| Hintergrund
Adipositas und Typ-2-Diabetes mellitus (T2DM) erhöhen das Risiko für Herzinsuffizienz (HF), einschließlich diastolischer Dysfunktion. Tiermodelle für Adipositas und T2DM, die für die mechanistische Forschung verwendet werden, zeigen zwar eine diastolische Dysfunktion, aber in diesen Modellen entwickelt sich in der Regel keine Atherosklerose, es sei denn, es wurde eine für Atherosklerose prädisponierende Mutation eingezüchtet. Diese Tiermodelle erlauben es daher nicht, den zusätzlichen Beitrag der Atherosklerose und der vaskulären Dysfunktion abzuschätzen, die sich jedoch beim Menschen mit T2DM häufig entwickeln. Ziel der vorliegenden Studie war es daher, die Auswirkungen von Adipositas und T2DM auf die Herzfunktion und -struktur in einem Mausmodell zu untersuchen, das auch Atherosklerose entwickelt.
Methoden
Ldlr-/- Mäuse wurden 16 Wochen lang entweder mit normalem Futter (n=10) oder einer sogenannten westlichen Diät (WD; n=10) gefüttert. Körpergewicht, Nahrungs- und Wasseraufnahme wurden wöchentlich gemessen. Glukosetoleranztests wurden nach 8 und 16 Wochen Futter oder WD-Fütterung durchgeführt. Zur Messung der Herzfunktion und -struktur wurde eine Echokardiographie durchgeführt. Die Größe der Kardiomyozyten wurde mit der WGA-Färbung und die kardiale Fibrose mit der Masson-Trichrom-Färbung bestimmt.
Ergebnisse
WD führte zu einer kontinuierlichen Zunahme des Körpergewichts im Laufe der Studie und zu erhöhten Serumglukosewerten nach intravenöser Glukosegabe. Die Mittelwerte des HW/TL-Verhältnisses waren bei Mäusen, die mit WD gefüttert wurden, signifikant niedriger, was auf eine geringere Herzgröße trotz des erhöhten Körpergewichts hindeutet. Bei der Kardiomyozytengröße gab es keinen Unterschied zwischen den Gruppen. Die Echokardiographie ergab keinen Unterschied in der Ejection Fraction zwischen den Gruppen. Der diastolische Durchmesser und das diastolische Volumen waren verringert, doch bei Normalisierung auf das Herzgewicht waren diese Werte nicht mehr unterschiedlich. Die Wanddicke blieb zwischen den Gruppen unverändert, aber die Normalisierung auf das Herzgewicht ergab eine signifikant erhöhte Wanddicke, was auf eine kardiale Hypertrophie hindeutet. Die E/A- und E/E'-Werte, die auf eine diastolische Dysfunktion hindeuten, wiesen niedrigere Mittelwerte auf, die jedoch statistisch nicht signifikant waren. Das auf das Körpergewicht normierte Herzzeitvolumen war bei mit WD gefütterten Mäusen deutlich niedriger. Die histologische Analyse des LV-Myokards ergab keinen wesentlichen Unterschied im Kollagengehalt des Herzens in der WD Gruppe.
Schlussfolgerung
WD induzierte charakteristische Merkmale des metabolischen Syndroms wie Fettleibigkeit und Insulinresistenz bei Ldlr-/- Mäusen. So konnten in diesem Modell das durch das Körpergewicht bedingte Gewichtszunahme bedingt wird, die Funktion des Herzens abgeschwächt werden. So konnte WD ein hypertrophes kardiales Remodeling und möglicherweise eine diastolische Dysfunktion hervorrufen. Die geringere Herzgröße könnte die Cardiac Output adipöser Ldlr-/- Mäuse einschränken. In diesem Sinne weist dieses zur Atherosklerose neigende Modell von Adipositas und T2DM Merkmale der diabetischen Kardiomyopathie auf, die denen ähneln, die in anderen Tiermodellen ohne prädisponierende
Atherosklerose haben.
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