肺动脉高压 (PAH) 的代谢重塑

PAH 是一种无症状的肺血管系统疾病，通常在病程后期出现临床表现。 由于肺血管阻力 (PVR) 升高导致肺动脉压力升高，症状（包括严重呼吸急促）平均在发病后 2 年出现。 升高的 PVR 导致右心室 (RV) 超负荷、代谢变化和心肌重塑，导致 RV 收缩力受损、功能障碍和随后的 RV 衰竭。 右心衰竭是 PAH 患者常见的死亡原因。 目前，所有针对 PAH 的治疗都是通过改善肺血管舒张和降低血管阻力来靶向肺血管系统。 对心肌的直接影响有限，尽管 RV 功能通常随着后负荷的减少而改善。 然而，尽管使用血管扩张剂可降低 PVR，但 PAH 患者的静息 RV 功能障碍可能最终会恶化。 因此，RV 衰竭的原因不能完全归因于肺血管血流动力学的变化，还可能与 RV 中的代谢变化和代偿机制失效有关。 更好地了解 RV 心肌如何在 PAH 导致的 RV 衰竭中重塑以及对肺血管扩张剂治疗的反应可能允许开发 RV 靶向治疗以在后负荷持续升高的情况下维持 RV 功能。

目前，在体内研究心脏代谢的现有技术很少。 核医学技术（即正电子发射断层扫描、PET 和单光子发射计算机断层扫描、SPECT）的局限性在于它们使用无法区分示踪剂及其代谢产物的放射性标记示踪剂，并使患者暴露于电离辐射。 13C 标记物种的超极化 (HP) 磁共振波谱成像 (MRSI) 能够在不使用电离辐射的情况下大规模测定与疾病的病理生理机制相关的细胞代谢，并且代表了一种独特而新颖的体内实时成像方法心脏代谢底物利用与心脏功能相结合。 目前，使用的典型 HP 化合物是 13C-丙酮酸盐。 寿命短、非放射性的 HP 13C-丙酮酸代谢物在生物学上与其内源性类似物类似，可以揭示 PET 或任何其他成像无法轻易回答的干预前后的酶活性（例如，乳酸脱氢酶和丙酮酸脱氢酶）方法。 重要的是，HP MRSI 有可能揭示与心脏病状态相关的代谢机制，了解代谢与收缩功能的关系，并可能成为确定治疗效果的生物标志物。 这些技术将通过来自 RV 和 LV 的定量测量实现心脏代谢的稳健成像。 丙酮酸代谢下游产物的测量，包括乳酸、丙氨酸和碳酸氢盐，将允许分别对乳酸脱氢酶 (LDH)、丙氨酸氨基转移酶 (ALAT)、丙酮酸脱氢酶 (PDH) 进行实时活性评估。 这些下游代谢产物的测量；即，碳酸氢盐和乳酸盐，将允许评估氧化代谢和糖酵解的相对贡献。 由于成像是在临床 MRI 系统上进行的，因此可以同时研究新陈代谢和心功能的经典参数。