心肌的收缩和舒张均是主动耗能过程，需要不断的产生三磷酸腺泉苷（adenosine triphosphate,ATP)供能。生理条件下，心肌所需能量的95%来自线粒体的氧化磷酸化。线粒体作为细胞中产生氧自由基最多的亚细胞结构，氧化应激增加引起的线粒体损伤将释放更多的氧自由基。高氧自由基水平会破坏线粒体DNA并影响线粒体生物合成，抑制抗氧化防御过程。此外，过量的氧自由基会触发线粒体转换孔（mitochondrial permeability transition pore, mPTP）开放，使线粒体膜电位不稳定，导致细胞死亡^[9]。沉默信息调节因子2相关酶类3（silent mating type information regulation 2 homolog-3, SIRT3）是依赖于烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide-adenine dinucleotide, NAD）的组蛋白脱乙酰酶家族中的一种，主要位于具有高代谢活性组织的线粒体中^[10]。SIRT3通过去乙酰化作用增强锰超氧化物歧化酶（Mn-superoxide dismutase, Mn-SOD）和过氧化氢酶的活性，提高机体对线粒体ROS清除能力并且降低ROS水平，在保护心脏免受氧化应激中发挥重要作用^[11]。微小核糖核酸（micro ribonculeic acid,miRNA）是一类参与蛋白质表达转录后调控的小型非编码RNA，目前发现部分miRNA可以调节线粒体功能。ROS可以直接修饰miRNA并改变其表达，导致蛋白质组重构和能量代谢转变^[12]。例如，在心肌缺氧状态下，miR-210通过抑制铁硫簇合蛋白（iron-sulfur cluster assembly proteins, ISCU 1/2）调节线粒体呼吸和代谢；miR-29缺乏可引起过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α（peroxlsome proliferator-activated receptor-γ coactlvator-1α, PGC1α）上调，加剧线粒体损伤。

在氧化应激状态下，内质网（endoplasmic reticulum, ER）合成和修饰蛋白质的功能受损，同时Ca²⁺的代谢异常。研究发现，内质网应激（ER stress, ERS）可通过下列途径激活ROS产生^[13]：（1）激活还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸盐（dihydronicotinamide adenine dinuclectide phosphate, NADPH）氧化酶，（2）激活肌醇必需酶1（inositol-requiring enzyme 1, IRE1）刺激c-Jun氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase, JNK），（3）ER腔中的蛋白质折叠和重折叠，消耗大量ATP，刺激线粒体氧化磷酸化以增加ATP，同时产生了大量ROS，尤其超氧阴离子。ERS通过激活C/EBP同源蛋白（C/EBP homologous protein, CHOP）、半胱氨酸蛋白酶（caspase 12）、JNK等途径诱导细胞凋亡。当氧化应激水平持续增加，心肌室壁张力增高，激活压力激活蛋白激酶的一种，使JNK和激活转录因子2（activating transcription factor-2, ATF-2）转移活化结构域活化，引起细胞凋亡、增殖和肥大，发生心衰。

一氧化氮（nitric oxide, NO）通过调节"环磷酸鸟苷（cyclic guanosine monophosphate, cGMP）-蛋白激酶G（PKG）"信号传导通路刺激PKG介导肌钙蛋白I的磷酸化来增加心肌松弛，促进左心室舒张，在心脏舒张过程中发挥重要作用。动物实验模型证实氧化应激可介导NO-cGMP-PKG信号传导的下调，NO的生物利用度取决于ROS的水平^[14]。Heerebeek等^[15]发现由于氧化应激水平的增高，高水平的ROS降低了HFpEF患者心肌细胞NO利用度以及GMP-PKG活性，且cGMP-PKG信号传导的下调与心肌NO生物利用度降低相关。PKG能够抑制心肌肥大的发生，当体内PKG活性减低时，一方面可导致心肌重构、松弛受损和心肌僵硬，最后发展为心肌纤维化；另一方面会影响肌动蛋白的磷酸化，磷酸化不足会导致心肌僵硬。炎症与氧化应激和心肌纤维化共同作用促进舒张功能障碍^[16]，最终发展成为HFpEF。

心肌细胞内Ca²⁺超载亦可引起舒张功能障碍。心肌细胞内Ca²⁺水平的降低主要依靠Ca²⁺的再摄取。心肌细胞Ca²⁺的再摄取主要依赖于心肌细胞肌浆网中的Ca²⁺-ATP酶2a（sarcoplasmic/endoplasmicreticulum Ca²⁺-ATPase, SERCA2a）。SERCA2a是肌浆网摄取Ca²⁺的关键酶，其功能受受磷蛋白（phospholamban，PLB）的磷酸化作用调节。心肌细胞ROS水平增加使调节SERCA2a的磷酸化过程受损，肌浆网再摄取Ca²⁺的能力减低，导致细胞内Ca²⁺超载，引起舒张功能障碍^[17]。NO通过刺激肌浆网SERCA2a来增强肌浆网对Ca²⁺的再摄取^[18]。高水平的过氧亚硝酸盐会降低PLB磷酸化，降低SERCA2a的活性，降低肌浆网Ca²⁺摄取，并增加舒张期细胞质Ca²⁺水平，从而影响心肌细胞的主动舒张功能^[19]。

