Die diabetische Kardiomyopathie ist eine gefährliche Erkrankung, von der 17 bis 24 Prozent der Diabetiker oder etwa 77 Millionen Patienten weltweit betroffen sind. Das Erkennen der frühen Anzeichen und das Verstehen Ihres Risikos für Herzinsuffizienz ist von immenser Bedeutung.

Diabetes kann das Risiko mehrerer schwerwiegender Gesundheitsprobleme bergen, insbesondere wenn er unbehandelt bleibt. Ein konstant hoher Blutzuckerspiegel wirkt sich auf jeden Teil Ihres Körpers aus, ist jedoch besonders bedrohlich für Herz und Blutgefäße – und Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind nach wie vor die häufigste Todesursache bei Menschen mit Diabetes. Die häufigsten Herzprobleme bei Diabetespatienten sind Erkrankungen der Herzkranzgefäße, Schlaganfall und Herzinsuffizienz.

Bereits in den 1970er Jahren stellten Wissenschaftler Veränderungen in der Struktur und Funktion des Herzmuskels von Diabetikern fest, selbst wenn keine koronare Herzkrankheit vorlag. Diese Störung ist heute als diabetische Kardiomyopathie bekannt, eine Art von Herzmuskelerkrankung, die durch strukturelle Veränderungen des Herzmuskels gekennzeichnet ist, die sich auf die Funktionsweise des Herzens auswirken.

Die American Heart Association definiert diabetische Kardiomyopathie als einen klinischen Zustand einer ventrikulären Dysfunktion (Dysfunktion der Pumpkammern des Herzens) ohne hohen Blutdruck oder koronare Atherosklerose (eine Krankheit, bei der sich Plaque in Ihren Arterien ansammelt). Bei rund 25 Prozent der Patienten führt DCM zu Herzinsuffizienz.

Was ist Kardiomyopathie?

Kardiomyopathie ist eine Gruppe von Herzmuskelerkrankungen, die durch Veränderungen der Herzstruktur gekennzeichnet sind. Diese Veränderungen beeinträchtigen die Fähigkeit des Herzens, Blut zu pumpen, und können häufig zu Herzversagen führen, einem Zustand, in dem das Herz die Anforderungen des Körpers nicht erfüllen kann.

Es gibt viele mögliche Ursachen für eine Kardiomyopathie. Einige sind genetisch bedingt, während andere als Folge einer anderen systematischen Krankheit wie Diabetes auftreten können. Obwohl die Ursachen unterschiedlich sind, tritt die Kardiomyopathie normalerweise als eine von vier Arten auf: dilatativ, hypertrophe restriktiv und arrhythmisch. Diese werden normalerweise als Phänotypen bezeichnet, eine Reihe von beobachtbaren Merkmalen eines bestimmten Zustands. DCM stellt sich normalerweise als erweiterte Kardiomyopathie dar, bei der sich die Herzwände dehnen

Wie und warum verursacht Diabetes eine Kardiomyopathie?

Bei Typ-1-Diabetes mellitus (T1DM) produziert die Bauchspeicheldrüse nicht genug Insulin, eines der wichtigsten Hormone, mit denen Zucker in Zellen gelangen kann, wo sie dann als Brennstoff verwendet werden können. Typ-2-Diabetes (T2DM) ist durch Insulinresistenz gekennzeichnet, was bedeutet, dass der Körper nicht so auf Insulin reagiert, wie er es soll.

Das Ergebnis von Typ 1 und Typ 2 ist ein erhöhter Blutzuckerspiegel über einen längeren Zeitraum, was zu vielen Veränderungen im Organismus führt. Auf diese Weise können sowohl T1DM als auch T2DM zu einer diabetischen Kardiomyopathie führen, die zu Herzversagen führen kann.

Die Entwicklung von DCM ist still und komplex, abhängig von mehreren Faktoren und durch verschiedene Mechanismen. Es wird als still bezeichnet, weil es durch ein ungewöhnlich langes symptomloses Stadium (die sogenannte Latenzzeit) gekennzeichnet ist. Während dieser Zeit treten eine Reihe wichtiger metabolischer und struktureller Veränderungen auf. Die Veränderungen können auf zellulärer Ebene und innerhalb der Struktur des gesamten Herzens beobachtet werden. Schauen wir uns einige der wichtigsten Änderungen an.

