背景和目的：胚胎时心肌能量底物来源于耗氧量较少的葡萄糖和乳酸代谢。出生后心肌迅速转为以脂肪酸作为主要能量底物。近年研究表明：肥厚和衰竭心肌的一个重要代谢变化是脂肪酸的氧化利用减少，而葡萄糖的酵解增加，即心肌能量代谢的“胚胎型再演”。虽然葡萄糖氧化耗氧量少，但其产生的能量远低于脂肪酸氧化，终将导致心肌能源的匮乏。临床研究证实卡维地洛对患者衰竭的心肌有明显的保护作用。但卡维地洛在肥厚心肌能量代谢中的作用，目前尚不清楚。本研究的目的是阐明压力负荷所致的肥厚心肌能量代谢“胚胎型再演”和左室重构的分子基础，探讨卡维地洛心肌保护作用的分子机制。材料与方法：取健康雄性Wistar大鼠行腹主动脉缩窄（CAA）制成左室肥厚模型，随机分为2wk组（CAB2W组，n=12）、4wk组（CAA4W组，n=12）、8wk组（CAA8W组，n=12）、16wk组（CAA16W组，n=12）以观察心肌肥厚相应的病理与病理生理特征；取术后4周存活的24只大鼠随机分为卡维地洛组(CAR组，30mg.kg-1day-1，n=8)、美托洛尔组(MET组，50mg.kg-1day-1，n=8)、特拉唑嗪组(TER组，2mg.kg-1day-1，n=8)以观察肥厚心肌对药物干预的反应。同时设立假手术组（SH组，n=12）作为对照。分别测定各组大鼠血流动力学（HR、LVEDP、LVSP、SAP、SDP和±dp/dtmax）和心室重塑指标（LVW/BW和RVW/BW）、血清和心肌游离脂肪酸含量及左室心肌M-CPT-I、MCAD、PPAR(、MLP、(/(-MHC、Colligin、Collagen I/III基因及其蛋白的表达变化。 结果：1）与SH组比较，CAA各组大鼠MAP升高，－dp/dtmax降低；4wk后LVW/BW、LVEDP、LVSP、＋dp/dtmax开始升高，以CAA16W组最显著，而CAA各组RVW/BW无明显变化；2）CAA各组大鼠血清和心肌游离脂肪酸含量进行性增加；3）CAA各组大鼠左室心肌M-CPT-I、MCAD mRNA的表达逐渐下降；4）CAA各组大鼠左室心肌PPARα基因表达下调，CAA8W组PPAR<WP=13>α蛋白水平开始下调，以CAA16W组最显著；5）卡维地洛治疗12wk能够明显上调肥厚左室心肌M-CPT-I、MCAD mRNA的表达，减少血清和心肌游离脂肪酸含量；6）CAA8W组大鼠左室心肌MLP mRNA表达下调，以CAA16W组最显著，而CAA各组大鼠左室心肌MLP蛋白表达差异无显著性；7）CAA16W组大鼠左室心肌α/β-MHC mRNA的比值下降；8）CAA16W组大鼠左室心肌Colligin mRNA和蛋白及Collagen I/III蛋白含量增加；9）卡维地洛治疗12wk能够明显增加大鼠肥厚左室心肌α/β-MHC mRNA的比值，降低肥厚左室心肌Colligin mRNA和蛋白及Collagen I/III蛋白含量，而美托洛尔和特拉唑嗪组未见明显影响。结论：1）在腹主动脉缩窄所致的肥厚心肌模型中，血清和心肌游离脂肪酸含量增加，表明脂肪酸的利用减少，心肌能量代谢逞“胚胎型再演”；调控脂肪酸氧化关键酶的基因（M-CPT-I和MCAD）表达下调，可能是导致“胚胎型再演”的分子基础。心肌能量代谢模式转换贯穿于心肌肥厚的全过程；2）肥厚心肌核转录因子 PPARα活性下调，与肥厚心肌线粒体编码脂肪酸氧化酶核基因的表达和脂肪酸的利用下调相一致。提示PPARα对压力超负荷肥厚心肌的能量代谢具有重要的调控作用；3）MLP仅在左室肥厚程度较重时才出现转录水平的降低；在出现明显心力衰竭之前心肌MLP蛋白含量相对稳定。腹主动脉缩窄术后肥厚心肌的MHC同工酶比值发生改变；Colligin基因和蛋白水平上调；I/III型胶原蛋白表达增加。表明压力负荷能诱导胚胎基因活化，增加细胞外基质蛋白含量，具有促心肌纤维化作用；4）卡维地洛能增加线粒体脂肪酸氧化关键酶M-CPT-I和MCAD基因的表达，促进心肌对脂肪酸的利用，对肥厚心肌能量代谢“胚胎型再演”有抑制作用。卡维地洛对左室重塑的改善显著优于特拉唑嗪，也优于美托洛尔。对心肌能量代谢模式和心室重塑的保护作用可能是卡维地洛治疗心力衰竭的重要作用机制。