悉尼大學的研究人員發現了新的證據，表明 2 型糖尿病會直接改變心臟的結構及其產生能量的方式。這些發現有助於解釋為什麼糖尿病患者患心力衰竭的風險更高。
該研究發表於 EMBO分子醫學由醫學學院本傑明·亨特博士和副教授肖恩·拉爾領導的研究小組檢查了悉尼心臟移植患者捐贈的人體心臟組織。這是與健康捐贈者的組織進行比較。他們的分析表明，糖尿病會導致心臟細胞內的分子變化。並改變心肌的物理結構這些影響在缺血性心肌病患者中最為明顯，缺血性心肌病是心力衰竭的主要原因。
Hunter 博士說：“我們長期以來一直發現心髒病和 2 型糖尿病之間存在關聯，但這是第一項聯合研究糖尿病和缺血性心髒病的研究，並發現了患有這兩種疾病的人所獨有的分子特徵。
“我們的研究結果表明，糖尿病改變了心臟產生能量的方式。在壓力下維持結構並收縮以泵血。使用先進的顯微鏡技術，我們能夠直接看到心肌由此產生的變化。以纖維組織積累的形式。”
心髒病仍然是澳大利亞的首要死因，超過 120 萬澳大利亞人患有 2 型糖尿病。
拉爾副教授說：“我們的研究以一種人類從未見過的方式將心髒病和糖尿病聯繫起來。通過提供有關可能的治療策略的新見解，有一天可能會使澳大利亞和世界各地的數百萬人受益。”
透視人類患病的內心
為了更好地了解糖尿病如何影響心臟，研究人員研究了移植受者和健康個體的心臟組織。這種直接檢查使他們能夠了解糖尿病如何影響真實人類患者的心臟生物學，而不是僅僅依賴動物模型。
結果表明，糖尿病不僅僅是心髒病的並發症。它通過乾擾必要的生物過程並在微觀水平上重塑心肌來加速心力衰竭。
“人類尚未完全了解糖尿病對心臟代謝的影響，”亨特博士說。
糖尿病如何干擾心臟的能量供應？
健康的心臟大部分能量來自脂肪。包含葡萄糖和酮 先前的研究表明，心力衰竭期間葡萄糖的消耗會增加。然而，糖尿病通過降低心臟細胞對胰島素的敏感性來破壞這一過程。
“在健康狀況良好的情況下，心臟主要使用脂肪。但它也包括葡萄糖和酮作為能量燃料。之前已經描述過，心力衰竭時葡萄糖的攝取會增加，然而，糖尿病會降低葡萄糖轉運蛋白的胰島素敏感性。這是一種將葡萄糖移入和移出心肌細胞的蛋白質。
“我們觀察到，糖尿病會惡化晚期心髒病患者心力衰竭的分子特徵，並增加線粒體的壓力。線粒體是細胞產生能量的發電廠。”
心肌的結構損傷和纖維化
除了產生能量之外，研究人員發現，糖尿病還會影響導致心肌收縮和鈣調節的蛋白質。在糖尿病和缺血性心髒病患者中，這些蛋白質的產生水平較低。與此同時，多餘的纖維組織在心臟內積聚，導致肌肉變得僵硬，無法有效地泵血。
“RNA測序證實，許多蛋白質變化也反映在基因轉錄水平上。在與能量代謝和組織結構相關的途徑中尤其如此。這支持了我們的其他觀察結果，”Hunter博士說。
“一旦我們在分子水平上了解了這些線索，我們就能夠使用共聚焦顯微鏡確認這些結構變化。”
對未來治療和護理的影響
拉爾副教授表示，識別線粒體功能障礙和參與纖維化的途徑將為新的治療方法打開大門。
“我們現在已經在分子水平上將糖尿病與心髒病聯繫起來。並觀察它如何改變心臟的能量產生，同時改變心臟的結構。然後我們就可以開始探索新的治療方法，”他說。
“我們的研究結果還可用於為心髒病學和內分泌學領域的診斷標準和疾病管理策略提供信息，以改善對數百萬患者的護理。”
