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心功能不全及其最终可能发展为的心力衰竭（心衰）是心血管疾病自然病程中的关键节点，其不仅严重影响患者的生活质量，更是给社会医疗系统带来的沉重负担。面对我国3.3亿心血管病患者这一庞大数字，心功能不全及其进展为心衰的问题尤为突出[1]。在这一背景下，早期诊断和及时治疗对于预防心功能不全进展为心衰至关重要。
能量代谢障碍已被证实在心衰的病理过程中扮演着核心角色[2]。左卡尼汀作为心肌细胞能量代谢的关键调节物质，通过促进脂肪酸β氧化、维持能量代谢平衡、清除有害的脂代谢产物、稳定细胞膜、提高细胞抗氧化能力等多重作用机制，有效改善心脏功能[3]，其疗效和安全性已获得国内外多个指南的推荐和认可。本文将从机制出发，深入剖析能量代谢障碍与心衰之间的关联，详细探讨左卡尼汀的药理作用机制，并结合临床研究数据，为临床专业人士提供全面而深入的专业解读。
心功能不全是一种涉及心脏泵血功能的临床综合征，其标志着从代偿性减弱到失代偿性衰竭的连续过程，是冠状动脉疾病、高血压、心脏瓣膜病等多种心血管疾病的终末阶段。在我国，随着人口老龄化的加剧，心血管疾病的发病率持续上升，心功能不全及其终末阶段心衰带来的公共卫生管理挑战愈发严峻。《中国心血管健康与疾病报告2020》[1]指出，我国心血管病现患人数高达3.3亿，心衰的发病率呈上升趋势，2012-2015年期间，我国35岁以上成人中心衰的患病率增加了44%，达到1.3%，而住院心衰患者的病死率高达4.1%，这些数据凸显了心功能不全防治的紧迫性。
心功能不全对患者的影响深远，不仅限制了患者的日常活动能力，还可能引发心律失常、血栓形成等严重并发症，使患者的预后进一步恶化。心衰作为心功能不全的严重并发症，更是在严重影响患者生活质量的同时，显著增加了医疗资源的消耗和家庭经济负担。
国内外多个指南均强调心功能不全应进行早诊早治，以防止病情进展为心衰[4]。早期干预不仅可以改善患者的心脏功能，降低心衰的发生率和死亡率，还能有效提高患者的生存率和生活质量。因此，加强心功能不全的早期诊断和治疗，探索新的治疗手段，对于改善患者预后具有重要意义。
心脏作为高能耗器官，其正常功能依赖于有效的能量代谢途径。在心衰的发展过程中，心肌细胞的能量代谢障碍是一个贯穿始终的关键问题[5]，这使得针对能量代谢重构的干预策略在防止心功能不全进一步恶化为心衰中非常重要。
在健康心脏中，脂肪酸β氧化是心肌细胞的主要能量来源，占心肌能量代谢的40%-60%。在高能耗状态下，葡萄糖的有氧氧化是关键环节，而糖酵解则在缺氧条件下为心肌细胞提供能量。这些代谢途径通过线粒体的电子传递链产生大量的ATP，为心肌细胞的收缩和舒张提供直接能量。
心功能不全时，心肌细胞的能量代谢平衡被打破，导致脂肪酸氧化受损、葡萄糖氧化增强和糖酵解途径上调，这种代谢重构降低了能量产生的效率，影响了心脏的泵血能力。能量代谢异常还会导致有毒代谢产物在心肌细胞内的积累，对细胞膜结构和功能造成损害，甚至引发细胞死亡[6]。
针对心肌能量代谢的不同环节，多种药物通过不同机制发挥作用，以改善心功能不全患者的心脏功能。曲美他嗪通过促进葡萄糖代谢，增加葡萄糖氧化的比例，减少脂肪酸氧化，从而改善能量供应；辅酶Q10则直接参与线粒体的氧化磷酸化过程，促进ATP生成[7]；而磷酸肌酸则通过改变高能磷酸化合物的代谢，快速恢复心肌细胞中的ATP水平[8-9]。
与主要作用于代谢途径末端或提供辅助因子的药物不同，左卡尼汀直接作用于脂肪酸代谢的关键步骤，通过恢复心肌细胞的能量代谢平衡，提高心脏的泵血能力。这种直接且多效的作用机制使左卡尼汀在心功能不全的治疗中具有独特优势，尤其是在心肌能量代谢障碍较为明显的患者中。左卡尼汀作为心肌细胞能量代谢中不可或缺的一种氨基酸，它直接参与脂肪酸的代谢过程，促进长链脂肪酸进入线粒体进行β氧化，这是心肌细胞在正常情况下的主要能量来源。左卡尼汀通过肉碱-棕榈酰转移酶I（CPT I）将长链脂肪酸转运到线粒体基质中，转化为能量丰富的ATP分子。这一过程不仅增加了心肌细胞的能量产生，还有助于维持心肌细胞内的能量代谢平衡。
