Hjertesygdom rammer mennesker med diabetes dobbelt så ofte som personer uden diabetes.
I dem med diabetes, forekommer hjerte-kar-komplikationer i en tidligere alder og ofte resultere i tidlig død, hvilket gør hjertesygdomme de største dræber af diabetiske mennesker. Men hvorfor er hjertesygdomme så udbredt blandt diabetikere?
For at hjælpe med at besvare dette spørgsmål har forskere på Washington University School of Medicine i St. Louis er en analyse af fedt (lipid) sammensætningen af hjerte væv fra laboratorieforsøg mus med diabetes. De har fundet, at hjerteceller af diabetiske mus miste en vigtig lipid fra cellulære komponenter, der genererer energi til hjertet, og deres nyeste forskning viser, det sker på de tidligste stadier af diabetes.
"Diabetic hjerter køre mest på fedt til brændstof, fordi glukose ikke er let tilgængelige for dem," siger Richard Gross, MD, Ph.D., leder af afdelingen for Bioorganisk kemi og molekylær farmakologi og professor i medicin, om kemi og molekylær biologi og farmakologi.
"Desværre, denne ændring i stofskiftet fordrejer lipid sammensætning af cellemembraner forårsager ændringer i det fysiske egenskaber og cellulær dysfunktion."
Det vigtige lipid, at forskerne fundet at være nedsat hos diabetes er cardiolipin. "Cardiolipin" bogstaveligt betyder hjerte fedt, og begrebet blev opfundet, fordi cardiolipin først blev opdaget i okse hjerter og er en af de mest udbredte lipider i hjertet væv. Dette lipid har usædvanlige fysiske egenskaber, der er væsentligt for driften af den energi-producerende celle strukturer, der kaldes mitokondrier.
Når mitokondrier mister en masse af deres cardiolipin, de fejl. Deres funktionsfejl ikke kun griber ind med energiforsyning hjertemuskelceller, det øger også mængden af skadelige iltholdige stoffer i cellerne og skaber usunde forhold, der kan føre til hjerteproblemer.
Interessant, en sjælden genetisk lidelse - Barth syndrom - havde en nøgle til at identificere cardiolipin fald i diabetiske hjerter. Børn født med Barth syndrom har svage hjerter og ofte dør unge af hjertesvigt. Disse børn har mutationer, der forhindrer cellerne i at producere nok cardiolipin. Forbindelsen mellem cardiolipin og hjertesygdomme i Barth syndrom førte Washington University forskerne til at spekulere på, om cardiolipin også blev ramt i diabetiske hjerter.
Men for at måle cardiolipin, forskerne havde brug for en måde at skelne det fra de mange andre lipider findes i hjerteceller. Heldigvis har Gross og hans kolleger været at udvikle og forfine en meget sofistikeret sæt af teknikker, som tillader dem at adskille og kvantificere tusindvis af forskellige lipider baseret på deres subtile strukturelle forskelle. Det sæt af teknikker er blevet kaldt "shotgun lipidomics", fordi de meget hurtigt afgøre, hvilke lipider er i væv og blod.
"Shotgun lipidomics give en præcis måde at måle ændringer i hjertefrekvensen lipid indhold," siger første forfatter Xianlin Han, Ph.D., assisterende professor i medicin. "Vi fandt en dramatisk udtynding af cardiolipin i hjertemusklen så tidligt som fem dage efter diabetes var fremkaldt hos mus."
"Disse resultater tyder på, at cardiolipin ændringer ligger til grund for hjerte dysfunktion hos diabetiske hjertesygdomme og kan være et nyttigt biomarkør til diagnosticering af hjerte-kar-sygdom i diabetes," Gross siger. "Måling ændringer kan være en måde at fortælle sværhedsgraden af hjertesygdomme og til at vurdere, hvor godt behandlingsformer arbejde. Desuden tyder disse resultater på potentielle nye terapeutiske tilgange."
Selvom forskerholdet fundet en udtynding af en vigtig type af lipid i diabetisk hjerte væv, diabetisk hjertemuskelceller faktisk tage over lipider. Men da disse lipider trænge ind i cellerne de aktiverer lipid-enzymer. I tidligere undersøgelser, er identificeret Gross og kolleger et særligt lipid-fordøje enzym, der bliver mere aktiv i diabetisk hjertemusklen og bidrager til nedbrydningen af cardiolipin.