慢性心不全患者の心臓のケトン体消費、利用、エネルギー効率に対する2週間のケトーシスの影響 (KETO-CHF PET)
慢性心不全患者における心筋ケトン体の消費、利用、外部効率に対する2週間のケトーシスの影響
心不全(HF)は重大な健康上の懸念であり、西欧諸国では約 1 ~ 2% の人々が罹患しています。 生涯にわたって心不全を発症するリスクは約 20% です。 心不全治療の進歩にもかかわらず、心不全患者の1年死亡率は依然として高い。 心不全患者はまた、身体能力と生活の質の低下を経験します。 心臓はエネルギーの酸化代謝と呼ばれるプロセスに大きく依存しており、このプロセスには脂肪酸、グルコース、ケトン体などのエネルギー源の継続的な供給が必要です。 心不全では、心臓がこれらのエネルギー源を使用する方法に変化があり、心臓の効率に影響を与えます。
3-OHB などのケトン体は、脂肪酸やグルコースなどの従来のものと比較して、より効率的なエネルギー源を心臓に提供できる分子です。 これらは肝臓で生成され、絶食時、運動時、病気時のエネルギー供給に重要です。 最近の研究では、3-OHB が心不全患者にとってエネルギーを提供するだけではない利点がある可能性があることが示唆されています。 心臓の炎症や酸化ストレスを軽減するようです。 健康な人を対象としたいくつかの研究では、3-OHB を注入すると心臓への血流が増加することが示されています。
研究者らは、HF患者を対象に、2週間の3-OHBサプリメントの心臓への影響を調査することを目的としている。 目的は、このサプリメントが心臓の 3-OHB の消費と利用を増加させることができるかどうかを調査することです。 この研究には、心不全および駆出率低下(HFrEF)を患う12人の患者が参加しました。 患者はケトンエステルサプリメントを1日4回2週間摂取し、その後等カロリーのプラセボサプリメントをさらに2週間摂取します。
研究者らは、陽電子放出断層撮影法(PET)を使用して、心臓の酸素消費量と3-OHBの取り込みを研究する予定です。 これは、トレーサー (11-C-3-OHB および 11-C-アセテート) の注入によって行われます。
この研究では、心筋外部効率(MEE)と心筋血流(MBF)も調査します。 参加者の一部については、研究者は心筋生検も行い、より詳細な分析を行います。 心臓の細胞構造と機能、トランスクリプトーム、プロテオーム、メタボロームに対するサプリメントの影響を理解するための呼吸測定と電子顕微鏡検査、または単核 mRNA シーケンス、プロテオミクスとメタボリムス。
最終的に、この研究は、HF 患者に 3-OHB を補給することで心臓のエネルギー使用量が改善され、他の有益な効果が得られる可能性があるかどうかを判断することを目的としています。 この研究は、心不全患者の心臓機能と生活の質を向上させる新しい治療法への道を開く可能性があります。
調査の概要
研究の種類
入学 (実際)
段階
- 適用できない
連絡先と場所
研究場所
-
-
Central Jutland
-
Aarhus、Central Jutland、デンマーク、8200
- Aarhus University Hospital
-
-
参加基準
適格基準
就学可能な年齢
- 大人
- 高齢者
健康ボランティアの受け入れ
説明
包含基準:
- 糖尿病またはHbA1c > 48 mmol/L
- 重大な心臓弁膜症
- 重度の安定狭心症
- 研究者が判断した重度の併存疾患
- インフォームドコンセントを与えることができない
- 年齢 <55 歳
- 研究者が判断した他の疾患または治療により被験者が研究参加に不適当であると判断された場合
除外基準:
- 慢性心不全
- NYHAクラスII~III
- 左心室駆出率 (LVEF) <40%
- 妊娠の可能性のある女性の尿中 HCG が陰性
研究計画
研究はどのように設計されていますか?
デザインの詳細
- 主な目的:基礎科学
- 割り当て:ランダム化
- 介入モデル:クロスオーバー割り当て
- マスキング:ダブル
武器と介入
参加者グループ / アーム |
介入・治療 |
|---|---|
|
アクティブコンパレータ:3-ヒドロキシ酪酸
|
介入は飲み物として投与されます。
|
|
プラセボコンパレーター:等カロリーのプラセボドリンク
|
介入は飲み物として投与されます。
|
この研究は何を測定していますか?
