正常な状態では.心筋が必要とするエネルギーの60-90%は遊離脂肪酸のβ酸化によってもたらされる。 長鎖脂肪酸はミトコンドリアに入り.カルニチンプロピオニル転移酵素-1と-2（CPT-1とCPT-2）の助けを借りてβ酸化されてアセチルコエンザイムAとなり.トリカルボキシル酸サイクルに入ってATPを得て.エネルギー源として利用されている。 残りの10〜40％のエネルギーは.グルコース.乳酸.ピルビン酸などの炭水化物から供給される。 グルコースは解糖してピルビン酸を生成し.乳酸は乳酸脱水素酵素（LDH）の働きでピルビン酸に.最後にピルビン酸脱水素酵素（PDH）の働きでアセチルコエンザイムAに変化し.トリカルボン酸サイクルに入り.エネルギー源となる。 酸素消費量という点では.脂肪酸β酸化はより酸素消費量の多いエネルギー供給形態であり.同じ分子のATPを供給する場合.脂肪酸酸化はグルコース酸化よりも10%多く酸素を消費する。 正常な状態では.酸素供給は十分であり.心筋のエネルギー代謝に障害をもたらすことはない。 ミトコンドリアでは.トリカルボン酸サイクルによって生成された電子が呼吸鎖複合体を介して酸素に移動し.ミトコンドリア膜のプロトンを介して電気化学的勾配が発生し.ATP合成酵素がADPをリン酸化してATPを生成する。ATPの高エネルギーリン酸結合はクレアチンに結合してクレアチンリン酸になり.ATPからリン酸が放出されるとADPになる。クレアチンリン酸は筋線維に拡散し.クレアチンキナーゼによって触媒される クレアチンキナーゼの触媒作用により.ATPは再放出され.心筋の収縮と拡張のエネルギーとして使用される。 I. 正常な状態では.脂肪酸代謝とグルコース代謝は互いに調節し合うことができます。 酸化的な脂肪酸代謝の亢進は酸化的なグルコース代謝を抑制することができる。（1）脂肪酸の酸化により生成されるクエン酸はホスホフルクトキナーゼ（PFK）活性を抑制することができ.（2）脂肪酸の酸化亢進によりアセチルコエンザイムAと還元型コエンザイムI（NADH）レベルが上昇してピルビン酸脱水素酵素（PDH）活性を抑制でき.これがグルコース酵素の抑制を行うことができる。 逆に.グルコースや乳酸の増加.あるいはインスリンレベルの上昇は.アセチルコエンザイムAの合成を促進し.マロニーコエンザイムAの産生を刺激して.脂肪酸の酸化を抑制することができる。 第二に.虚血心筋のエネルギー代謝 軽度の虚血では.心筋のエネルギーに大きな変化はない。 中等度虚血では.心筋細胞の解糖が促進され.遊離脂肪酸の酸化が亢進し.グルコースの酸化的リン酸化が抑制される。 重症虚血では.遊離脂肪酸とグルコースの酸化がともに阻害され.糖新生により供給される少量のATPが心筋を生かすための唯一のエネルギー源となる。 したがって.中等度から重度の虚血では.グルコースの酸化的リン酸化と嫌気性解糖がミスマッチし.遊離脂肪酸の酸化が亢進して心筋の低酸素状態と細胞内アシドーシスを悪化させ.心筋細胞の傷害や心筋細胞死を引き起こす可能性がある。 心不全における心筋のエネルギー代謝 心不全の主な病態変化は.心筋リモデリングと心筋線維化である。 心筋リモデリングにより.心筋の単位重量あたりの毛細血管数が減少し.酸素拡散距離が長くなるため.相対的に心筋が低酸素状態になる。 また.心不全では心筋のATPaseの活性が20〜40％低下し.心筋のエネルギー利用が損なわれ.心筋の収縮力が低下することがある。 初期の心不全では.グルコースの利用が増加するが.遊離脂肪酸の利用は変化しないか.軽度にしか増加しないことがある。 重症の心不全では.遊離脂肪酸の利用が著しく低下する。 また.重症心不全ではインスリン抵抗性があるため.グルコースの利用が減少します。 心不全では.ミトコンドリアの構造異常もあり.酸化的リン酸化過程の障害.ミトコンドリアでの電子輸送鎖複合体活性およびATP産生の低下または減少が見られる。 重症心不全では.クレアチントランスポーター機能の低下とともに.心筋のATPレベルが30～40%低下し.クレアチンリン酸レベルが30～70%低下することがあります。 高エネルギーリン酸化合物の減少とクレアチンキナーゼ系の活性低下は.筋原繊維へのエネルギー輸送の低下を招き.最終的には心筋の収縮予備能の低下につながる可能性があります。 心筋のエネルギー代謝を改善することは.心不全治療における新しい考え方かもしれません。 1.現在.心不全治療の要となっているACE-Iの作用機序は.心不全患者の過剰なレニン-アンジオテンシン-アルドステロン系の活性を抑えることにより心筋リモデリングを抑制し.それにより心不全発症・進展の病態生理過程をブロックすることである。 しかし.エネルギー代謝の観点からは.ACE-Iは直接または間接的に心筋のエネルギー代謝過程を改善し.心筋細胞のミトコンドリア機能を改善し.心筋の高エネルギーリン酸化合物のレベルを増加させることも可能である。 2.β遮断薬は慢性心不全の治療に用いられる主な薬物の一つであり.心不全患者の臨床症状を改善するだけでなく.心不全患者の予後を改善し.心不全の死亡率を低下させることができる。 