（1）NADPH氧化酶水平：NADPH氧化酶由细胞质中的戊糖磷酸途径以及线粒体中的Krebs循环产生，是心脏中ROS的主要来源^[20]。NADPH氧化酶有四个亚型，其中Nox2和Nox4主要存在于心肌细胞中。血管紧张素Ⅱ（angiotensin Ⅱ, Ang Ⅱ）、去甲肾上腺素、TNF-α等通过激活NADPH氧化酶引发内皮细胞产生ROS，这些因素均与HFpEF的发病机制紧密相关。Heymes等^[21]的研究发现，HFpEF患者心肌组织中NADPH酶的表达和活性增加。Nox4通过激活Akt-mTOR-NFκB信号通路诱导心肌肥大和纤维化。使用GKT137831（Nox4/Nox1抑制剂）治疗Ang II输注的心脏特异性人Nox4转基因（cardiac-specific human Nox4 transgenic, c-hNox4Tg）小鼠过程中发现，GKT137831抑制了氧化应激的过度激活，抑制Akt-mTOR-NFκB信号通路，减弱了心脏重构^[22]。

（2）cMyBP-C的氧化修饰异常：心肌肌球蛋白结合蛋白C（cardiac myosin binding protein C, cMyBP-C）是一种导致松弛受损的心脏收缩蛋白，醋酸脱氧皮质酮（deoxycortone acetate, DOCA）小鼠模型中的研究显示，氧化应激可诱导cMyBP-C的S-谷胱甘肽化，增强肌丝对Ca²⁺的敏感性，导致舒张功能障碍^[23]。随后研究发现，cMyBP-C是由受损肌丝释放，舒张功能障碍患者的血液中S-谷胱甘肽化cMyBP-C水平明显升高，可作为舒张功能障碍的生物标志物^[24]。

（3）脂联素水平降低：脂联素（adiponectin, APN）是由脂肪细胞分泌的一种细胞因子，主要是通过"细胞外调节激酶（extracellular regulated protein kinases, ERK）-哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin, mTOR）-磷酸腺苷（adenosine 5′-monophosphate, AMP）活化的蛋白激酶（AMP-activated protein kinase, AMPK）"信号传导通路抑制细胞自噬，来保护心肌细胞免受氧化应激介导的自噬诱导的心肌细胞死亡。研究表明，脂联素与心脏舒张功能不全密切相关。动物实验发现，脂联素水平降低增加了小鼠发生舒张功能障碍和舒张性心衰的风险^[25]。脂联素通过抑制诱导型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase, iNOS）和体内超氧化物的产生，抑制氧化和亚硝化应激，从而抑制血小板聚集^[26]。3-硝基酪氨酸（3-nitrotyrosine, 3-NT）是氧化应激的主要标志物，研究发现，脂联素过度表达减少了醛固酮诱导的3-NT的产生^[27]。由此可见，脂联素可能通过抑制氧化应激来减轻醛固酮诱导的心脏不良重构。

（4）其他：研究发现，β2-肾上腺素能受体过度表达和肾素-血管紧张素-醛固酮系统（renin-angiotensin aldosterone system, RAAS）的重要介质AngⅡ，均可使ROS的生成增加，使p38丝裂原活化蛋白激酶（p38 mitogen-activated protein kinase, p38 MAPK）活化、激活κ基因结合的核因子（nuclear factor-κ gene binding, NF-κB）通路，导致心肌细胞凋亡和功能障碍，参与HFpEF的病理过程。

如前文所述，氧化应激与HFpEF密切相关，HFpEF患者血清中反应氧化应激的生物标记物增加，提示氧化应激是HFpEF进展的重要机制之一。目前已经有多种方便可行的方法检测机体氧化应激水平。因此，可以通过测定机体氧化应激的水平来诊断舒张功能障碍。血清中氧化应激指标如：超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）、过氧化氢酶（catalase, CAT）、谷胱甘肽还原酶（glutathione reductase, GR）、谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase, GSH-Px）明显升高。还原型谷胱甘肽（GSH）广泛存在于生物细胞中，是一种含γ-酰胺键和巯基的三肽，由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成，半胱氨酸上的巯基为谷胱甘肽的活性基团，具有抗氧化作用，可以消除过氧化物和某些氧化剂^[28]。血浆中的GSH及其氧化形式（GSSG）可以测量，两者的比值能够代表氧化应激水平。另有研究显示，硫代巴比妥酸反应物（thiobarbituric acid reactive substances, TBARS）和8-表氧-前列腺素2α（8-epi-prostaglandin F2α）这两种氧化应激的生物标志物在HFpEF患者中显著增加，且与左心室舒张功能障碍的严重程度相关^[29]。因此，氧化应激指标可以反映心室舒张功能障碍。随着研究的深入，我们可以发现更多敏感性和特异性均良好的生物标记物来帮助更及时准确地诊断HFpEF。

