Fizjologiczna plastyczność magazynowania lipidów w mięśniu sercowym

Tło

Otyłość jest dobrze znanym czynnikiem ryzyka rozwoju nietolerancji glukozy, cukrzycy typu 2, aw konsekwencji powikłań cukrzycowych, takich jak choroby układu krążenia. Co ważne, otyłość wiąże się nie tylko z akumulacją lipidów w tkance tłuszczowej (ortotopowe odkładanie się tłuszczu), ale także w tkankach nietłuszczowych (odkładanie się ektopowego tłuszczu). W badaniach klinicznych wielokrotnie wykazano, że nagromadzenie lipidów w mięśniach i wątrobie, a także zwiększona ilość trzewnej tkanki tłuszczowej jest związana z rozwojem ośrodkowej i obwodowej oporności na insulinę. Ponadto ostatnie dane z badań na zwierzętach pokazują coraz więcej dowodów na to, że dwa inne narządy, serce i trzustka, mogą być również zaangażowane w procesy patofizjologiczne zmniejszonej wrażliwości na insulinę. Chociaż zmniejszone wydzielanie insuliny w przebiegu cukrzycy typu 2 zostało dobrze udokumentowane, znaczenie odkładania się tłuszczu w trzustce jako wczesnego etapu tego procesu zostało zasugerowane dopiero niedawno na podstawie modeli zwierzęcych. I odwrotnie, choroba niedokrwienna serca jest jednym z najniebezpieczniejszych powikłań cukrzycy, a jej zapobieganie jest tym samym kamieniem węgielnym obecnego leczenia cukrzycy. Ostatnie dane sugerują, że zmiany w metabolizmie lipidów w sercu i związane z tym odkładanie lipidów w naskórku i mięśniu sercowym mogą być najwcześniejszymi objawami kardiopatii cukrzycowej.

Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI) i spektroskopia (MRS) należą do najbardziej wszechstronnych metod nieinwazyjnych badań tkanek ludzkich i/lub metabolizmu in vivo i in situ. Doskonały kontrast MRI do tkanek miękkich doprowadził już do wdrożenia tej metody do oceny akumulacji lipidów w całym organizmie, natomiast MRS z powodzeniem zastosowano do badania metabolizmu lipidów w mięśniach szkieletowych i wątrobie. Rozszerzone zastosowanie tej metody w odniesieniu do serca i trzustki pozwoli na kompleksowe zbadanie ortotopowego i ektopowego odkładania się tłuszczu u ludzi oraz jego związku z rozwojem insulinooporności i cukrzycy.

Metodologiczna część badania skupi się na fizjologicznej plastyczności lipidów sercowych w celu oceny:

i) odtwarzalność metodologiczna ii) fizjologiczna odtwarzalność wewnątrzosobnicza poprzez pomiar dziennych zmian, jak również zmian w ciągu dnia.

Cel

i) Adaptacja i optymalizacja sekwencji MRS pojedynczego woksela, która jest obecnie stosowana w mięśniach i wątrobie, tak aby podwójne wyzwalanie oddechowe i sercowe umożliwiało spektroskopię mięśnia sercowego.

ii) Zweryfikuj metodologię w różnych standardowych warunkach fizjologicznych.

Metody

Lipidy sercowe są oznaczane podczas pięciu niezależnych badań MR rozłożonych na dwa dni w odstępie jednego lub dwóch tygodni. Oba dni obejmowały pomiar rano po całonocnym poście (>8h) i jeden po południu (8h po śniadaniu, 3,5h po obiedzie). W celu określenia odtwarzalności metodologicznej powtórzono pomiar popołudniowy w jednym z dwóch dni (przerwa 1h). Przygotowanie ochotników obejmowało zachowanie normalnej diety, ale ograniczenie aktywności fizycznej przez dwa poprzedzające dni. Lipidy sercowe określono za pomocą spektroskopii MR pojedynczego woksela.