Metabolic Remodelling of Cardiac Myocytes During Pregnancy: The Role of Mineralocorticoids

BackgroundPregnancy is associated with significant cardiac adaptations. The regulatory mechanisms involved in functional cardiac adaptations during pregnancy are still largely unknown. In pathologic conditions, mineralocorticoids have been shown to mediate structural as well as functional remodelling of the heart. However, their role in cardiac physiological conditions is not completely understood. Here, we examined cardiac cell metabolic remodelling in the late stages of rat pregnancy, as well as mineralocorticoid involvement in this regulation.MethodsWe have applied rapid video imaging, echocardiography, patch clamp technique, confocal microscopy, and time-resolved fluorescence spectroscopy.ResultsOur results revealed that cardiac cells undergo metabolic remodelling in pregnancy. Inhibition of mineralocorticoid receptors during pregnancy elicited functional alterations in cardiac cells: blood levels of energy substrates, particularly lactate, were decreased. As a consequence, the cardiomyocyte contractile response to these substrates was blunted, without modifications of L-type calcium current density. Interestingly, this response was associated with changes in the mitochondrial metabolic state, which correlated with modifications of bound reduced nicotinamide adenine dinucleotide (phosphate) NAD(P)H levels. We also noted that mineralocorticoid receptor inhibition prevented pregnancy-induced decrease in transient outward potassium current.ConclusionsThis study demonstrates that in pregnancy, mineralocorticoids contribute to functional adaptations of cardiac myocytes. By regulating energy substrate levels, in particular lactate, in the plasma and metabolic state in the cells, mineralocorticoids affect the contractility responsiveness to these substrates. In the future, understanding cardiac adaptations during pregnancy will help us to comprehend their pathophysiological alterations.

RésuméIntroductionLa grossesse est associée à des adaptations cardiaques significatives. Les mécanismes régulateurs impliqués dans les adaptations cardiaques fonctionnelles durant la grossesse sont en grande partie encore inconnus. Au cours d'états pathologiques, il a été montré que les minéralocorticoïdes servaient de médiateur aussi bien dans le remodelage structurel que dans le remodelage fonctionnel du cœur. Cependant, leur rôle au cours d'états physiologiques cardiaques n'est pas complètement compris. Ici, nous avons examiné le remodelage métabolique de la cellule cardiaque dans les dernières étapes de la grossesse chez la rate, aussi bien que l'implication du minéralocorticoïde dans cette régulation.MéthodesNous avons appliqué l'imagerie vidéo rapide, l'échocardiographie, la technique du patch-clamp, la microscopie confocale et la spectroscopie de fluorescence résolue en temps.RésultatsNos résultats ont révélé que les cellules cardiaques subissent un remodelage métabolique durant la grossesse. L'inhibition des récepteurs minéralocorticoïdes durant la grossesse a provoqué des modifications fonctionnelles dans les cellules cardiaques : les niveaux sanguins des substrats énergétiques, particulièrement le lactate, ont été diminués. En conséquence, la réponse contractile des cardiomyocytes à ces substrats a été atténuée, sans modifications de la densité du courant calcique de type L. De façon intéressante, cette réponse a été associée aux changements de l'état métabolique des mitochondries, lequel corrélait avec les modifications des niveaux de nicotinamide adénine dinucléotide (phosphate) réduit NAD(P)H lié. Nous avons aussi noté que l'inhibition du récepteur minéralocorticoïde prévenait la diminution induite par la grossesse dans le courant potassique transitoire sortant.ConclusionsCette étude démontre que durant la grossesse, les minéralocorticoïdes contribuent aux adaptations fonctionnelles des myocytes cardiaques. En régulant les niveaux de substrats énergétiques, en particulier le lactate, dans le plasma et l'état métabolique dans les cellules, les minéralocorticoïdes affectent la réponse contractile à ces substrats. Dans le futur, la compréhension des adaptations cardiaques durant la grossesse nous aidera à saisir les changements pathophysiologiques.