структура eMESH. 2022-23 (eMESH)

Септический шок является широко распространенным и болезненным явлением в отделениях интенсивной терапии. Смертность увеличивается с 10-30% до 70-80% при возникновении сепсис-индуцированной дисфункции миокарда (SIMD). SIMD связан со стресс-индуцированными кардиомиопатиями и имеет биомеханические компоненты, отличные от хронической сердечной недостаточности (CHF), традиционно приписываемой коронарной болезни. Добутамин, агонист бета-адренорецепторов, является инотропным препаратом, рекомендуемым при слишком низком сердечном индексе, часто в сочетании со смесью альфа-бета-адреномиметиков, таких как норэпинефрин. В этом контексте добутамин маргинально эффективен (1/3 респондеров), оказывает потенциально вредное воздействие на функцию и жизнеспособность кардиомиоцитов и вызывает повышенную потребность в сердечном энергетическом метаболизме. Здоровое сердце работает почти исключительно за счет аэробного метаболизма. В то время как глюкоза является основным топливом для мозга и скелетных мышц, жирные кислоты в результате окисления липидов являются основным субстратом для нормального покоящегося сердца (цикл Рэндла). Это окисление липидов дает не менее 70% сердечного АТФ, баланс приходится на глюкозу с незначительным вкладом кетоновых тел и лактата. Митохондрии — это клеточная фабрика, производящая более 95% АТФ в организме. Митохондрии составляют 30-40% от общего объема кардиомиоцитов и потребляют кислород для образования огромных количеств АТФ в день путем окислительного фосфорилирования через 3 соединительных пути: цитоплазматический гликолиз, цикл Кребса и митохондриальную цепь переноса электронов внутри комплекса дыхательных ферментов. Хотя прямая тесная связь между метаболизмом миокарда, гомеостазом и функцией в норме четко не установлена, общепринятой концепцией является компенсаторное равновесие между митохондриальным окислением жирных кислот и глюкозы. Действительно, сердце всеядно и может модулировать поглощение/использование топливных субстратов в соответствии с физиологическими событиями (упражнения, голодание). Эта способность к перепрограммированию в отношении других различных обстоятельств или патологических состояний не гарантируется с потенциальной потерей метаболической гибкости. SIMD широко распространен при септическом шоке и часто свидетельствует об ухудшении исхода с повышенной смертностью. Систолическая и диастолическая дисфункции левого желудочка наблюдаются в 50% случаев острого сепсиса в течение первых 48 часов после поступления больного. Экспериментальные модели на животных могут имитировать сепсис человека и SIMD путем инъекции эндотоксина (модель LPS) или фекалий в брюшную полость (модель пункции перевязки слепой кишки), а также с использованием воспалительных цитокинов, окислительного стресса, оксида азота и нейтрофилов в качестве потенциальных агрессоров. Вентрикуло-артериальная развязка и развязка возбуждения-сокращения являются отличительной чертой сократительной неэффективности, наблюдаемой при SIMD. Обработка Ca2+ (молекула иона, необходимая для работы сердца) при аномальном сепсисе и связанная с нарушением активации/фосфорилирования и повышенным протеолитическим расщеплением ключевых регуляторов, таких как тропонин I сердца. отек, гиперемия, множественные воспалительные инфильтраты и митохондриальные структурные повреждения с интрамиокардиальным накоплением гликогена и липидов. Пена может быть побочным эффектом сердечного метаболического отключения, следующего за митохондриальной дисфункцией. Уменьшение каптирования/окисления жирных кислот было зарегистрировано при традиционной ХСН, что не всегда компенсируется повышенным использованием глюкозы, но иногда повышенным использованием кетоновых тел и лактатов, а также повышенным миокардиальным протеолизом. Это наблюдение не обязательно применимо к сепсису и SIMD, где энергетический метаболизм сердца до сих пор остается загадкой. Системные метаболические изменения при сепсисе являются сложными, с активацией гликогенолиза и глюконеогенеза, резистентностью к инсулину и усилением липолиза с повышением уровня жирных кислот в крови. В этих условиях и в сердце снижение окисления жирных кислот не обязательно компенсируется повышенным потреблением глюкозы. Для выяснения этих нарушений обмена веществ, вызванных SIMD, использовались разные названия, лучшим из которых является «метаболико-биоэнергетическое отключение и оглушение». Фактически сепсис вызывает метаболический ураган в кровотоке, жизненно важных органах и митохондриях, что приводит к значительному увеличению расхода энергии покоя. Dhanaut et al впервые продемонстрировали в 1987 г. сдвиг в выборе энергетического топлива тканями миокарда у пациентов с септическим шоком. Использование жирных кислот и глюкозы сократилось в 4 и 2 раза соответственно. Тем не менее, это исследование было направлено на субоптимально реанимированных пациентов, которые находились в раннем остром гипердинамическом шоке (< 6 часов). В экспериментальных моделях мышей, зараженных LPS или пункцией перевязки слепой кишки, и адекватной инфузионной реанимацией, микроперфузия сердца изменяется (т. мальперфузии), митохондриальный окислительный метаболизм снижается с увеличением захвата глюкозы миокардом. Система апелинов представляет собой семейство эндогенных пептидных гормонов (апелинов), не родственных катехоламинам, но обладающих выраженными сердечно-сосудистыми свойствами. Это функциональное влияние коррелирует с конститутивной экспрессией апелинов и их рецепторов APJ в сердце и сосудах. Кардиальные эффекты апелинов характеризуются повышенной сократительной силой (систолической функцией), без хронотропного, но с лузитропным эффектом и дромомодуляцией. Еще одно влияние апелинов заключается в использовании сердечными субстратами метаболической энергии.

