1_6_二磷酸果糖在临床应用的研究进展

收稿日期：２００３－０７－０１　　

1，6－二磷酸果糖在临床应用的研究进展

张 凡

（首都体育学院 科研处，北京100088）

摘 要：FDP 在临床中有许多积极作用，其表现为：FDP 可作为高能底物和代谢调节物代偿ATP 生成；增强组织细胞抗氧化能力，增加红细胞数量，及调节代谢紊乱；提高无氧、有氧运动能力，有利于疲劳的恢复。　

关键词：FDP ；糖酵解；有氧代谢

中图分类号：G804.2 文章编号：1009-783X(2003)03-0101-03 文献标识码：A

Research Progress of 1,6-disphosphate Applying on Sports

ZHANG Fan

(Capital College of Physical Education, Beijing 100088)

Abstract: FDP has been used in the sport. FDP can make ATP by adjusting PFK or becoming metabolically matter. It may add the number of the Hb, decreased the injuries caused by peroxidlipin. It can improve sport power, and in favor of recovery of the fatigue caused by sporting. 　Key words : FDP; Anaerobic; Degradation 1，6-二磷酸果糖(FDP)是细胞内糖代谢的重要中间物，对许多代谢通路起到调节作用，通过刺激糖酵解同时抑制糖异生，促进糖的利用，并抑制糖原分解，促进糖原合成。因而，在临床上FDP 已经作为药物广泛应用于临床，医学文献已证实FDP 可作为冠心病、急性心肌梗塞[1]、肾功能衰竭[2]、急性脑梗塞、慢性重型肝炎等多种代谢性疾病的辅助药物。与此同时，FDP 的这种细胞强壮剂的功效也应用于人体运动[3]，其改善缺氧环境下运动机能、提高抗疲劳能力的功能越来越受到重视。本文就FDP 就其在临床中的应用及其可能的机制研究状况综述如下。

1 改善缺氧细胞的能量代谢

外源性FDP 可通过与细胞膜作用恢复磷酸果糖激酶活性，使糖酵解产能恢复［1］。同时直接激活丙酮酸激酶，恢复已经被阻断的葡萄糖旁路代谢，产生较葡萄糖约多一倍的ATP ，改善全身及局部组织缺氧时的能量代谢［2］。

FDP 为重要的细胞内代谢物，可直接调节多种代谢途径。但是，FDP 最重要及最广泛的作用是调节糖代谢。缺血缺氧时能量来源主要依靠无氧酵解，此时PFK 是糖代谢的限速步骤。PFK 为合成FDP 的酶，为P Ｈ高敏性，在正常、高氧及低氧条件下酶的

活性直接受FDP 的影响，在缺血及低氧条件下酸中毒抑制PFK ，失活Embdem Meyerhoff 途径，当乳酸清除酸中毒纠正后，PFK 可复活。PFK 的活性可被AMP 、ADP 激活，可被ATP 、柠檬酸及酸中毒抑制，高浓度FDP 可解除ATP 、柠檬酸及酸中毒对PFK 的抑制，即FDP 通过反馈机制直接刺激PFK ，并同时担负调节代谢及作为高能底物的双重作用。5mol ・Ｌ- 1

FDP 可使刺激PFK 的作用达到饱和，在同样条件下400μmol ・Ｌ- 1的6 磷酸果糖(F6P ，PFK 的自然底物)则无效。FDP 刺激PFK 产生，刺激糖代谢和抑制糖异生，从而增加碳水化合物的利用，恢复因酸中毒而被阻断的糖酵解过程，此为缺血及低氧下能量产生的替代途径[4]。缺血增加6 磷酸葡萄糖(Ｇ6Ｐ)和F6P 的水平，降低FDP 的水平，([Ｇ6Ｐ]+[Ｆ6Ｐ]／ [FDP]比率增加。提示缺血在磷酸果糖激酶反应水平抑制糖代谢。FDP 降低G6P 和F6P 增加的幅度，减缓([G6P]+[F6P]／ [FDP]比率上升。恢复缺血心肌被抑制的糖代谢的活性是FDP 最重要的作用。FDP 还能绕过PFK 直接参与无氧酵解，产生比葡萄糖酵解多一倍的ATP ，改善心肌的能量代谢。此外，丙酮酸的磷酸化需要FDP 作为辅酶。持续的缺氧灌流使得心脏在复氧期新陈代谢异常，果糖不能被心脏利用以提供能量需要。外源性FDP 在缺氧期维持高能代谢，恢复再灌期心肌新陈代谢和收缩性。FDP 促进葡萄