Änderungen auf zellularer Ebene

  • Eine Abnahme der Glukoseaufnahme durch die Herzzellen. Normale Herzzellen beziehen den größten Teil ihrer Energie aus Fettsäuren und Glukose. Infolge niedriger Insulinspiegel und geringerer Anzahl von Glukosetransportern (Proteine, durch die die Glukose in die Zellen gelangt, so etwas wie Zellgatter für Glukose; in dieser Analogie wäre Insulin der Schlüssel für das Tor), beginnen die Herzzellen nur zu nehmen die Fettsäuren. Dies stört das Gleichgewicht und verursacht viele Veränderungen. Hoher Blutzucker (Hyperglykämie) bewirkt, dass die Mitochondrien (Zellorganellen, die für die Zellatmung verantwortlich sind) Superoxid produzieren, ein sehr reaktives Molekül, das die DNA und die Proteine schädigen kann.
  • Bildung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS), die zu oxidativem Stress führen. Der Überschuss an Blutzucker beginnt zu reagieren und chemische Bindungen mit Proteinen um ihn herum zu bilden. Nach einer Reihe von Reaktionen führen diese veränderten Proteine zur Bildung von ROS, sehr reaktiven Spezies, die jedes Molekül schädigen können, mit dem sie in Kontakt kommen, einschließlich DNA. Diese veränderten Proteine aktivieren auch Wege, die zu einer Entzündungsreaktion und einer Abnahme der kontraktilen Proteine führen. Dies ist sehr wichtig, da die Kontraktion des Herzens auf der Kontraktion dieser Proteine beruht. Entzündungen spielen auch eine große Rolle bei der Entwicklung von DCM.
  • Eine Veränderung in der Art und Weise, wie die Herzzellen miteinander kommunizieren (Veränderungen in der Kalziumsignalisierung).
  • Bildung toxischer Proteinstrukturen, die zum Tod der Herzzellen führen. Dies geschieht durch die Fehlfaltung von Proteinen. Jedes Protein hat eine 3D-Struktur und Moleküle, die ihm helfen, sich in diese Struktur zu falten. Manchmal kann das Falten zu unbeabsichtigten Proteinstrukturen führen, die toxisch sein können.
  • Abbau der extrazellulären Matrix. Herzzellen sind von einem Netz von Proteinen umgeben, das als extrazelluläre Herzmatrix bezeichnet wird. Diese Proteine sind sehr wichtig für die Herzfunktion und ermöglichen normale Kontraktionen durch Positionierung jeder Herzzelle. Das führt zu einer koordinierten Reaktion auf einen elektrischen Reiz. Eine Störung des Netzes, das die Herzzellen hält und positioniert, beeinflusst die Art und Weise, wie sich das Herz zusammenzieht.

Veränderungen in der Herzstruktur

  • Linksventrikuläre Hypertrophie (LVH). Ihr Herz ist eine Muskelpumpe mit vier Kammern. Zwei obere Kammern, die Vorhöfe, sammeln das Blut und leiten es zu den unteren Pumpkammern, den sogenannten Ventrikeln. Der linke Ventrikel ist die Hauptpumpenkammer des Herzens, die sauerstoffhaltiges Blut aus der Lunge in jeden anderen Körperteil pumpt. Hypertrophie ist der Begriff, der verwendet wird, um die Vergrößerung und abnormale Verdickung des linken Ventrikels zu beschreiben. Dies verringert die Fähigkeit, Blut zu pumpen, und ist ein Risikofaktor für Herzinsuffizienz. Bei DCM tritt es hauptsächlich bei Patienten mit Typ-2-Diabetes auf, und Fettleibigkeit spielt eine große Rolle. Das Fettgewebe produziert Leptin und Resistin, Hormone, die das Gefühl von Hunger und Sättigung regulieren. Sie beeinflussen jedoch auch viele andere Zellen und führen durch noch unbekannte Mechanismen zur Hypertrophie des Herzmuskels. Es wird auch angenommen, dass Insulin als Wachstumsfaktor im Herzen wirkt.
  • Herzfibrose. Narbenbildung des Herzens, gekennzeichnet durch extra kollagenes Gewebe.

Was sind die Symptome einer diabetischen Kardiomyopathie?

Die diabetische Kardiomyopathie ist durch eine lange asymptomatische Phase gekennzeichnet. In dieser Phase, auch Latenzzeit genannt, durchläuft das Herz die oben beschriebenen Veränderungen, aber es dauert einige Zeit, bis strukturelle und metabolische Veränderungen Symptome zeigen.

