Miksi diabeetikon sydän sairastuu?

Suomessa on noin 250 000 diagnosoitua diabeetikkoa ja saman verran piilodiabeetikkoja. Määrä kasvaa vuosittain 5–7 prosenttia. Diabeetikoille tulee sydänkohtauksia ja he kuolevat niihin muita ihmisiä useammin. Osa tarvitsee uuden sydämen. Mutta miksi diabeetikon sydän vaurioituu? Uudet tutkimukset valaisevat asiaa ja tarjoavat keinoja ennalta ehkäisyyn ja hoitoon. Havainnot auttavat ymmärtämään myös ravintolisien – eritoten benfotiamiinin, berberiinin, ubikinonin, magnesiumin ja E-EPAn – hyödyllisyyttä diabeteksen liitännäistautien ehkäisyssä ja jarruttamisessa.

Diabeetikon sydän käyttää energian lähteenään lähes yksinomaan rasvaa, koska sillä ei ole käytettävissään sokeria (glukoosia) kuten muilla lihaksilla”, selvittää tohtori Richard W. Gross, Washington University School of Medicine (St. Louis).

Hänen työryhmänsä on tutkinut diabetesta potevien hiirten sydänlihaksen rasvakoostumusta. Näistä sydämistä on kadonnut tärkeä energiaa tuottava aine, kardiolipiini. Muutos tapahtuu jo aivan diabeteksen ensi päivinä, sanoo Gross. "Valitettavasti tämä aineenvaihdunnan häiriö muuttaa solukalvojen rasvojen rakenteita ja aiheuttaa virheitä solujen toiminnassa”, Gross jatkaa.

Kardiolipiini merkitsee kirjaimellisesti "sydänrasvaa”. Tälle fosfolipidille annettiin aikoinaan tällainen nimi siksi, että se löydettin ensimmäiseksi sydänlihaksesta ja sitä on sydämessä normaalisti paljon. Kardiolipiinilla on ainutlaatuisia fysikaalisia ominaisuuksia, jotka ovat välttämättömiä solujen pienoisvoimalaitosten, mitokondrioiden, normaaleille toiminnoille. Kun mitokondriot menettävät kardiolipiiniä, niiden kalvot alkavat vuotaa, ja ne menettävät kykynsä tuottaa energiaa normaalisti. Mitokondrioiden toimintahäiriöt eivät vähennä pelkästään sydänlihaksen energiansaantia, vaan samalla vapaat radikaalit alkavat lisääntyä soluissa tuottaen niissä tuhoa.


Kuva: Mitokondriossa on ulkokalvo ja sisäkalvo, jotka kumpikin muodostuvat pääosin fosfolipideistä. Ne puolestaan muodostuvat fosforista ja rasvahapoista. Rakenne on samanlainen kuin solukalvossa (ks. kuva vasemmalla). Kalvoilla on lisäksi noin 1 000 erilaista proteiinia, mm. syntaksiineja, syntubuliinia ja muita SNARE-proteiineja, joiden moitteeton toiminta edellyttää riittävää omega-3-rasvahappojen läsnäoloa. Mitokondriot tuottavat energiaa ubikinonin avulla. Siksi jokainen diabeetikko ja sydänpotilas hyötyy ubikinonista.

Kardiolipiinin merkitys diabeetikon sydänvioissa keksittiin sattumalta tutkittaessa harvinaista perinnöllistä tautia, Barthin oireyhtymää. Tätä syndroomaa potevilla lapsilla on heikko sydän ja he kuolevat usein nuorena sydämen toiminnan vajavuuteen. Näillä lapsilla on mutaatioita, jotka estävät soluja tuottamasta riittävästi kardiolipiiniä. Tämä tieto sai Grossin työryhmän tutkimaan kardiolipiinin osuutta diabetekseen liittyvässä sydäntaudissa. Heidän piti vain ensin kyetä erottamaan kardiolipiini monista muista sydänlihassolujen rasvoista. Työryhmä kehitti hienon menetelmän, jolla pystytään hyvin nopeasti erottelemaan toisistaan tuhansia erilaisia rasvamolekyylejä. Menetelmää kutsutaan nimellä "shotgun lipidomics".

"Shotgun lipidomicsillä huomasimme, että kardiolipiinin määrä alkaa vähetä jo viiden päivän kuluessa siitä, kun hiirille aiheutetaan diabetes”, kertoo työryhmään kuuluva apulaisprofessori Xianlin Han. "Kardiolipiinissa tapahtuvat muutokset ovat diabeettisen sydänvian perussyitä ja että niitä voidaan käyttää diagnostiikassa biologisina osoittimina (markkereina) [...] Muutosten suuruutta mittaamalla voidaan arvioida sydänlihasvaurion astetta sekä hoidon vaikuttavuutta. Lisäksi voidaan kehittää uusia hoitokeinoja”, Gross selventää.