Апелины способствуют использованию глюкозы и жирных кислот посредством рекрутирования основных специфических переносчиков, таких как GLUT4 и FAT/CD36.

Научные исследования: какой источник энергии является предпочтительным для сердечных митохондрий при остром септическом шоке с дисфункцией миокарда или без нее по сравнению с несептической ЗСН? Связан ли этот предварительный сдвиг/движение в использовании энергетического субстрата с мышечной дисфункцией или только с реакцией на системную среду? и является ли он специфичным для сепсиса или общим для любого неспецифического повреждения миокарда? Связан ли этот сдвиг с особым биофенотипом апелинергической системы, участвующей в сердечно-сосудистом гомеостазе? и/или характерное изменение биомаркеров повреждения сердца? Влияет ли системный метаболизм окружающей среды на тенденцию во время острого септического шока?

Гипотезы. Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) миокарда может позволить визуализировать и количественно оценить неинвазивную энергетическую селекцию сердца в условиях острого шока, связанного или не связанного с сепсисом. Взаимосвязь можно найти между профилями ПЭТ, источниками острого шока (сепсис и не сепсис), функциональными данными (ультразвуковая кардиография), специфическими биомаркерами сердечного повреждения, апелинергическими и метаболическими профилями крови.

Цели: 1) Показать аналитическую ценность кинетики кардиальной капитации 3 индикаторов энергии (пальмитат для жирных кислот, ФДГ для глюкозы и ацетат для митохондриальной активности), 2) Сопоставить данные ПЭТ с (дис)функцией миокарда, наблюдаемой с помощью кардиографии США. , 3) Оценить метаболический профиль крови пациентов с точки зрения накопления продуктов, полученных в результате нарушения окисления энергетических субстратов, 4) Измерить и сравнить биомаркеры повреждения/ремоделирования миокарда (тропонины, NT-proBNP, галектин-3) и системные эндогенные биофенотип апелина.

Методы: 1) Проспективное оценочное исследование 4 групп по 8 пациентов с септическим шоком или острой сердечной недостаточностью в условиях гемодинамической поддержки: i) группа с признаками СНМД (УЗ-кардиография в отделении интенсивной терапии в первые 48 часов: систолическая фракция выброса < 45 %), ii) группа с септическим шоком без признаков SIMD, iii) группа с несептической сердечной недостаточностью (систолическая фракция выброса < 45% или сердечная недостаточность со сниженной фракцией выброса, iv) группа с несептическим (систолическая фракция выброса < 50% или сердечная недостаточность со сниженной фракцией выброса.