Rimodellamento metabolico nell'ipertensione arteriosa polmonare (PAH)

La PAH è una malattia progressiva silenziosa del sistema vascolare polmonare che spesso si presenta clinicamente più tardi nel corso della malattia. I sintomi, inclusa una grave mancanza di respiro, si presentano in media 2 anni dopo l'esordio quando la pressione arteriosa polmonare aumenta a causa dell'elevata resistenza vascolare polmonare (PVR). Un PVR elevato causa sovraccarico del ventricolo destro (RV), cambiamenti metabolici e rimodellamento miocardico con conseguente compromissione della contrattilità del RV, disfunzione e conseguente insufficienza del RV. L'insufficienza cardiaca destra è una causa comune di morte nei pazienti con PAH. Attualmente, tutte le terapie per la PAH mirano alla vascolarizzazione polmonare migliorando la vasodilatazione polmonare e riducendo la resistenza vascolare. L'effetto diretto sul miocardio è limitato, anche se la funzione del ventricolo destro generalmente migliora con la riduzione del postcarico. Tuttavia, nonostante la riduzione della PVR con i vasodilatatori, la disfunzione del RV a riposo può in ultima analisi progredire nei pazienti con PAH. Pertanto, la ragione dell'insufficienza del RV non può essere completamente attribuita ai cambiamenti nell'emodinamica vascolare polmonare, ma può anche essere correlata a cambiamenti metabolici e al fallimento dei meccanismi compensatori nel RV. Una migliore comprensione di come il miocardio RV si rimodella nell'insufficienza del RV da PAH e in risposta alla terapia con vasodilatatori polmonari può consentire lo sviluppo di terapie mirate al RV per mantenere la funzione del RV nonostante il postcarico continuamente elevato.

Attualmente esistono pochissime tecniche per studiare il metabolismo cardiaco in vivo. Le tecniche di medicina nucleare (ad es. tomografia a emissione di positroni, PET e tomografia computerizzata a emissione di fotone singolo, SPECT) sono limitate in quanto utilizzano traccianti radiomarcati che non sono in grado di distinguere il tracciante e i suoi prodotti metabolici ed espongono i pazienti a radiazioni ionizzanti. L'imaging spettroscopico di risonanza magnetica (MRSI) iperpolarizzato (HP) di specie marcate con 13C consente la determinazione su larga scala del metabolismo cellulare legato ai meccanismi fisiopatologici della malattia senza l'uso di radiazioni ionizzanti e rappresenta un metodo unico e innovativo per l'immagine in tempo reale in vivo utilizzo del substrato metabolico cardiaco accoppiato alla funzione cardiaca. Attualmente, il composto HP canonico utilizzato è il 13C-piruvato. I metaboliti HP 13C-piruvato a vita breve, non radioattivi, sono biologicamente analoghi ai loro analoghi endogeni e possono rivelare attività enzimatica (ad es. metodo. È importante sottolineare che HP MRSI ha il potenziale per rivelare i meccanismi metabolici associati agli stati di malattia cardiaca, comprendere la relazione del metabolismo con la funzione contrattile e può essere un biomarcatore per determinare l'efficacia terapeutica. Queste tecniche consentiranno un robusto imaging del metabolismo cardiaco con misure quantitative derivate sia dal RV che dal LV. La misurazione dei prodotti a valle del metabolismo del piruvato, inclusi lattato, alanina e bicarbonato, consentirà la valutazione in tempo reale dell'attività rispettivamente di lattato deidrogenasi (LDH), alanina aminotransferasi (ALAT) e piruvato deidrogenasi (PDH). La misurazione di questi prodotti a valle del metabolismo; in particolare, bicarbonato e lattato, permetteranno di valutare il contributo relativo del metabolismo ossidativo e della glicolisi. Poiché l'imaging viene eseguito su un sistema MRI clinico, il metabolismo può essere studiato contemporaneamente ai parametri classici della funzione cardiaca.