Diabetische Kardiomyopathie kann als restriktiver oder erweiterter Kardiomyopathietyp vorliegen. Bei erweitertem CM wird der Ventrikel vergrößert. Die Wände eines oder beider Ventrikel dehnen sich (dehnen sich aus) und werden dünner, was es für den Ventrikel schwieriger macht, sich zusammenzuziehen und Blut effektiv zu pumpen.

Bei restriktivem CM werden die Ventrikelwände steif und normales Gewebe wird durch Narbengewebe ersetzt. Bei diabetischem CM treten diese beiden Veränderungen am linken Ventrikel auf. Während beide zu Herzversagen führen können, gibt es einen wichtigen Unterschied in der Ejektionsfraktion. Die Ejektionsfraktion (EF) ist ein Maß für den Prozentsatz des Blutes, das Ihr Herz bei jeder Kontraktion verlässt. Wenn DCM-Patienten mit einem erweiterten Typ symptomatisch werden, treten sie als Herzinsuffizienz mit reduzierter Ejektionsfraktion auf, während der restriktive Phänotyp eine normale EF aufweist. Dies erfordert unterschiedliche therapeutische Ansätze.

Frühe Anzeichen

Bevor die Symptome die Show beginnen, kann ein Arzt einige der folgenden Anzeichen beobachten:

  • Linke ventrikuläre Hypertrophie. Bildgebende Verfahren wie das Echokardiogramm zeigen die Verdickung der Herzwände (dicker als 1,1 cm).
  • Linksventrikuläre diastolische Dysfunktion. Das Herz arbeitet durch Zyklen, die jeweils aus Muskelentspannung und Blutfüllung (Diastole) bestehen, gefolgt von einer Kontraktion, die das Blut aus der Kammer pumpt (Systole). Eine diastolische LV-Dysfunktion bedeutet, dass sich der linke Ventrikel nicht wie vorgesehen mit Blut füllt. Narben im Herzgewebe (Fibrose) spielen eine große Rolle bei der diastolischen Dysfunktion. Studien haben gezeigt, dass zwischen 40 und 75 Prozent von T1DM und T2DM eine diastolische Dysfunktion haben. Sobald eine diastolische Dysfunktion diagnostiziert wurde, sollten alle Maßnahmen ergriffen werden, um das Fortschreiten von DCM zu einer systolischen Dysfunktion und folglich zu einer Herzinsuffizienz zu verhindern.

Spätere Manifestationen

  • Vergrößerung des linken Ventrikels.
  • Systolische Dysfunktion. Die Fähigkeit des linken Ventrikels, sich zusammenzuziehen und Blut zu pumpen, ist verringert. Dies geschieht normalerweise nach einer diastolischen Dysfunktion und führt zu einer Herzinsuffizienz
  • Symptomatische Herzinsuffizienz.

Symptome einer Herzinsuffizienz

Sobald das diabetische CM fortgeschritten ist, treten Symptome auf, die für eine Herzinsuffizienz typisch sind. Das beinhaltet:

  • Atemnot, Husten oder Keuchen. Dies geschieht, weil sich Flüssigkeit in der Lunge ansammelt.
  • Müdigkeit, Schwäche oder Müdigkeit. Jede Zelle in unserem Körper benötigt Sauerstoff für ihre Stoffwechselprozesse. Bei Herzinsuffizienz kann das Herz nicht genug sauerstoffreiches Blut pumpen, um den Energiebedarf des Körpers zu decken, was zu einem Gefühl der Müdigkeit und allgemeinem Energiemangel führt.
  • Schwellung der Beine und der Knöchel. Das Herz hat nicht genug Kraft, um verbrauchtes Blut aus den unteren Körperteilen zurückzudrängen, was zu Flüssigkeitsansammlungen führt.
Quellen:
[1] https://heart.bmj.com/content/105/4/337
[2] https://doi.org/10.2337/diacare.26.10.2949
[3] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2914514/
[4] https://ahajournals.org/doi/full/10.1161/circresaha.117.311586
[5] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6218509/
[6] https://www.prnewswire.com/news-releases/a-new-treatment-option-for-diabetic-cardiomyopathy-300911866.html
[7] https://www.globenewswire.com/news-release/2019/12/06/1957255/0/en/Applied-Therapeutics-Announces-Presentation-of-Pre-Clinical-Data-Highlighting-AT-001-for-Treatment-of-Diabetic-Cardiomyopathy-at-the-World-Congress-on-Insulin-Resistance-Diabetes-C.html
[8] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17592090/
[9] https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fendo.2017.00072/full
[10] Photo courtesy of SteadyHealth