Metabolinen uudelleenmuotoilu keuhkovaltimoverenpaineessa (PAH)

PAH on hiljaisesti etenevä keuhkoverisuonisairaus, joka ilmenee usein kliinisesti myöhemmin taudin edetessä. Oireet, mukaan lukien vaikea hengenahdistus, ilmaantuvat keskimäärin 2 vuotta puhkeamisen jälkeen, kun keuhkovaltimopaineet kohoavat kohonneen keuhkoverisuonivastuksen (PVR) vuoksi. Kohonnut PVR aiheuttaa oikean kammion (RV) ylikuormitusta, aineenvaihdunnan siirtymiä ja sydänlihaksen uudelleenmuodostumista, mikä johtaa heikentyneeseen RV:n supistumiskykyyn, toimintahäiriöön ja myöhempään RV-vaurioon. Oikean sydämen vajaatoiminta on yleinen kuolinsyy PAH-potilailla. Tällä hetkellä kaikki PAH:n hoidot kohdistetaan keuhkojen verisuoniin parantamalla keuhkojen vasodilataatiota ja vähentämällä verisuonten vastusta. Sydänlihakseen on rajallinen suora vaikutus, vaikka RV-toiminta yleensä paranee, kun jälkikuormitus vähenee. Huolimatta PVR:n vähenemisestä verisuonia laajentavilla lääkkeillä, lepo-RV-häiriö voi lopulta edetä potilailla, joilla on PAH. Siten RV:n epäonnistumisen syytä ei voida täysin lukea keuhkojen verisuonten hemodynamiikan muutoksista, vaan se voi myös liittyä metabolisiin muutoksiin ja RV:n kompensaatiomekanismien epäonnistumiseen. Parempi ymmärrys siitä, kuinka RV-sydänlihas uusiutuu PAH:n aiheuttaman RV-vaurion yhteydessä ja vasteena keuhkoverisuonia laajentavaan hoitoon, voi mahdollistaa RV-kohdennettujen hoitojen kehittämisen RV-toiminnan ylläpitämiseksi jatkuvasti kohonneesta jälkikuormituksesta huolimatta.

Tällä hetkellä on olemassa hyvin vähän olemassa olevia tekniikoita sydämen aineenvaihdunnan tutkimiseksi in vivo. Ydinlääketieteen tekniikat (eli positroniemissiotomografia, PET ja yksifotoniemissiotietokonetomografia, SPECT) ovat rajoitettuja siinä mielessä, että niissä käytetään radioleimattuja merkkiaineita, jotka eivät pysty erottamaan merkkiainetta ja sen aineenvaihduntatuotteita ja altistamaan potilaat ionisoivalle säteilylle. 13C-leimattujen lajien hyperpolarisoitu (HP) magneettiresonanssispektroskooppinen kuvantaminen (MRSI) mahdollistaa sairauden patofysiologisiin mekanismeihin liittyvän soluaineenvaihdunnan laajamittaisen määrittämisen ilman ionisoivaa säteilyä, ja se edustaa ainutlaatuista ja uutta menetelmää reaaliaikaiseen in vivo -kuvaukseen. sydämen metabolisen substraatin käyttö yhdistettynä sydämen toimintaan. Tällä hetkellä käytetty kanoninen HP-yhdiste on 13C-pyruvaatti. Lyhytikäiset, ei-radioaktiiviset HP 13C-pyruvaattimetaboliitit ovat biologisesti analogisia endogeenisten analogien kanssa ja voivat paljastaa entsymaattista aktiivisuutta (esim. laktaattidehydrogenaasi ja pyruvaattidehydrogenaasi) ennen ja jälkeen toimenpiteitä, joihin PET tai mikään muu kuvantaminen ei vastaa helposti. menetelmä. Tärkeää on, että HP MRSI voi paljastaa sydänsairauksiin liittyviä metabolisia mekanismeja, ymmärtää aineenvaihdunnan ja supistumistoimintojen välistä suhdetta, ja se voi olla biomarkkeri terapeuttisen tehon määrittämisessä. Nämä tekniikat mahdollistavat sydämen aineenvaihdunnan vankan kuvantamisen sekä RV- että LV:stä johdetuilla kvantitatiivisilla mittareilla. Pyruvaattiaineenvaihdunnan loppupään tuotteiden, mukaan lukien laktaatti, alaniini ja bikarbonaatti, mittaaminen mahdollistaa laktaattidehydrogenaasin (LDH), alaniiniaminotransferaasin (ALAT) ja pyruvaattidehydrogenaasin (PDH) reaaliaikaisen aktiivisuuden arvioinnin. Näiden aineenvaihdunnan loppupään tuotteiden mittaus; nimittäin bikarbonaatti ja laktaatti, mahdollistavat oksidatiivisen aineenvaihdunnan ja glykolyysin suhteellisen osuuden arvioinnin. Koska kuvantaminen tehdään kliinisellä MRI-järjestelmällä, aineenvaihduntaa voidaan tutkia samanaikaisesti klassisten sydämen toiminnan parametrien kanssa.