Adaptările energetice și rezerva de stres în circulația inimii obeze
Barry A. Borlaug, MD, Clinica și Fundația Mayo, 200 First Street SW, Rochester, MN 55905. E-mail
Departamentul de Medicină Cardiovasculară, Clinica Mayo, Rochester, MN (B.A.B.).
Departamentul de Medicină Internă și Centrul de Cercetare Imagistică Avansată, Universitatea Texas Southwestern, Dallas, TX (C.R.M.).
Articol, a se vedea p 1152
Rasa umană se confruntă cu o epidemie de obezitate care nu a mai fost văzută niciodată pe planeta Pământ. Numai în Statele Unite, se preconizează că prevalența obezității va crește la 50% în doar 10 ani, o creștere uluitoare de la 15% la mijlocul anilor 1970. 1 Obezitatea este un factor de risc major pentru o serie de tulburări cardiovasculare, inclusiv insuficiența cardiacă și, în special, insuficiența cardiacă cu fracție de ejecție conservată (HFpEF). Există mai multe mecanisme prin care obezitatea provoacă sistemul cardiovascular să producă în cele din urmă HFpEF, inclusiv retenția volumului renal, inflamația sistemică, încărcarea cardiacă excesivă, rezistența la insulină și modificările metabolismului celular. 2
Efectele obezității asupra miocitului cardiac abia încep să se concentreze. Studiile anterioare au sugerat efecte toxice directe mediate de acumularea de lipide în inimă ca promotori ai disfuncției miocardice la pacienții cu obezitate. 3 Creșterea greutății corporale este direct corelată cu creșterea consumului de oxigen miocardic și absorbția de acizi grași liberi. 4 Acest exces de oxidare a grăsimilor favorizează ineficiența energetică și poate contribui, de asemenea, la generarea de specii de oxigen lipotoxic și reactiv. Pacienții cu obezitate prezintă deficiențe energetice miocardice. 5 Aceasta pune inima obeză într-o poziție dezavantajată din punct de vedere energetic, mai ales având în vedere că volumul de muncă cardiac crește izbitor cu obezitatea, atât în repaus, cât și cu efort atunci când tensiunea arterială și debitul cardiac cresc. 2.6 Nu este clar modul în care inima obeză se adaptează la acest deficit de energie sau modul în care aceste adaptări ar putea afecta rezerva cardiacă.
Un subgrup de participanți obezi (n = 36) a suferit apoi o intervenție dietetică de scădere în greutate de 6 luni, după care 27 dintre participanți au pierdut în greutate (reducere de 11 ± 5% a masei corporale). 7 Pierderea în greutate a îmbunătățit sensibilitatea la insulină, a redus masa ventriculară stângă și a scăzut grăsimea viscerală. Acest lucru a fost asociat cu o îmbunătățire a fosfocreatinei/ATP și reduceri corespunzătoare ale livrării de ATP și kf CK la valorile în repaus, care au fost similare valorilor la voluntarii non-obezi. La 6 dintre participanții obezi care au slăbit, testarea dobutaminei a fost repetată, relevând îmbunătățiri semnificative ale rezervei de energie cu exerciții fizice, cu îmbunătățiri mai mari mediate de dobutamină în livrarea de ATP și kf CK. Autorii concluzionează că livrarea miocardică de ATP este menținută în obezitate prin creșteri compensatorii ale cineticii creatin kinazei, dar aceasta diminuează capacitatea de rezervă a inimii de a spori funcția cu stresul, care poate oferi un mecanism energetic care stă la baza intoleranței la efort la obezitate. 7
Creatin kinaza îndeplinește cel puțin 2 funcții în inimă (Figura [A]). Un rol este ca un tampon de energie. Dacă cererea de ATP depășește aprovizionarea, de exemplu în timpul ischemiei tranzitorii sau a creșterii rapide a sarcinii mecanice, legătura fosfat de mare energie a fosfocreatinei este transferată la ADP, pentru a regenera rapid ATP și a menține procesele critice dependente de ATP, cum ar fi contracția, pomparea Ca 2+ în reticulul sarcoplasmatic și menținerea gradientului electrochimic al Na +. Deoarece ATP se poate difuza relativ lent în citosol, celălalt rol al creatin kinazei este de a transporta legături fosfat cu energie ridicată de la locul de generare în mitocondrii la locul de utilizare la miofibrile. Deși Rayner și colegii săi au subliniat rolul de transfer al creatin kinazei, studiile unor izoenzime ale creatin kinazei folosind modele knock-out murin nu găsesc efecte substanțiale asupra hemodinamicii cardiace în timpul modificărilor de încărcare, 8,9 indicând probabil că poate apărea o fracțiune semnificativă din livrarea ATP către miofibrile independent de sistemul creatin kinazei. Cu toate acestea, punctul cheie este că activitatea creatin kinazei defectă poate afecta atât tamponarea temporală cât și spațială a disponibilității ATP, cu efecte dăunătoare. 10