主要な結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
|---|---|---|
|
心筋による 3-OHB の消費。
時間枠:参加者は 4 週間おきに 2 回の試験日に集まります。これは、毎日 4 回の PET/CT スキャンを含む丸 1 日です。
|
心筋におけるケトン放射性トレーサーの取り込み(μmol/min/g組織単位で測定)は、aQuant Researchソフトウェアを使用した動力学モデリング技術を使用して計算されます。
|
参加者は 4 週間おきに 2 回の試験日に集まります。これは、毎日 4 回の PET/CT スキャンを含む丸 1 日です。
|
二次結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
|---|---|---|
|
心筋酸素消費量 (MVO2)
時間枠:参加者は 4 週間おきに 2 回の試験日に集まります。これは、毎日 4 回の PET/CT スキャンを含む丸 1 日です。
|
心筋組織内の酢酸放射性トレーサーの取り込みと酸化は、mL/g/min 単位で測定され、aQuant Research ソフトウェアを使用した動力学モデリング技術を使用して計算されます。
|
参加者は 4 週間おきに 2 回の試験日に集まります。これは、毎日 4 回の PET/CT スキャンを含む丸 1 日です。
|
|
心筋外部効果
時間枠:参加者は 4 週間おきに 2 回の試験日に集まります。これは、毎日 4 回の PET/CT スキャンを含む丸 1 日です。
|
心臓がそのエネルギー消費をどれだけ効果的に外部仕事に変換するかを評価する尺度を指します。
これは、エネルギー利用に関連した心臓の機械的機能の効率を評価するパラメーターです。
|
参加者は 4 週間おきに 2 回の試験日に集まります。これは、毎日 4 回の PET/CT スキャンを含む丸 1 日です。
|
|
高分解能呼吸測定
時間枠:参加者は 4 週間おきに 2 回の試験日に集まります。参加者のサブセットについては、各検査日に 1 つの心筋生検と 2 つの骨格筋生検が行われます。
|
ピコモル/秒/組織 mg。
このユニットは、研究対象の生体サンプルによって酸素が消費される速度を定量化します。
|
参加者は 4 週間おきに 2 回の試験日に集まります。参加者のサブセットについては、各検査日に 1 つの心筋生検と 2 つの骨格筋生検が行われます。
|
|
骨格筋および心筋細胞の単核 mRNA シーケンス。
時間枠:参加者は 4 週間おきに 2 回の試験日に集まります。参加者のサブセットについては、各検査日に 1 つの心筋生検と 2 つの骨格筋生検が行われます。
|
単一の骨格筋細胞および心筋細胞の核からの mRNA (トランスクリプトーム) の配列決定。
|
参加者は 4 週間おきに 2 回の試験日に集まります。参加者のサブセットについては、各検査日に 1 つの心筋生検と 2 つの骨格筋生検が行われます。
|
|
骨格筋および心筋生検のプロテオミクス。
時間枠:参加者は 4 週間おきに 2 回の試験日に集まります。参加者のサブセットについては、各検査日に 1 つの心筋生検と 2 つの骨格筋生検が行われます。
|
骨格筋および心筋生検に存在するタンパク質の完全な相補体 (プロテオーム) の体系的な分析。
これには、タンパク質の同定、その存在量の決定、翻訳後修飾の研究が含まれます。
|
参加者は 4 週間おきに 2 回の試験日に集まります。参加者のサブセットについては、各検査日に 1 つの心筋生検と 2 つの骨格筋生検が行われます。
|
|
骨格筋および心筋生検のメタボロミクス。
時間枠:参加者は 4 週間おきに 2 回の試験日に集まります。参加者のサブセットについては、各検査日に 1 つの心筋生検と 2 つの骨格筋生検が行われます。
|
骨格筋および心筋生検における代謝産物の完全な補体 (メタボローム) を特徴づけます。
|
参加者は 4 週間おきに 2 回の試験日に集まります。参加者のサブセットについては、各検査日に 1 つの心筋生検と 2 つの骨格筋生検が行われます。
|
協力者と研究者
捜査官
- 主任研究者:Henrik Henrik, Professor、Aarhus University Hospital
出版物と役立つリンク
一般刊行物
- Nielsen R, Moller N, Gormsen LC, Tolbod LP, Hansson NH, Sorensen J, Harms HJ, Frokiaer J, Eiskjaer H, Jespersen NR, Mellemkjaer S, Lassen TR, Pryds K, Botker HE, Wiggers H. Cardiovascular Effects of Treatment With the Ketone Body 3-Hydroxybutyrate in Chronic Heart Failure Patients. Circulation. 2019 Apr 30;139(18):2129-2141. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.118.036459.