Vaikka tutkijat ovat osoittaneet, että diabeetikon sydämessä yksi tärkeä rasva-aine, kardiolipiini, vähenee, niin siihen kertyy ylimäärin muita rasvoja. Niiden kulkeutuminen sydänlihassoluihin aktivoi rasvoja tuhoavia entsyymejä, fosfolipaaseja. Grossin työryhmä on osoittanut, että fosfolipaasi A2:n (PLA2) liiallinen aktivoituminen kiihdyttää myös kardiolipiinin hajoamista. "PLA2:n yliaktiivisuus johtaa sydänsolujen mitokondrioiden toiminnan häiriintymiseen", sanovat Gross ja hänen työtoverinsa David Mancuso.

He pitivät koe-eläimiä 16 tuntia paastolla, jolloin lihasvauriot kiihtyivät. Paaston aikana – jolloin sydänlihaksella ei ole käytettävissä glukoosia ei – sydänlihas käyttää energian lähteenään rasvoja. Tässä suhteessa paasto muistuttaa diabetesta, tutkijat toteavat. He huomauttavat vielä, että mitokondriovaurioiden lisäksi diabeetikon rasva-aineenvaihdunnan monet häiriöt vaikuttavat haitallisesti muihinkin sydänsoluihin.

"Diabeetikon sydäntaudin syiden palikat alkavat nyt loksahdella kohdalleen. Shotgun lipidomicsilla olemme osoittaneet tiettyjen rasvoja hajottavien fosfolipaasien yliaktivoitumista ja kardiolipiinin vähenemistä; siinä ovat taudin keskeiset biokemialliset mekanismit. Toivomme näiden tutkimusten helpottavan lääkäreiden mahdollisuuksia todeta ja hoitaa entistä varhaisemmassa vaiheessa diabeetikkojen sydänvikoja”, Gross tiivistää lopuksi Medical Research Newsin haastattelussa.14.8.2007. Diabeetikon rasvoittuu väärän laisella rasvalla (McGavok ym. 2007).

Grossin henkilökuva, tutkimustoimintaa ja diakuvia tässä uutisessa kerrotuista solukalvon rasvoista

Han X, Yang J, Yang K, Zhao Z, Abendschein DR, Gross RW. Alterations in myocardial cardiolipin content and composition occur at the very earliest stages of diabetes: a shotgun lipidomics study. Biochemistry 2007;46:6417-6428 [Abstract]
Mancuso DJ, Han X, Jenkins CM, et al. . Dramatic accumulation of triglycerides and precipitation of cardiac hemodynamic dysfunction during brief caloric restriction in transgenic myocardium expressing human calcium-independent phospholipase A2? Journal of Biological Chemistry 2007;282(12):9216-9227 [Abstract]
McGavok JM, Lingvay I, Zib I et al. Cardiac steatosis in diabetes mellitus. A 1H-magnetic resonance spectroscopysStudy. Circulation. 2007 Aug 13 [PubMed]

Tohtori Tolosen kommentti

Yli 10 vuotta on tiedetty, että PLA2-entysyymi hajottaa (hydrolysoi) kardiolipiiniä (Buckland ym. 1998). Toisaalta vääränlaisen rasvan kertyminen sydänsoluihin on vaarallista, koska se tappaa sydänlihassoluja, eivätkä ne uusiudu. Nyt julkaistut uudet havainnot vain vahvistavat sitä käsitystä, että E-EPA, karnosiini, benfotiamiini, ubikinoni, magnesium ja monet muut ravintolisät suojaavat diabeetikkoa sydän- ja verisuonitaudeilta ja hidastavat niiden kulkua, sillä nämä ravintolisät huoltavat mitokondrioiden ulko- ja sisäkalvoja. Eritoten E-EPA vaimentaa PLA2-entsyymin liiallista aktiivisuutta. PLA2:n yliaktiivisuutta esiintyy myös masennuksessa ja skitsofreniassa. Näitä tauteja potevilla esiintyy myös usein sydänsairauksia.

Aiheeseen liittyviä muita tutkimuksia:
Benfotiamiini suojaa diabeetikon sydäntä
Diabeetikon sydän sokeristuu ja vaurioituu (2009)
Aspiriinista ei ole hyötyä diabeetikon sydäntaudin ehkäisyssä
Mitokondrioiden vauriot verisuonitautien syynä

Diabeetikoilla B1-vitamiinin puutetta; se altistaa verisuonimuutoksille

Saksan Diabetesliitto puoltaa benfotiamiinihoitoa
Benfotiamiinia Unkarissa diabeettisen neuropatian hoitoon
Benfotiamiini estää aterianjälkeisen verensokerin nousun haitat
Diabeetikoilla usein sinkin puutetta, mikä lisää sydäntaudin riskiä
Diabeetikkomiehillä usein testosteronin puutetta
Karnosiini ehkäisee diabeetikon LDL-kolesterolin sokeroitumista
Diabeteksen ravitsemushoito