Диабет является глобальным бременем для здравоохранения. 536 миллионов человек во всем мире страдают диабетом.
Диабетическая кардиомиопатия (ДК) — тяжелое заболевание, характеризующееся нарушением функции сердца вследствие метаболических нарушений, связанных с диабетом. Это сложное, многогранное заболевание, при котором сердце не может эффективно перекачивать кровь. Инсулинорезистентность, аномальная динамика митохондрий, окислительный стресс и нарушение обработки кальция — вот некоторые из основных механизмов, способствующих развитию ДК.
Традиционные стратегии лечения зачастую фокусируются на контроле уровня глюкозы в крови и управлении факторами риска сердечно-сосудистых заболеваний. Однако недавние достижения в понимании сложных механизмов, лежащих в основе ДК, проложили путь для целенаправленных терапевтических вмешательств.
Доктор Тао Ли (Tao Li) из Западно-Китайской больницы Сычуаньского университета (Sichuan University), Китай с соавторами провели обзор, чтобы понять различные аспекты метаболической дисрегуляции при диабетической кардиомиопатии. Их исследование опубликовано в научном журнале Chinese Medical Journal.
«Мы изучили современные данные о перепрограммированном митохондриальном энергетическом метаболизме при диабетической кардиомиопатии, выяснив, как измененный катаболизм глюкозы, жирных кислот, лактата, кетоновых тел и аминокислот с разветвленной цепью (BCAA) участвует или противодействует патогенезу, и выделив новые методы лечения, нацеленные на митохондриальный метаболизм», — объясняет доктор Ли.
Поддержание целостности и активности митохондрий имеет решающее значение для производства энергии. Однако при диабете процессы образования митохондрий (слияние) и фрагментации митохондрий (деление) нарушаются.
Дисбаланс митохондриальной динамики и нарушение регуляции митофагии являются предшественниками развития ДК.
При диабетическом сердце неэффективная компенсация энергии приводит к избыточному производству электронов и АФК, которые играют важную роль в ДК. Митохондриальный кальций регулирует работу сердца, а его нарушение регуляции влияет на множество функций. Повышенный уровень митохондриального кальция может повредить кардиомиоциты, тогда как пониженный уровень может снизить утилизацию глюкозы, увеличить утилизацию жирных кислот и ухудшить выработку аденозинтрифосфата (АТФ).
Сердце потребляет примерно 8% всей энергии организма, получаемой из АТФ. Диабетическое сердце изо всех сил пытается удовлетворить потребности миокарда в АТФ, что приводит к инициированию аномальных метаболических путей и изменению предпочтений субстратов. Жирные кислоты и молочная кислота, выбранные для компенсации дефицита АТФ, оказываются менее эффективными субстратами, что приводит к окислительному стрессу и последующему повреждению миокарда. Кроме того, BCAA, такие как лейцин, изолейцин и валин, способствуют неэффективному производству АТФ, а их накопление связано со снижением метаболизма глюкозы, что делает сердце уязвимым к ишемическому повреждению. Измененные метаболиты с поврежденными митохондриями еще больше способствуют повреждению миокарда и сердечной дисфункции. Напротив, кетоновые тела предлагаются в качестве альтернативного метаболического топлива при диабетической кардиомиопатии, поскольку служат эффективными субстратами.
«Недавно было продемонстрировано, что у крыс с диабетом, вызванным стрептозотоцином, кетогенная диета улучшает сердечную функцию за счет увеличения использования кетонов, подавления метаболизма жирных кислот и уменьшения воспаления. Кетоновые тела могут играть регулирующую роль в модуляции других энергетических субстратов», – объясняет доктор Ли.
Учитывая сложное взаимодействие митохондрий, инсулина, глюкозы, кальция и метаболических путей, специфического лечения ДК не существует. Стратегии золотого стандарта сосредоточены на поддержании оптимального уровня глюкозы в крови, контроле прогрессирования сопутствующих заболеваний и лечении сердечной недостаточности. GLP-1 RA и транспортер натрий-глюкозы являются клинически доказанными антигипергликемическими средствами, которые хорошо зарекомендовали себя в клинической практике.
Статины, такие как аторвастатин и флувастатин, обладают кардиопротекторным действием, поскольку снижают уровень холестерина липопротеинов низкой плотности. Кетогенная терапия предполагает потребление продуктов с низким гликемическим индексом, при которых источник энергии переключается с глюкозы на кетоны, тем самым снижая нагрузку на инсулин.
Исследование дает представление о ключевой роли нарушения регуляции митохондриальной энергии и митохондриального окислительного стресса при ДК. Появились митохондриально-ориентированные методы лечения, включая антиоксиданты, такие как MitoTEMPO, которые обеспечивают кардиозащиту.
Исследование представляет собой важную веху в понимании сложности механизма ДК и подчеркивает безотлагательность разработки новых методов лечения для борьбы с этим тяжелым состоянием. Дальнейшие исследования по изучению детального патогенеза митохондриального энергетического метаболизма при ДК могут проложить путь к точной митохондриально-ориентированной терапии для эффективного лечения этого заболевания.
Литература:
Wanlin Ye et al, Mitochondrial energy metabolism in diabetic cardiomyopathy: Physiological adaption, pathogenesis, and therapeutic targets, Chinese Medical Journal (2024). DOI: 10.1097/CM9.0000000000003075
