Povećanje snabdevanja ketonima u srcu kod miševa sa srčanom insuficijencijom sa očuvanom ejekcionom frakcijom (HFpEF) omogućilo je njihovim srcima da iskoriste više ketona i proizvode više energije, prema preliminarnom istraživanju predstavljenom danas na naučnim sesijama za osnovne kardiovaskularne nauke Američkog udruženja za srce 2024. Sastanak je održan u Čikagu, 22-25. jula 2024. i nudi najnovija istraživanja o inovacijama i otkrićima u kardiovaskularnoj nauci.
Srčana insuficijencija sa očuvanom frakcijom izbacivanja, uobičajena vrsta srčane insuficijencije, javlja se kada postoje znaci i simptomi srčane insuficijencije sa visokim pritiskom punjenja leve komore uprkos normalnoj ili skoro normalnoj ejekcionoj frakciji leve komore od 50% ili više. Srčana insuficijencija sa smanjenom frakcijom izbacivanja je kada je snaga pumpanja srca 40% ili manja.
Normalno očitavanje frakcije izbacivanja je između 50 i 70%. Srčana insuficijencija sa smanjenom frakcijom izbacivanja (HFrEF) je dobro proučena i ima uspostavljene planove upravljanja i terapijske strategije; nasuprot tome, trenutno ne postoji tretman za HFpEF zasnovan na dokazima.
Zdrava srca zahtevaju visoku stopu proizvodnje adenozin trifosfata (ATP) (obezbeđuje energiju za pokretanje i podršku srcu) da bi održala svoje kontinuirano pumpno delovanje. Ova energija dolazi od uravnotežene upotrebe glukoze i masti za podršku kontraktilnoj funkciji srca.
„Ketoni su poseban energetski resurs“, rekao je autor studije Kiuiu (Violet) Sun, B.Sc., Ph.D. kandidat na Univerzitetu Alberta u Kanadi.
„Ljudi se normalno oslanjaju na ugljene hidrate i masti za energiju. Međutim, kada nivo glukoze u krvi padne, na primer nakon dugotrajnog posta ili napornog vežbanja, to predstavlja rizik za naš mozak, koji zavisi od glukoze i ne može da koristi masti za energiju. Da bismo rešili ovo , naše telo ima ugrađen mehanizam za proizvodnju ovog posebnog energetskog supstrata koji se zove ketoni.“
„Ovaj proces je poznat kao ketogeneza i uključuje razlaganje masti iz skladištenja masti. Jetra zatim pretvara ove masti u ketonska tela, koja ulaze u krvotok da bi napajala mozak“, objasnio je Sun. „Ketoni mogu da konvertuju hemijsku energiju u obliku ATP-a da bi poboljšali sposobnost srca da pumpa na kontinuiran način.
Prema istraživačima, oslanjanje na masne kiseline za proizvodnju ATP-a može biti problematično. Masne kiseline su manje efikasan izvor goriva u poređenju sa glukozom jer masti zahtevaju više kiseonika da bi proizvele istu količinu ATP-a kao glukoza.
U ovoj studiji, istraživači su procenili metabolizam srca miševa i otkrili da su srca sa HFpEF rekonstruisala svoje metaboličke profile. Konkretno, istraživači su otkrili u HFpEF srcima, upotreba ketona je bila oštećena, kao i smanjena stopa oksidacije glukoze u kombinaciji sa povećanjem oksidacije masnih kiselina. Ove dve promene balansiraju jedna drugu, što dovodi do ukupne očuvane proizvodnje energije.
Kada je HFpEF srcima dato više ketona, to je rezultiralo povećanjem ukupne proizvodnje ATP-a usled ketona i oksidacije glukoze u ATP sa 15% na 28% sa očuvanom sposobnošću pumpanja. Dakle, povećanje snabdevanja ketonima u srcu kod HFpEF miševa dovelo je do veće proizvodnje ATP-a.
„Ovo je ključno jer ovo povećanje upotrebe ketona od strane srca nije izazvalo nikakve smetnje u upotrebi glukoze ili masti. Drugim rečima, ketoni se nisu takmičili sa glukozom ili mastima kao izvorom energije. Kao takva, povećana oksidacija ketona ne nastavlja dalje. pogoršavaju poremećeni metabolički profil srca u HFpEF“, rekao je Sun.
Prema statistici srčanih bolesti i moždanog udara Američkog udruženja za srce za 2024. godinu, procenjeno je da je 56,2 miliona ljudi živelo sa srčanom insuficijencijom u 204 zemlje širom sveta u 2019. Međutim, ova procena verovatno ne predstavlja pravu stopu srčane insuficijencije zbog podataka i dijagnostičkih nedostataka u niskim -regije i zemlje resursa.
„Prevalencija srčane insuficijencije sa očuvanom ejekcionom frakcijom raste, podstaknuta starenjem populacije i povećanjem stope gojaznosti. Nažalost, još uvek postoji nedostatak klinički efikasnog lečenja za ovo stanje“, rekao je Sun.
„Nadamo se da nam naša studija može pomoći da bolje razumemo ovo stanje. Identifikovanje ključnih proteina uključenih u metabolizam energije srca može potencijalno dovesti do identifikacije meta koje se mogu podesiti za budući razvoj lekova za lečenje HFpEF.“
Sun je rekao da su sledeći koraci da se ispita precizna uloga upotrebe ketona od strane srca u HFpEF i da se proceni da li povećanje snabdevanja ketonima u srcu može potencijalno optimizovati proizvodnju energije srca i dovesti do poboljšane srčane funkcije.
Zajedničke smernice AHA/ACC/HFSA 2022 za lečenje srčane insuficijencije pozivaju na povećan fokus na sprečavanje srčane insuficijencije kod ljudi koji pokazuju rane znake „pre-srčane insuficijencije“ i ažurirane strategije lečenja za osobe sa simptomatskom srčanom insuficijencijom da se uključe SGLT-2 inhibitori (SGLT2i) lekovi. SGLT-2 inhibitori su klasa lekova na recept koji je odobrila FDA za upotrebu uz ishranu i vežbanje za snižavanje šećera u krvi kod odraslih sa dijabetesom tipa 2.
Pozadina studija:
Ograničenja studije su bila da se fokusirala na metabolički fenotip HFpEF. Međutim, postoje različite podgrupe HFpEF koje poseduju različitu kliničku prezentaciju, kao što su fibrozni tip ili fenotipovi dijastolne disfunkcije HFpEF. Obe podgrupe HFpEF su podjednako važne i treba ih dalje istraživati. Pored toga, pošto miševi imaju drugačiju fiziologiju i metaboličke profile od ljudi, buduća istraživanja bi trebalo da bolje okarakterišu metabolizam srčane energije u HFpEF koristeći eksperimentalne modele koji su bliže usklađeni i prevedeni na ljude.
