1979—),男,江西玉山人,博士,江西科技师范大学教授,主要从事神经电生理的研究,E-mail:*****************。

孙慧珍1,雷水红2,龚妍春1,姚丽华1*(1.江西科技师范大学生命科学学院,中国江西南昌330013;2.南昌大学第二附属医院内分泌代谢科,中国江西南昌330008)摘要:胰岛β细胞是胰岛细胞的一种,属于内分泌细胞,主要的生理功能是分泌胰岛素以应对葡萄糖水平的升高,其在维持葡萄糖稳态中起着重要作用。

研究表明,胰岛素分泌受到多种机制的调控,其中包括多种离子通道。

近年来,国内外学者越来越关注离子通道调控胰岛素分泌的过程。

本文主要就钠离子通道、钾离子通道、钙离子通道以及3种离子通道之间的相互作用对胰岛素分泌的调控进行简述,同时,简单介绍了离子通道抑制剂在糖尿病临床中的应用,并展望了离子通道研究在未来糖尿病治疗方面的潜在应用价值。

线粒体代谢功能与能量调控研究众所周知，能量是生命活动的基础。

而我们的身体能够获得这些必要的能量，都归因于一个叫做线粒体的小器官。

线粒体生产能量，支撑了我们的生命活动，从而保证了我们的身体健康。

如今，科学家们对线粒体的研究变得越来越深入，而它们在能量调控研究中的作用尤其受到重视。

一、线粒体代谢功能线粒体是细胞中的能量生产厂商。

它们在三大氧化物还原酶复合物和移位DNA的协同作用下，通过氧化磷酸化反应将营养物质转化为ATP分子，也就是我们身体所需的能量分子，以维持身体的基本代谢。

在这个过程中，线粒体的代谢功能起着至关重要的作用。

线粒体的代谢功能包括三个方面：糖代谢、脂代谢和氨基酸代谢。

糖代谢是最重要的能量来源，其中乳酸、丙酮酸和丙氨酸是最常见的产物。

脂代谢则包括脂肪酸和三酰甘油的分解。

氨基酸代谢则主要发生在线粒体峰部，由于氨基酸是体内蛋白质的构成部分，因此在线粒体内氨基酸可以被降解为α-酮酸，α-酮酸随后可以进入TCA（三羧酸循环）过程，合成能量分子ATP。

二、线粒体与能量调控线粒体不仅仅是产生能量的场所，它们在细胞信号传导和调控过程中也发挥着重要的作用。

其实，线粒体对能量的调控主要涉及以下三个方面：呼吸链的调控、钙离子的调控和ROS的调控。

1. 呼吸链的调控呼吸链是线粒体生产ATP的关键步骤之一。

呼吸链由多个酶复合体组成，在与电子传递链相互作用的过程中催化ADP转化为ATP。

呼吸链中的氧化还原反应也会产生ROS（反应氧化物种），过多的ROS会导致细胞损伤，影响正常代谢。

2. 钙离子的调控线粒体在细胞内调控钙离子水平也是非常重要的。

例如，在肝细胞中，线粒体可以吞噬和释放大量的钙离子，以维持正常的代谢和细胞功能。

3. ROS的调控如前所述，过多的ROS会对细胞造成损伤，所以必须保证ROS水平的稳定。

线粒体可以识别和清除ROS，维持其在正常范围内。

三、能量代谢调控在疾病发生发展中的作用人类许多疾病的发生和发展，都与能量代谢调控的失调有关。

线粒体功能失调在胰岛素抵抗中作用（Jeong-a Kim, Yongzhong Wei, James R. Sowers Role of Mitochondrial Dysfunction in Insulin Resistance Circulation Research 102（4）401-14, 2008胰岛素抵抗是肥胖，2型糖尿病和包括高血压，血脂紊乱的心代谢综合症的特征之一，这些因素都归结于心血管病危险。

