目的:我们之前的研究证明了外源性给予还原型辅酶Ⅱ(还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸,NADPH)对心肌缺血/再灌注损伤的保护作用。本研究中,我们研究了外源性补充NADPH对心肌肥厚及慢性心力衰竭的影响及其机制。方法:检测正常人及临床心力衰竭患者血清内源性NADPH水平。采用离体蛙心灌流模型、异丙肾上腺素(ISO)诱导的心力衰竭模型和主动脉弓缩窄(TAC)导的心力衰竭模型。在离体蛙心灌流模型中检测心肌收缩力、心输出量和心率。检测心重指数和左室指数,HE染色计算心肌细胞面积,超声心动图测量左室射血分数和短轴收缩率。Western Blot法检测蛋白合成有关的AKT和ERK蛋白。透射电镜观察线粒体形态和线粒体损伤。试剂盒检测丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)和过氧化氢(H2O2)等氧化应激指标和ATP含量。Western Blot法检测SIRT3,SIRT1,AcSOD表达,检测心脏全组织蛋白的乙酰化程度,检测AMP依赖的蛋白激酶(AMPK)和肝脏激酶B1(LKB1)的磷酸化水平,免疫共沉淀检测SIRT3下游底物LKB1,琥珀酸脱氢酶A(SDHA)和ATP合酶F1亚基(ATP5A1)的乙酰化水平。结果:临床心力衰竭病人相较于同龄正常人血清内源性NADPH水平降低,在正常任氏液蛙心灌流中,NADPH、NAD和ATP都有强心作用,提高心肌收缩力。ATP受体拮抗剂Suramin部分取消NADPH强心作用,NAD抑制剂3-AP无法取消NADPH强心作用。在ISO模型中,NADPH降低心重指数和左室指数,同等摩尔剂量下NAD对心重指数的改善不及NADPH。外源性给予NADPH提高了心脏中NADPH含量。在TAC模型中,NADPH降低心重指数和左室指数,改善心脏构型,下调蛋白合成相关蛋白AKT、ERK的磷酸化。NADPH改善氧化应激指标,提高ATP产量。透射电镜下NADPH改善线粒体损伤率,减小线粒体面积。NADPH提高SIRT3蛋白表达,NADPH去LKB1乙酰化,激活LKB1-AMPK信号通路;NADPH下调SOD乙酰化水平,激活SOD对抗氧化应激;NADPH去乙酰化ATP5A1和SDHA,保障线粒体功能。结论:外源性给予NADPH可能通过激活SIRT3,改善氧化应激和能量代谢,产生强心作用,从而对心力衰竭心脏发挥保护作用。