Plasticità fisiologica dell'immagazzinamento lipidico intramiocardico

Sfondo

L'obesità è un ben noto fattore di rischio per lo sviluppo di intolleranza al glucosio, diabete mellito di tipo 2 e, di conseguenza, complicanze diabetiche come le malattie cardiovascolari. È importante sottolineare che l'obesità non è solo associata all'accumulo di lipidi nel tessuto adiposo (deposizione di grasso ortotopico), ma anche nei tessuti non adiposi (deposizione di grasso ectopico). Studi clinici hanno ripetutamente dimostrato che l'accumulo di lipidi muscolari ed epatici e l'aumento del tessuto adiposo viscerale sono associati allo sviluppo di insulino-resistenza centrale e periferica. Inoltre, dati recenti provenienti da studi su animali mostrano una crescente evidenza che anche altri due organi, il cuore e il pancreas, possono essere coinvolti nei processi fisiopatologici della ridotta sensibilità all'insulina. Mentre la ridotta secrezione di insulina nel corso del diabete di tipo 2 è stata ben documentata, l'importanza della deposizione di grasso pancreatico come fase iniziale di questo processo è stata suggerita solo di recente sulla base di modelli animali. Al contrario, la cardiopatia ischemica è una delle complicanze più pericolose del diabete mellito, la cui prevenzione è quindi una pietra miliare dell'attuale gestione del diabete. Dati recenti suggeriscono che i cambiamenti nel metabolismo lipidico del cuore e la deposizione lipidica epicardica e miocardica associata possono essere i primi segni di cardiopatia diabetica.

La risonanza magnetica (MRI) e la spettroscopia (MRS) sono tra i metodi più versatili per gli studi non invasivi del tessuto umano e/o del metabolismo in vivo e in situ. L'eccellente contrasto dei tessuti molli della risonanza magnetica ha già portato all'implementazione di questo metodo per la valutazione dell'accumulo di lipidi in tutto il corpo, mentre la MRS è stata applicata con successo per studiare il metabolismo lipidico del muscolo scheletrico e del fegato. L'applicazione estesa di questo metodo al cuore e al pancreas consentirà un'indagine completa sulla deposizione di grasso ortotopico ed ectopico nell'uomo e sulla sua associazione con lo sviluppo di insulino-resistenza e diabete mellito.

La parte metodologica dello studio si concentrerà sulla plasticità fisiologica dei lipidi cardiaci al fine di valutare:

i) riproducibilità metodologica ii) riproducibilità fisiologica intra-individuale misurando le variazioni giornaliere e le variazioni durante il giorno.

Obbiettivo

i) Adattare e ottimizzare la sequenza MRS a singolo voxel attualmente utilizzata per muscoli e fegato, in modo tale che il doppio trigger respiratorio e cardiaco consenta la spettroscopia del muscolo cardiaco.

ii) Convalidare la metodologia in diverse condizioni fisiologiche standardizzate.

Metodi

I lipidi cardiaci sono determinati durante cinque esami RM indipendenti distribuiti in due giorni separati da una o due settimane. Entrambi i giorni includevano una misurazione al mattino dopo il digiuno notturno (>8h) e una al pomeriggio (8h dopo colazione, 3.5h dopo pranzo). Per determinare la riproducibilità metodologica, la misurazione pomeridiana è stata ripetuta in uno dei due giorni (pausa di 1 ora). La preparazione dei volontari includeva la perpetuazione della loro dieta normale, ma limitava l'attività fisica per i due giorni precedenti. I lipidi cardiaci sono stati determinati mediante spettroscopia MR a singolo voxel.