Probing the cardiac malate–aspartate shuttle non‐invasively using hyperpolarized [1,2‐<sup>13</sup>C<sub>2</sub>]pyruvate
Notice bibliographique
Résumé
Previous studies have demonstrated that using hyperpolarized [2‐13C]pyruvate as a contrast agent can reveal 13C signals from metabolites associated with the tricarboxylic acid (TCA) cycle. However, the metabolites detectable from TCA cycle‐mediated oxidation of [2‐13C]pyruvate are the result of several metabolic steps. In the instance of the [5‐13C]glutamate signal, the amplitude can be modulated by changes to the rates of pyruvate dehydrogenase (PDH) flux, TCA cycle flux and metabolite pool size. Also key is the malate–aspartate shuttle, which facilitates the transport of cytosolic reducing equivalents into the mitochondria for oxidation via the malate–α‐ketoglutarate transporter, a process coupled to the exchange of cytosolic malate for mitochondrial α‐ketoglutarate. In this study, we investigated the mechanism driving the observed changes to hyperpolarized [2‐13C]pyruvate metabolism. Using hyperpolarized [1,2‐13C]pyruvate with magnetic resonance spectroscopy (MRS) in the porcine heart with different workloads, it was possible to probe 13C–glutamate labeling relative to rates of cytosolic metabolism, PDH flux and TCA cycle turnover in a single experiment non‐invasively. Via the [1‐13C]pyruvate label, we observed more than a five‐fold increase in the cytosolic conversion of pyruvate to [1‐13C]lactate and [1‐13C]alanine with higher workload. 13C–Bicarbonate production by PDH was increased by a factor of 2.2. Cardiac cine imaging measured a two‐fold increase in cardiac output, which is known to couple to TCA cycle turnover. Via the [2‐13C]pyruvate label, we observed that 13C–acetylcarnitine production increased 2.5‐fold in proportion to the 13C–bicarbonate signal, whereas the 13C–glutamate metabolic flux remained constant on adrenergic activation. Thus, the 13C–glutamate signal relative to the amount of 13C–labeled acetyl‐coenzyme A (acetyl‐CoA) entering the TCA cycle was decreased by 40%. The data strongly suggest that NADH (reduced form of nicotinamide adenine dinucleotide) shuttling from the cytosol to the mitochondria via the malate–aspartate shuttle is limited on adrenergic activation. Changes in [5‐13C]glutamate production from [2‐13C]pyruvate may play an important future role in non‐invasive myocardial assessment in patients with cardiovascular diseases, but careful interpretation of the results is required.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».