- Savarese G, Lund LH. Global Public Health Burden of Heart Failure. Card Fail Rev. 2017 Apr;3(1):7-11. doi: 10.15420/cfr.2016:25:2.
- Gormsen LC, Svart M, Thomsen HH, Sondergaard E, Vendelbo MH, Christensen N, Tolbod LP, Harms HJ, Nielsen R, Wiggers H, Jessen N, Hansen J, Botker HE, Moller N. Ketone Body Infusion With 3-Hydroxybutyrate Reduces Myocardial Glucose Uptake and Increases Blood Flow in Humans: A Positron Emission Tomography Study. J Am Heart Assoc. 2017 Feb 27;6(3):e005066. doi: 10.1161/JAHA.116.005066.
- Kolwicz SC Jr, Purohit S, Tian R. Cardiac metabolism and its interactions with contraction, growth, and survival of cardiomyocytes. Circ Res. 2013 Aug 16;113(5):603-16. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.113.302095.
- Selvaraj S, Kelly DP, Margulies KB. Implications of Altered Ketone Metabolism and Therapeutic Ketosis in Heart Failure. Circulation. 2020 Jun 2;141(22):1800-1812. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.119.045033. Epub 2020 Jun 1.
- Yurista SR, Nguyen CT, Rosenzweig A, de Boer RA, Westenbrink BD. Ketone bodies for the failing heart: fuels that can fix the engine? Trends Endocrinol Metab. 2021 Oct;32(10):814-826. doi: 10.1016/j.tem.2021.07.006. Epub 2021 Aug 26.
- Monzo L, Sedlacek K, Hromanikova K, Tomanova L, Borlaug BA, Jabor A, Kautzner J, Melenovsky V. Myocardial ketone body utilization in patients with heart failure: The impact of oral ketone ester. Metabolism. 2021 Feb;115:154452. doi: 10.1016/j.metabol.2020.154452. Epub 2020 Nov 26.
- Ho KL, Zhang L, Wagg C, Al Batran R, Gopal K, Levasseur J, Leone T, Dyck JRB, Ussher JR, Muoio DM, Kelly DP, Lopaschuk GD. Increased ketone body oxidation provides additional energy for the failing heart without improving cardiac efficiency. Cardiovasc Res. 2019 Sep 1;115(11):1606-1616. doi: 10.1093/cvr/cvz045.
- Thai PN, Miller CV, King MT, Schaefer S, Veech RL, Chiamvimonvat N, Bers DM, Dedkova EN. Ketone Ester D-beta-Hydroxybutyrate-(R)-1,3 Butanediol Prevents Decline in Cardiac Function in Type 2 Diabetic Mice. J Am Heart Assoc. 2021 Oct 5;10(19):e020729. doi: 10.1161/JAHA.120.020729. Epub 2021 Sep 29.
- McDonagh TA, Metra M, Adamo M, Gardner RS, Baumbach A, Bohm M, Burri H, Butler J, Celutkiene J, Chioncel O, Cleland JGF, Coats AJS, Crespo-Leiro MG, Farmakis D, Gilard M, Heymans S, Hoes AW, Jaarsma T, Jankowska EA, Lainscak M, Lam CSP, Lyon AR, McMurray JJV, Mebazaa A, Mindham R, Muneretto C, Francesco Piepoli M, Price S, Rosano GMC, Ruschitzka F, Kathrine Skibelund A; ESC Scientific Document Group. 2021 ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure. Eur Heart J. 2021 Sep 21;42(36):3599-3726. doi: 10.1093/eurheartj/ehab368. No abstract available.
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (実際)
一次修了 (実際)
研究の完了 (実際)
試験登録日
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (実際)
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (推定)
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
詳しくは
この情報は、Web サイト clinicaltrials.gov から変更なしで直接取得したものです。研究の詳細を変更、削除、または更新するリクエストがある場合は、register@clinicaltrials.gov。 までご連絡ください。 clinicaltrials.gov に変更が加えられるとすぐに、ウェブサイトでも自動的に更新されます。