El objetivo de este estudio es analizar sistemáticamente la disfunción del metabolismo de la arginina en un modelo de rata con insuficiencia cardíaca, para proporcionar una base científica moderna que explique la patogénesis de la insuficiencia cardíaca y ofrecer nuevas ideas para la prevención y el tratamiento con medicina tradicional china. El método consistió en la ligadura de la rama descendente anterior de la arteria coronaria izquierda en ratas mediante cirugía torácica, causando isquemia miocárdica aguda y así induciendo la formación de insuficiencia cardíaca post-infarto, dividiendo a las ratas en grupo sham y grupo modelo, con 8 ratas en cada grupo. Se utilizó cromatografía líquida ultrarrápida acoplada a espectrometría de masas triple cuadrupolo (UPLC-TQ-S) para análisis metabólico dirigido en suero, y se empleó la técnica de imagen por espectrometría de masas con ionización por aerosol asistido aerodinámicamente (AFADESI-MSI) para observar la distribución espacial de metabolitos en el tejido cardíaco. Usando bases de datos genéticas humanas integradas (GeneCards) y bases de datos de expresión génica (GEO), se seleccionaron objetivos relacionados con insuficiencia cardíaca y metabolismo de la arginina, se construyó una red de interacción proteína-proteína (PPI) y se realizó análisis de vías KEGG y enriquecimiento de ontología génica (GO). Se verificó el acoplamiento molecular de componentes metabólicos centrales y objetivos clave, y basándose en las vías y objetivos centrales se hizo una predicción de medicinas tradicionales chinas. Los resultados mostraron una disminución significativa de los niveles de arginina y citrulina en el suero del grupo modelo en comparación con el grupo sham (P<0.01), así como aumentos notables en prolinas, ornitinas, creatinas, creatininas y glutamato (P<0.05, P<0.01). La imagen espectrométrica de masas en el corazón mostró una disminución de la abundancia local de arginina en el miocardio. El análisis bioinformático identificó 24 objetivos clave, incluyendo la enzima convertidora de angiotensina (ACE), la óxido nítrico neuronal 1 (NOS1), el receptor 5-HT2A (HTR2A), el receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR), entre otros, con análisis de enriquecimiento que sugiere su participación significativa en la vía de señalización de calcio, la interacción ligando-receptor neuroactiva y la vía de señalización del fosfatidilinositol. El acoplamiento molecular confirmó la fuerte afinidad de arginina y citrulina con HTR2A, y de creatina y creatinina con EGFR. Basado en las vías y objetivos, se predijeron hierbas medicinales chinas potenciales como el ginseng y el houpu. Conclusión: Este estudio revela la disfunción característica del metabolismo de la arginina en el estado de insuficiencia cardíaca, con objetivos clave estrechamente relacionados con la vía de señalización del fosfatidilinositol, proporcionando una interpretación biológica moderna del mecanismo patogénico de la insuficiencia cardíaca desde el punto de vista del metabolismo y las vías de señalización, y ofreciendo una referencia para el tratamiento dirigido y el desarrollo de la medicina tradicional china para la insuficiencia cardíaca.

Insuficiencia cardíaca; Arginina; Metabolómica; Bioinformática; Imagen por espectrometría de masas