Metabolsk ombygging ved pulmonal arteriell hypertensjon (PAH)

PAH er en stille progressiv sykdom i lungevaskulaturen som ofte viser seg klinisk senere i sykdomsforløpet. Symptomer, inkludert alvorlig kortpustethet, viser seg i gjennomsnitt 2 år etter debut når pulmonal arteriell trykk øker på grunn av forhøyet pulmonal vaskulær motstand (PVR). Forhøyet PVR forårsaker overbelastning av høyre ventrikkel (RV), metabolske endringer og myokardremodellering som resulterer i nedsatt RV-kontraktilitet, dysfunksjon og påfølgende RV-svikt. Høyre hjertesvikt er en vanlig dødsårsak hos pasienter med PAH. Foreløpig er alle terapier for PAH rettet mot lungevaskulaturen ved å forbedre pulmonal vasodilatasjon og redusere vaskulær motstand. Det er begrenset direkte effekt på myokard, selv om RV-funksjonen generelt forbedres med redusert etterbelastning. Til tross for reduksjon i PVR med vasodilatorer, kan imidlertid hvilende RV-dysfunksjon til slutt utvikle seg hos pasienter med PAH. Årsaken til RV-svikt kan derfor ikke helt tilskrives endringene i pulmonal vaskulær hemodynamikk, men kan også være relatert til metabolske endringer og svikt i kompenserende mekanismer i RV. En bedre forståelse av hvordan RV-myokard remodellerer ved RV-svikt fra PAH og som respons på pulmonal vasodilatorterapi kan tillate utvikling av RV-målrettede terapier for å opprettholde RV-funksjonen til tross for kontinuerlig forhøyet etterbelastning.

For tiden er det svært få eksisterende teknikker for å studere hjertemetabolisme in vivo. Nukleærmedisinske teknikker (dvs. Positron Emission Tomography, PET og Single Photon Emission Computer Tomography, SPECT) er begrenset ved at de bruker radiomerkede sporstoffer som ikke kan skille sporstoffet og dets metabolske produkter og utsetter pasienter for ioniserende stråling. Hyperpolarisert (HP) magnetisk resonansspektroskopisk avbildning (MRSI) av 13C-merkede arter muliggjør storskala bestemmelse av cellulær metabolisme knyttet til patofysiologiske mekanismer for sykdom uten bruk av ioniserende stråling, og representerer en unik og ny metode for å avbilde sanntid in vivo kardialt metabolsk substratutnyttelse koblet til hjertefunksjon. For tiden er den kanoniske HP-forbindelsen som brukes 13C-pyruvat. De kortlivede, ikke-radioaktive, HP 13C-pyruvat-metabolittene er biologisk analoge med deres endogene analoger og kan avsløre enzymatisk aktivitet (f.eks. laktatdehydrogenase og pyruvatdehydrogenase) før og etter intervensjoner som ikke umiddelbart besvares av PET eller annen bildebehandling. metode. Viktigere er at HP MRSI har potensial til å avsløre metabolske mekanismer assosiert med hjertesykdomstilstander, forstå forholdet mellom metabolisme og kontraktil funksjon, og kan være en biomarkør for å bestemme terapeutisk effekt. Disse teknikkene vil muliggjøre robust avbildning av hjertemetabolisme med kvantitative mål avledet fra både RV og LV. Måling av nedstrømsprodukter av pyruvatmetabolisme, inkludert laktat, alanin og bikarbonat, vil tillate sanntidsaktivitetsvurdering av henholdsvis laktatdehydrogenase (LDH), alaninaminotransferase (ALAT), pyruvatdehydrogenase (PDH). Målingen av disse nedstrøms produktene av metabolisme; nemlig bikarbonat og laktat, vil tillate vurdering av det relative bidraget til oksidativ metabolisme og glykolyse. Siden avbildningen utføres på et klinisk MR-system, kan metabolisme studeres samtidig med klassiske parametere for hjertefunksjon.