糖代谢，预防缺血心肌ATP及磷酸肌酐(CP)耗竭。FDP剂量依赖性增加高能磷酸产物及无机磷，使缺血区ATP及CP大量增加，导致收缩功能较好地恢复。在受试者中，输注FDP显著增加呼吸商及由碳水化合物产生的热能，减少由脂类产生的热能。细胞膜各种ATP酶活性降低，能影响一系列功能活动，是缺血再灌注损伤发生的重要原因之一。FDP具有增加ATP的作用[5]。单纯从能量上看，一分子葡萄糖产生2个ATP，一分子FDP产生4个ATP，即一分子FDP可增加2个ATP，此对缺血及无氧心脏有利。单纯作为供能应用则FDP用量要大。

2 膜的稳定作用

在各种原因所致的心功能不全时，细胞内供氧不足发生代谢障碍，酸性代谢产物增加，糖代谢的关键酶受抑制，ATP产生不足，钙离子内流受阻，肌浆网膨胀，钙离子与原宁蛋白结合受阻，导致心肌收缩力下降。此外细胞内钾离子外流增加，膜电位下降，导致心肌兴奋、传导、舒张几方面的功能下将。输注FDP可直接提供1，6－二磷酸果糖，促进糖酵解产生足够的ATP．增加细胞膜的稳定性，改善心肌收缩和舒张功能［6］。

心衰息者血浆中去甲肾上腺素（NE），肾上腺素含量明显增高，NE与心衰程度相平行。FDP可使由NE所致的心肌损害程度减轻。在慢性心功能不全时，由于心肌细胞长期缺血缺氧，细胞及细胞内溶酶体膜的稳定性降低，造成溶酶体破坏、释放，溶酶体酶中的组织蛋白酶使组织蛋白分解，生成一些有活性的多肽，如激肽类，心肌抑制因子，前列腺素等，这些物质的释放，可进一步加重心衰［1］。 FDP 具有稳定细胞膜和溶酶休酶的作用，减少活性肽的释放，保护心功能［7］。在心衰患者输注FDP后，心肌收缩力增加，射血分数提高，心排血量增加，舒张功能亦有所改善，肺毛细血管嵌压下降，外周血管阻力亦有所下降。此外，FDP输入后，2，3－二磷酸甘油醛增加，该物质有利于保持红细胞的韧性，促迸红细胞向组织释放氧，使衰竭的心肌得到更多的氧供，从而改善心肌功能［9］。

3 抗组织过氧化

资料表明[8]氧自由基加重无氧心脏的损伤。心肌缺血再灌注后经各种途径产生大量的氧自由基而不能及时得以清除，与不饱和脂肪酸作用引发脂质过氧化反应，其产物能使膜成分间形成交联和聚合，使心肌细胞膜、肌浆网和线粒体膜的流动性和通透性发生障碍，膜上的各种ATP酶活性降低，从而影响细胞的一系列功能活性。氧自由基还可使红细胞

变形性下降和血浆纤维蛋白原浓度增高，使血液流变性降低而加重心肌损伤。研究证明FDP完全抑制人及狗粒细胞产生的Ｏ2及Ｈ2Ｏ2，从而减少氧自由基导致的损伤。

ＦＤＰ可以抑制局部组织及中性粒细胞在缺氧状态下氧自由基及组织胺等有害物质的释放，ＦＤＰ还有通过提高ＳＯＤ（超氧化物歧化酶）酶活性，促进机体对产生的氧自由基的清除，使脂质过氧终产物ＭＤＡ下降；提高刺激巨噬细胞产生更多的溶菌酶以增强其吞噬作用，从而减轻对组织的直接损害作用，改善微循环障碍［１］；ＦＤＰ与ＳＯＤ相似的直接抗氧化作用，其抑制氧化所致细胞色素Ｃ的减少程度与ＳＯＤ一致。［９，１０］。　

