Hjertesykdom treff personer med diabetes dobbelt så ofte som personer uten diabetes.
I de med diabetes, kardiovaskulære komplikasjoner oppstår i en tidligere alder og ofte resultere i for tidlig død, noe som gjør hjertesykdom de store morderen av diabetiske mennesker. Men hvorfor er hjertesykdom så utbredt blant diabetikere?
Å få svar på det spørsmålet, har forskere ved Washington University School of Medicine i St. Louis blitt analysert fett (lipid) sammensetning av hjertet vev fra laboratoriet mus med diabetes. De har funnet at hjerte cellene av diabetiske mus mister en viktig lipid fra cellulære komponenter som genererer energi for hjertet, og deres nyeste forskning viser dette skjer på den aller tidligste stadier av diabetes.
"Diabetisk hjerter kjøre mest på fett som brensel, fordi glukose er ikke lett tilgjengelig for dem," sier Richard Gross, MD, Ph.D., direktør for Divisjon for bioorganic kjemi og molekylær farmakologi og professor i medisin, kjemi og molekylær biologi og farmakologi.
"Dessverre, forvrenger denne endringen i stoffskiftet lipid sammensetningen av cellemembraner forårsaker unormale fysiske egenskaper og cellulær dysfunksjon."
Det viktige lipid at forskerne funnet å være redusert i diabetes er Cardiolipin. "Cardiolipin" betyr bokstavelig hjerte fett, og begrepet ble skapt fordi Cardiolipin ble først oppdaget i biff hjerter og er en av de mest tallrike lipider i hjertet vev. Denne lipid har uvanlige fysiske egenskaper som er avgjørende for driften av energi-produserende celle strukturer som kalles mitokondrier.
Når mitokondrier mister mye av Cardiolipin sine, funksjonsfeil de. Deres feil ikke bare forstyrrer energiforsyning hjerte muskelcellene, øker også mengden av skadelige oksygen som inneholder stoffer i cellene, og skaper usunne forhold som kan føre til hjerteproblemer.
Interessant, en sjelden genetisk lidelse - holdt en nøkkel til å identifisere Cardiolipin reduksjon i diabetiske hjerter - Barth syndrom. Barn født med Barth syndrom har svake hjerter og ofte dør unge fra hjertesvikt. Disse barna har mutasjoner som hindrer cellene fra å produsere nok Cardiolipin. Sammenhengen mellom Cardiolipin og hjertesykdom i Barth syndrom ledet Washington University forskere å lure på om Cardiolipin ble også berørt i diabetic hjerter.
Men for å måle Cardiolipin, måtte forskerne en måte å skille det fra de mange andre lipider som finnes i hjertet celler. Heldigvis har Gross og hans kolleger utviklet og raffinering en svært sofistikert sett av teknikker som tillater dem å skille ut og kvantifisere tusenvis av forskjellige lipider basert på deres subtile strukturelle forskjeller. Settet av teknikker har blitt kalt "shotgun lipidomics" fordi de raskt finne ut hvilke lipider er i vev og blod.
"Shotgun lipidomics gi en presis måte å måle endringer i hjertet fettinnhold," sier førsteforfatter Xianlin Han, Ph.D., assisterende professor i medisin. "Vi fant en dramatisk utarming av Cardiolipin i hjertemuskelen så tidlig som fem dager etter at diabetes ble indusert i mus."
"Disse resultatene tyder på at Cardiolipin endringer ligger bak hjerte dysfunksjon i diabetes hjertesykdommer og kan være en nyttig biomarkør for diagnostisering av hjerte-og karsykdommer i diabetes," Gross sier. "Måling av endringer kan være en måte å fortelle alvorlighetsgraden av hjertesykdom og å evaluere hvor godt behandlingsformer fungerer. I tillegg er disse funnene tyder på potensielle nye terapeutiske tilnærminger."
Selv om forskerne fant en uttynning av en viktig type lipid i diabetiske hjertet vev, diabetiske hjertet muskelceller faktisk ta i overkant lipider. Men som disse lipider angi celler de aktiverer lipid-fordøye enzymer. I tidligere studier identifisert Gross og kolleger en spesiell lipid-fordøye enzym som blir mer aktive i diabetisk hjertemuskelen og bidrar til nedbrytning av Cardiolipin.