Röda blodkroppar orsakar hjärt-kärlskada vid typ 2-diabetes

Skadliga effekter av ämnen som insöndras från röda blodkroppar kan förklara den ökade risken för hjärt-kärlsjukdomar hos patienter med typ 2-diabetes. Resultaten presenteras i två nya studier gjorda av forskare vid Karolinska Institutet publicerade i tidskrifterna Journal of the American College of Cardiology och JACC: Basic to Translational Science.

Det är känt att patienter med diabetes löper betydande risk att drabbas av hjärt-kärlsjukdomar. Dessa orsakas av skador på blodkärl i flera organ vilket leder till hjärtinfarkt, stroke, njurskador, ögonskador med mera. Patienter med diabetes har dessutom en försämrad prognos efter en hjärtinfarkt. De underliggande mekanismerna bakom hjärt-kärlskador vid diabetes är dock till stora delar okända och det saknas behandling som förhindrar att sådana skador uppstår.

Röda blodkroppar förändras vid typ 2-diabetes

Det finns resultat som talar för att de röda blodkropparna som transporterar syre till kroppens vävnader är förändrade vid diabetes och har ökad benägenhet att binda till blodkärlsväggen. Forskare vid Karolinska Institutet har nu studerat hur de röda blodkropparna förändras vid typ 2-diabetes och om de bidrar till hjärt-kärlskador. Resultaten presenteras i tidskrifterna Journal of the American College of Cardiology och JACC: Basic to Translational Science.

– Vi fann att friska blodkärl som exponeras för röda blodkroppar från patienter med typ 2-diabetes får skador på sitt innersta cellager, endotelcellerna. Detta fenomen som kallas endoteldysfunktion uppkommer tidigt vid utvecklingen av kärlskador vid diabetes och medför att kärlens förmåga att vidga sig blir kraftigt nedsatt samt att inflammationen ökar, säger John Pernow, professor vid institutionen för medicin, Solna, Karolinska Institutet, och ansvarig för de två studierna.

Skadliga effekter av enzymet arginas

I en experimentell modell kunde forskarna dessutom visa att röda blodkroppar från patienter med diabetes eller från diabetiska möss orsakar försämrad hjärtfunktion och större hjärtmuskelskada vid en hjärtinfarkt jämfört med röda blodkroppar från friska individer. Forskarna har också i detaljerade analyser på blodkärl från råttor och människor kunnat visa att de skadliga effekterna orsakas av ökad aktivitet av enzymet arginas, nedsatt bildning av den kärlvidgande molekylen kväveoxid samt ökad bildning av skadliga fria syreradikaler i de röda blodkropparna.

– Vi såg också att behandling riktad mot arginas eller fria syreradikaler normaliserade de röda blodkropparnas funktion vilket resulterade i att deras skadliga effekt på hjärt-kärlfunktionen kunde förhindras. Vår förhoppning är att den här kunskapen ska leda till nya behandlingar, specifikt riktade mot röda blodkroppar, som förebygger uppkomsten av kärlskador och skyddar hjärtat vid hjärtinfarkt hos patienter med typ 2-diabetes, säger John Pernow.

Forskningen finansierades av Vetenskapsrådet, Hjärt-Lungfonden, Stockholms Läns Landstings ALF-projektmedel, Torsten Söderbergs Stiftelse, Novo Nordisk Fonden och Diabetes Wellness Research Foundation.

Publikationer

“Erythrocytes from patients with type 2 diabetes induce endothelial dysfunction via arginase I”
Zhou Z, Mahdi A, Tratsiakovich Y, Zahorán S, Kövamees O, Nordin F, Gonzalez AEU, Alvarsson M, Östenson CG, Andersson DC, Hedin U, Hermesz E, Lundberg JO, Yang J, Pernow J.
Journal of the American College of Cardiology, online 6:e augusti 2018, doi: 10.1016/j.jacc.2018.05.052

“Red blood cells in type 2 diabetes impair cardiac post-ischemic recovery through an arginase-dependent modulation of nitric oxide synthase and reactive oxygen species”
Yang J, Zheng X, Mahdi A, Zhou Z, Tratsiakovich Y, Jiao T, Kiss A, Kövamees O, Alvarsson M, Catrina CB, Lundberg JO, Brismar K, Pernow J.
JACC: Basic to Translational Science, online 18 juli 2018, doi: 10.1016/j.jacbts.2018.03.006