针对HFpEF目前尚无统一的治疗方案，更多的是结合HFrEF的治疗指南对症治疗^[30]。由前文所述，氧化应激的增加可导致心肌松弛受损和舒张肌丝张力升高。因此，研究者们提出针对氧化应激的治疗是否可以有效的控制HFpEF的进展及恶化。

（1）饮食运动：瑞典一项纳入超过30 000例女性的研究发现，富含抗氧化剂的健康饮食可能有助于预防心衰^[31]。超重和肥胖会通过"NO-可溶性鸟苷酸环化酶（soluble guanylate cyclase, sGC）-cGMP-PKG"信号传统通路引起炎症反应和氧化应激，因此降低体重可能会对HFpEF患者产生有益的效果，具体表现在降低左心室重量、改善左心室舒张功能^[4]。此外，运动训练可通过抑制ROS介导的细胞损伤，降低细胞内游离钙水平，减少白细胞浸润和线粒体损伤引起的炎症。最近的一项meta分析也证实了这一说法，运动训练可改善HFpEF患者的心肺功能和生活质量，但遗憾的是运动并没有显著改善左心室的收缩和舒张功能^[32]。

（2）他汀类药物：目前已经证实具有抗炎效果的他汀类药物，通过减少超氧阴离子的产生抑制内皮细胞的氧化应激，并增加NO的生物利用度来改善内皮氧化还原平衡，从而直接影响心肌舒张功能^[8]。已有多项研究证实他汀类药物可以改善HFpEF患者的预后^[33,34]。

（3）磷酸二酯酶5（phosphodiesterase 5, PDE-5）抑制剂：PDE-5抑制剂西地那非通过阻断cGMP的降解来增加NO-cGMP信号传导，改善血管的舒张功能。但是，在RELAX试验^[35]中，与安慰剂相比，西地那非治疗24周未改善HFpEF患者的运动耐量或临床结局。因此，西地那非对于HFpEF患者的治疗效果目前仍存在较大的争议，需要更深入的研究。

（4）可溶性鸟苷酸环化酶（sGC）激动剂：sGC激动剂可通过使左心室舒张提前，降低舒张末期僵硬度来改善心脏功能。SOCRATES-PRESERVED研究^[36]发现，vericiguat（维利西呱）治疗HFpEF患者12周后，患者的生活质量得到了显著改善。

（5）沙库巴曲-缬沙坦（LCZ696）：LCZ696是脑啡肽酶抑制剂和血管紧张素受体阻滞剂的复合物，这种双重组合一方面通过阻断AngⅡ活性而发挥舒血管作用，另一方面升高血浆中利钠肽的水平。内源性利钠肽系统可以促进肾血管舒张和尿钠排泄，并通过跨膜受体GC的作用，增加PKG活性，对抗氧化应激和纤维化^[37]。一项关于HFpEF人群的Ⅱ期临床试验显示，与缬沙坦相比，HFpEF患者使用LCZ696后取得了明显的获益^[38]。

（6）其他：在HFpEF的糖尿病小鼠模型中发现，伊伐布雷定可降低主动脉僵硬度，并通过减少磷酸甘油蛋白磷酸化改善心脏舒张功能^[39]。Paulus等^[40]研究发现，硝普纳可通过提高NO利用度改善HFpEF的左心室舒张功能。

白藜芦醇是红酒的成分之一，同时它也是一种抗氧化剂。在动物研究中已经证明，白藜芦醇可以刺激内皮细胞产生NO，减少血管内皮炎症反应和氧化应激，改善血管内皮功能^[41]。四氢生物蝶呤（tetrohydrobiopterin, BH4）作为内皮细胞型一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase, eNOS）的辅助因子，可抑制未耦联的eNOS释放超氧化物^[42]。因此，补充BH4可减轻氧化应激，在HFpEF的治疗中发挥有益的作用。但是大部分研究仅在HFpEF大鼠试验中取得了理想的结果，尚未开展相关的临床研究，缺乏临床研究来证实其治疗HFpEF患者的有效性及安全性。