心力衰竭是社会的主要负担，大约8%的老年人心脏会受其影响。心脏能量代谢参与心力衰竭的发生发展。虽然健康的心脏通常可以灵活地利用不同能量底物来产生能量，但衰竭的心脏在新陈代谢方面缺乏灵活性，而且能量匮乏。
衰竭的心脏特征是从线粒体氧化代谢转变为糖酵解以获取能量。虽然在心力衰竭的背景下，关于脂肪酸氧化率是增加、不变还是降低存在争议，但业界普遍认为心力衰竭时葡萄糖氧化会减少。
心力衰竭中的酮氧化在过去几年中引起了相当大的兴趣，因为观察到衰竭的心脏更多地依赖于酮作为能量来源。这种酮氧化的增加被认为是一种适应性过程，为“能量匮乏”的衰竭心脏提供了额外的能量来源。为了支持这一点，研究者表明，在衰竭的心脏中增加酮氧化可以增加整体心脏能量产生，而不显著抑制葡萄糖或脂肪酸氧化。因此，他们想要确定在缺血性心力衰竭的情况下，通过增加酮向心脏的输送来增加能量产生是否对心脏功能有利，即通过生酮饮食增加对心脏的酮供应是否可以改善心力衰竭的结局。
图片来源：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38691671/
近日，来自艾伯塔大学的研究者们在Cardiovasc Res杂志上发表了题为“The ketogenic diet does not improve cardiac function and blunts glucose oxidation in ischemic heart failure”的文章，该研究揭示了生酮饮食不能改善缺血性心力衰竭患者的心功能，反而会钝化葡萄糖氧化。
心肌能量代谢在缺血性心力衰竭时受到干扰，其特征是从线粒体氧化代谢转变为糖酵解。值得注意的是，衰竭的心脏比健康的心脏更依赖酮类的能量，这是一种改善衰竭心脏能量匮乏状态的适应性机制。然而，这是否能在治疗上实施仍是个未知数。
生酮饮食的实验方案及对体重、血糖、血酮的影响
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C57BL/6J雄性小鼠接受假手术或永久性左前降支(LAD)结扎手术以诱导心力衰竭。2周后，小鼠接受对照饮食或生酮饮食治疗3周。然后进行经胸超声心动图检查，评估活体心脏的功能和结构。最后，从这些小鼠分离的工作心脏灌流适当的~3H或~(14)C标记的葡萄糖(5 MM)、棕榈酸酯(0.8 mM)和β-羟基丁酸酯(0.6 mM)，以评估线粒体氧化代谢和糖酵解。
心力衰竭小鼠的射血分数下降了56%，而生酮饮食喂养并没有改善这一下降。有趣的是，饲喂生酮饮食的小鼠心脏葡萄糖氧化率显著降低。尽管血酮水平升高，但心脏酮氧化率并未增加，这可能是由于关键酮氧化酶的表达减少所致。
此外，在生酮饮食的小鼠中，没有观察到总体心脏能量产生的增加，相反，有一种转变，即增加依赖脂肪酸氧化作为心脏能量产生的来源。这导致喂食酮类饮食的心力衰竭小鼠的心脏效率降低。因此，生酮饮食并不能改善衰竭心脏的心功能，这是因为生酮饮食诱导了缺血心脏中过度的脂肪酸氧化和胰岛素刺激导致的葡萄糖氧化减少。
机制总结图
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综上所述，研究者提出了第一项直接评估酮体内代谢的研究，结果表明，生酮饮食并没有改善心脏功能，相反，它将心脏的能量依赖转移到脂肪酸上，削弱了葡萄糖氧化率，最终降低了心脏效率。
参考文献：
Kim L Ho et al. The ketogenic diet does not improve cardiac function and blunts glucose oxidation in ischemic heart failure. Cardiovasc Res. 2024 May 1:cvae092. doi: 10.1093/cvr/cvae092.
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