KETONE-HF
Harnessing the power of ketones
An energy crisis in heart failure
The heart is the engine of life. This unremitting muscular pump continuously circulates blood throughout the body to supply all organs with energy. In patients with heart failure, the heart can no longer pump enough blood to meet the body’s energy requirements/demands. This lack of energy often limits performance of everyday activities such as walking, climbing stairs or carrying groceries. Walking to the grocery store feels like a marathon for many heart failure patients, making them housebound and dependent on others. Paradoxically, current therapies for heart failure further reduce energy levels to unload the heart. While this approach prolongs life, it makes patients live life on a low flame. We believe that we can do better! In the current project we will test whether a new “super fuel” can increase energy levels in heart failure patients.
“Walking to the grocery can feel like a marathon for heart failure patients. Ketones can give them the energy they need to make it there.”
Recharging the failing heart: can we harness the power of ketones?
The beating heart is the most energetic organ in the body but can only store a few seconds worth of energy. It therefore depends on a constant supply of metabolic substrates and efficient conversion of these substrates into the body’s energy source: ATP. The conversion of substrates into ATP is performed by mitochondria, the energy factories of the cell. Heart failure patients develop metabolic roadblocks in their mitochondria that make them less capable of using regular fuels such as sugar or fat. As a result, ATP levels are reduced in the heart and the failing heart is often compared to an “engine out of fuel”. It was recently discovered by us and by others that mitochondria re-program to use more ketone bodies. Ketones are more efficient fuels than fat and glucose, that can bypass metabolic roadblocks to deliver fuel to the otherwise energy starved failing heart. Unfortunately, the body does not make enough ketones to fully restore energy levels in heart failure patients.
In the current KETONE-HF project we will test whether a sports drink containing ketones can increase energy production and improve exercise performance in patients with heart failure. To test this we have developed an advanced magnetic resonance imaging(MRI) platform that allows us to measure mitochondrial ATP production live and in real time during exercise (video). If this strategy is effective it may give heart failure patients the energy they need to make it to the grocery store again.
People involved
Team
International collaborations
- Daniel Kelly, University of Pennsylvania, Philadelphia, USA
- Gerald Dorn, University of Washington St. Lois, St. Lois, USA
- Joan Brown, University of California San Diego, San Diego, USA
- John Walker, Cambridge University, Cambridge, UK
Awards and funding
Funded by the Dutch Heart Foundation
read morePress & publications
Sodium-glucose co-transporter 2 inhibition with empagliflozin improves cardiac function in non-diabetic rats with left ventricular dysfunction after myocardial infarction.
Yurista SR, Silljé HHW, Oberdorf-Maass SU, Schouten E, Pavez Giani MG, Hillebrands J, van Goor H, van Veldhuisen DJ, de Boer RA, Westenbrink BD. Eur J Heart Fail. 2019
view on publisher sitePress: Beurs Hartstichting voor Groninger wetenschapper Daan Westenbrink voor onderzoek naar hart- en vaatziekten (only in Dutch)
De Hartstichting heeft onderzoeker Daan Westenbrink van het Universitair Medisch Centrum Groningen (UMCG) een Dekkerbeurs toegekend. Met deze beurs kan hij de komende jaren onderzoek doen naar hart- en vaatziekten.
Read the articlePress: Peut extra energie voor patiënten met hartfalen (only in Dutch)
Ketonendrankjes zijn populair bij wielrenners en andere duursporters. Want je krijgt er een peut extra energie van op het moment dat je het nodig hebt. Daan Westenbrink, cardioloog in het UMCG, onderzoekt of ook patiënten met hartfalen meer energie krijgen van ketonendrankjes. Van de Hartstichting ontving hij voor zijn onderzoek een Dekkerbeurs.
Read the articleSodium-glucose co-transporter 2 inhibition as mitochondrial therapy for atrial fibrillation with diabetes?
Yurista SR, Silljé HHW, Rienstra M, de Boer RA, Westenbrink BD. Cardiovasc Diabetol. 2020
view on publisher siteKetone Ester Treatment Improves Cardiac Function and Reduces Pathologic Remodeling in Preclinical Models of Heart Failure
Salva R. Yurista, Timothy R. Matsuura, Herman H.W. Silljé, Kirsten T. Nijholt, Kendra S. McDaid, Swapnil V. Shewale, Teresa C. Leone, John C. Newman, Eric Verdin, Dirk J. van Veldhuisen, Rudolf A. de Boer, Daniel P. Kelly, B. Daan Westenbrink. Circ Heart Fail. 2020.
view on publisher sitePress: Ketonenrijk dieet verbetert werking ziek hart
Zieke hartspiercellen blijken duidelijk meer energie te krijgen door de opname van ketonen. Hierdoor verbetert de pompkracht van het hart en neemt een verdere verslechtering van het hart af. Deze ontdekking hebben Groningse en Amerikaanse onderzoekers gedaan, met steun van de Hartstichting. De resultaten zijn van belang voor de meer dan 240.000 hartfalenpatiënten in Nederland. Ze kunnen leiden tot nieuwe behandelmogelijkheden, die de kwaliteit van hun leven sterk kunnen verbeteren. De onderzoeksresultaten zijn verschenen in het wetenschappelijke tijdschrift Circulation: Heart Failure.
Read the articlePress: Ketonenrijk dieet verbetert werking zieke hartspiercellen
Zieke hartspiercellen blijken duidelijk meer energie te krijgen door de opname van ketonen. Hierdoor verbetert de pompkracht van het hart en neemt een verdere verslechtering van het hart af. Dat blijkt uit een onderzoek met proefdieren, onder leiding van UMCG-cardioloog Daan Westenbrink. De onderzoeksresultaten zijn verschenen in het wetenschappelijke tijdschrift Circulation: Heart Failure.
Read the articlePress: Voeding aangevuld met ketonen verbetert werking ziek hart
Een voeding aangevuld met ketonen verbetert de pompkracht van een ziek hart. Hartspiercellen blijken duidelijk meer energie te krijgen door de opname van ketonen. Ze zorgen ervoor dat het hart niet verder verslechtert bij hartfalen. Deze ontdekking deden Groningse en Amerikaanse onderzoekers, met steun van de Hartstichting.
Read the article
