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Research Note
Study type: Narrative reviewConclusion type: Evidence synthesis

Ketone metabolism in HFpEF: a phenotype‑focused synthesis of fuel, signaling and therapeutic considerations

The review by Yao et al. examines how ketone handling is altered in heart failure with preserved ejection fraction, proposes a framework that integrates systemic ketone availability, myocardial transport, and oxidative capacity, and argues that future interventions should be tested in phenotype‑stratified cohorts with direct metabolic endpoints.

Study and findings

Yao and colleagues provide a narrative synthesis of experimental and human data on ketone metabolism in HFpEF. They note that myocardial metabolomic and proteomic analyses reveal extensive oxidative remodeling, yet no consistent defect in ketone oxidation is demonstrated across patients. Evidence for reduced expression of key transporters and enzymes (MCT1, BDH1, SCOT/OXCT1) comes mainly from selected animal or mechanistic models, while direct measurements of myocardial ketone flux in humans are limited. The authors distinguish circulating β‑hydroxybutyrate levels, trans‑cardiac extraction, myocardial uptake, and complete mitochondrial oxidation as separate variables that may diverge. They also discuss non‑fuel signaling actions of β‑OHB, such as redox modulation, inhibition of histone deacetylases, and lysine β‑hydroxybutyrylation, but acknowledge that causal links in HFpEF patients are not established. Acute ketone infusion studies have shown transient hemodynamic effects without reproducible gains in exercise capacity, and trials of SGLT2 inhibitors have not clarified whether ketone metabolism mediates their benefit.

Clinical interpretation

The review suggests that ketone metabolism in HFpEF cannot be treated as uniformly up‑ or down‑regulated. Instead, a phenotype‑dependent approach is warranted: patients with abundant systemic ketones but limited myocardial transport may benefit from strategies that enhance uptake, whereas those with preserved transport but impaired mitochondrial oxidation might require interventions that boost oxidative capacity. Because the existing human data are sparse and largely observational, any therapeutic claim remains provisional. The authors therefore recommend that future trials incorporate direct flux measurements (e.g., tracer studies) and select functional endpoints that reflect the specific metabolic step targeted, rather than relying on surrogate outcomes such as circulating β‑OHB alone.

Limitations and open questions

The primary limitation highlighted is the paucity of human myocardial ketone flux data; most mechanistic insights derive from animal models that may not translate to the heterogeneous HFpEF population. Additionally, the review does not provide quantitative effect sizes for the hemodynamic changes observed with acute ketone administration, limiting assessment of clinical relevance. Open questions include which HFpEF phenotypes (e.g., based on comorbidities, mitochondrial reserve, or transporter expression) are most likely to respond to ketone‑targeted therapies, and what duration and dosage of ketone supplementation are required to achieve meaningful metabolic remodeling. Addressing these gaps will require phenotype‑stratified, mechanistic trials with robust metabolic endpoints.

Source

Yao Y, Gu Z, Hu J, Zhu W, Lin Q. Ketone metabolism in heart failure with preserved ejection fraction: Fuel, signaling, and therapeutic opportunities. Pharmacological Research. 2026 Sep 21.

Nota di ricerca
Tipo di ricerca: Revisione narrativaTipo di conclusione: Sintesi di evidenza

Metabolismo dei chetoni nell'HFpEF: una sintesi focalizzata sul fenotipo di carburante, segnalazione e prospettive terapeutiche

La revisione di Yao et al. analizza le modifiche nella gestione dei chetoni nell'insufficienza cardiaca con frazione di eiezione preservata, propone un quadro che integra disponibilità sistemica di chetoni, trasporto miocardico e capacità ossidativa, e sostiene che le future strategie debbano essere valutate in coorti stratificate per fenotipo con endpoint metabolici diretti.

Studio e risultati

Yao e colleghi offrono una sintesi narrativa dei dati sperimentali e umani sul metabolismo dei chetoni nell'HFpEF. Evidenziano che le analisi metabolomiche e proteomiche miocardiche mostrano un ampio rimodellamento ossidativo, ma non emergono difetti coerenti nell'ossidazione dei chetoni tra i pazienti. Le prove di ridotta espressione di trasportatori ed enzimi chiave (MCT1, BDH1, SCOT/OXCT1) provengono principalmente da modelli animali o meccanistici selezionati, mentre le misurazioni dirette del flusso di chetoni miocardico negli esseri umani sono scarse. Gli autori distinguono livelli plasmatici di β‑idrossibutirrato, estrazione trans‑cardiaca, captazione miocardica e completa ossidazione mitocondriale come variabili separate che possono divergere. Discutono inoltre gli effetti di segnalazione non legati al carburante del β‑OHB, quali modulazione redox, inibizione delle deacetilasi istoniche e β‑idrossibutirrilazione della lisina, ma riconoscono l'assenza di prove causali nei pazienti con HFpEF. Studi di infusione acuta di chetoni hanno mostrato effetti emodinamici transitori senza miglioramenti costanti della capacità di esercizio, e le sperimentazioni con inibitori SGLT2 non hanno chiarito se il metabolismo dei chetoni ne media il beneficio.

Interpretazione clinica

La revisione suggerisce che il metabolismo dei chetoni nell'HFpEF non può essere considerato uniformemente aumentato o diminuito. È necessario un approccio dipendente dal fenotipo: i pazienti con abbondanti chetoni sistemici ma limitata captazione miocardica potrebbero trarre beneficio da strategie che migliorano l'ingresso, mentre quelli con trasporto preservato ma capacità ossidativa mitocondriale compromessa potrebbero richiedere interventi che potenziano l'ossidazione. Poiché i dati umani attuali sono scarsi e prevalentemente osservazionali, qualsiasi affermazione terapeutica resta provvisoria. Gli autori raccomandano che le future sperimentazioni includano misurazioni dirette del flusso (ad es., studi con traccianti) e scelgano endpoint funzionali specifici per il passo metabolico mirato, evitando di basarsi solo su surrogate come il β‑OHB circolante.

Limiti e questioni aperte

Il limite principale evidenziato è la carenza di dati umani sul flusso miocardico di chetoni; la maggior parte delle intuizioni meccanicistiche deriva da modelli animali che potrebbero non tradursi nella popolazione eterogenea con HFpEF. Inoltre, la revisione non fornisce dimensioni d'effetto quantitative per i cambiamenti emodinamici osservati con l'amministrazione acuta di chetoni, limitando la valutazione della rilevanza clinica. Domande aperte includono quali fenotipi di HFpEF (ad es., in base a comorbidità, riserva mitocondriale o espressione di trasportatori) siano più suscettibili a terapie mirate ai chetoni, e quale durata e dose di supplementazione siano necessarie per ottenere una rimodellazione metabolica significativa. Colmare queste lacune richiederà studi meccanicistici, stratificati per fenotipo, con endpoint metabolici robusti.

Fonte

Yao Y, Gu Z, Hu J, Zhu W, Lin Q. Ketone metabolism in heart failure with preserved ejection fraction: Fuel, signaling, and therapeutic opportunities. Pharmacological Research. 2026 Sep 21.

PubMed DOI