4 改善缺血时的微循环

闫培清等［3］在常规控制感染、祛痰吸氧、平喘等治疗基础上加用FDP 5g，静脉滴注，2次／d，7d 为一疗程，结果总有效率83%；对照组仅用常规疗法，7d为一个疗程，总有效率55%，差异非常显著(p<0.01)。全血粘度降低，红细胞刚性指数与聚集指数亦明显改善，说明能够降低红细胞的脆性，增加红细胞韧性及红细胞在毛细血管中的变形能力以及抗溶血能力，从而改善外周血管的微循环，降低血液粘度和血流阻力，降低心脏负荷，改善心肺功能；FDP能通过增加红细胞内的2，3-二磷酸甘油酸（2，3-DPG），增强红细胞在毛细血管中的通透性，使血红蛋白氧离曲线右移，有利于红细胞向周围组织释放氧气[1]。

5 抗心律失常

由于 FDP所具有的能量代谢调节作用，它可使心肌细胞释放ATP增加，后者具有短暂而强力的迷走神经兴奋作用，另外ATP迅速分解产物腺苷酸，均有终止阵发性室上速的作用［1,2］。另外腺苷通过抑制钙离子内流，与钾离子外流，调整和稳定跨膜电位，阻止儿茶酚胺所促成的自律性增加，终止室上性心动过速发作。此外，ATP与腺苷均有很强的扩张冠状动脉的作用，增强心肌供血，有利于心脏传导系统恢复正常生理功能［11］。

近期试验表明：FDP抗心肌缺血所致的心律失常在于延长心肌细胞ＡＤＰ，可能由于改善Na+ -Ｋ+ -ＡＴＰ酶的功能，拮抗Ｋ+外流。FDP具明显的钙拮抗作用，既包括它早期抑制钙离子内流的钙通道阻滞作用，又可能在较后期促进钙离子细胞内外交换的稳态调整，后者很可能使肾细胞内的ATP酶激动的机制如Na+ -Ｋ+ -ATP酶(钠泵)激活，使排Na+保K+加强，而外Na+和ATP酶又进一步激活Na+-Ca2+交第３期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　张　　凡：１，６－二磷酸果糖在临床应用的研究进展　103

换，促进细胞内Ca2+负荷排出。FDP作用之际，Ca2+-Na+交换的钙内流机制是否受FDP抑制，据目前资料难以与钙通道阻滞相区分开[12,13]。

6 FDP在运动中的应用

剧烈运动时，人体组织特别是运动肌是在不同程度的缺血环境下完成工作，运动肌的能量代谢急剧增加，需要更多的血液供应，为骨骼肌和其他组织提供充足的氧和加快代谢产物的转运，以维持机体的运动机能。此时心率加快，心输出量增加，心肌的收缩能力提高和心肌自身的代谢加快，可导致心肌对供血、供氧要求的提高，能量代谢途径的变更。剧烈运动所导致的自由基生成增多，运动时血液中K+、Ca2+浓度的变化也将影响心肌功能。人们不断地研究对运动员营养合理安排，尤其是具有调节功能作用的生理活性物质的补充，以加速组织氧的供应，调节由于缺血、缺氧造成的代谢性紊乱以提高组织细胞内的能量代谢调节水平，达到改善机体运动能力目的。通过对FDP在临床上广泛应用与运动试验的研究以及对其作用机制的探讨，我们可知FDP就是一种强力营养剂。它可以提高机体的无氧、有氧运动能力，有利于疲劳的恢复。因此，其在运动中应用的前景十分广阔，有必要对此作进一步深入研究。

7 小结

综上所述，FDP在临床与运动中有许多积极作用，其表现为：FDP可作为高能底物和代谢调节物代偿ATP生成；它对自由基的清除，增加细胞膜稳定性，增加红细胞数量以及提高Na+-Ｋ+ -ATP酶和SOD活性有重要作用；FDP对心肌有保护作用。

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