eMESH 结构。 2022-23 (eMESH)

感染性休克在重症监护病房中非常普遍且病态。 随着脓毒症诱发的心肌功能障碍 (SIMD) 的发生，死亡率从 10-30% 上升到 70-80%。 SIMD 与应激诱发的心肌病有关，具有不同于传统上归因于冠心病的慢性心力衰竭 (CHF) 的生物力学成分。 多巴酚丁胺是一种 β-肾上腺素能受体激动剂，是当心脏指数过低时实际推荐的正性肌力药物，通常与去甲肾上腺素等 α-β-肾上腺素能激动剂混合使用。 在这种情况下，多巴酚丁胺效果有限（1/3 反应者），对心肌细胞的功能和活力具有潜在的有害影响，并会增加心脏能量代谢的需求。 健康的心脏几乎完全依赖于有氧代谢。 虽然葡萄糖是大脑和骨骼肌的基本燃料，但通过脂质氧化产生的脂肪酸是正常静息心脏（兰德尔循环）的主要底物。 这种脂质氧化产生至少 70% 的心脏 ATP，其余部分来自葡萄糖，酮体和乳酸的贡献很小。 线粒体是一个细胞工厂，产生超过 95% 的身体 ATP。 线粒体占心肌细胞总体积的 30-40%，每天通过 3 种连接途径的氧化磷酸化消耗氧气产生大量 ATP：细胞质糖酵解、克雷布斯循环和呼吸酶复合物内的线粒体电子传递链。 虽然在正常情况下心肌代谢稳态与功能之间的直接密切关系尚未明确建立，但脂肪酸和葡萄糖线粒体氧化之间的代偿平衡是一个普遍接受的概念。 事实上，心脏是杂食性的，可以根据生理事件（运动，快速）调节燃料底物捕获/利用。不能保证针对其他各种情况或病理条件的重新编程能力，可能会丧失代谢灵活性。 SIMD 在感染性休克中非常普遍，并且经常表明死亡率增加且结果恶化。 在患者入院后的最初 48 小时内，50% 的急性脓毒症患者可观察到左心室收缩和舒张功能障碍。 动物实验模型可以通过在腹腔内注射内毒素（LPS模型）或粪便（盲肠结扎穿刺模型）来模拟人类败血症和SIMD，并以炎性细胞因子、氧化应激、一氧化氮和中性粒细胞作为潜在的攻击者。 脑室动脉和兴奋收缩解耦是在 SIMD 中观察到的收缩效率低下的标志。 Ca2+ 处理（心脏功能必需的离子分子）在败血症期间异常，并与心脏肌钙蛋白 I 等关键调节剂的激活/磷酸化受损和蛋白水解裂解增加有关。导致的常见细胞组织病理学损伤是：心肌细胞凋亡伴局灶性坏死，心肌水肿、充血、多发性炎症浸润和线粒体结构损伤以及心肌内糖原和脂质的积累。 泡沫可能是心脏代谢关闭与线粒体功能障碍相继产生的溢出效应。 在传统的 CHF 中已经记录了脂肪酸捕获/氧化的减少，并不总是被葡萄糖的使用增加所抵消，但有时被酮体和乳酸的使用增加以及心肌蛋白水解增加所抵消。 这一观察结果不一定适用于心脏能量代谢仍然是个谜的脓毒症和 SIMD。 脓毒症的全身代谢改变是复杂的，包括糖原分解和糖异生激活、胰岛素抵抗以及脂肪分解增加和脂肪酸血液水平升高。 在这些情况下和在心脏中，脂肪酸氧化的减少不一定会通过增加葡萄糖的使用来补偿。 不同的名称已被用来找出这些 SIMD 诱导的代谢紊乱，最好的是“代谢生物能量关闭和击晕”。 事实上，败血症会在血液、重要器官和线粒体中引发代谢飓风，导致剩余能量消耗显着增加。 Dhainaut 等人于 1987 年首次证明感染性休克患者的心肌组织对能量燃料的选择发生了转变。 脂肪酸和葡萄糖的使用分别减少了 4 倍和 2 倍。 然而，这项研究针对的是液体复苏不理想的患者，这些患者处于早期急性高动力性休克（< 6 小时）。 在接受 LPS 或盲肠结扎穿刺和充分液体复苏的实验性小鼠模型中，心脏微灌注发生改变（即 灌注不良）和线粒体氧化代谢减少，葡萄糖心肌摄取增加。 apelin 系统是一个内源性肽激素家族（apelins），与儿茶酚胺无关，但具有很强的心血管特性。 这种功能影响与 apelins 及其受体 APJ 在心脏和血管中的组成型表达相关。 apelins 的心脏效应的特征在于增强的收缩力（收缩功能），没有变时性但具有 lusitropic 效应和 dromo 调制。 apelins 的另一个影响是对代谢能量底物的心脏利用。

Apelins 通过募集主要的特定载体（如 GLUT4 和 FAT/CD36）来促进-影响葡萄糖和脂肪酸的使用。

研究调查：在伴或不伴心肌功能障碍的急性脓毒性休克与非脓毒性 CHF 中，心脏线粒体优先使用哪种能量来源？ 这种能量底物使用的暂时转变/移动与肌肉功能障碍有关，还是仅对全身环境有反应？ 它是败血症特有的还是任何非特异性心肌损伤所共有的？ 这种转变是否与参与心血管稳态的 apelinergic 系统的特定生物表型有关？ 和/或心脏损伤生物标志物的独特改变？ 在急性感染性休克期间，全身环境代谢组学是否会受到影响？

假设：心肌正电子发射断层扫描 (PET) 可以可视化和量化在与脓毒症相关或无关的急性休克情况下心脏的非侵入性能量供应选择。 可以在 PET 图谱、急性休克源（脓毒症与非脓毒症）、功能数据（超声心动图）、心脏损伤特异性生物标志物、apelinergic 和代谢组学血液图谱之间找到关系。

目标：1) 显示 3 种能量示踪剂（脂肪酸的棕榈酸酯、葡萄糖的 FDG 和乙酸 fpr 线粒体活性）的心脏捕获动力学的分析价值，2) 将 PET 数据与超声心动图观察到的心肌（功能障碍）功能相关联, 3) 根据能量底物氧化失败产生的产物积累来评估患者的血液代谢组学特征，4) 测量和比较心肌损伤/重塑生物标志物（肌钙蛋白、NT-proBNP、半乳糖凝集素-3）和全身内源性apelin 生物表型。

方法：1) 对 4 组 8 名感染性休克或急性心力衰竭患者的前瞻性评估研究：i) 一组有 SIMD 证据（头 48 小时在 ICU 病房的美国心电图：收缩射血分数 < 45 %)，ii) 一组没有 SIMD 证据的感染性休克，iii) 一组非感染性心力衰竭（收缩射血分数 < 45% 或射血分数降低的心功能不全），iv）一组非感染性（收缩射血分数 < 50% 或射血分数降低的心功能不全。