此外，左卡尼汀还具有抗氧化作用，能够清除细胞内的活性氧自由基（ROS），减少氧化应激对心肌的损伤。氧化应激是心功能不全中导致心肌细胞损伤和死亡的重要因素，左卡尼汀通过抗氧化机制，保护心肌细胞，防止细胞凋亡，从而有助于改善心功能[3]。
直接且多效的作用机制，使得左卡尼汀在治疗心功能不全，尤其是在心肌能量代谢障碍较为明显的患者中，展现出其独特的治疗潜力和优势。
首先，对于急性心肌梗死（AMI）患者，随机对照研究（RCT）研究[10-11]证实，左卡尼汀可以减轻早期心室重构，并使患者的早期死亡率。一项来自欧洲的多中心RCT研究[11]纳入153家心脏中心的2313例急性前壁AMI患者，随机接受安慰剂或左卡尼汀治疗。研究结果显示，左卡尼汀组患者治疗第5日的死亡风险较安慰剂组显著降低39%（HR=0.61，95%CI为0.37–0.98，P=0.041，图1）。
图1 左卡尼汀降低AMI患者的早期死亡率
另有荟萃分析[12]纳入13项对照研究、3629例患者数据，结果表明，与安慰剂相比，左卡尼汀能使AMI患者的心绞痛发生率显著下降40%（RR=0.60，95%CI为0.50-0.72，P<0.0001），全因死亡率下降27%（OR=0.73，95%CI为0.54-0.99，P=0.05，图2），进一步证实了左卡尼汀在改善心功能不全患者预后中的潜在价值。
图2 左卡尼汀降低AMI患者的全因死亡率
同时，左卡尼汀在冠脉搭桥术后患者[13]、舒张功能不全患者[14]中的临床获益也得到了研究的证实，这些患者的左室功能和舒张功能分别得到了明显改善。此外，在血透患者中，左卡尼汀也展现了应用潜力。一项纳入90例接受维持性血透治疗尿毒症患者的研究[15]显示，左卡尼汀辅助治疗显著改善了血透患者的心功能参数，包括每搏量、心输出量以及左心室收缩末期内径等，这些改善有助于优化患者的整体心功能。而另一项研究[16]则提示，停止左卡尼汀治疗可能导致血透患者心功能不全的进展，在研究中，将左卡尼汀给药减少至每周一次显著降低血浆肉碱组分和红细胞游离肉碱水平，停止LC治疗6个月显著增加BNP水平（P=0.03) 。
基于良好的疗效及充分的临床循证证据，国内外多个指南[17-21]均对在心功能不全患者中使用左卡尼汀给予推荐（图3），如《中国心力衰竭诊断和治疗指南2024》[21]指出，左卡尼汀是治疗慢性心衰的能量代谢类药物之一，可改善患者症状、心脏功能和生活质量。此外，《冠心病合理用药指南（第2版）》[17]也推荐左卡尼汀用于冠心病合并外周动脉疾病缓解症状的治疗。
综上所述，聚焦心肌能量代谢重构，左卡尼汀作为一种重要的能量代谢调节剂，其多重作用机制为改善心功能不全患者的心脏功能和预后提供了有效治疗选择。通过促进脂肪酸β氧化、抗氧化应激、保护心肌细胞、减轻心室重构等多重作用机制，左卡尼汀不仅改善了心脏的能量供应，还为心脏提供了全面的保护。随着对左卡尼汀作用机制的深入理解，以及临床研究证据的不断积累，我们有理由相信，左卡尼汀将在心功能不全的治疗中扮演更加重要的角色。通过科学合理地应用左卡尼汀，并结合其他治疗手段，我们能够为心功能不全患者提供更为全面和有效的治疗方案，助力我国心血管疾病防治事业迈向新的台阶。
专家简历
郑佳予 教授
复旦大学附属中山医院心脏外科副主任医师
医学博士，曾赴美国北卡罗来纳州总医院学习
擅长诊治心脏瓣膜性疾病、冠心病、风湿性心脏病、主动脉疾病、先天性心脏病、心房颤动、微创手术、晚期心脏病、心力衰竭等
中华医学会心胸外科分会会员、中国医师协会心血管外科分会会员
主持教育部课题《心脏可视化虚拟仿真技术在医学本科临床诊断教学中的应用》，获中华医学会心胸外科分会第五届青年医师手术技能大赛三等奖，主持中山基金《血浆非编码RNA应用于Stanford A型急性主动脉夹层临床诊断的研究》，在国内核心期刊和SCI 期刊发表多篇论文
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