Ett friskt hjärta hämtar det mesta av sin energi från fettsyror. Forskare har nu upptäckt att kronisk hjärtsvikt kan uppstå om ämnesomsättningen förändras så att hjärtat i stället tar sin energi från kolhydrater.
När en människa fyller 75 år har hennes hjärta pumpat nästan 180 miljoner liter blod genom kroppen. För att klara det slår hjärtat omkring 100 000 gånger per dygn för att förse kroppen med syre och andra viktiga ämnen ända till de allra minsta blodkärlen.
Forskare vid det tyska cancerforskningscentret DKFZ och Heidelbergs universitetssjukhus har upptäckt att upp till tre miljoner människor i Tyskland har trötta hjärtan: de lider av kronisk hjärtsvikt. Symtomen är andfåddhet, ödem och minskad förmåga till fysisk aktivitet. Till sist blir tillståndet livshotande.
– Det har varit känt ganska länge att kronisk hjärtsvikt leder till en förändring i ämnesomsättningen, säger Andreas Fischer vid Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) i Heidelberg.
Friska hjärtan producerar mer än 75 procent av sin energi från fettsyror, men svaga hjärtan övergår till att använda kolhydrater som primär energikälla. Men den här kopplingen går också åt andra hållet. I samarbete med kollegor vid DKFZ och Heidelbergs universitetssjukhus har Andreas Fischer upptäckt att växlingen från förbränning av fettsyror till förbränning av kolhydrater orsakar kronisk hjärtsvikt.
Fischers team har identifierat en receptormolekyl, Notch-1, som är den biokemiska nyckeln till den här effekten. Med hjälp av en terapeutisk antikropp som inaktiverade Notch-1 i blodkärlsväggarnas endotelceller i ett försök på möss kunde de blockera Notch-1-signalvägen nedströms. Då uppstod hjärtsvikt hos mössen. I ett annat experiment avlade forskarna fram möss där Notch-1-signalvägen i endotelcellerna kunde stängas av. Även i det försöket fick djuren hjärtsvikt inom några veckor.
– Den uppenbara effekten av detta kom som en överraskning, även för oss, säger Markus Jabs som är medförfattare till studien. Han förklarar vidare:
För att näringsämnen ska kunna gå från blodkärlen till hjärtmuskeln, måste de transporteras genom endotelcellerna.
Ketogen kost förhindrade hjärtsvikt hos möss
Transportprocesserna genom blodkärlsväggen är relativt välstuderade, men man vet inte mycket om hur de styrs. DKFZ-forskarna har nu identifierat Notch-1-receptorn som en nyckelaktör som kontrollerar transporten av fettsyror från blodet till hjärtats muskelvävnad.
– När Notch-1 är blockerad får hjärtat mindre tillgång till fettsyror och måste växla till glukos som energikälla, säger Markus Jabs.
Följden blir att en annan signalväg aktiveras, som kallas mTOR. Detta medför att hjärtat förstoras, vilket så småningom leder till hjärtfel. I ett försök har man visat att utvecklingen av hjärtsvikt hos möss kan förhindras om den här signalvägen blockeras. En kost med extremt låg andel kolhydrater hade samma effekt.
– Men det betyder inte att vi helt ska ta bort kolhydrater ur maten vi äter för att förhindra hjärtsvikt, säger Andreas Fischer som också är läkare. Han är övertygad om att en kost som innehåller mycket kolhydrater inte är ensam orsak till kronisk hjärtsvikt.
– Våra resultat visar vilken enorm inverkan en förändring i ämnesomsättningen har på hjärtats funktion, men förändringen kan uppstå på grund av både ärftliga och förvärvade metabola störningar.
Enligt Andreas Fischer bör dock en kost som hämmar mTOR-signalvägen kunna bidra till att förhindra livshotande hjärtsvikt, men mer forskning krävs innan man kan säga något säkert.
Om mTOR Signalvägen för proteinet mTOR känner av om det finns näring i kroppen. När vi äter kolhydrater – framför allt raffinerade kolhydrater med lite fibrer – eller större mängder protein, frisätts insulin som aktiverar mTOR-signalvägen. En överaktivering av mTOR har kopplingar till flera olika sjukdomstillstånd, bland annat cancer, fetma och typ 2-diabetes. Tidigare forskning har även visat att diabetespatienter har högre risk för hjärtsvikt, och särskilt om de behandlas med insulin.
Överaktiveringen av mTOR hämmas av ketogen kost, som innerhåller mycket lite kolhydrater, samt fysisk aktivitet. Det finns också en rad naturliga ämnen som tycks förhindra överaktivering av mTOR:
EGCG i grönt te Koffein Kurkumin i gurkmeja Quercetin i bl.a. kapris, te och lök
Källa: Deutsches Krebsforschungszentrum. A weak heart due to metabolic change. Pressmeddelande 2018-01-23
Studien: Jabs M., Rose A.J., Lehmann L.H., Taylor J., Moll I. m.fl. Inhibition of Endothelial Notch Signaling Impairs Fatty Acid Transport and Leads to Metabolic and Vascular Remodeling of the Adult Heart. Circulation, 2018; DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.117.029733
