Fysiologisk plasticitet av intramyokardiell lipidlagring

Bakgrund

Fetma är en välkänd riskfaktor för utveckling av glukosintolerans, typ 2-diabetes mellitus och följaktligen diabetiska komplikationer som hjärt-kärlsjukdom. Viktigt är att fetma inte bara är associerad med lipidackumulering i fettvävnad (ortotopisk fettdeposition), utan även i icke-fettvävnad (ektopisk fettdeposition). Kliniska studier har upprepade gånger visat att muskel- och leverlipidackumulering samt förhöjd visceral fettvävnad är associerad med utvecklingen av central och perifer insulinresistens. Dessutom visar nyare data från djurstudier ökande bevis för att två andra organ, hjärtat och bukspottkörteln, också kan vara involverade i de patofysiologiska processerna med minskad insulinkänslighet. Medan minskad insulinutsöndring under typ 2-diabetes har dokumenterats, har betydelsen av bukspottkörtelfettdeposition som ett tidigt steg i denna process först nyligen föreslagits baserat på djurmodeller. Omvänt är ischemisk hjärtsjukdom en av de farligaste komplikationerna av diabetes mellitus, och dess förebyggande är därigenom en hörnsten i nuvarande diabeteshantering. Nya data tyder på att förändringar i hjärtats lipidmetabolism och tillhörande epi- och myokardial lipiddeposition kan vara de tidigaste tecknen på diabetisk kardiopati.

Magnetic-Resonance-Imaging (MRT) och -Spectroscopy (MRS) är bland de mest mångsidiga metoderna för icke-invasiva studier av mänsklig vävnad och/eller metabolism in vivo och in situ. MRI:s utmärkta mjukdelskontrast har redan lett till implementeringen av denna metod för bedömning av lipidackumulering i hela kroppen, medan MRS framgångsrikt har använts för att studera lipidmetabolism i skelettmuskulatur och lever. Den utökade tillämpningen av denna metod mot hjärta och bukspottkörtel kommer att möjliggöra en omfattande undersökning av ortotopiskt och ektopiskt fettavlagringar hos människor och dess samband med utvecklingen av insulinresistens och diabetes mellitus.

Den metodologiska delen av studien kommer att fokusera på den fysiologiska plasticiteten hos hjärtlipider för att bedöma:

i) metodologisk reproducerbarhet ii) intraindividuell fysiologisk reproducerbarhet genom att mäta variationer från dag till dag såväl som variationer under dagen.

Mål

i) Anpassning och optimering av enkelvoxel-MRS-sekvensen som för närvarande används för muskler och lever, så att andnings- och hjärtdubbeltriggning möjliggör spektroskopi av hjärtmuskeln.

ii) Validera metodiken under olika standardiserade fysiologiska förhållanden.

Metoder

Hjärtets lipider bestäms under fem oberoende MR-undersökningar fördelade över två dagar åtskilda av en eller två veckor. Båda dagarna inkluderade en mätning på morgonen efter en natts fasta (>8h) och en på eftermiddagen (8h efter frukost, 3,5h efter lunch). För att bestämma metodologisk reproducerbarhet upprepades eftermiddagsmätningen på en av de två dagarna (1h paus). Förberedelserna för de frivilliga inkluderade att de fortsatte med sin normala kost, men begränsade fysisk aktivitet under två föregående dagar. Hjärtlipider bestämdes genom enkelvoxel MR-spektroskopi.