研究發現2型糖尿病會改變人的心臟

該研究發表於 Empo分子醫學由醫學學院的 Benjamin Hunter 博士和 Sean Lall 副教授領導。研究小組檢查了在悉尼接受心臟移植的患者捐贈的人類心臟組織，並將其與健康捐贈者的組織進行了比較。他們的分析表明，糖尿病會導致心臟細胞內的特定分子變化，並改變心肌的物理結構。這些影響在缺血性心肌病（心力衰竭的主要原因）患者中更為明顯。

Hunter 博士說：“我們長期以來一直發現心髒病和 2 型糖尿病之間存在聯繫，但這是第一項聯合研究糖尿病和缺血性心髒病並揭示患有這兩種疾病的人的獨特分子特徵的研究。”

“我們的研究結果表明，糖尿病改變了心臟產生能量、在壓力下維持其結構以及收縮泵血的方式。使用先進的顯微鏡技術，我們能夠看到心肌因此以纖維組織堆積的形式發生的直接變化。”

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：“我們的研究以以前從未在人類身上證實過的方式將心髒病和糖尿病聯繫起來，為潛在的治療策略提供了新的見解，有一天可能使澳大利亞和全球數百萬人受益。”

探尋人類病態的內心

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，糖尿病不僅僅是一種與心髒病相關的疾病。它通過在微觀水平上乾擾基本的生物過程和心肌的重塑，有效地加速心力衰竭。

“人類尚未完全了解糖尿病對心臟的代謝影響，”亨特博士說。

糖尿病如何破壞心臟的能量供應

在健康的心臟中，能量主要由脂肪產生，葡萄糖和酮也有貢獻。先前的研究表明，心力衰竭期間葡萄糖的利用率會增加。然而，糖尿病會降低心臟細胞對胰島素的敏感性，從而乾擾這一過程。

“在健康條件下，心臟主要使用脂肪，但也使用葡萄糖和酮作為能量燃料。之前曾有報導稱，心力衰竭時葡萄糖攝取會增加，然而，糖尿病會降低心肌細胞中對葡萄糖轉運蛋白（將葡萄糖移入和移出細​​胞的蛋白質）的胰島素敏感性。”

“我們觀察到，糖尿病會加劇晚期心髒病患者心力衰竭的分子特徵，並增加線粒體（細胞產生能量的動力源）的壓力。”

心肌結構損傷和纖維化

除了能量產生之外，研究人員發現糖尿病還會影響負責心肌收縮和鈣調節的蛋白質。在患有糖尿病和缺血性心髒病的患者中，這些蛋白質的產生水平較低。與此同時，過多的纖維組織在心臟內堆積，使肌肉變得僵硬，無法有效地泵血。

“RNA 測序證實，許多蛋白質組變化也反映在基因轉錄水平上，特別是在與能量代謝和組織結構相關的途徑中，證實了我們的其他觀察結果，”Hunter 博士說。

“一旦我們在分子水平上獲得了這些線索，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與纖維化相關的途徑為新的治療方法打開了大門。

“現在我們已經在分子水平上將糖尿病和心髒病聯繫起來，並觀察了它如何改變心臟的能量產生，同時也改變了心臟的結構，我們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的診斷標準和疾病管理策略提供信息，從而改善對數百萬患者的護理。”