胰岛素在经典胰岛素靶组织（骨骼肌，脂肪和肝）的代谢作用，以及在非经典组织的作用（心血管组织）有助于解释胰岛素抵抗和代谢紊乱是心代谢综合症和心血管病的核心病因。

糖和脂通过细胞线粒体代谢产生能量，当营养素氧化不充分，ATP产生/氧消耗比例低，导致超氧离子产生。

活性氧类形成可增加突变率和刺激致炎过程的不良结局。

除活性氧形成外，遗传因素、衰老和线粒体生物起源减少等都促进线粒体功能失调。

这些因素也导致经典和非经典胰岛素靶组织胰岛素抵抗，而起源于线粒体功能失调的胰岛素抵抗可能促进代谢和心血管异常，和相继的心血管疾病。

因此改善线粒体功能的干预可能改善胰岛素抵抗，这些观察提示线粒体功能失调可能是胰岛素抵抗和相关并发症的中心原因。

胰岛素抵抗，心代谢综合症主要特征与组织肾素-血管紧张素系统活性提高关系，综合症成分间连接增加有关。

研究显示刺激血管紧张素II的1型受体增加AngII的表达可以引起骨骼肌和肝线粒体（图1）和心脏（图2）功能和形态改变，阻断 AT1R减少啮齿类模型动物过度肾素-血管紧张素系统的氧化应激和线粒体结构和功能异常。

代谢调节主要依赖在能量稳态起重要作用的线粒体（通过代谢营养素，产生ATP和热量），能量摄取和消耗之间不平衡导致线粒体功能失调，其特征为能量产生（ATP产生）/呼吸的比例降低。

遗传和环境因素包括运动，食物，衰老和应激都影响线粒体功能和胰岛素敏感性。

已经表明线粒体功能失调与骨骼肌和其他组织（肝，脂肪，心脏，血管和胰腺等胰岛素抵抗相关，因此对许多慢性疾病部分因线粒体功能失调引起的胰岛素抵抗可能是一个共同的病理生理上的因素。

基于线粒体功能进行抗炎蒙药筛选和机制研究的设想锡林其其格;张文【摘要】蒙医药学是具有鲜明的民族特色、地域特点和独特理论体系、临床特点的我国民族传统医药学。

在抗炎方面，蒙药具有确切的疗效和独特的作用。

但很多抗炎蒙药的作用机制都缺少现代科学方法和技术的深度分析和加工升华。

为了抗炎蒙药的市场化和进一步开发利用，需要探索出一个新的研究思路和方法。

线粒体是细胞中提供能量的重要细胞器，人体多种代谢性和免疫相关的疾病都与线粒体的功能异常密切相关，从微观系统的角度理解线粒体是影响人体生理状况的重要影响因子。

采用系统中的一个重要元素，反映整个系统的状态以及系统对外界刺激的应答反应是一个非常重要的研究方法，它与蒙医的整体论思想是非常契合的。

UCP2和PGC-1α是有效反映线粒体的两个功能蛋白。

本文阐述了通过检测以上两个蛋白的表达和活性来探讨线粒体功能的状态，甚至是细胞、组织的情况，借此提出了研究抗炎蒙药的作用机制和和筛选活性成分的新研究思路和方法。

%As a traditional national medication, Mongolian medication has unique characteristics of national, geographi-cal, theoretical and clinical characteristics. Mongolian drug has particular effect on anti-inflammation. However, the an-ti-inflammation mechanism of a variety of drugs is not clear due to limited modern science methodologies and tech-niques. In order to develop Mongolian anti-inflammation drug market and exploit its utilization, urgently require to find out an innovative research strategy and methodology. Mitochondria, an important organelle for cellular energy transduc-tion, has been functionally linked to many kinds of metabolic and immunological diseases. From micro-systematic viewpoint, mitochondriaare crucial factors for human physiological status. Digging into this factor through its interac-tion with the whole system, and also its response to external stimulation is always an important direction for research. And this theory is perfectly agreed with the idea of Mongolian medication. Uncoupling protein 2 (UCP2) and peroxisome proliferator-activated receptor-γcoactivator-1α (PGC-1α) are two important functional indic ators for mitochondria. In this study, the expression and activity of both UCP2 and PGC-1αare analyzed to evaluate the mitochondrial status, and so as to check whether cells or tissues were normally functioning. Based on this study, a generalized research methodol-ogy for studying the physiology and selective active ingredients of Mongolian anti-inflammation drugs is presented and proved.【期刊名称】《中国医药导报》【年(卷),期】2016(013)003【总页数】4页(P154-157)【关键词】蒙药;线粒体功能;抗炎【作者】锡林其其格;张文【作者单位】内蒙古自治区国际蒙医医院药物实验室，内蒙古呼和浩特 010065;内蒙古自治区国际蒙医医院药物实验室，内蒙古呼和浩特 010065【正文语种】中文【中图分类】R291.2蒙医药学是蒙古族人民在长期的医疗实践中逐渐形成与发展起来的具有鲜明的民族特色、地域特点和独特理论体系、临床特点的民族传统医学［1］。