解謎:缺鈣為什麼導致心臟跳動無力?

加拿大都市网

心臟在人的一生中必須不停地跳動,為人體器官提高營養和能量。面對緊急情況,心臟還要瞬間加速提供額外的能量,以支持身體做出緊急反應。心臟需要能量來泵血,心肌的能量產生缺陷會導致多種心臟病,科學家已經知道,心臟能量和鈣有關。心臟缺鈣會跳動無力,無鈣則不會跳動,但是還不知道鈣是如何調控心臟的能量供應。最近,美國德州科學家通過研究一種罕見遺傳病Barth的心臟缺陷,發現了鈣,心臟能量產生與心磷脂之間的聯繫(New link between calcium and cardiolipin in heart defects. ScienceDaily, 7 July 2020)。

患有Barth綜合征的兒童從小就心臟跳動無力和肌肉無力。在這種令人衰弱的疾病中,患者在進行日常活動(如步行和跑步)時會遇到麻煩。通常,他們的心臟虛弱並會代償性地擴大。研究發現,他們的遺傳缺陷干擾了其身體製造心臟肌肉中的心磷脂。

肌肉細胞內的線粒體將食物轉化為生物能量,被稱為細胞的「發電廠」。當細胞需要能量時,細胞使用鈣作為信號來促使線粒體增加產生能量。鈣離子通過線粒體膜上的特殊通道進入線粒體。而線粒體膜上的鈣通道與心磷脂的含量有關。Gohil的實驗室使用酵母線粒體研究心磷脂。酵母的線粒體在許多方面與人類的線粒體非常相似,但它們沒有鈣通道。研究者對酵母線粒體進行基因改造,使其包括人的鈣通道。然後,研究當線粒體膜的脂質組成發生變化時鈣轉運的情況。戈希爾說:「我們發現,鈣離子通道在心磷脂含量低的線粒體膜中不穩定。」

研究小組從Barth綜合征患者那裡獲取了細胞和心臟組織樣本。研究證實,他們在酵母實驗中看到的結果也出現在患者樣本中。由於線粒體鈣通道不穩定,因此Barth綜合征患者的線粒體比健康細胞更容易缺鈣。當患者的細胞需要爆發能量時,線粒體因為鈣信號不足而不會像健康細胞那樣增加能量產生。戈希爾說:「我們發現,鈣攝取的缺陷會影響細胞能量的產生。」

這個研究揭示,鈣離子通過調控線粒體產生能量來調控心臟的跳動,當線粒體缺鈣,會破壞線粒體以三磷酸腺苷(ATP)形式產生能量的能力。人進入中年,鈣吸收能力逐步下降,導致體內鈣水平下降。這應該是中老年人心臟供血能力下降,肌肉能力不足的關鍵因素之一。

好時光健康專欄是由寶力鈣(Byl-Calcium)特邀經銷商提供(www.timedrugs.com,電話604-871-0178)

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