Pierderea în greutate îmbunătățește contracția mușchiului cardiac la persoanele cu obezitate și insuficiență cardiacă
Un nou raport de cercetare, condus de Johns Hopkins Medicine, arată că persoanele cu obezitate severă și un tip comun de insuficiență cardiacă se confruntă cu mușchi cardiaci slăbiți, iar pierderea în greutate poate inversa unele dintre aceste efecte.
Studiul, finanțat de Institutele Naționale de Sănătate, urmează să fie publicat pe 23 aprilie în revista Science. Cercetătorii au analizat celulele mușchiului cardiac de la pacienți cu insuficiență cardiacă și fracție de ejecție păstrată (HFpEF), o formă comună de insuficiență cardiacă care afectează în mod disproporționat persoanele cu obezitate severă. Aceștia au identificat anomalii asociate cu această afecțiune, inclusiv slăbirea producției de forță în celulele musculare prelevate din inimile persoanelor foarte obeze (cu un indice de masă corporală mai mare de 40 kg/m2) cu HFpEF.
Într-un subgrup de pacienți care au beneficiat de terapie de pierdere în greutate, cei care au slăbit cel mai mult au avut o contracție mai bună a celulelor mușchiului cardiac, sugerând că problemele de contracție ar putea fi reversibile. Echipa de la Johns Hopkins Medicine a identificat, de asemenea, o modificare chimică care cauzează slăbirea contracției pe o proteină musculară, troponină I. Această schimbare a fost mai pronunțată la persoanele cu HFpEF și obezitate severă, indicând troponină I ca un potențial țintă pentru medicamentele destinate pacienților cu această afecțiune specifică.
„Aceasta reprezintă un avans major în înțelegerea unei forme comune, dar complicate, de insuficiență cardiacă care afectează disproporționat persoanele cu obezitate severă”, a declarat David Kass, M.D., studiu lead, profesor de cardiologie la Johns Hopkins University School of Medicine.
În Statele Unite, aproximativ 6,6 milioane de persoane suferă de insuficiență cardiacă, iar aproape jumătate dintre acestea au HFpEF, care are o rată de mortalitate de 20%–29% în primii ani, conform American College of Cardiology.
În cazul HFpEF, camera principală de pompare a inimii pare să se contracteze normal, dar are o rigiditate crescută și se relaxează lent, având dificultăți în a se umple, explică Kass. Istoric, HFpEF a fost asociată cu persoane în vârstă, cu hipertensiune arterială cronică, inimi cu pereți îngroșați, fibroză, diabet și boli renale. Cercetările mai recente indică faptul că pacienții cu HFpEF sunt susceptibili să aibă obezitate (indice de masă corporală peste 30 kg/m2) sau obezitate severă (indice de masă corporală peste 40 kg/m2). Obezitatea asociată cu HFpEF este legată de rezultate mai slabe, inclusiv slăbiciune accentuată, oboseală, boli renale și o probabilitate crescută de deces.
Fracția de ejecție măsoară procentajul de sânge pe care inima îl ejectează la fiecare bătaie și este, de obicei, în jur de 65% la persoanele sănătoase și la cele cu HFpEF. Această măsurare, totuși, poate să nu reflecte ceea ce fac celulele musculare subiacente, spune Vivek Jani, M.D./Ph.D. candidate la Johns Hopkins University School of Medicine.
„Aceasta ar putea fi la baza paradoxului fundamental în care pacienții cu insuficiență cardiacă pot avea fracții de ejecție diferite și răspunsuri variate la medicamente, dar prezintă simptome similare”, subliniază Jani.
În cadrul studiului, Kass și echipa sa au colaborat cu Kavita Sharma, M.D., director al Johns Hopkins Medicine Center for Heart Failure with Preserved Ejection Fraction, pentru a colecta biopsii din mici porțiuni de mușchi cardiac cu permisiunea a 80 de pacienți cu HFpEF. Aceștia au comparat aceste probe cu țesutul cardiac din cadrul Diviziei de Cardiologie de la Universitatea din Pennsylvania, obținut de la donatori umani fără insuficiență cardiacă și de la persoane cu insuficiență cardiacă avansată care primeau un transplant de inimă.
Cercetătorii au utilizat inițial un algoritm computerizat pentru a clasifica pacienții cu HFpEF pe baza proprietăților celulelor mușchiului cardiac. Algoritmul a identificat două subgrupuri în funcție de indicele de masă corporală, un grup cu un IMC mult mai mare, de 43 kg/m2, și un alt grup cu un IMC de 30 kg/m2. Aceștia au constatat că abilitatea celulelor de a crește forța cu calciu sau prin întindere, esențiale pentru contracție, era foarte redusă în primul grup de pacienți cu HFpEF și obezitate severă, comparativ cu al doilea grup, mai puțin obez, precum și cu probele de țesut cardiac neafectate de insuficiență.
„Celulele miocitare din persoanele cu HFpEF și obezitate severă semănau surprinzător de mult cu cele ale pacienților cu insuficiență cardiacă și fracție de ejecție scăzută care primeau un transplant de inimă”, afirmă Kass.
Rigiditatea de repaus a celulelor, considerată o caracteristică comună a HFpEF, era mai frecventă în grupul HFpEF cu obezitate mai redusă. Totuși, ambele grupuri HFpEF prezentau o relaxare mai lentă a celulelor musculare, cea mai lentă măsurată fiind în rândul celor cu obezitate severă.
Investigarea a arătat, de asemenea, cum miocitele funcționează defectuos în funcție de severitatea obezității. Analiza prin raze X a relevat structura cristalină a proteinelor motorii din celulele musculare, iar celulele din grupul cel mai obez cu HFpEF prezentau structuri anormale, rezultând o forță activă mai scăzută care slăbește capacitatea inimii de a contracta. În probele de țesut cardiac de la persoanele cu obezitate severă, fără insuficiență cardiacă, cercetătorii afirmă că obezitatea severă singură nu părea să cauzeze probleme similare cu celulele mușchiului cardiac.
Apoi, cercetătorii au examinat cauzele subiacente ale contracției musculare active slabe la persoanele cu obezitate severă și HFpEF. Analizând principalele proteine care formează unitatea de contracție musculară, numită sarcomer, aceștia au descoperit modificări în proteina troponină I. Troponină I este esențială pentru contracția și relaxarea mușchiului și are o subunitate modificată printr-un proces numit fosforilare. Cercetătorii au identificat o fosforilare mai mare la pacienții cu HFpEF care erau mai obezi, demonstrând că această modificare chimică singură ar putea slăbi forța activă a celulelor musculare.
Într-un subset al grupului HFpEF, 16 persoane cu un IMC mediu de 39 au urmat o terapie de pierdere în greutate, în principal cu un inhibitor GLP-1, pe o perioadă medie de 1,5 ani. În acest grup de oameni care au slăbit, cercetătorii afirmă că celulele lor musculare și-au recăpătat abilitățile de contracție. Cei care au pierdut 10% sau mai mult din greutatea corporală au avut o forță a celulelor musculare aproape normală, adaugă Kass.
„HFpEF a fost mult timp văzută ca o problemă de rigiditate”, spune Kass.
