研究发现：2型糖尿病会改变心脏结构

这项发表在《EMBO分子医学》期刊上的研究由医学科学学院的本杰明·亨特博士和肖恩·拉尔副教授牵头。研究团队检查了悉尼心脏移植患者捐赠的人类心脏组织，并将其与健康捐赠者的组织进行对比。他们的分析显示，糖尿病会驱动心肌细胞内特定的分子变化，并改变心肌的物理结构。这些影响在缺血性心肌病患者中最为显著，而缺血性心肌病是心力衰竭的主要病因。

亨特博士表示：“我们早就发现心脏病与2型糖尿病之间存在关联，但这是首次联合研究糖尿病与缺血性心脏病，并揭示了同时患有这两种疾病人群的独特分子特征。”

“我们的研究结果表明，糖尿病会改变心脏产生能量、在压力下维持结构以及收缩泵血的方式。通过先进的显微镜技术，我们能够直接观察到由此导致的心肌变化，具体表现为纤维组织的堆积。”

心脏病仍是澳大利亚的首要死亡原因，超过120万澳大利亚人患有2型糖尿病。

拉尔副教授说：“我们的研究以人类为对象，以从未有过的方式将心脏病与糖尿病联系起来，为潜在的治疗策略提供了新见解，有望在未来造福澳大利亚乃至全球数百万民众。”

深入探究患病心脏

为了更好地理解糖尿病如何影响心脏，研究人员研究了移植受者和健康人的心脏组织。这种直接检查使他们能够观察糖尿病如何在真实人类患者中影响心脏生物学，而不仅仅依赖动物模型。

结果表明，糖尿病不仅仅是心脏病的一种合并症。它通过干扰基本的生物学过程并在微观层面重塑心肌，从而主动加速心力衰竭。

亨特博士说：“糖尿病对人类心脏的代谢影响尚未完全明确。”

糖尿病如何扰乱心脏的能量供应

在健康的心脏中，能量主要由脂肪产生，葡萄糖和酮体也有一定贡献。先前的研究表明，心力衰竭时葡萄糖的利用会增加。然而，糖尿病会通过降低心肌细胞对胰岛素的敏感性来干扰这一过程。

“在健康状态下，心脏主要利用脂肪，同时也以葡萄糖和酮体为能量来源。此前有研究表明，心力衰竭时葡萄糖摄取会增加，然而，糖尿病会降低心肌细胞中葡萄糖转运蛋白——即负责葡萄糖进出细胞的蛋白质——的胰岛素敏感性。”

“我们观察到，在患有晚期心脏病的患者中，糖尿病会加重心力衰竭的分子特征，并增加线粒体（细胞中产生能量的‘动力工厂’）的压力。”

心肌的结构损伤与纤维化

除了能量产生，研究人员还发现糖尿病会影响负责心肌收缩和钙调节的蛋白质。在同时患有糖尿病和缺血性心脏病的患者中，这些蛋白质的产生水平较低。与此同时，心脏内会积累过量的纤维组织，导致心肌变硬，泵血效率下降。

亨特博士表示：“RNA测序证实，许多此类蛋白质变化也反映在基因转录水平上，尤其是在与能量代谢和组织结构相关的通路中，这进一步验证了我们的其他观察结果。”

“而且，一旦我们在分子水平上获得了这些线索，就能够通过共聚焦显微镜证实这些结构变化。”

对未来治疗和护理的意义

拉尔副教授表示，确定线粒体功能障碍和纤维化相关通路为新的治疗方法打开了大门。

他说：“既然我们已经在分子水平上将糖尿病与心脏病联系起来，并观察到它如何改变心脏的能量产生和结构，我们就可以开始探索新的治疗途径。”

“我们的研究结果还可用于为心脏病学和内分泌学领域的诊断标准和疾病管理策略提供信息，改善数百万患者的护理。”