Przebudowa metaboliczna w tętniczym nadciśnieniu płucnym (TNP)

PAH jest cichą, postępującą chorobą naczyń płucnych, która często objawia się klinicznie w późniejszym przebiegu choroby. Objawy, w tym ciężka duszność, pojawiają się średnio 2 lata po wystąpieniu, gdy ciśnienie w tętnicy płucnej wzrasta z powodu podwyższonego oporu naczyniowego płuc (PVR). Podwyższony PVR powoduje przeciążenie prawej komory (RV), zmiany metaboliczne i przebudowę mięśnia sercowego, co skutkuje upośledzeniem kurczliwości RV, dysfunkcją i późniejszą niewydolnością RV. Niewydolność prawokomorowa jest częstą przyczyną zgonów pacjentów z PAH. Obecnie wszystkie terapie PAH są ukierunkowane na układ naczyniowy płuc poprzez poprawę rozszerzenia naczyń płucnych i zmniejszenie oporu naczyniowego. Istnieje ograniczony bezpośredni wpływ na mięsień sercowy, chociaż czynność RV generalnie poprawia się przy zmniejszonym obciążeniu następczym. Jednak pomimo zmniejszenia PVR za pomocą leków rozszerzających naczynia krwionośne, spoczynkowa dysfunkcja RV może ostatecznie postępować u pacjentów z PAH. Zatem przyczyna niewydolności RV nie może być całkowicie przypisana zmianom w hemodynamice naczyń płucnych, ale może być również związana z przesunięciami metabolicznymi i niewydolnością mechanizmów kompensacyjnych w RV. Lepsze zrozumienie przebudowy mięśnia sercowego RV w niewydolności RV spowodowanej PAH oraz w odpowiedzi na leczenie lekami rozszerzającymi naczynia płucne może pozwolić na opracowanie terapii ukierunkowanych na RV w celu utrzymania funkcji RV pomimo stale podwyższonego obciążenia następczego.

Obecnie istnieje bardzo niewiele technik badania metabolizmu serca in vivo. Techniki medycyny nuklearnej (tj. pozytonowa tomografia emisyjna, PET i komputerowa tomografia emisyjna pojedynczego fotonu, SPECT) są ograniczone, ponieważ wykorzystują znakowane radioaktywnie znaczniki, które nie są w stanie rozróżnić znacznika i jego produktów metabolicznych oraz narażają pacjentów na promieniowanie jonizujące. Hiperpolaryzowane (HP) obrazowanie spektroskopowe rezonansu magnetycznego (MRSI) gatunków znakowanych 13C umożliwia określenie na dużą skalę metabolizmu komórkowego związanego z patofizjologicznymi mechanizmami choroby bez użycia promieniowania jonizującego i stanowi unikalną i nowatorską metodę obrazowania w czasie rzeczywistym in vivo wykorzystanie substratów metabolicznych serca w połączeniu z funkcją serca. Obecnie stosowanym kanonicznym związkiem HP jest 13C-pirogronian. Krótkożyciowe, nieradioaktywne metabolity pirogronianu HP 13C są biologicznie analogiczne do ich endogennych analogów i mogą wykazywać aktywność enzymatyczną (np. metoda. Co ważne, HP MRSI może ujawnić mechanizmy metaboliczne związane ze stanami chorobowymi serca, zrozumieć związek metabolizmu z funkcją skurczową i może być biomarkerem do określania skuteczności terapeutycznej. Techniki te umożliwią solidne obrazowanie metabolizmu serca za pomocą pomiarów ilościowych pochodzących zarówno z RV, jak i LV. Pomiar dalszych produktów metabolizmu pirogronianu, w tym mleczanu, alaniny i wodorowęglanu, pozwoli na ocenę aktywności odpowiednio dehydrogenazy mleczanowej (LDH), aminotransferazy alaninowej (ALAT) i dehydrogenazy pirogronianowej (PDH) w czasie rzeczywistym. Pomiar tych dalszych produktów metabolizmu; a mianowicie wodorowęglany i mleczany, pozwolą na ocenę względnego udziału metabolizmu oksydacyjnego i glikolizy. Ponieważ obrazowanie odbywa się na klinicznym systemie MRI, metabolizm można badać jednocześnie z klasycznymi parametrami czynności serca.