エネルギー代謝の観点から.心不全では遊離脂肪酸の上昇が見られ.心不全の心筋エネルギー不足のサインであるクレアチンホスホキナーゼ/ATP比と負の相関があります。β遮断薬は心筋の酸素消費量を減少させることができます。 一方.カテコールアミンを介した脂肪分解と遊離脂肪酸の放出を阻害し.より酸素消費量の多い脂肪酸の酸化を抑え.心筋の低酸素化を抑制する。 β遮断薬は.インスリン感受性を下げ.心筋の乳酸取り込みを増やし.心筋がエネルギー代謝に用いるグルコースを増やす。 β遮断薬がこれらの効果を持つのは.一部.心筋の エネルギー代謝を改善するためである。 β遮断薬のこれらの作用は.心筋のエネルギー代謝をある程度改善する可能性があります。 3.心筋虚血による心不全では.脂肪酸酸化はより酸素を消費する代謝過程であるため.低酸素状態では.脂肪酸酸化が過剰になると心筋の低酸素状態を悪化させ.細胞内アシドーシスを引き起こす可能性がある。 したがって.脂肪酸酸化を適切に阻害し.心筋のエネルギー供給をより酸素消費量の少ないグルコース酸化にシフトさせることが.心筋虚血の緩和.心筋エネルギー供給の改善.細胞内アシドーシスの抑制に役立つと考えられる。 トリメタジジンは.脂肪酸のβ酸化を阻害することにより.心筋のエネルギー代謝を最適化すると考えられています。TRIMPOL-I試験.TRIMPOL-II試験.Cochraneメタスタディなどの研究により.安定狭心症における運動能力の向上に加え.患者の心機能改善も期待されることが実証されています。 また.国内外の研究により.PCI施行1週間前からトリメタジジンを通常量使用し.その後.トリメタジジン60mgを施行30分前にローディング投与したところ.トリメタジジン群ではプラセボ群に比べ術中狭心症および術中虚血性心筋損傷を有意に抑制したことが報告されています。 さらに.術後の心機能も有意に改善することができた。 trimetazidineと類似の薬剤にranolazineがあり.これも脂肪酸のβ酸化を阻害し.心筋のエネルギー代謝を最適化することができる。 その他の心筋エネルギー代謝改善薬：①レボカルニチン：レボカルニチンは脂肪酸代謝の必須補酵素であり.蓄積したアセチルコエンザイムAをミトコンドリアへ移行させ.心筋エネルギー代謝を嫌気性解糖中心から脂肪酸酸化中心に変化させて細胞内のエネルギー代謝を正常に回復させることができる。 同時に.レボカルニチンは心筋細胞内の遊離脂肪酸や長鎖脂質アシルレボカインの蓄積を抑え.心筋細胞へのダメージを軽減させます。 レボカルニチンは.拡張型心筋症の心不全に適している。 (2) コエンザイムQ10：コエンザイムQ10は電子伝達のキャリアーとして働き.心筋のミトコンドリアの酸化的リン酸化過程に関与し.ATPの合成に関与する役割を担っています。 (3) クレアチンリン酸：心筋代謝の主要機能物質で.ホスホクレアチンを外来供給することにより.心筋のエネルギー代謝（エネルギーの輸送.貯蔵.分配）の複数の部位に作用し.エネルギーを供給することができる。 (4) フルクトースリン酸（FDP）：フルクトースリン酸は解糖の中間生成物で.様々な低酸素条件下で外因的に解糖の反応基質を提供し.ある程度.少量のATPの産生を増加させることが可能です。 (5) cAMP依存性正強心薬（シクロホスホグリコシド・グルコサミン.ミルリノン.ドブタミンなど）：これらの薬剤は.ATPを外因的に供給し.様々なプロテインキナーゼを直接または間接的に活性化し.カルシウムの内向流を促進し.リン酸化を促進させることができる。 これらの薬剤は心不全患者の症状を改善することができるが.短期間しか使用することができない。 これらの薬剤の長期使用は.患者の死亡率を増加させることが示されている。 (6) カルニチンプロピオニル基転移酵素-1（CPT-1）阻害剤：EtmoxirとMethylpalmoxirがこのグループに属し.CPT-1を阻害して遊離脂肪酸のミトコンドリアへの侵入を抑え.脂肪酸のβ酸化を抑制することで効果を発揮する薬です。 (7)漢方薬：高麗人参とハトムギ。 高麗人参・舞茸注射のジンセノサイドは.心筋細胞膜のNa-K-ATPaseの活性を阻害することにより.心筋のエネルギー代謝を改善し.心筋の収縮力を高めることができる。 舞茸は心筋細胞膜を安定させ.ミトコンドリアの膨潤と乳酸脱水素酵素およびホスホクレアチンキナーゼの放出を抑え.損傷した心筋細胞のDNA複製のためのタンパク質合成を促進し.損傷の修復を促進し.虚血心筋のエネルギー貯蔵量を増加させることが可能である。 また.ハトムギは心筋のエネルギー代謝を改善するため.心不全の治療にも使用できることが実証されています。 心不全では心筋のエネルギー代謝に大きな障害があるため.患者の状態に応じて心筋のエネルギー代謝を調節することは.心不全治療の新たなターゲットとなる可能性があります。 現在.心筋エネルギー代謝の様々な側面を標的とした薬剤が心不全の症状改善に有効であることが示されていますが.ACE-Iやβ遮断薬以外の心筋代謝改善薬が患者の予後を改善するかどうかについては.今後.エビデンスを蓄積する必要があります。