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O aumento do fornecimento de cetonas ao coração em camundongos com insuficiência cardíaca com fração de ejeção preservada (ICFEP) permitiu que seus corações utilizassem mais cetonas e produzissem mais energia, de acordo com pesquisa preliminar apresentada hoje nas Sessões Científicas de Ciências Cardiovasculares Básicas da American Heart Association de 2024.
Insuficiência cardíaca com fração de ejeção preservada, um tipo comum de insuficiência cardíaca, ocorre quando há sinais e sintomas de insuficiência cardíaca com alta pressão de enchimento do ventrículo esquerdo, apesar de uma fração de ejeção do ventrículo esquerdo normal ou quase normal de 50% ou mais. Insuficiência cardíaca com fração de ejeção reduzida é quando o poder de bombeamento do coração é de 40% ou menos. Uma leitura normal da fração de ejeção está entre 50 a 70%. A insuficiência cardíaca com fração de ejeção reduzida (ICFEr) é bem estudada e tem planos de tratamento e estratégias terapêuticas estabelecidos; em contraste, não há tratamento atual baseado em evidências para ICFEp.
Corações saudáveis requerem uma alta taxa de produção de trifosfato de adenosina (ATP) (fornece a energia para impulsionar e dar suporte ao coração) para manter sua ação de bombeamento contínua. Essa energia vem de um uso equilibrado de glicose e gorduras para dar suporte à função contrátil do coração.
“As cetonas são um recurso energético especial”, disse o autor do estudo Qiuyu (Violet) Sun, B.Sc., um candidato a Ph.D. na Universidade de Alberta, no Canadá. “Os humanos normalmente dependem de carboidratos e gordura para obter energia. No entanto, quando os níveis de glicose no sangue caem, como após jejum prolongado ou exercícios extenuantes, isso representa um risco para o nosso cérebro, que depende da glicose e não pode utilizar gorduras para obter energia. Para lidar com isso, nosso corpo tem um mecanismo integrado para produzir esse substrato energético especial chamado cetonas.”
“Esse processo é conhecido como cetogênese e envolve a quebra de gorduras do armazenamento de gordura. O fígado então converte essas gorduras em corpos cetônicos, que entram na corrente sanguínea para abastecer o cérebro”, explicou Sun. “As cetonas podem converter a energia química na forma de ATP para melhorar a capacidade de bombeamento do coração de forma contínua.”
De acordo com os pesquisadores, depender de ácidos graxos para produzir ATP pode ser problemático. Ácidos graxos são uma fonte de combustível menos eficiente em comparação à glicose porque as gorduras requerem mais oxigênio para produzir a mesma quantidade de ATP que a glicose.
Neste estudo, os pesquisadores avaliaram o metabolismo dos corações de camundongos e descobriram que corações com HFpEF reconstruíram seus perfis metabólicos. Especificamente, os pesquisadores descobriram que em corações com HFpEF, o uso de cetona foi prejudicado, assim como uma taxa de oxidação de glicose prejudicada, juntamente com um aumento na oxidação de ácidos graxos. Essas duas mudanças se equilibram, levando à produção geral de energia preservada.
Quando corações HFpEF receberam mais cetonas, isso resultou em um aumento na produção geral de ATP proveniente de cetonas e oxidação de glicose para ATP de 15% para 28% com capacidade de bombeamento preservada. Então, aumentar o suprimento de cetona para o coração em camundongos HFpEF levou a uma maior produção de ATP.
“Isso é crucial porque esse aumento no uso de cetona pelo coração não causou nenhuma interferência no uso de glicose ou gordura. Em outras palavras, as cetonas não estavam competindo com glicose ou gorduras como fonte de energia. Como tal, a oxidação elevada de cetona não agrava ainda mais o perfil metabólico interrompido do coração na HFpEF”, disse Sun.
De acordo com as Estatísticas de Doenças Cardíacas e Derrames Cerebrais de 2024 da Associação Americana do Coração, estima-se que 56,2 milhões de pessoas viviam com insuficiência cardíaca em 204 países ao redor do mundo em 2019. No entanto, essa estimativa provavelmente sub-representa a taxa real de insuficiência cardíaca devido a lacunas de dados e diagnósticos em regiões e países com poucos recursos.
“A prevalência de insuficiência cardíaca com fração de ejeção preservada está aumentando, impulsionada pelo envelhecimento da população e aumento das taxas de obesidade. Infelizmente, ainda há uma falta de tratamento clinicamente eficaz para essa condição”, disse Sun. “Esperamos que nosso estudo possa nos ajudar a entender melhor essa condição. Identificar proteínas-chave envolvidas no metabolismo energético cardíaco pode potencialmente levar à identificação de alvos drogáveis para o desenvolvimento futuro de medicamentos para tratar HFpEF.”
Sun disse que os próximos passos são investigar o papel preciso do uso de cetonas pelo coração na ICFEP e avaliar se o aumento do fornecimento de cetonas ao coração poderia otimizar a produção de energia cardíaca e levar à melhora da função cardíaca.
A diretriz conjunta AHA/ACC/HFSA 2022 para o gerenciamento de insuficiência cardíaca pede maior foco na prevenção de insuficiência cardíaca em pessoas que estão apresentando sinais precoces de “pré-insuficiência cardíaca” e estratégias de tratamento atualizadas para pessoas com insuficiência cardíaca sintomática para incluir medicamentos inibidores de SGLT-2 (SGLT2i). Os inibidores de SGLT-2 são uma classe de medicamentos prescritos que são aprovados pela FDA para uso com dieta e exercícios para reduzir o açúcar no sangue em adultos com diabetes tipo 2.
Histórico do estudo:
- Em um ambiente de laboratório, dois grupos de camundongos foram usados. O primeiro grupo experimental de camundongos recebeu uma dieta rica em gordura de 60% e L-NAME (um inibidor da síntese de óxido nítrico) todos os dias por 6 semanas para induzir HFpEF. O segundo grupo de controle (HFpEF não foi induzido) foi alimentado com uma dieta de baixa gordura e água potável regular.
- Os corações dos camundongos foram removidos e tratados com dois níveis diferentes de β-hidroxibutirato e estudados quanto à rapidez com que os corações utilizavam as principais fontes de energia, como glicose, ácidos graxos e cetonas.
As limitações do estudo foram que ele se concentrou no fenótipo metabólico da HFpEF. No entanto, existem diferentes subgrupos de HFpEF que possuem apresentação clínica variada, como o tipo fibrótico ou os fenótipos de disfunção diastólica da HFpEF. Ambos os subgrupos de HFpEF são de igual importância e devem ser investigados mais a fundo. Além disso, como os camundongos têm fisiologia e perfis metabólicos diferentes dos humanos, pesquisas futuras devem caracterizar melhor o metabolismo energético cardíaco na HFpEF usando modelos experimentais que se alinhem e se traduzam mais de perto para os humanos.
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